Características da solução hipertônica, como prepará-la e exemplos

O solução hipertônica é aquele em que a pressão osmótica é maior na vizinhança da célula. Para nivelar essa diferença, a água flui do interior para o exterior, causando seu encolhimento. Na imagem abaixo, o estado dos glóbulos vermelhos em concentrações de diferentes tonicidades pode ser observado.

Nestas células o fluxo de água com setas é destacado, mas o que é tonicidade? E também, o que é pressão osmótica? Existem várias definições da tonicidade de uma solução. Por exemplo, pode ser denominado como a osmolalidade de uma solução comparada ao plasma.

Também pode se referir à concentração de solutos dissolvidos em uma solução, separada de seu ambiente por uma membrana que orienta a direção e a extensão da difusão da água através dela.

Da mesma forma, pode ser visto como a capacidade de uma solução extracelular de movimentar a água dentro de uma célula ou em direção ao seu exterior.

Uma noção final pode ser a medida da pressão osmótica que se opõe ao fluxo de água através de uma membrana semipermeável. No entanto, a definição de tonicidade mais comumente utilizada é aquela que a indica como osmolalidade plasmática, tendo um valor de 290 mOsm / L de água.

O valor da osmolalidade plasmática é obtido medindo-se a diminuição do ponto crioscópico (propriedade coligativa).

Índice

• 1 Propriedades coligativas
• 2 Cálculo da osmolalidade e osmolalidade
  • 2.1 Coeficiente osmótico
• 3 Características de uma solução hipertônica
• 4 Como preparar uma solução hipertônica?
• 5 exemplos
  • 5.1 Exemplo 1
  • 5.2 Exemplo 2
• 6 referências

Propriedades Collative

A pressão osmótica é uma das propriedades coligativas. Estes são aqueles que dependem do número de partículas e não da sua natureza, tanto na solução como na natureza do solvente.

Então, não importa para estas propriedades se a partícula é um átomo de Na ou K, ou uma molécula de glicose; o importante é o seu número.

As propriedades coligativas são: a pressão osmótica, a diminuição do ponto crioscópico ou de congelamento, a diminuição da pressão de vapor e o aumento do ponto de ebulição.

Para analisar ou trabalhar com essas propriedades das soluções, é necessário usar uma expressão da concentração das soluções que não sejam as normalmente expressas.

Expressões de concentrações como molaridade, molalidade e normalidade são identificadas com um soluto particular. Por exemplo, diz-se que uma solução é 0,3 molar em NaCl ou 15 mEq / L Na⁺etc.

No entanto, ao expressar a concentração em osmoles / L ou em osmoles / L de H₂Ou, não há identificação de um soluto, mas o número de partículas em solução.

Cálculo da osmolaridade e osmolalidade

Para plasma, a osmolalidade expressa em mOsm / L de ua, mOsm / kg de ua, Osm / L de ua ou Osm / kg de ua preferencialmente utilizada.

A razão para isto é a existência no plasma das proteínas que ocupam uma porcentagem importante do volume plasmático - aproximadamente 7% -, pelo que o resto dos solutos se dissolvem em um volume menor de um litro.

No caso de soluções de solutos de baixo peso molecular, o volume ocupado por estes é relativamente baixo, e a osmolaridade e a osmolaridade podem ser calculadas da mesma maneira sem cometer um grande erro.

Osmolaridade (solução mOsm / L) = molaridade (mmol / L) ∙ v ∙ g

Osmolalidade (mOsm / L de H₂O) = molalidade (mmol / L de H₂O) ∙ v ∙ g

v = número de partículas em que um composto é dissociado em solução, por exemplo: NaCl dissocia-se em duas partículas: Na⁺ e Cl^-, então v = 2.

CaCl₂ em solução aquosa dissocia-se em três partículas: Ca²⁺ e 2 Cl^-, então v = 3. FeCl₃ em solução dissocia-se em quatro partículas: Fe³⁺ e 3 Cl^-.

As ligações que se dissociam são as ligações iônicas. Então, dos compostos que apresentam em sua estrutura apenas ligações covalentes não se dissociam, por exemplo: glicose, sacarose, uréia, entre outros. Nesse caso, v = 1.

Coeficiente osmótico

O fator de correção "g" é o chamado coeficiente osmótico criado para corrigir a interação eletrostática entre as partículas eletricamente carregadas em solução aquosa. O valor de "g" varia de 0 a 1. Os compostos com ligações não dissociáveis ​​- isto é, covalentes - têm um valor "g" de 1.

Eletrólitos em soluções altamente diluídas têm um valor "g" próximo de 1. Caso contrário, à medida que a concentração de uma solução eletrolítica aumenta, o valor de "g" diminui e é considerado próximo de zero.

Quando a concentração de um composto eletrolítico aumenta, o número de partículas eletricamente carregadas em solução aumenta da mesma maneira, de modo que a possibilidade de interação entre partículas carregadas positivamente e negativamente aumenta.

Isso resulta no número de partículas reais diminuindo em comparação com o número de partículas teóricas, portanto, é correto o valor da osmolalidade ou da osmolaridade. Isso é feito pelo coeficiente osmótico "g".

Características de uma solução hipertônica

A osmolalidade da solução hipertônica é maior que 290 mOsm / L de água. Se entrar em contato com o plasma através de uma membrana semipermeável, a água fluirá do plasma para a solução hipertônica até que um equilíbrio osmótico entre as duas soluções seja atingido.

Neste caso, o plasma tem uma concentração maior de partículas de água do que a solução hipertônica. Na difusão passiva, as partículas tendem a se difundir dos locais onde sua concentração é maior para os locais onde ela é mais baixa. Por esta razão, a água flui do plasma para a solução hipertônica.

Se os eritrócitos forem colocados na solução hipertônica, a água fluirá dos eritrócitos para a solução extracelular, produzindo sua contração ou crenação.

Assim, o compartimento intracelular e o compartimento extracelular têm a mesma osmolaridade (290 mOsm / L de água), pois existe um equilíbrio osmótico entre os compartimentos do corpo.

Como preparar uma solução hipertônica?

Se a osmolalidade plasmática é de 290 mOsm / L de H₂Ou, uma solução hipertônica tem uma osmolalidade maior que esse valor. Portanto, temos um número infinito de soluções hipertônicas.

Exemplos

Exemplo 1

Se você quiser preparar uma solução de CaCl₂ com uma osmolalidade de 400 mOsm / L de H₂Ou: encontre o g / l de H₂Ou CaCl₂ necessário.

Dados

- Peso Molecular de CaCl₂= 111 g / mol

- Osmolalidade = molalidade ∙ v ∙ g

- molalidade = osmolalidade / v ∙ g

Neste caso, o CaCl₂ dissolve-se em três partículas, então v = 3. O valor do coeficiente osmótico é assumido como 1, se não houver tabelas de g para o composto.

molalidade = (400 mOsm / L de H₂O / 3) ∙ 1

= 133,3 mmol / L de H₂O

= 0,133 mol / L H₂O

g / l de h₂O = mol / L de H₂O ∙ g / mol (peso molecular)

= 0,133 mol / L H₂O ∙ 111 g / mol

= 14,76 g / l de H₂O

Para preparar uma solução de CaCl₂ de uma osmolalidade de 400 mOsm / L de H₂O (hipertônico), pesa 14,76 g de CaCl₂, e então um litro de água é adicionado.

Este procedimento pode ser seguido para preparar qualquer solução hipertônica da osmolalidade desejada, desde que seja assumido um valor de 1 para o coeficiente osmótico "g".

Exemplo 2

Prepare uma solução de glicose com uma osmolalidade de 350 mOsm / L de H₂O.

Dados

- Peso molecular de glicose 180 g / mol

- v = 1

- g = 1

A glicose não se dissocia porque tem ligações covalentes, então v = 1. Como a glicose não se dissocia em partículas eletricamente carregadas, não pode haver interação eletrostática, portanto g é igual a 1.

Então, para compostos não dissociáveis ​​(como é o caso da glicose, sacarose, uréia, etc.), a osmolalidade é igual à molalidade.

Molalidade da solução = 350 mmol / L H₂O

molalidade = 0,35 mol / L₂O.

g / l de h₂O = peso molecular

= 0,35 mol / L₂O ∙ 180 g / mol

= 63 g / l de H₂O

Referências

1. Fernández Gil, L., Liévano, P. A. e Rivera Rojas, L. (2014). Determinação da tonicidade da solução multiuso All In One Light. Ciência e Tecnologia para a Saúde Visual, 12 (2), 53-57.
2. Jimenez, J., Macarulla, J. M. (1984). Fisicoquímica Fisiológica. Editorial Interamericana. 6ª edição.
3. Ganong, W.F. (2004). Fisiologia Médica Editar O manual moderno. 19ª edição
4. Wikipédia. (2018) Tonicidade Retirado em 10 de maio de 2018, de: en.wikipedia.org
5. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (2 de junho de 2017). Pressão osmótica e tonicidade. Retirado em 10 de maio de 2018, de: thoughtco.com