हाइपरटोनिक समाधान: घटक, तैयारी, उदाहरण - रसायन विज्ञान - 2025

एक हाइपरटोनिक समाधान वह होता है जो किसी अन्य विलयन के संपर्क में आने पर, झिल्ली से अलग हो जाता है, जो पानी के लिए पारगम्य होता है, लेकिन विलेय के लिए अभेद्य होता है, पानी का शुद्ध प्रवाह तब तक होता है, जब तक कि दो समतलों में एक समान ऑस्मोलैरिटी (एकाग्रता) नहीं पहुँच जाती।

एक बहुत ही प्रतिनिधि उदाहरण है जब लाल रक्त कोशिकाओं को एक समाधान में रखा जाता है जिसे हाइपरटोनिक माना जाता है। एरिथ्रोसाइट्स की ऑस्मोलारिटी, सभी अतिरिक्त और इंट्रासेल्युलर शरीर के तरल पदार्थों की तरह, लगभग 300 mOsm / L है।

हाइपरटोनिक समाधान के साथ एक सेल का इंटरैक्शन। स्रोत: गेब्रियल बोलिवर

इसलिए, हाइपरटोनिक समाधान की परासरण क्षमता 300 mOsm / L से अधिक होनी चाहिए। इस परिस्थिति में एरिथ्रोसाइट्स के अंदर से पानी का प्रवाह आसपास के घोल में होता है। समान व्यवहार को किसी भी प्रकार के सेल में देखा जा सकता है और आमतौर पर ऊपर की छवि में दर्शाया जाता है।

कोशिका के बाहर विलेय विलेय (पीले वृत्त) की अधिक मात्रा होती है, इसलिए अणु उन्हें हाइड्रेट करने में व्यस्त रहते हैं; वह है, कम "मुक्त" पानी के अणु हैं। कोशिका अपने चारों ओर पानी की पैदावार करती है, इसकी मात्रा कम करती है और किशमिश की तरह झुर्रियां पड़ती है। इसलिए, कोशिकीय माध्यम की तुलना में कोशिका के भीतर का पानी अधिक "केंद्रित" होता है।

हाइपरटोनिक समाधान के घटक

एक हाइपरटोनिक समाधान एक विलायक, आमतौर पर पानी, और विलेय से बना होता है जो शुद्ध लवण या शर्करा, या उनमें से एक मिश्रण हो सकता है। कणों की संख्या के एक समारोह के रूप में और उनके व्यक्तिगत सांद्रता के बहुत अधिक नहीं के रूप में एक समाधान की एकाग्रता को व्यक्त करने का सामान्य तरीका है, परासरण के माध्यम से।

इसके अलावा, एक कम्पार्टमेंट होना चाहिए जो कि एक सेपरिमेबल बैरियर द्वारा अलग किया गया हो, जो कोशिकाओं के मामले में एक लिपिड डबल लेयर मेम्ब्रेन है। पानी के अणु, साथ ही अन्य तटस्थ अणु, कोशिका झिल्ली के माध्यम से छलनी का प्रबंधन करते हैं, लेकिन ऐसा आयनों के साथ नहीं होता है।

कोशिका को घेरने वाला जलीय माध्यम विलेय में अधिक सांद्र होना चाहिए, और परिणामस्वरूप पानी में अधिक "पतला" होना चाहिए। ऐसा इसलिए है क्योंकि पानी के अणु विलेय कणों के आसपास होते हैं, कुछ के साथ जो बीच में स्वतंत्र रूप से फैलते हैं।

सेल के अंदर और बाहर मुक्त पानी की यह भिन्नता एक ढाल का कारण बनती है जिसके द्वारा परासरण उत्पन्न होता है, अर्थात, एक विघटन के माध्यम से विलायक के विस्थापन के कारण सांद्रता में भिन्नता, विलेय विवर्तन के बिना।

तैयारी

एक हाइपरटोनिक समाधान सभी समाधानों के समान तैयार किया जाता है: समाधान के घटकों को तौला जाता है और उन्हें पानी में भंग करके एक निश्चित मात्रा में लाया जाता है। लेकिन यह जानने के लिए कि क्या समाधान कोशिकाओं के संबंध में हाइपरटोनिक है, इसकी परासरणता की गणना सबसे पहले की जानी चाहिए और यह देखना चाहिए कि यह 300 mOsm / L से अधिक है या नहीं:

ऑस्मोलरिटी = एम वी जी

जहां m विलेय की दाढ़ है, वहां v कणों की संख्या जिसमें एक यौगिक विघटित होता है, और आसमाटिक गुणांक g होता है। उत्तरार्द्ध एक ऐसा कारक है जो विद्युत आवेशित कणों (आयनों) की परस्पर क्रिया को ठीक करता है और इसका मान पतला समाधान के लिए 1 है और ऐसे पदार्थों के लिए जो विघटित नहीं होते हैं; ग्लूकोज की तरह।

किसी समाधान की कुल परासरणशीलता की गणना घोल में मौजूद प्रत्येक यौगिक द्वारा प्रदान की गई परासरण को जोड़कर की जाती है।

- उदाहरण

5% ग्लूकोज (MW = 180 g / mol) और 0.9% सोडियम क्लोराइड (MW = 58.5 g / mol) वाले घोल की परासरण्यता निर्धारित करें और यह निष्कर्ष निकालें कि समाधान हाइपरटोनिक है या नहीं।

पहला कदम

सबसे पहले आपको ग्लूकोज की मात्रा की गणना करनी होगी। ग्लूकोज की सांद्रता 5 g / 100 mL है, और इसे g / L की इकाइयों में व्यक्त किया जाता है:

(5 ग्राम 5 100 एमएल) 1,000 एमएल

ग्लूकोज एकाग्रता = 50 ग्राम / एल

ग्लूकोज मोलरिटी (मोल्स / एल) = (50 ग्राम / एल) 180 (180 ग्राम / मोल)

= 0.277 मोल / एल

ग्लूकोज द्वारा प्रदान की गई ऑस्मोलारिटी = मोलरिटी · उस कण की संख्या जिसमें यह असमान करता है · ऑस्मोटिक गुणांक (जी)।

इस मामले में, आसमाटिक गुणांक का मान 1 के बराबर है और इसे बंद किया जा सकता है। ग्लूकोज में केवल इसकी संरचना में सहसंयोजक बंधन होते हैं जो जलीय घोल में नहीं घुलते हैं, और इसलिए v 1 के बराबर है। इस प्रकार, ग्लूकोज का ऑस्मोलैरिटी इसकी दाढ़ के बराबर है।

ग्लूकोज द्वारा प्रदान की जाने वाली ऑस्मोलारिटी = 0.277 ऑस्म / एल

= 277 mOsm / एल

दूसरा कदम

हम दूसरी विलेय की दाढ़ और परासरण की गणना करते हैं, जो NaCl है। हम इसकी एकाग्रता को g / L में भी व्यक्त करते हैं:

जी / एल = (0.9 ग्राम L 100 एमएल) 1,000 एमएल में व्यक्त किया गया

= 9 ग्राम NaCl / एल

मोलरिटी (मोल्स / एल) = (9 ग्राम / एल) 58 (58.5 ग्राम / मोल)

= 0.153 मोल / एल

और हम इसकी परासरणता की गणना करते हैं:

निश्छलता = विक्षिप्तता २ १

सोडियम क्लोराइड दो कणों में अलग हो जाता है: एक Na ⁺ और एक Cl ^- । यह इस कारण से है कि v का मान 2 है।

ऑस्मोलरिटी = 0.153 mol / L · 2 · 1

ऑस्मोलरिटी = 0.306 ऑसम / एल

= 306 mOsm / एल

तीसरा चरण

अंत में हम समाधान के परासरण की गणना करते हैं और यह तय करते हैं कि यह हाइपरटोनिक है या नहीं। इसके लिए, हमें ग्लूकोज द्वारा प्रदान की गई परासरण और NaCl द्वारा प्रदान की गई परासरण को जोड़ना होगा:

घोल की कुल ऑस्मोलारिटी = 0.277 ऑस्म / एल + 0.306 ऑस्म / एल

घोल की गतिकी = 0.583 ओस्म / एल या 583 एमओएसएम / एल

कोशिकाओं की तरलता और तरल पदार्थ जो उन्हें स्नान करते हैं: प्लाज्मा और अंतरालीय द्रव, लगभग 300 mO / m है। इसलिए, यह माना जा सकता है कि ग्लूकोज और सोडियम क्लोराइड समाधान, 583 mOsm / L के आसमाटिकता के साथ, सेलुलर पर्यावरण के संबंध में एक हाइपरटोनिक समाधान है।

हाइपरटोनिक समाधान के उदाहरण

10% डेक्सट्रोज नंबर 2 (हाइपरटोनिक ग्लूकोज समाधान)

इस हाइपरटोनिक घोल में 10 ग्राम डेक्सट्रोज और डिस्टिल्ड वॉटर पर्याप्त मात्रा में 100 एमएल के लिए होता है। इसकी ऑस्मोलरिटी 504 mOsm / L है।

इस समाधान का उपयोग यकृत ग्लाइकोजन में कमी, प्लाज्मा ग्लूकोज एकाग्रता में गिरावट और अन्य चयापचय संबंधी विकारों के इलाज के लिए किया जाता है।

0.45% डेक्सट्रोज

यह घोल डेक्सट्रोज के 5 ग्राम, NaCl के 0.45 ग्राम और 100 एमएल की मात्रा के लिए पर्याप्त आसुत जल से बना है। इसकी ऑस्मोलारिटी 406 mOsm / L है

इसका उपयोग यकृत ग्लाइकोजन की कमी और सोडियम क्लोराइड की कमी में किया जाता है।

10% मैनिटोल

इस घोल में 100 ग्राम के लिए पर्याप्त मात्रा में 10 ग्राम मैनिटोल और डिस्टिल्ड पानी होता है। इसकी ऑस्मोलरिटी 549 mOsm / L है।

इसका उपयोग पानी के गुर्दे के उत्सर्जन (आसमाटिक मूत्रवर्धक) को बढ़ाने और गुर्दे की विफलता के इलाज के लिए किया जाता है।

संदर्भ

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