Che cos'è una soluzione ipertonica?

Ipertonico si riferisce a una soluzione con una pressione osmotica più elevata rispetto a un'altra soluzione. In altre parole, una soluzione ipertonica è una soluzione in cui vi è una maggiore concentrazione o numero di particelle di soluto al di fuori di una membrana rispetto a quelle al suo interno.

Takeaway chiave: definizione ipertonica

• Una soluzione ipertonica è una soluzione che ha una concentrazione di soluto più elevata rispetto a un'altra soluzione.
• Un esempio di soluzione ipertonica è l'interno di un globulo rosso rispetto alla concentrazione di soluto di acqua dolce.
• Quando due soluzioni sono in contatto, il soluto o il solvente si muovono fino a quando le soluzioni raggiungono l'equilibrio e diventano isotoniche l'una rispetto all'altra.

Esempio ipertonico

I globuli rossi sono il classico esempio usato per spiegare la tonicità. Quando la concentrazione di sali (ioni) è la stessa all'interno delle cellule del sangue al di fuori di essa, la soluzione è isotonica rispetto alle cellule e assumono la loro forma e dimensione normali.

Se ci sono meno soluti fuori dalla cellula che al suo interno, come accadrebbe se si posizionassero i globuli rossi in acqua dolce, la soluzione (acqua) è ipotonica rispetto alla parte interna dei globuli rossi. Le cellule si gonfiano e possono esplodere mentre l'acqua si precipita nella cellula per tentare di rendere la concentrazione delle soluzioni interne ed esterne uguali. Per inciso, poiché le soluzioni ipotoniche possono far esplodere le cellule, questo è uno dei motivi per cui una persona ha maggiori probabilità di annegare in acqua dolce che in acqua salata. È anche un problema se bevi troppa acqua.

Se esiste una concentrazione più elevata di soluti all'esterno della cellula rispetto al suo interno, come accadrebbe se si posizionassero i globuli rossi in una soluzione salina concentrata, allora la soluzione salina è ipertonica rispetto alla parte interna delle cellule. I globuli rossi subiscono crenazione, il che significa che si restringono e si restringono quando l'acqua lascia le cellule fino a quando la concentrazione di soluti è la stessa sia all'interno che all'esterno dei globuli rossi.

Usi delle soluzioni ipertoniche

La manipolazione della tonicità di una soluzione ha applicazioni pratiche. Ad esempio, l'osmosi inversa può essere utilizzata per purificare soluzioni e desalinizzare l'acqua di mare.

Le soluzioni ipertoniche aiutano a conservare il cibo. Ad esempio, imballare il cibo con il sale o decapaggiarlo in una soluzione ipertonica di zucchero o sale crea un ambiente ipertonico che uccide i microbi o almeno limita la loro capacità di riprodursi.

Le soluzioni ipertoniche inoltre disidratano il cibo e altre sostanze, poiché l'acqua lascia le cellule o passa attraverso una membrana per cercare di stabilire l'equilibrio.

Perché gli studenti si confondono

I termini "ipertonico" e "ipotonico" spesso confondono gli studenti perché trascurano di spiegare il quadro di riferimento. Ad esempio, se si inserisce una cellula in una soluzione salina, la soluzione salina è più ipertonica (più concentrata) rispetto al plasma cellulare. Ma se osservi la situazione dall'interno della cellula, potresti considerare il plasma ipotonico rispetto all'acqua salata.

Inoltre, a volte ci sono più tipi di soluti da considerare. Se hai una membrana semipermeabile con 2 moli di Na⁺ ioni e 2 moli di Cl^- ioni su un lato e 2 moli di ioni K + e 2 moli di Cl^- ioni dall'altra parte, determinare la tonicità può essere fonte di confusione. Ogni lato della partizione è isotonico rispetto all'altro se si considera che ci sono 4 moli di ioni su ciascun lato. Tuttavia, il lato con gli ioni sodio è ipertonico rispetto a quel tipo di ioni (un altro lato è ipotonico per gli ioni sodio). Il lato con gli ioni di potassio è ipertonico rispetto al potassio (e la soluzione di cloruro di sodio è ipotonica rispetto al potassio). Come pensi che gli ioni si sposteranno attraverso la membrana? Ci sarà qualche movimento?

Quello che ci si aspetterebbe è che gli ioni sodio e potassio attraversino la membrana fino a raggiungere l'equilibrio, con entrambi i lati della partizione contenente 1 mole di ioni sodio, 1 mole di ioni potassio e 2 moli di ioni cloro. Fatto?

Movimento dell'acqua in soluzioni ipertoniche

L'acqua si muove attraverso una membrana semipermeabile. Ricorda, l'acqua si muove per equalizzare la concentrazione di particelle di soluto. Se le soluzioni su entrambi i lati della membrana sono isotoniche, l'acqua si muove liberamente avanti e indietro. L'acqua si sposta dal lato ipotonico (meno concentrato) di una membrana al lato ipertonico (meno concentrato). La direzione del flusso continua fino a quando le soluzioni sono isotoniche.