محلول منخفض التوتر: مكونات ، تحضير ، أمثلة - كيمياء - 2026

A حل منخفض التوتر هو واحد يحتوي على تركيز المذاب أقل من حل فصل أو عزل من قبل حاجز شبه منفذ. يسمح هذا الحاجز للمذيب بالمرور من خلاله ، الماء في حالة الأنظمة البيولوجية ، ولكن ليس كل الجسيمات المذابة.

سوائل جسم الفقاريات داخل الخلايا وخارجها لها الأسمولية حوالي 300 ملي أسمول / لتر. بينما يعتبر السائل ناقص التوتر أن له الأسمولية أقل من 280 ملي أسمول / لتر. لذلك ، فإن حل هذه الأسمولية منخفض التوتر فيما يتعلق بالبيئة الخلوية.

تفاعل خلية مع محلول ناقص التوتر. المصدر: غابرييل بوليفار.

مثال على محلول ناقص التوتر هو 0.45٪ كلوريد الصوديوم. لكن كيف تتصرف الخلية أو المقصورة في مواجهة هذا النوع من الحلول؟ الصورة أعلاه تجيب على هذا السؤال.

تركيز الجسيمات الذائبة (النقاط الصفراء) أعلى داخل الخلية منه في الخارج. نظرًا لوجود كمية أقل من الذائبة حول الخلية ، فهناك المزيد من جزيئات الماء الحرة ، وهذا هو سبب تمثيلها بلون أزرق أكثر كثافة مقارنة بالجزء الداخلي للخلية.

يتدفق الماء من الخارج إلى الداخل من خلال التناضح لتسوية التركيزات. نتيجة لذلك ، تتوسع الخلية أو تتضخم عن طريق امتصاص الماء الذي يمر عبر غشاء الخلية.

مكونات المحاليل منخفضة التوتر

تتكون المحاليل منخفضة التوتر من مذيب ، ما لم يذكر خلاف ذلك ، يتكون من الماء ، والمواد المذابة فيه مثل الأملاح والسكريات وما إلى ذلك ، في صورة نقية أو مختلطة. لكن هذا المحلول لن يكون له أي منشط إذا لم يكن هناك حاجز شبه نفاذي ، وهو غشاء الخلية.

يجب أن يكون هناك القليل من الأملاح الذائبة بحيث يكون تركيزها صغيرًا ، بينما يكون "تركيز" الماء مرتفعًا. نظرًا لوجود المزيد من الماء الحر خارج الخلية ، أي أنه لا يحل أو يرطب الجزيئات الذائبة ، فكلما زاد ضغطه على غشاء الخلية وكلما زاد ميله إلى عبوره لتخفيف السائل داخل الخلايا.

تحضير محلول ناقص التوتر

لإعداد هذه الحلول ، يتم اتباع نفس البروتوكول المتبع للحلول الأخرى. قم بإجراء الحسابات المناسبة لكتلة المواد المذابة. ثم يتم وزنها ثم إذابتها في الماء ونقلها إلى دورق حجمي إلى الحجم المقابل.

يحتوي المحلول ناقص التوتر على أسمولية منخفضة ، بشكل عام أقل من 280 ملي أسمول / لتر. لذلك عند تحضير محلول ناقص التوتر ، يجب علينا حساب الأسمولية الخاصة به بحيث تكون قيمته أقل من 280 ملي أسمول / لتر. يمكن حساب الأسمولية بالمعادلة التالية:

الأسمولية = m v g

حيث m هي مولارية المذاب ، و v هي عدد الجسيمات التي ينفصل فيها المركب في المحلول. لا تنفصل المواد غير الإلكتروليتية ، لذا فإن قيمة v تساوي 1. هذا هو الحال بالنسبة للجلوكوز والسكريات الأخرى.

بينما g هو المعامل التناضحي. هذا عامل تصحيح لتفاعل الجسيمات المشحونة كهربائيًا (الأيونات) في المحلول. بالنسبة للمحاليل المخففة والمواد غير القابلة للانفصال ، على سبيل المثال ومرة ​​أخرى الجلوكوز ، تؤخذ قيمة g تساوي 1. ويقال بعد ذلك أن المولارية متطابقة مع الأسمولية الخاصة بها.

مثال 1

يتم إحضار محلول NaCl 0.5٪ إلى جرام لكل لتر

كلوريد الصوديوم في جم / لتر = (0.5 جم ÷ 100 مل) 1000 مل

= 5 جم / لتر

وننتقل إلى حساب المولارية الخاصة به ثم تحديد الأسمولية الخاصة به:

المولارية = الكتلة (جم / لتر) ÷ الوزن الجزيئي (جم / مول)

= 5 جم / لتر 58.5 جم / مول

= 0.085 مول / لتر

يتفكك كلوريد الصوديوم إلى جسيمين: Na ⁺ (كاتيون) و Cl ^- (أنيون). لذلك ، فإن قيمة v = 2. أيضًا ، نظرًا لأنه محلول مخفف بنسبة 0.5٪ NaCl ، يمكن افتراض أن قيمة g (المعامل التناضحي) هي 1. لدينا إذن:

الأسمولية (NaCl) = المولارية · v · g

= 0.085 م · 2 · 1

= 0.170 أوسم / لتر أو 170 ملي أوسم / لتر

هذا محلول ناقص التوتر ، حيث أن الأسمولية أقل بكثير من الأسمولية المرجعية لسوائل الجسم ، وهي الأسمولية البلازمية التي تبلغ قيمتها حوالي 300 ملي أسمول / لتر.

مثال 2

نحسب المولارية بتركيزات المذابات ذات الصلة عند 0.55 جم / لتر و 40 جم / لتر:

المولارية (CaCl ₂) = 0.55 جم / لتر 111 جم / مول

= 4.95 10 ^-3 م

= 4.95 ملم

المولارية (C ₆ H ₁₂ O ₆) = 40 جم / لتر 180 جم / مول

= 0.222 م

= 222 ملم

وبنفس الطريقة نحسب الأسمولية ، مع العلم أن CaCl ₂ يتفكك إلى ثلاثة أيونات ، اثنان Cl ^- وواحد Ca ²⁺ ، وبافتراض أنها حلول مخففة للغاية ، لذا فإن قيمة v هي 1. لدينا إذن:

الأسمولية (CaCl ₂) = 4.95 ملي مول 3 1

= 14.85 الميلي أسمول / لتر

الأسمولية لـ (C ₆ H ₁₂ O ₆) = 222 مم · 1 · 1

= 222 الميلي أسمول / لتر

أخيرًا ، تصبح الأسمولية الكلية للحل مجموع الأسمولية الفردية ؛ وهذا هو ، من كلوريد الصوديوم والجلوكوز. لذلك هذا هو:

الأسمولية الكلية للمحلول = الأسمولية CaCl ₂ + C ₆ H ₁₂ O ₆ الأسمولية

= 222 ملي أوسم / لتر + 14.85 ملي أوسم / لتر

= 236.85 الميلي أسمول / لتر

محلول خليط كلوريد الكالسيوم والجلوكوز منخفض التوتر ، حيث أن الأسمولية (236.85 ملي أسمول / لتر) أقل بكثير من الأسمولية للبلازما (300 ملي أسمول / لتر) ، والتي يتم أخذها كمرجع.

أمثلة على الحلول منخفضة التوتر

محلول كلوريد الصوديوم

يُعطى محلول كلوريد الصوديوم بنسبة 0.45٪ (كلوريد الصوديوم) عن طريق الوريد للمرضى الذين يعانون من الكيتوزية السكرية الذين يصابون بالجفاف في الحجرات الخلالية وداخل الخلايا. يتدفق الماء من البلازما إلى هذه الأجزاء.

محلول اللاكتات رينجر

الحل رقم 19 لاكتات رينجر هو مثال آخر على حل ناقص التوتر. يتكون من 0.6 جم من كلوريد الصوديوم و 0.03 جم من كلوريد البوتاسيوم و 0.02 جم من كلوريد الكالسيوم و 0.31 جم من لاكتات الصوديوم و 100 مل من الماء المقطر. وهو محلول يستخدم في معالجة الجفاف عند المرضى وهو منخفض التوتر قليلاً (274 موسم / لتر).

المراجع

1. De Lehr Spilva، A. and Muktans، Y. (1999). دليل التخصصات الصيدلانية في فنزويلا. XXXVª الطبعة. طبعات عالمية.
2. ويتن ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). كيمياء (الطبعة الثامنة). سينجاج ليرنينج.
3. ويكيبيديا. (2020). توترية. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
4. يونيون ميديا ​​ذ. (2020). حلول متساوية التوتر ، منخفضة التوتر ، وفرط التوتر. تم الاسترجاع من: uniontestprep.com
5. لوديش إتش ، بيرك أ ، زيبورسكي سي ، إت آل. (2000). القسم 15.8 التناضح وقنوات المياه وتنظيم حجم الخلية. NCBI Bookshelf. تم الاسترجاع من: ncbi.nlm.nih.gov
6. جون برينان. (13 مارس 2018). كيفية حساب تساوي التوتر. تم الاسترجاع من: sciencing.com