Το υπερτονικό αναφέρεται σε α λύση με υψηλότερη ωσμωτική πίεση από μια άλλη λύση. Με άλλα λόγια, μια υπερτονική λύση είναι αυτή στην οποία υπάρχει μεγαλύτερη συγκέντρωση ή αριθμός σωματιδίων διαλυτής ουσίας έξω από μια μεμβράνη από ό, τι υπάρχουν μέσα σε αυτήν.
Λέξεις κλειδιά: Υπερτιονικός ορισμός
- Ένα υπερτονικό διάλυμα είναι ένα διάλυμα που έχει υψηλότερη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας από μια άλλη λύση.
- Ένα παράδειγμα υπερτονικού διαλύματος είναι το εσωτερικό ενός ερυθρού αιμοσφαιρίου σε σύγκριση με τη συγκέντρωση διαλυτής ουσίας του γλυκού νερού.
- Όταν δύο διαλύματα έρχονται σε επαφή, η διαλελυμένη ουσία ή ο διαλύτης μετακινούνται μέχρις ότου τα διαλύματα φθάσουν σε ισορροπία και γίνουν ισότονα σε σχέση με το άλλο.
Παράδειγμα υπερτονίας
ερυθρά αιμοσφαίρια είναι το κλασικό παράδειγμα που χρησιμοποιείται για να εξηγήσει την τονικότητα. Όταν η συγκέντρωση των αλάτων (ιόντων) είναι ίδια στο εσωτερικό του κυττάρου του αίματος εκτός από αυτό, το διάλυμα είναι ισοτονικό σε σχέση με τα κύτταρα και αναλαμβάνει το κανονικό σχήμα και μέγεθος.
Εάν υπάρχουν λιγότερες διαλυμένες ουσίες εκτός του κυττάρου από ότι μέσα σε αυτό, όπως θα συνέβαινε εάν βάλατε κόκκινο αίμα κυττάρων σε γλυκό νερό, το διάλυμα (νερό) είναι υποτονικό σε σχέση με το εσωτερικό του ερυθρού αίματος κυττάρων. Τα κύτταρα διογκώνονται και μπορεί να σκάσουν καθώς το νερό εισέρχεται στο κελί για να προσπαθήσει να κάνει τη συγκέντρωση των εσωτερικών και εξωτερικών διαλυμάτων την ίδια. Παρεμπιπτόντως, δεδομένου ότι τα υποτονικά διαλύματα μπορούν να προκαλέσουν έκρηξη των κυττάρων, αυτός είναι ένας λόγος για τον οποίο ένα άτομο είναι πιθανότερο να πνίγω σε γλυκό νερό παρά σε αλμυρό νερό. Είναι επίσης ένα πρόβλημα αν εσύ πίνετε πολύ νερό.
Εάν υπάρχει μεγαλύτερη συγκέντρωση διαλυμένων ουσιών έξω από το κελί από μέσα, όπως θα συνέβαινε εάν τοποθετήσατε κόκκινο τα κύτταρα του αίματος σε ένα συμπυκνωμένο διάλυμα άλατος, τότε το διάλυμα άλατος είναι υπερτονικό σε σχέση με το εσωτερικό του κυττάρων. Τα ερυθρά αιμοσφαίρια υποβάλλονται διατροφή, που σημαίνει ότι συρρικνώνονται και συρρέουν καθώς το νερό αφήνει τα κύτταρα μέχρις ότου η συγκέντρωση διαλυμένων ουσιών είναι η ίδια τόσο εντός όσο και εκτός των ερυθρών αιμοσφαιρίων.
Χρήσεις Υπερτονικών Λύσεων
Η διαχείριση της τονικότητας μιας λύσης έχει πρακτικές εφαρμογές. Για παράδειγμα, αντίστροφη ώσμωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον καθαρισμό των διαλυμάτων και την αφαλάτωση του θαλασσινού νερού.
Οι υπερτονικές λύσεις συμβάλλουν στη διατήρηση των τροφίμων. Για παράδειγμα, συσκευασία τροφίμων σε αλάτι ή την αποστείρωση του σε ένα υπερτονικό διάλυμα ζάχαρης ή αλατιού δημιουργεί ένα υπερτονικό περιβάλλον που είτε σκοτώνει μικροοργανισμούς είτε περιορίζει τουλάχιστον την ικανότητά τους να αναπαράγουν.
Τα υπερτονικά διαλύματα αφυδατώνουν επίσης τα τρόφιμα και άλλες ουσίες, καθώς το νερό αφήνει τα κύτταρα ή περνά μέσα από μια μεμβράνη για να προσπαθήσει να δημιουργήσει ισορροπία.
Γιατί οι μαθητές μπερδεύονται
Οι όροι "υπερτονικό" και "υποτονικό" συχνά συγχέουν τους μαθητές επειδή παραμελούν να λογοδοτήσουν για το πλαίσιο αναφοράς. Για παράδειγμα, αν τοποθετήσετε ένα κελί σε ένα διάλυμα αλατιού, το διάλυμα άλατος είναι περισσότερο υπερτονικό (πιο συμπυκνωμένο) από το πλάσμα κυττάρων. Αλλά, αν δείτε την κατάσταση από το εσωτερικό του κελύφους, θα μπορούσατε να θεωρήσετε ότι το πλάσμα είναι υποτονικό σε σχέση με το αλμυρό νερό.
Επίσης, μερικές φορές υπάρχουν πολλοί τύποι διαλυτών που πρέπει να ληφθούν υπόψη. Εάν έχετε μια ημιδιαπερατή μεμβράνη με 2 γραμμομόρια Na+ ιόντα και 2 γραμμομόρια Cl- ιόντα στη μια πλευρά και 2 γραμμομόρια Κ + ιόντων και 2 γραμμομόρια Cl- από την άλλη πλευρά, ο προσδιορισμός της τονικότητας μπορεί να προκαλέσει σύγχυση. Κάθε πλευρά του διαμερίσματος είναι ισοτονική σε σχέση με την άλλη, αν θεωρήσετε ότι υπάρχουν 4 γραμμομόρια ιόντων σε κάθε πλευρά. Ωστόσο, η πλευρά με ιόντα νατρίου είναι υπερτονική σε σχέση με αυτόν τον τύπο ιόντων (άλλη πλευρά είναι υποτονική για ιόντα νατρίου). Η πλευρά με το κάλιο τα ιόντα είναι υπερτονικά σε σχέση με το κάλιο (και το διάλυμα χλωριούχου νατρίου είναι υποτονικό σε σχέση με το κάλιο). Πώς νομίζετε ότι τα ιόντα θα κινηθούν στη μεμβράνη; Θα υπάρχει κάποια κίνηση;
Αυτό που αναμένετε να συμβεί είναι ότι τα ιόντα νατρίου και καλίου θα διασχίζουν τη μεμβράνη μέχρι να επιτευχθεί ισορροπία, με τις δύο πλευρές του διαμερίσματος να περιέχει 1 γραμμομόριο ιόντων νατρίου, 1 γραμμομόριο ιόντων καλίου και 2 γραμμομόρια χλωρίου ιόντα. Το έπιασα?
Κίνηση νερού σε υπερτονικές λύσεις
Το νερό κινείται σε ένα ημιπερατή μεμβράνη. Θυμηθείτε, το νερό κινείται για να εξισώσει τη συγκέντρωση των σωματιδίων διαλυτής ουσίας. Εάν τα διαλύματα εκατέρωθεν της μεμβράνης είναι ισοτονικά, το νερό κινείται ελεύθερα εμπρός και πίσω. Το νερό μετακινείται από την υποτονική (λιγότερο συγκεντρωμένη) πλευρά μιας μεμβράνης στην υπερτονική (λιγότερο συγκεντρωμένη) πλευρά. Η κατεύθυνση της ροής συνεχίζεται μέχρις ότου τα διαλύματα είναι ισοτονικά.