Uma solução hipotônica é aquela que possui uma concentração mais baixa de soluto em comparação com uma solução separada ou isolada por uma barreira semipermeável. Essa barreira permite que o solvente passe por ela, água no caso de sistemas biológicos, mas nem todas as partículas de soluto.
Os fluidos corporais dos vertebrados intracelulares e extracelulares têm uma osmolaridade de cerca de 300 mOsm / L. Enquanto um líquido hipotônico é considerado com osmolaridade menor que 280 mOsm / L. Portanto, uma solução dessa osmolaridade é hipotônica em relação ao ambiente celular.
Um exemplo de uma solução hipotônica é 0,45% de cloreto de sódio. Mas como a célula ou o compartimento se comporta contra esse tipo de solução? A imagem acima responde a esta pergunta.
A concentração de partículas de soluto (pontos amarelos) é maior dentro da célula do que fora. Como há menos soluto ao redor da célula, há mais moléculas de água livre, portanto é representada com uma cor azul mais intensa em comparação com o interior da célula.
A água flui de fora para dentro através de osmose para nivelar as concentrações. Como resultado, a célula se expande ou incha absorvendo a água que passa através de sua membrana celular.
Componentes de soluções hipotônicas
As soluções hipotônicas consistem em um solvente que, salvo indicação em contrário, consiste em água e solutos nele dissolvidos, como sais, açúcares, etc., na forma pura ou mista. Mas essa solução não terá tonicidade se não houver barreira semi-permeável envolvida, que é a membrana celular.
Deve haver poucos sais dissolvidos para que sua concentração seja pequena, enquanto a “concentração” da água é alta. Como há mais água livre fora da célula, ou seja, não são solventes ou hidratantes, maior a pressão sobre a membrana celular e mais ela tenderá a atravessá-la para diluir o fluido intracelular.
Preparação de uma solução hipotônica
Para a preparação dessas soluções, é seguido o mesmo protocolo que o seguido para outras soluções. Cálculos apropriados da massa dos solutos são feitos. Estes são pesados, dissolvidos em água e levados para um balão volumétrico no volume correspondente.
A solução hipotônica apresenta baixa osmolaridade, geralmente inferior a 280 mOsm / L. Portanto, ao preparar uma solução hipotônica, devemos calcular sua osmolaridade de forma que seu valor seja inferior a 280 mOsm / L. A osmolaridade pode ser calculada com a seguinte equação:
Osmolaridade = m · v · g
Onde m é a molaridade do soluto e v é o número de partículas nas quais um composto em solução se dissocia. Substâncias não eletrolíticas não se dissociam, portanto o valor de v é igual a 1. Este é o caso da glicose e de outros açúcares.
Enquanto g é o coeficiente osmótico. Este é um fator de correção para a interação de partículas (íons) eletricamente carregadas na solução. Para soluções diluídas e substâncias não dissociáveis, por exemplo, e novamente glicose, um valor de g é considerado igual a 1. A molaridade é então considerada idêntica à sua osmolaridade.
Exemplo 1
Prepare uma solução de cloreto de sódio (NaCl) a 0,5% (p / v), verificando se é ou não uma solução hipotônica. Peso molecular de NaCl = 58,5 g / mol.
Traga a solução de NaCl a 0,5% para um grama por litro:
NaCl em g / l = (0,5 g ÷ 100 mL) · 1.000 mL
= 5 g / L
E procedemos ao cálculo de sua molaridade para determinar posteriormente sua osmolaridade:
Molaridade = massa (g / L) weight peso molecular (g / mol)
= 5 g / L ÷ 58,5 g / mol
= 0,085 moles / L
O NaCl se dissocia em duas partículas: Na + (cátion) e Cl – (ânion). Portanto, o valor de v = 2. Além disso, como é uma solução diluída de NaCl a 0,5%, pode-se assumir que o valor de g (coeficiente osmótico) é 1. Temos então:
Osmolaridade (NaCl) = molaridade · v · g
= 0,085 M · 2 · 1
= 0,170 Osm / L ou 170 mOsm / L
Esta é uma solução hipotônica, pois sua osmolaridade é muito menor que a osmolaridade de referência para fluidos corporais, que é a osmolaridade plasmática cujo valor é de cerca de 300 mOsm / L.
Exemplo 2
Prepare uma solução de uma mistura de cloreto de cálcio a 0,055% (p / v) (CaCl 2 ) e glicose a 4% (p / v) (C 6 H 12 O 6 ). Os pesos moleculares: CaCl 2 = 111 g / mol e C 6 H 12 O 6 = 180 g / mol.
Calculamos a molaridade com as concentrações dos respectivos solutos a 0,55 g / L e 40 g / L:
Molaridade (CaCl 2 ) = 0,55 g / L ÷ 111 g / mol
= 4,95 · 10 -3 M
= 4,95 mM
Molaridade (C 6 H 12 O 6 ) = 40 g / L ÷ 180 g / mol
= 0,222 M
= 222 mM
E da mesma forma calculamos as osmolaridades, sabendo que o CaCl 2 se dissocia em três íons, dois Cl – e um Ca 2+ , e assumindo que sejam soluções muito diluídas, então o valor de v é 1. Temos então :
Osmolaridade (CaCl 2 ) = 4,95 mM · 3 · 1
= 14,85 mOsm / L
Osmolaridade de (C 6 H 12 O 6 ) = 222 mM · 1 · 1
= 222 mOsm / L
Finalmente, a osmolaridade total da solução se torna a soma das osmolaridades individuais; isto é, daqueles de NaCl e glicose. Isto é, portanto:
Osmolaridade total da solução = osmolaridade de CaCl 2 + osmolaridade C 6 H 12 O 6
= 222 mOsm / L + 14,85 mOsm / L
= 236,85 mOsm / L
A solução da mistura de glicose com cloreto de cálcio é hipotônica, pois sua osmolaridade (236,85 mOsm / L) é muito menor que a osmolaridade plasmática (300 mOsm / L), que é tomada como referência.
Exemplos de soluções hipotônicas
Solução de cloreto de sódio
A solução de cloreto de sódio a 0,45% (NaCl) é administrada por via intravenosa a pacientes com cetose diabética que desenvolvem desidratação nos compartimentos intersticial e intracelular. A água flui do plasma para esses compartimentos.
Solução de Ringer com lactato
A solução de lactato nº 19 da Ringer é outro exemplo de solução hipotônica. Sua composição é 0,6 g de cloreto de sódio, 0,03 g de cloreto de potássio, 0,02 g de cloreto de cálcio, 0,31 g de lactato de sódio e 100 mL de água destilada. É uma solução usada para a reidratação dos pacientes e é levemente hipotônica (274 mosm / L).
Referências
- De Lehr Spilva, A. e Muktans, Y. (1999). Guia de especialidades farmacêuticas na Venezuela . XXXVª Edição. Edições Globais.
- Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Chemistry . (8a ed.). Aprendizagem CENGAGE.
- Wikipedia. (2020). Tonicidade. Recuperado de: en.wikipedia.org
- Union Media LLC. (2020). Soluções isotônicas, hipotônicas e hipertônicas. Recuperado de: uniontestprep.com
- Lodish H., Berk A., Zipursky SL, et al. (2000) Seção 15.8 Osmose, canais de água e regulação do volume celular. Estante NCBI. Recuperado de: ncbi.nlm.nih.gov
- John Brennan. (13 de março de 2018). Como calcular a isotonicidade. Recuperado de: sciencing.com