Hva er en hypertonisk løsning?

Røde blodceller gjennomgår kreasjon (krympning) når de plasseres i en hypertonisk løsning.

Science Photo Library-STEVE GSCHMEISSNER./Getty Images

Hypertonisk refererer til en løsning med høyere osmotisk trykk enn en annen løsning. Med andre ord er en hypertonisk løsning en der det er en større konsentrasjon eller antall oppløste partikler utenfor en membran enn det er inne i den.

Viktige ting: Hypertonisk definisjon

• En hypertonisk løsning er en som har en høyere konsentrasjon av oppløste stoffer enn en annen løsning.
• Et eksempel på en hypertonisk løsning er det indre av en rød blodcelle sammenlignet med konsentrasjonen av oppløst stoff i ferskvann.
• Når to løsninger er i kontakt, beveger løst stoff eller løsningsmiddel seg til løsningene når likevekt og blir isotoniske i forhold til hverandre.

Hypertonisk eksempel

røde blodceller er det klassiske eksemplet som brukes for å forklare tonicitet. Når konsentrasjonen av salter (ioner) er den samme inne i blodcellen som utenfor den, er løsningen isotonisk i forhold til cellene, og de antar normal form og størrelse.

Hvis det er færre oppløste stoffer utenfor cellen enn inne i den, slik som ville skje hvis du plasserte røde blodceller i ferskvann, er løsningen (vannet) hypotonisk med hensyn til det indre av de røde blodcellene. Cellene svulmer opp og kan sprekke når vann strømmer inn i cellen for å prøve å gjøre konsentrasjonen av de indre og ytre løsningene lik. Forresten, siden hypotoniske løsninger kan få celler til å briste, er dette en grunn til at en person er mer sannsynlig å drukne i ferskvann enn i saltvann. Det er også et problem hvis du drikker for mye vann.

Hvis det er en høyere konsentrasjon av oppløste stoffer utenfor cellen enn inne i den, slik som ville skje hvis du plasserte røde blodceller i en konsentrert saltløsning, så er saltløsningen hypertonisk i forhold til innsiden av cellene. De røde blodcellene gjennomgår skapelsen , som betyr at de krymper og krymper når vann forlater cellene til konsentrasjonen av oppløste stoffer er den samme både i og utenfor de røde blodcellene.

Bruk av hypertoniske løsninger

Å manipulere toniciteten til en løsning har praktiske anvendelser. For eksempel, omvendt osmose kan brukes til å rense løsninger og avsalte sjøvann.

Hypertoniske løsninger bidrar til å bevare maten. For eksempel, pakke mat i salt eller sylting av det i en hypertonisk løsning av sukker eller salt skaper et hypertont miljø som enten dreper mikrober eller i det minste begrenser deres evne til å reprodusere.

Hypertone løsninger dehydrerer også mat og andre stoffer, ettersom vann forlater celler eller passerer gjennom en membran for å prøve å etablere likevekt.

Hvorfor studenter blir forvirret

Begrepene 'hypertonisk' og 'hypotonisk' forvirrer ofte elevene fordi de unnlater å redegjøre for referanserammen. For eksempel, hvis du plasserer en celle i en saltløsning , er saltløsningen mer hypertonisk (mer konsentrert) enn celleplasmaet. Men hvis du ser situasjonen fra innsiden av cellen, kan du vurdere plasmaet som hypotonisk i forhold til saltvannet.

Noen ganger er det også flere typer oppløste stoffer å vurdere. Hvis du har en semipermeabel membran med 2 mol Na⁺ioner og 2 mol Cl^-ioner på den ene siden og 2 mol K+ ioner og 2 mol Cl^-ioner på den andre siden, kan det være forvirrende å bestemme tonicitet. Hver side av skilleveggen er isotonisk i forhold til den andre hvis du tenker på at det er 4 mol ioner på hver side. Imidlertid er siden med natriumioner hypertonisk med hensyn til den typen ioner (en annen side er hypotonisk for natriumioner). Siden med kalium ioner er hypertonisk med hensyn til kalium (og natriumkloridløsningen er hypotonisk med hensyn til kalium). Hvordan tror du ionene vil bevege seg over membranen? Blir det noen bevegelse?

Det du forventer å skje er at natrium- og kaliumioner vil krysse membranen til likevekt er nådd, med begge sider av skilleveggen som inneholder 1 mol natriumioner, 1 mol kaliumioner og 2 mol klorioner. Har det?

Bevegelse av vann i hypertoniske løsninger

Vann beveger seg over en semipermeabel membran. Husk at vann beveger seg for å utjevne konsentrasjonen av oppløste partikler. Hvis løsningene på hver side av membranen er isotoniske, beveger vann seg fritt frem og tilbake. Vann beveger seg fra den hypotone (mindre konsentrerte) siden av en membran til den hypertone (mindre konsentrerte) siden. Strømningsretningen fortsetter til løsningene er isotoniske.

Kilder

• Sperelakis, Nicholas (2011). Cellefysiologi Kildebok: Essentials of Membrane Biophysics . Akademisk presse. ISBN 978-0-12-387738-3.
• Widmaier, Eric P.; Hershel Raff; Kevin T. Strang (2008). Vanders menneskelige fysiologi (11. utgave). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-304962-5.