- Komponente izotoničkih otopina
- priprema
- - Uvjeti i jednadžba
- - Primjer pripreme
- Prvi korak
- Drugi korak
- Primjeri izotoničnih otopina
- Normalna fiziološka otopina
- Laktacijsko Ringerovo rješenje
- Nevodni sustavi
- Reference
Izotonična otopina je ona koja predstavlja ista koncentracija otopljenog u odnosu na otopinu izdvojen ili izoliran pomoću polupropusne barijere. Ova barijera omogućava otapalu da prođu, ali ne sve čestice topljene.
U fiziologiji, navedena izolirana otopina odnosi se na unutarćelijsku tekućinu, odnosno na unutrašnjost stanica; dok polupropusna barijera odgovara staničnoj membrani, formiranoj lipidnim dvoslojem kroz koji se molekule vode mogu naprezati u izvanćelijsku okolinu.
Interakcija stanice s izotoničnom otopinom. Izvor: Gabriel Bolívar.
Gornja slika ilustrira značenje izotonične otopine. "Koncentracija" vode je ista unutar i izvan stanice, pa njene molekule ulaze ili prolaze kroz staničnu membranu s jednakim frekvencijama. Stoga, ako dvije molekule vode uđu u stanicu, dvije će istovremeno izaći u izvanćelijsku okolinu.
Ovo stanje, koje se naziva izotoničnost, događa se samo kad vodeni medij, unutar i izvan stanice, sadrži isti broj otopljenih čestica. Stoga će otopina biti izotonična ako je koncentracija njegovih rastvora slična koncentraciji tekućine ili unutarćelijskog medija. Na primjer, 0,9% fiziološka otopina je izotonična.
Komponente izotoničkih otopina
Da bi postojala izotonična otopina, prvo morate osigurati da se u otopini ili otapalu pojavljuje osmoza, a ne difuzija otopljene tvari. To je moguće samo ako je prisutna polupropusna barijera koja omogućava da molekule otapala prolaze kroz molekule otapala, ali ne i solute molekule, posebno elektricno nabijene ione.
Stoga, otopljeno sredstvo neće moći difundirati od koncentriranije regije do više razrijeđenih regija. Umjesto toga, molekule vode kretat će se s jedne na drugu stranu, prelazeći polupropusnu barijeru i dolazi do osmoze. U vodenim i biološkim sustavima ova barijera je izvrsna stanična membrana.
Imajući polupropusnu barijeru i medij otapala, također je potrebno prisustvo iona ili soli otopljenih u oba medija: unutarnjeg (unutar barijere) i vanjskog (izvan barijere).
Ako je koncentracija ovih iona na obje strane ista, tada neće postojati višak ili deficit molekula vode koji bi ih solvatirali. Odnosno, broj slobodnih molekula vode jednak je, te stoga one neće proći kroz polupropusnu barijeru na bilo koju stranu kako bi izjednačile koncentracije iona.
priprema
- Uvjeti i jednadžba
Iako se može pripremiti izotonična otopina s bilo kojim otapalom, budući da je voda medij za stanice, to se smatra preferiranom opcijom. Znajući točno koncentraciju soli u određenom organu tijela ili u krvotoku, moguće je procijeniti koliko soli treba otopiti u određenom volumenu.
Kod kralježnjaka je prihvaćeno da je prosječna koncentracija otopljenih tvari u krvnoj plazmi oko 300 mOsm / L (miliosmolarnost), pa se može protumačiti kao gotovo 300 mmol / L. Odnosno, to je vrlo razrijeđena koncentracija. Za procjenu miliosmolarnosti mora se primijeniti sljedeća jednadžba:
Osmolarnost = m v g
U praktične svrhe pretpostavlja se da g, osmotski koeficijent, ima vrijednost 1. Dakle, jednadžba sada izgleda:
Osmolarnost = mv
Gdje je m molarnost otopljene tvari, a v je broj čestica u koje se rastvoreni disocira u vodi. Zatim množimo ovu vrijednost sa 1.000 da bismo dobili miliosmolarnost za određeno otapalo.
Ako postoji više od jednog rastvora, ukupna miliosmolarnost otopine bit će zbroj miliosmolarnosti za svako otopljeno sredstvo. Što je topljenije u odnosu na unutrašnjost stanica, manje će biti izotonična pripremljena otopina.
- Primjer pripreme
Pretpostavimo da želite pripremiti jednu litru izotonične otopine počevši od glukoze i natrijevog diacid fosfata. Koliko glukoze trebate težiti? Pretpostavimo da će se koristiti 15 grama NaH 2 PO 4.
Prvi korak
Prvo moramo utvrditi osmolarnost NaH 2 PO 4 izračunavanjem njegove molarnosti. Da bismo to učinili, koristimo njegovu molarnu masu ili molekulsku masu, 120 g / mol. Budući da se od nas traži litra otopine, određujemo molove i molaritet ćemo imati izravno:
mol (NaH 2 PO 4) = 15 ÷ g 120 g / mol
= 0,125 mol
M (NaH 2 PO 4) = 0,125 mol / L
A kada je NaH 2 PO 4 otapa u vodi, on se oslobađa Na + kation i H- 2 PO 4 - anion, tako da V ima vrijednost 2, u jednadžbi osmolarnost. Zatim nastavljamo s izračunom za NaH 2 PO 4:
Osmolarnost = mv
= 0,125 mol / L2
= 0,25 Osm / L
Kad se pomnoži sa 1.000, imamo miliosmolarnost NaH 2 PO 4:
0,25 Osm / L 1000 = 250 mOsm / L
Drugi korak
Kako ukupna miliosmolarnost otopine mora biti jednaka 300 mOsm / L, oduzimamo kako bismo saznali koja bi glukoza trebala biti:
mOsm / L (glukoza) = mOsm / L (ukupno) - mOsm / L (NaH 2 PO 4)
= 300 mOsm / L - 250 mOsm / L
= 50 mOsm / L
Budući da glukoza ne disocira, v je jednak 1, a osmolarnost je jednaka molarnosti:
M (glukoza) = 50 mOsm / L ÷ 1000
= 0,05 mol / L
Budući da je molar glukoze 180 g / mol, konačno određujemo koliko grama moramo izvagati kako bismo je otopili u toj litri izotonične otopine:
Masa (glukoza) = 0,05 mol 180 g / mol
= 9 g
Stoga se ova izotonična otopina NaH 2 PO 4 / glukoze priprema otapanjem 15 grama NaH 2 PO 4 i 9 grama glukoze u jednoj litri vode.
Primjeri izotoničnih otopina
Izotonične otopine ili tekućine ne uzrokuju gradijent ili promjenu koncentracije iona u tijelu, pa je njihovo djelovanje u osnovi usmjereno na hidriranje pacijenata koji ga primaju u slučaju krvarenja ili dehidracije.
Normalna fiziološka otopina
Jedna od tih otopina je normalna fiziološka otopina, s koncentracijom NaCl od 0,9%.
Laktacijsko Ringerovo rješenje
Ostale izotonične otopine koje se koriste u istu svrhu su Laktirani Ringerovi koji smanjuje kiselost zbog svog pufera ili puferskog sastava i Sorensenove otopine fosfata, koje se sastoje od fosfata i natrijevog klorida.
Nevodni sustavi
Izotoničnost se može primijeniti i na nevodenim sustavima, poput onih u kojima je otapalo alkohol; sve dok postoji polupropusna barijera koja pogoduje prodiranju molekula alkohola i zadržava otopljene čestice.
Reference
- De Lehr Spilva, A. i Muktans, Y. (1999). Vodič za farmaceutske specijalitete u Venezueli. Izdanje XXXVª. Globalna izdanja.
- Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
- Elsevier BV (2020). Izotoničko rješenje. Oporavilo od: sciencedirect.com
- Adrienne Brundage. (2020). Izotoničko rješenje: definicija i primjer. Studija. Oporavilo od: study.com
- Felicitas Merino de la Hoz. (SF). Intravenozna terapija tekućinom. Sveučilište u kantabriji., Oporavak od: ocw.unican.es
- Laboratorij za lijekove i lijekove. (2020). Oftalmički pripravci: izotonični puferi. Oporavak od: pharmlabs.unc.edu