등장액이 선물은 용액에 대한 용질의 농도가 동일한 분리 또는 반투과성 장벽에 의해 분리하는 것이 하나이다. 이 장벽은 용매가 통과하도록 허용하지만 모든 용질 입자는 통과하지 못합니다.
생리학에서, 상기 분리 된 용액은 세포 내액, 즉 세포 내부를 의미하며; 반투과성 장벽은 물 분자가 세포 외 배지로 변형 될 수있는 지질 이중층에 의해 형성된 세포막에 해당합니다.
등장 성 솔루션과 세포의 상호 작용. 출처 : Gabriel Bolívar.
위의 이미지는 등장 솔루션이 의미하는 바를 보여줍니다. 물의 "농도"는 세포 내부와 외부에서 동일하므로 분자가 동일한 주파수로 세포막을 통해 들어 오거나 나갑니다. 따라서 두 개의 물 분자가 세포에 들어가면 두 개의 물 분자가 동시에 세포 외 환경으로 빠져 나갑니다.
등장 성이라고하는이 상태는 세포 내부와 외부의 수성 매질이 동일한 수의 용해 된 용질 입자를 포함 할 때만 발생합니다. 따라서 용질의 농도가 유체 또는 세포 내 배지의 농도와 유사하면 용액은 등장 성입니다. 예를 들어, 0.9 % 식염수는 등장 성입니다.
등장 솔루션의 구성 요소
등장 성 용액이 존재하려면 먼저 용질의 확산이 아닌 용액 또는 용매 매질에서 삼투가 발생하는지 확인해야합니다. 이것은 반투과성 장벽이 존재하는 경우에만 가능하며, 용매 분자는 통과하지만 용질 분자, 특히 전하를 띤 용질, 이온은 통과하지 못합니다.
따라서 용질은 더 집중된 영역에서 더 희석 된 영역으로 확산 될 수 없습니다. 대신, 반투과성 장벽을 가로 질러 한쪽에서 다른쪽으로 이동하는 것은 물 분자가 될 것이며, 삼투가 발생합니다. 수성 및 생물학적 시스템에서이 장벽은 세포막과 매우 유사합니다.
반투과성 장벽과 용매 매질을 가지고 있기 때문에 두 매질에 용해 된 이온 또는 염의 존재도 필요합니다 : 내부 (장벽 내부) 및 외부 (장벽 외부).
이 이온의 농도가 양쪽에서 동일하면 물 분자를 용 매화하기위한 과잉 또는 부족이 없습니다. 즉, 자유 물 분자의 수가 동일하므로 이온 농도를 균일화하기 위해 양쪽의 반투과성 장벽을 통과하지 않습니다.
예비
-조건 및 방정식
등장 성 용액은 어떤 용매로도 제조 할 수 있지만 물은 세포의 매질이기 때문에 선호되는 옵션으로 간주됩니다. 신체의 특정 기관이나 혈류에있는 염의 농도를 정확히 알면 주어진 부피에 얼마나 많은 염이 용해되어야하는지 추정 할 수 있습니다.
척추 동물 유기체에서는 평균적으로 혈장의 용질 농도가 약 300mOsm / L (밀리 오몰 농도)이며, 이는 거의 300mmol / L로 해석 될 수 있습니다. 즉, 매우 희석 된 농도입니다. Milliosmolarity를 추정하려면 다음 방정식을 적용해야합니다.
삼투압 = m vg
실제 목적을 위해 삼투 계수 인 g의 값이 1이라고 가정합니다. 따라서 방정식은 다음과 같습니다.
삼투압 = mv
여기서 m은 용질의 몰 농도이고 v는 상기 용질이 물에서 해리되는 입자의 수입니다. 그런 다음이 값에 1,000을 곱하여 특정 용질에 대한 밀리 오몰 농도를 얻습니다.
둘 이상의 용질이있는 경우 용액의 총 밀리 오몰 농도는 각 용질에 대한 밀리 오몰 농도의 합이됩니다. 세포 내부와 관련하여 용질이 많을수록 준비된 용액의 등장 성이 적어집니다.
-준비 예
포도당과 이산 성 인산 나트륨으로 시작하는 등장 성 용액 1 리터를 준비한다고 가정합니다. 당신은 얼마나 많은 포도당의 무게를해야합니까? NaH 2 PO 4 15g이 사용된다고 가정합니다 .
첫 번째 단계
먼저 몰 농도 를 계산하여 NaH 2 PO 4 의 삼투압을 결정해야합니다 . 이를 위해 몰 질량 또는 분자량 120g / mol을 사용합니다. 1 리터의 용액을 요청하기 때문에 몰을 결정하고 몰 농도를 직접 얻습니다.
몰 (NaH 2 PO 4 ) = 15g ÷ 120g / mol
= 0.125 몰
M (NaH 2 PO 4 ) = 0.125 mol / L
그러나 경우에 NaH 2 PO 4 , 물에 용해, 그것은 나 해제 +의 양이온 및 H 2 PO 4 - 음이온 V는 삼투압 식 2의 값이되도록. 그런 다음 NaH 2 PO 4 계산을 진행합니다 .
삼투압 = mv
= 0.125 mol / L 2
= 0.25 Osm / L
1,000을 곱하면 NaH 2 PO 4 의 밀리 오 몰리 티가됩니다 .
0.25 Osm / L 1,000 = 250mOsm / L
두번째 단계
용액의 총 밀리 오몰 농도는 300mOsm / L와 같아야하므로 포도당이 무엇인지 알아 내기 위해 빼기 :
mOsm / L (포도당) = mOsm / L (총계)-mOsm / L (NaH 2 PO 4 )
= 300mOsm / L-250mOsm / L
= 50mOsm / L
포도당은 해리되지 않기 때문에 v는 1이고 삼투압은 몰 농도와 같습니다.
M (포도당) = 50 mOsm / L ÷ 1,000
= 0.05 몰 / L
글루코스 180g / mol의 몰이기 때문에, 우리는 마침내 그 리터의 등장 용액에 녹이기 위해 몇 그램을 칭량 해야하는지 결정합니다.
질량 (포도당) = 0.05 mol 180g / mol
= 9g
따라서이 등장 성 NaH 2 PO 4 / 포도당 용액 은 1 리터의 물에 15 그램의 NaH 2 PO 4 와 9 그램의 포도당 을 용해시켜 제조됩니다 .
등장 성 솔루션의 예
등장 성 용액이나 액체는 체내 이온 농도의 기울기 나 변화를 일으키지 않으므로, 그 작용은 본질적으로 출혈이나 탈수시이를받는 환자에게 수분을 공급하는 데 초점을 맞추고 있습니다.
식염수
이러한 용액 중 하나는 NaCl 농도가 0.9 % 인 생리 식염수입니다.
수유 링거 솔루션
동일한 목적으로 사용되는 다른 등장 성 용액은 완충액 또는 완충액 구성으로 인해 산도를 낮추는 Lactated Ringer 's와 인산염과 염화나트륨으로 구성된 Sorensen의 인산염 용액입니다.
비 수성 시스템
등장 성은 용매가 알코올 인 시스템과 같은 비 수성 시스템에도 적용될 수 있습니다. 알코올 분자의 침투를 촉진하고 용질 입자를 유지하는 반투과성 장벽이있는 한.
참고 문헌
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