ІЗОТОНІЧНИЙ РОЗЧИН: КОМПОНЕНТИ, ПРЕПАРАТ, ПРИКЛАДИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Ізотонічний розчин є той , який представляє таку ж концентрація розчиненої речовини по відношенню до розчину розділена або виділена напівпроникну бар'єром. Цей бар'єр дозволяє розчиннику проходити крізь усі, але не всі розчинені частинки.

У фізіології зазначений ізольований розчин відноситься до внутрішньоклітинної рідини, тобто до внутрішньої частини клітин; в той час як напівпроникний бар'єр відповідає клітинній мембрані, утвореній ліпідним двошаровим шаром, через який молекули води можуть перенапружуватися у позаклітинне середовище.

Взаємодія клітини із ізотонічним розчином. Джерело: Габріель Болівар.

Зображення вище ілюструє, що розуміється під ізотонічним розчином. "Концентрація" води однакова всередині і зовні клітини, тому її молекули надходять або виходять через клітинну мембрану з однаковими частотами. Тому, якщо дві клітини води потраплять у клітину, дві з них одночасно вийдуть у позаклітинне середовище.

Цей стан, званий ізотонічністю, виникає лише тоді, коли водна середовище, що знаходиться всередині і поза клітиною, містить однакову кількість розчинених розчинених частинок. Таким чином, розчин буде ізотонічним, якщо концентрація його розчинних речовин буде аналогічна концентрації рідини або внутрішньоклітинного середовища. Наприклад, 0,9% фізіологічний розчин є ізотонічним.

Компоненти ізотонічних розчинів

Щоб існував ізотонічний розчин, потрібно спочатку переконатися, що в розчині або середовищі розчинника виникає осмос, а не дифузія розчиненого речовини. Це можливо лише за умови наявності напівпроникного бар'єру, який дозволяє молекулам розчинника проходити крізь молекули розчинника, але не розчинити молекули, особливо електрично заряджені розчинники.

Таким чином, розчинний розчин не зможе дифундувати від більш концентрованих регіонів до більш розведених областей. Натомість молекули води будуть рухатися з однієї сторони на іншу, перетинаючи напівпроникний бар'єр та відбувається осмос. У водній та біологічній системах цей бар'єр є на відмінності клітинної мембрани.

Маючи напівпроникний бар'єр і середовище розчинника, також необхідна наявність іонів або солей, розчинених в обох середовищах: внутрішньому (всередині бар'єру) і зовнішньому (зовні бар'єру).

Якщо концентрація цих іонів однакова з обох сторін, то не буде надлишку чи дефіциту молекул води для їх сольвати. Тобто кількість вільних молекул води однакова, а значить, вони не пройдуть через напівпроникний бар’єр в будь-яку сторону, щоб вирівняти концентрацію іонів.

Підготовка

- Умови та рівняння

Хоча ізотонічний розчин можна приготувати з будь-яким розчинником, оскільки вода є середовищем для клітин, це вважається кращим варіантом. Відомо точно концентрацію солей у конкретному органі тіла або в крові, можна оцінити, яка кількість солей повинна бути розчинена в заданому обсязі.

У хребетних організмів прийнято, що в середньому концентрація розчинних речовин у плазмі крові становить близько 300 мОсм / л (міліосмолярність), і це можна інтерпретувати як майже 300 ммоль / л. Тобто це дуже розведена концентрація. Для оцінки мільйомолярності необхідно застосувати таке рівняння:

Осмолярність = m v g

Для практичних цілей передбачається, що g, коефіцієнт осмотики, має значення 1. Отже, рівняння тепер виглядає так:

Осмолярність = mv

Де m - молярність розчиненого речовини, а v - кількість частинок, на які зазначене розчинене речовина дисоціює у воді. Потім ми множимо це значення на 1000, щоб отримати мільйомолярність для конкретного розчиненого речовини.

Якщо є більше одного розчиненого речовини, то загальна мільйомолярність розчину становитиме суму міліосмолярностей для кожного розчиненого речовини. Чим більше розчинених речовин щодо внутрішніх клітин, тим менше ізотонічним буде готовий розчин.

- Приклад підготовки

Припустимо, ви хочете приготувати один літр ізотонічного розчину, починаючи з глюкози та натрію фосфату натрію. Скільки глюкози слід важити? Припустимо, _{буде використано} 15 грам NaH ₂ PO ₄ .

Перший крок

Спершу ми повинні визначити осмолярність NaH ₂ PO _4, обчисливши його молярність. Для цього ми використовуємо його молярну масу або молекулярну масу, 120 г / моль. Оскільки нас просять літр розчину, ми визначаємо родимки і будемо мати молярність безпосередньо:

кротів (NaH ₂ PO ₄ ) = 15 г ÷ 120 г / моль

= 0,125 моль

M (NaH ₂ PO ₄ ) = 0,125 моль / л

Але коли NaH ₂ PO ₄ розчиняється у воді, він вивільняє катіон Na ^+, а H ₂ PO ₄ ^- аніон , тому v рівняння осмолярності v має значення 2. Потім переходимо до обчислення для NaH ₂ PO ₄ :

Осмолярність = mv

= 0,125 моль / л 2

= 0,25 Осм / л

А коли множимо на 1000, ми маємо мільйомолярність NaH ₂ PO ₄ :

0,25 Осм / л 1000 = 250 мОсм / л

Другий крок

Оскільки загальна мільйомолярність розчину повинна дорівнювати 300 мОсм / л, ми віднімаємо, щоб з’ясувати, якою має бути глюкоза:

mOsm / L (глюкоза) = mOsm / L (Всього) - mOsm / L (NaH ₂ PO ₄ )

= 300 мОсм / л - 250 мОсм / л

= 50 мОсм / л

Оскільки глюкоза не дисоціює, v дорівнює 1, а його осмолярність дорівнює молярності:

М (глюкоза) = 50 мОсм / л ÷ 1000

= 0,05 моль / л

Будучи моляром глюкози 180 г / моль, ми нарешті визначаємо, скільки грамів ми повинні зважити, щоб розчинити його в тому літрі ізотонічного розчину:

Маса (глюкоза) = 0,05 моль 180 г / моль

= 9 гр

Тому цей ізотонічний розчин NaH ₂ PO ₄ / глюкози готують шляхом розчинення 15 г NaH ₂ PO ₄ та 9 грамів глюкози в одному літрі води.

Приклади ізотонічних розчинів

Ізотонічні розчини або рідини не викликають градієнта або зміни концентрації іонів в організмі, тому їх дія по суті орієнтована на гідратацію пацієнтів, які отримують його у разі кровотечі або зневоднення.

Звичайний фізіологічний розчин

Один з таких розчинів - звичайний фізіологічний розчин, з концентрацією NaCl 0,9%.

Рішення Рінгера в лактації

Інші ізотонічні розчини, що використовуються з цією ж метою, - це лактаційний Рінгер, який знижує кислотність завдяки буферному або буферному складу, і фосфатні розчини Соренсена, що складаються з фосфатів та хлориду натрію.

Неводні системи

Ізотонічність також може бути застосована до неводних систем, таких як ті, де розчинником є ​​спирт; до тих пір, поки існує напівпроникний бар'єр, який сприяє проникненню молекул алкоголю та утримує розчинені частинки.

Список літератури

1. Де Лер Спілва, А. та Муктани, Ю. (1999). Посібник з фармацевтичних спеціальностей у Венесуелі. Видання XXXVª Глобальні видання.
2. Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е видання). CENGAGE Навчання.
3. Elsevier BV (2020). Ізотонічний розчин. Відновлено з: sciencedirect.com
4. Адріан Брюндж. (2020). Ізотонічне рішення: визначення та приклад. Вивчення. Відновлено з: study.com
5. Felicitas Merino de la Hoz. (sf). Внутрішньовенна рідинна терапія. Університет Кантабрії. . Відновлено з: ocw.unican.es
6. Фармацевтична та сполучна лабораторія. (2020). Офтальмологічні препарати: Ізотонічні буфери. Відновлено з: pharmlabs.unc.edu