आइसोटोनिक समाधान: घटक, तैयारी, उदाहरण - जीवविज्ञान - 2025

एक आइसोटोनिक समाधान वह है जो एक समाधान के संबंध में विलेय की एक ही एकाग्रता को प्रस्तुत करता है जो एक अर्धचालक बाधा द्वारा अलग या पृथक होता है। यह अवरोध विलायक को गुजरने की अनुमति देता है, लेकिन सभी विलेय कण नहीं।

शरीर क्रिया विज्ञान में, पृथक समाधान इंट्रासेल्युलर द्रव को संदर्भित करता है, अर्थात, कोशिकाओं का आंतरिक भाग; जबकि अर्धचालक बाधा कोशिका झिल्ली से मेल खाती है, जो एक लिपिड बाईलेयर द्वारा बनाई जाती है, जिसके माध्यम से पानी के अणुओं को बाह्य वातावरण में तनावपूर्ण किया जा सकता है।

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

ऊपर की छवि एक आइसोटोनिक समाधान से क्या दर्शाती है। पानी की "एकाग्रता" कोशिका के अंदर और बाहर एक समान होती है, इसलिए इसके अणु समान आवृत्तियों के साथ कोशिका झिल्ली के माध्यम से प्रवेश करते हैं या छोड़ते हैं। इसलिए, यदि दो पानी के अणु कोशिका में प्रवेश करते हैं, तो उनमें से दो एक साथ बाह्य वातावरण से बाहर निकल जाएंगे।

इस अवस्था, जिसे आइसोटोनिकिटी कहा जाता है, केवल तब होती है जब कोशिका के अंदर और बाहर जलीय माध्यम, समान संख्या में विलेय विलेय कण होते हैं। इस प्रकार, एक विलयन आइसोटोनिक होगा यदि इसके विलेय की सांद्रता द्रव या इंट्रासेल्युलर माध्यम के समान है। उदाहरण के लिए, 0.9% खारा isotonic है।

आइसोटोनिक समाधान के घटक

वहाँ एक आइसोटोनिक समाधान होने के लिए, आपको पहले यह सुनिश्चित करना होगा कि ऑस्मोसिस समाधान या विलायक माध्यम में होता है न कि विलेय का प्रसार। यह केवल तभी संभव है जब एक अर्ध-पारगम्य अवरोधक मौजूद हो, जो विलायक के अणुओं को गुजरने की अनुमति देता है, लेकिन विलेय अणुओं, विशेष रूप से विद्युत आवेशित विलेय, आयनों को नहीं।

इस प्रकार, विलेय अधिक केंद्रित क्षेत्रों से अधिक पतला क्षेत्रों में फैलने में सक्षम नहीं होगा। इसके बजाय, यह पानी के अणु होंगे जो अर्ध-पारगम्य अवरोध को पार करते हुए एक तरफ से दूसरी तरफ जाएंगे, और ऑस्मोसिस को जगह मिलेगी। जलीय और जैविक प्रणालियों में यह अवरोध कोशिका झिल्ली के बराबर उत्कृष्टता है।

एक अर्ध-पारगम्य अवरोधक और एक विलायक माध्यम होने से, दोनों मीडिया में भंग आयनों या लवणों की उपस्थिति भी आवश्यक है: आंतरिक (बाधा के अंदर), और बाहरी (बाधा के बाहर)।

यदि इन आयनों की सघनता दोनों ओर समान है, तो उन्हें हल करने के लिए पानी के अणुओं की अधिकता या कमी नहीं होगी। यही है, मुक्त पानी के अणुओं की संख्या समान है, और इसलिए, वे आयन-सांद्रता को बराबर करने के लिए अर्ध-पारगम्य बाधा के माध्यम से दोनों ओर नहीं जाएंगे।

तैयारी

- स्थितियां और समीकरण

यद्यपि एक आइसोटोनिक समाधान किसी भी विलायक के साथ तैयार किया जा सकता है, क्योंकि पानी कोशिकाओं के लिए माध्यम है, यह पसंदीदा विकल्प माना जाता है। शरीर के किसी विशिष्ट अंग में, या रक्तप्रवाह में लवण की सांद्रता को ठीक से जानने के बाद, यह अनुमान लगाना संभव है कि किसी दिए गए आयतन में कितने लवण को भंग किया जाना चाहिए।

कशेरुक जीवों में यह स्वीकार किया जाता है कि, औसतन, रक्त प्लाज्मा में विलेय की सांद्रता लगभग 300 mOsm / L (मिलीओस्मोलारिटी) है, और इसकी व्याख्या लगभग 300 mmol / L के रूप में की जा सकती है। यानी यह बहुत पतला कंसंट्रेशन है। मिलिस्मोलरिटी का अनुमान लगाने के लिए, निम्नलिखित समीकरण को लागू किया जाना चाहिए:

ऑस्मोलरिटी = एम वी जी

व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए यह माना जाता है कि जी, आसमाटिक गुणांक, का मान 1 है। इसलिए अब समीकरण इस तरह दिखता है:

निश्छलता = एम.वी.

जहाँ m विलेय की विरलता है, और v कणों की संख्या है, जिसमें विलेय जल में विघटित होता है। हम तब किसी विशिष्ट घुमक्कड़ के लिए सह-अस्तित्व प्राप्त करने के लिए इस मूल्य को 1,000 से गुणा करते हैं।

यदि एक से अधिक विलेय है, तो विलयन की कुल मिलिस्मोलिटी प्रत्येक विलेय के लिए मिलिस्मोलैरिटी का योग होगी। कोशिकाओं के इंटीरियर के संबंध में जितना अधिक विलेय होगा, उतना कम आइसोटोनिक तैयार घोल होगा।

- तैयारी का उदाहरण

मान लीजिए कि आप ग्लूकोज और सोडियम डायसिड फॉस्फेट से शुरू होने वाले आइसोटोनिक घोल का एक लीटर तैयार करना चाहते हैं। आपको कितना ग्लूकोज तौलना चाहिए? मान लें कि 15 ग्राम NaH ₂ PO _{4 का उपयोग किया जाएगा} ।

पहला कदम

हमें पहले इसकी दाढ़ की गणना _करके NaH ₂ PO ₄ के परासरण का निर्धारण करना चाहिए । ऐसा करने के लिए, हम इसके दाढ़ द्रव्यमान या आणविक भार, 120 ग्राम / मोल का उपयोग करते हैं। चूँकि हमें एक लीटर घोल के लिए कहा जाता है, हम मोल्स निर्धारित करते हैं और हमारे पास सीधे मोलरिटी होगी:

मोल्स (NaH ₂ PO ₄) = 15 ग्राम Na 120 ग्राम / मोल

= 0.125 मोल

M (NaH ₂ PO ₄) = 0.125 mol / L

लेकिन जब NaH ₂ PO ₄ पानी में घुल जाता है, तो यह Na ⁺ cation और H ₂ PO ₄ ^- आयनों को छोड़ता है, इसलिए v का ऑस्मोलैरिटी समीकरण में 2 का मान होता है। हम तब NaH ₂ PO _{4 के} लिए गणना करने के लिए आगे बढ़ते हैं:

निश्छलता = एम.वी.

= 0.125 मोल / एल 2

= 0.25 ओसम / एल

और जब 1,000 से गुणा किया जाता है, तो हमारे पास NaH ₂ PO ₄ की मिलीसेस्मिलिटी होती है:

0.25 ओसम / एल 1,000 = 250 एमओएसएम / एल

दूसरा कदम

चूंकि समाधान की कुल मिलिस्मोलिटी 300 mOsm / L के बराबर होनी चाहिए, हम यह पता लगाने के लिए घटाते हैं कि ग्लूकोज क्या हो सकता है:

mOsm / L (ग्लूकोज) = mOsm / L (कुल) - mOsm / L (NaH ₂ PO ₄)

= 300 mOsm / L - 250 mOsm / L

= 50 mOsm / एल

चूँकि ग्लूकोज का विघटन नहीं होता है, v 1 के बराबर होता है और इसकी परासरणता इसकी दाढ़ के बराबर होती है:

एम (ग्लूकोज) = 50 एमओएसएम / एल) 1,000

= 0.05 मोल / एल

ग्लूकोज 180 ग्राम / मोल का दाढ़ होने के नाते, हम अंत में यह निर्धारित करते हैं कि हमें कितने लीटर में इसे आइसोसोनिक घोल के लीटर में घोलने के लिए तौलना चाहिए:

द्रव्यमान (ग्लूकोज) = 0.05 मोल 180 ग्राम / मोल

= 9 जी

इसलिए, यह आइसोटोनिक NaH ₂ PO ₄ / ग्लूकोज घोल 15 लीटर NaH ₂ PO ₄ और 9 ग्राम ग्लूकोज को एक लीटर पानी में घोलकर तैयार किया जाता है।

आइसोटोनिक समाधान के उदाहरण

आइसोटोनिक समाधान या तरल पदार्थ शरीर में आयनों की एकाग्रता में कोई ढाल या परिवर्तन का कारण नहीं बनते हैं, इसलिए उनकी कार्रवाई अनिवार्य रूप से उन रोगियों को हाइड्रेट करने पर केंद्रित है जो रक्तस्राव या निर्जलीकरण के मामले में इसे प्राप्त करते हैं।

साधारण नमकीन

इन समाधानों में से एक सामान्य खारा है, जिसमें NaCl एकाग्रता 0.9% है।

लैक्टेटेड रिंगर का घोल

इसी उद्देश्य के लिए उपयोग किए जाने वाले अन्य आइसोटोनिक समाधान लैक्टेटेड रिंगर हैं, जो इसकी बफर या बफर संरचना के कारण अम्लता को कम करते हैं, और सोरेंसन के फॉस्फेट समाधान, जो फॉस्फेट और सोडियम क्लोराइड से बने होते हैं।

गैर-जलीय प्रणाली

गैर-जलीय प्रणालियों में आइसोटोनिकिटी को भी लागू किया जा सकता है, जैसे कि जहां विलायक एक शराब है; जब तक एक अर्ध-पारगम्य अवरोधक है जो अल्कोहल के अणुओं के प्रवेश का पक्षधर है और विलेय कणों को बरकरार रखता है।

संदर्भ

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