Solução hipertônica: características, como prepará-lo e exemplos
A solução hipertônica é aquela em que a pressão osmótica é maior na vizinhança da célula. Para nivelar essa diferença, a água flui de dentro para fora, causando seu encolhimento. Na imagem inferior, o estado dos glóbulos vermelhos pode ser observado em concentrações de diferentes tonicidades.
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 mover água para uma célula ou para o 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, com um valor de 290 mOsm / L de água.
O valor da osmolalidade plasmática é obtido medindo-se a diminuição do ponto crioscópico (propriedade coligativa).
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 estas 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 H2O, 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 preferivelmente 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
Osmolaridade (mOsm / L de H 2 O) = molaridade (mmol / L de H 2 O) ∙ v ∙ g
v = número de partículas nas quais um composto é dissociado em solução, por exemplo: NaCl dissocia-se em duas partículas: Na + e Cl-, assim v = 2.
O CaCl 2 em solução aquosa dissocia-se em três partículas: Ca2 + e 2 Cl-, assim v = 3. FeCl 3 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.
Os eletrólitos em soluções altamente diluídas têm um valor "g" próximo a 1. Pelo contrário, à medida que a concentração de uma solução eletrolítica aumenta, o valor de "g" diminui e diz-se que se aproxima de zero.
Quando a concentração de um composto eletrolítico aumenta, o número de partículas eletricamente carregadas na solução aumenta da mesma maneira, então a possibilidade de interação entre partículas carregadas positivamente e negativamente aumenta.
Isto tem como consequência que o número de partículas reais diminui em comparação com o número de partículas teóricas, portanto há uma correção no valor da osmolalidade ou osmolalidade. 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 maior concentração 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 irá fluir dos eritrócitos para a solução extracelular, produzindo seu encolhimento 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 H 2 O, 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 CaCl 2 com uma osmolalidade de 400 mOsm / L de H 2 O: determine a necessidade de g / L de H 2 O de CaCl 2 .
Dados
- Peso molecular de CaCl 2 = 111 g / mol
- Osmolalidade = molalidade ∙ v ∙ g
- molalidade = osmolalidade / v ∙ g
Neste caso, o CaCl2 é dissolvido em três partículas, portanto v = 3. O valor do coeficiente osmótico é assumido como sendo 1, se não houver tabelas de g para o composto.
molalidade = (400 mOsm / L de H 2 O / 3) ∙ 1
= 133, 3 mmol / L de H2O
= 0, 133 mol / L de H2O
g / L de H 2 O = mol / L de H 2 O ∙ g / mol (peso molecular)
= 0, 133 mol / L de 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 (hipertônica), pesam-se 14, 76 g de CaCl2 e depois adiciona-se um litro de água.
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 H 2 O.
Dados
- Peso molecular de glicose 180 g / mol
- v = 1
- g = 1
A glicose não se dissocia porque tem ligações covalentes, portanto 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 de H 2 O
molalidade = 0, 35 mol / L de H 2 O.
g / L de H2O = peso molecular
= 0, 35 mol / L de H2O - 180 g / mol
= 63 g / l de H2O