Kaj je hipertonična raztopina?

Rdeče krvne celice so podvržene nastanku (krčenju), če jih damo v hipertonično raztopino.

Knjižnica znanstvenih fotografij - STEVE GSCHMEISSNER./Getty Images

Hipertonični se nanaša na a rešitev z višjo osmotski tlak kot druga rešitev. Z drugimi besedami, hipertonična raztopina je tista, v kateri je zunaj membrane večja koncentracija ali število raztopljenih delcev kot znotraj nje.

Ključni zaključki: Hipertonična definicija

• Hipertonična raztopina je tista, ki ima višjo koncentracijo topljenca kot druga raztopina.
• Primer hipertonične raztopine je notranjost rdeče krvne celice v primerjavi s koncentracijo topljenca v sladki vodi.
• Ko sta dve raztopini v stiku, se topljenec ali topilo premika, dokler raztopini ne dosežeta ravnovesja in postaneta izotonični druga glede na drugo.

Hipertonični primer

rdeče krvne celice sta klasičen primer za razlago toničnosti. Ko je koncentracija soli (ionov) znotraj krvne celice enaka kot zunaj nje, je raztopina glede na celice izotonična in te prevzamejo normalno obliko in velikost.

Če je zunaj celice manj raztopljenih snovi kot v njej, kot bi se zgodilo, če bi rdeče krvne celice dali v sladko vodo, je raztopina (voda) hipotonična glede na notranjost rdečih krvnih celic. Celice nabreknejo in lahko počijo, ko voda priteče v celico, da bi koncentracija notranjih in zunanjih raztopin postala enaka. Mimogrede, ker lahko hipotonične raztopine povzročijo pokanje celic, je to eden od razlogov, zakaj je oseba bolj verjetno, da utopiti v sladki vodi kot v slani vodi. Težava je tudi, če pijete preveč vode.

Če je zunaj celice večja koncentracija raztopljenih snovi kot v njej, kot bi se zgodilo, če bi rdeče krvne celice dali v koncentrirano raztopino soli, potem je raztopina soli hipertonična glede na notranjost celic. Rdeče krvne celice so podvržene kreacija , kar pomeni, da se skrčijo in skrčijo, ko voda zapusti celice, dokler ni koncentracija raztopljenih snovi enaka znotraj in zunaj rdečih krvnih celic.

Uporaba hipertoničnih raztopin

Manipulacija toničnosti raztopine ima praktično uporabo. na primer povratna osmoza se lahko uporablja za čiščenje raztopin in razsoljevanje morske vode.

Hipertonične raztopine pomagajo ohranjati hrano. na primer pakiranje hrane v sol ali vlaganje v hipertonični raztopini sladkorja ali soli ustvari hipertonično okolje, ki bodisi ubije mikrobe ali vsaj omeji njihovo sposobnost razmnoževanja.

Hipertonične raztopine tudi dehidrirajo hrano in druge snovi, saj voda zapušča celice ali prehaja skozi membrano, da bi poskušala vzpostaviti ravnovesje.

Zakaj se učenci zmedejo

Izraza 'hipertonični' in 'hipotonični' študente pogosto zmedeta, ker ne upoštevajo referenčnega okvira. Na primer, če postavite celico v a solna raztopina , je raztopina soli bolj hipertonična (bolj koncentrirana) kot celična plazma. Če pa na situacijo pogledate iz notranjosti celice, lahko mislite, da je plazma hipotonična glede na slano vodo.

Poleg tega je včasih treba upoštevati več vrst raztopin. Če imate polprepustno membrano z 2 moloma Na⁺ionov in 2 mola Cl^-ionov na eni strani ter 2 mola ionov K+ in 2 mola Cl^-ionov na drugi strani je lahko določanje toničnosti zmedeno. Vsaka stran pregrade je izotonična glede na drugo, če upoštevate, da so na vsaki strani 4 mol ionov. Vendar je stran z natrijevimi ioni hipertonična glede na to vrsto ionov (druga stran je hipotonična za natrijeve ione). Stran z kalij ionov je hipertonična glede na kalij (in raztopina natrijevega klorida je hipotonična glede na kalij). Kaj mislite, kako se bodo ioni premikali po membrani? Bo kaj gibanja?

Kar bi pričakovali, da bi se zgodilo, je, da bodo natrijevi in ​​kalijevi ioni prečkali membrano, dokler ne bo doseženo ravnovesje, pri čemer bosta obe strani pregrade vsebovali 1 mol natrijevih ionov, 1 mol kalijevih ionov in 2 mola klorovih ionov. Razumem?

Gibanje vode v hipertoničnih raztopinah

Voda se giblje čez a polprepustna membrana. Ne pozabite, da se voda premika, da izenači koncentracijo raztopljenih delcev. Če so raztopine na obeh straneh membrane izotonične, se voda prosto giblje naprej in nazaj. Voda se premika s hipotonične (manj koncentrirane) strani membrane na hipertonično (manj koncentrirano) stran. Smer toka se nadaljuje, dokler raztopine niso izotonične.

Viri

• Sperelakis, Nicholas (2011). Izvorna knjiga celične fiziologije: Essentials of Membrane Biophysics . Academic Press. ISBN 978-0-12-387738-3.
• Widmaier, Eric P.; Hershel Raff; Kevin T. Strang (2008). Vanderjeva človeška fiziologija (11. izdaja). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-304962-5.