SOLUTION HYPERTONIQUE: COMPOSANTS, PRÉPARATION, EXEMPLES - CHIMIE - 2025

Une solution hypertonique est celle qui, lorsqu'elle est mise en contact avec une autre solution, séparée par une membrane perméable à l'eau mais imperméable aux solutés, un flux net d'eau se produit vers elle, jusqu'à ce qu'une osmolarité (concentration) égale soit atteinte dans les deux compartiments.

Un exemple très représentatif est celui où les globules rouges sont placés dans une solution considérée comme hypertonique. L'osmolarité des érythrocytes, comme celle de tous les fluides corporels extra et intracellulaires, est d'environ 300 mOsm / L.

Interaction d'une cellule avec une solution hypertonique. Source: Gabriel Bolívar.

Par conséquent, l'osmolarité de la solution hypertonique doit être supérieure à 300 mOsm / L. Dans cette circonstance, un flux d'eau se produit de l'intérieur des érythrocytes dans la solution environnante. Le même comportement peut être observé dans n'importe quel type de cellule et est généralement représenté dans l'image ci-dessus.

En dehors de la cellule, il y a une plus grande quantité de soluté dissous (cercles jaunes), donc les molécules sont occupées à les hydrater; c'est-à-dire qu'il y a moins de molécules d'eau «libres». La cellule cède de l'eau à son environnement, réduisant son volume et se froissant comme un raisin sec. Par conséquent, l'eau à l'intérieur de la cellule est plus «concentrée» que dans le milieu extracellulaire.

Composants de solutions hypertoniques

Une solution hypertonique est composée d'un solvant, généralement de l'eau, et de solutés qui peuvent être des sels purs ou des sucres, ou un mélange de ceux-ci. La manière habituelle d'exprimer la concentration d'une solution, en fonction du nombre de particules et non pas tellement de leurs concentrations individuelles, est par osmolarité.

En outre, il doit y avoir un compartiment qui est séparé par une barrière semi-perméable, qui dans le cas des cellules est une membrane lipidique à double couche. Les molécules d'eau, ainsi que d'autres molécules neutres, parviennent à se faufiler à travers la membrane cellulaire, mais il n'en va pas de même avec les ions.

Le milieu aqueux qui entoure la cellule doit être plus concentré en soluté, et par conséquent plus «dilué» dans l'eau. Il en est ainsi parce que les molécules d'eau entourent les particules de soluté, avec quelques-unes qui diffusent librement au milieu.

Cette variation d'eau libre à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule provoque un gradient par lequel l'osmose est générée, c'est-à-dire la variation des concentrations due au déplacement du solvant à travers une barrière, sans diffusion du soluté.

préparation

Une solution hypertonique est préparée de la même manière que toutes les solutions: les composants de la solution sont pesés et portés à un certain volume en les dissolvant dans l'eau. Mais pour savoir si la solution est hypertonique par rapport aux cellules, son osmolarité doit d'abord être calculée et voir si elle est supérieure à 300 mOsm / L:

Osmolarité = m v g

Où m est la molarité du soluté, v le nombre de particules dans lesquelles un composé se dissocie et g le coefficient osmotique. Ce dernier est un facteur qui corrige l'interaction des particules (ions) chargées électriquement et sa valeur est de 1 pour les solutions diluées et pour les substances qui ne se dissocient pas; comme le glucose.

L'osmolarité totale d'une solution est calculée en ajoutant l'osmolarité apportée par chacun des composés présents dans la solution.

- Exemple

Déterminer l'osmolarité d'une solution contenant 5% de glucose (PM = 180 g / mol) et 0,9% de chlorure de sodium (PM = 58,5 g / mol) et déterminer si la solution est hypertonique ou non.

Premier pas

Vous devez d'abord calculer la molarité du glucose. La concentration de glucose est de 5 g / 100 mL, et elle est exprimée en unités de g / L:

(5 g ÷ 100 ml) 1 000 ml

Concentration en glucose = 50 g / L

Molarité du glucose (moles / L) = (50 g / L) ÷ (180 g / mol)

= 0,277 mole / L

Osmolarité fournie par le glucose = molarité · nombre de particules dans lesquelles il se dissocie · coefficient osmotique (g).

Dans ce cas, la valeur du coefficient osmotique est égale à 1 et peut être interrompue. Le glucose n'a que des liaisons covalentes dans sa structure qui ne se dissocient pas en solution aqueuse, et donc v est égal à 1. Ainsi, l'osmolarité du glucose est égale à sa molarité.

Osmolarité fournie par le glucose = 0,277 Osm / L

= 277 mOsm / L

Deuxième pas

Nous calculons la molarité et l'osmolarité du deuxième soluté, qui est NaCl. Nous exprimons également sa concentration en g / L:

Exprimé en g / L = (0,9 g ÷ 100 mL) 1000 mL

= 9 g NaCl / L

Molarité (moles / L) = (9 g / L) ÷ (58,5 g / mol)

= 0,153 mol / L

Et nous calculons son osmolarité:

Osmolarité = molarité 2 1

Le chlorure de sodium se dissocie en deux particules: un Na ⁺ et un Cl ^-. C'est pour cette raison que v a une valeur de 2.

Osmolarité = 0,153 mol / L · 2 · 1

Osmolarité = 0,306 Osm / L

= 306 mOsm / L

Troisième étape

Enfin, nous calculons l'osmolarité de la solution et décidons si elle est hypertonique ou non. Pour cela, il faut ajouter l'osmolarité apportée par le glucose et l'osmolarité apportée par NaCl:

Osmolarité totale de la solution = 0,277 osm / L + 0,306 osm / L

Osmolarité de la solution = 0,583 Osm / L ou 583 mOsm / L

L'osmolarité des cellules et des fluides qui les baignent: plasma et liquide interstitiel, est d'environ 300 mOsm / L. On peut donc considérer que la solution de glucose et de chlorure de sodium, avec une osmolarité de 583 mOsm / L, est une solution hypertonique par rapport à l'environnement cellulaire.

Exemples de solutions hypertoniques

10% dextrose n ° 2 (solution de glucose hypertonique)

Cette solution hypertonique est constituée de 10 g de dextrose et d'eau distillée en quantité suffisante pour 100 mL. Son osmolarité est de 504 mOsm / L.

Cette solution est utilisée pour traiter une diminution du glycogène hépatique, une baisse de la concentration plasmatique de glucose et d'autres troubles métaboliques.

0,45% de dextrose

Cette solution est composée de 5 g de dextrose, 0,45 g de NaCl et suffisamment d'eau distillée pour un volume de 100 mL. Son osmolarité est de 406 mOsm / L

Il est utilisé dans la diminution du glycogène hépatique et dans la carence en chlorure de sodium.

10% de mannitol

Cette solution est constituée de 10 g de mannitol et d'eau distillée en quantité suffisante pour 100 mL. Son osmolarité est de 549 mOsm / L.

Il est utilisé pour augmenter l'excrétion rénale de l'eau (diurétique osmotique) et pour traiter l'insuffisance rénale.

Références

1. De Lehr Spilva, A. et Muktans, Y. (1999). Guide des spécialités pharmaceutiques au Venezuela. Édition XXXVª. Éditions mondiales.
2. Whitten, Davis, Peck et Stanley. (2008). Chimie (8e éd.). Apprentissage CENGAGE.
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 février 2020). Qu'est-ce qu'une solution hypertonique? Récupéré de: thinkco.com
4. Wikipédia. (2020). Tonicité. Récupéré de: en.wikipedia.org
5. Kevin Beck. (21 septembre 2018). Qu'est-ce que la solution hypertonique. Récupéré de: scaimer.com