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

Une solution hypotonique est une solution qui a une concentration de soluté inférieure à une solution séparée ou isolée par une barrière semi-perméable. Cette barrière laisse passer le solvant, l'eau dans le cas des systèmes biologiques, mais pas toutes les particules de soluté.

Les fluides corporels des vertébrés intracellulaires et extracellulaires ont une osmolarité d'environ 300 mOsm / L. Alors qu'un liquide hypotonique est considéré comme ayant une osmolarité inférieure à 280 mOsm / L. Par conséquent, une solution de cette osmolarité est hypotonique par rapport à l'environnement cellulaire.

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

Un exemple de solution hypotonique est celle du chlorure de sodium à 0,45%. Mais comment se comporte la cellule ou un compartiment face à ce type de solution? L'image ci-dessus répond à cette question.

La concentration de particules de soluté (points jaunes) est plus élevée à l'intérieur de la cellule qu'à l'extérieur. Comme il y a moins de soluté autour de la cellule, il y a plus de molécules d'eau libres, c'est pourquoi il est représenté avec une couleur bleue plus intense par rapport à l'intérieur de la cellule.

L'eau s'écoule de l'extérieur vers l'intérieur par osmose pour niveler les concentrations. En conséquence, la cellule se dilate ou gonfle en absorbant l'eau qui passe à travers sa membrane cellulaire.

Composants des solutions hypotoniques

Les solutions hypotoniques sont constituées d'un solvant qui, sauf indication contraire, consiste en de l'eau et des solutés dissous dans celle-ci tels que des sels, des sucres, etc., sous forme pure ou mixte. Mais cette solution n'aura aucune tonicité s'il n'y a pas de barrière semi-perméable impliquée, qui est la membrane cellulaire.

Il doit y avoir peu de sels dissous pour que leur concentration soit faible, tandis que la «concentration» de l'eau est élevée. Comme il y a plus d'eau libre à l'extérieur de la cellule, c'est-à-dire qu'elle ne résout ni n'hydrate les particules de soluté, plus sa pression sur la membrane cellulaire est grande et plus elle aura tendance à la traverser pour diluer le fluide intracellulaire.

Préparation d'une solution hypotonique

Pour la préparation de ces solutions, le même protocole est suivi que celui suivi pour les autres solutions. Faites les calculs appropriés de la masse des solutés. Ceux-ci sont ensuite pesés, dissous dans l'eau et transportés dans une fiole jaugée jusqu'au volume correspondant.

La solution hypotonique a une faible osmolarité, généralement inférieure à 280 mOsm / L. Ainsi, lors de la préparation d'une solution hypotonique, nous devons calculer son osmolarité de telle sorte que sa valeur soit inférieure à 280 mOsm / L. L'osmolarité peut être calculée avec l'équation suivante:

Osmolarité = m v g

Où m est la molarité du soluté, et v est le nombre de particules dans lesquelles un composé se dissocie en solution. Les substances non électrolytiques ne se dissocient pas, la valeur de v est donc égale à 1. C'est le cas du glucose et des autres sucres.

Alors que g est le coefficient osmotique. Il s'agit d'un facteur de correction pour l'interaction des particules (ions) chargées électriquement en solution. Pour les solutions diluées et les substances non dissociables, par exemple et encore le glucose, une valeur de g est prise égale à 1. On dit alors que la molarité est identique à son osmolarité.

Exemple 1

La solution de NaCl 0,5% est amenée à gramme par litre:

NaCl en g / l = (0,5 g ÷ 100 mL) 1000 mL

= 5 g / L

Et nous procédons au calcul de sa molarité puis déterminons son osmolarité:

Molarité = masse (g / L) ÷ poids moléculaire (g / mol)

= 5 g / L ÷ 58,5 g / mol

= 0,085 mol / L

NaCl se dissocie en deux particules: Na ⁺ (cation) et Cl ^- (anion). Par conséquent, la valeur de v = 2. De plus, comme il s'agit d'une solution diluée de NaCl à 0,5%, on peut supposer que la valeur de g (coefficient osmotique) est 1. On a alors:

Osmolarité (NaCl) = molarité · v · g

= 0,085 M · 2 · 1

= 0,170 Osm / L ou 170 mOsm / L

Il s'agit d'une solution hypotonique, car son osmolarité est bien inférieure à l'osmolarité de référence pour les fluides corporels, qui est l'osmolarité plasmatique dont la valeur est d'environ 300 mOsm / L.

Exemple 2

Nous calculons la molarité en ayant les concentrations des solutés respectifs à 0,55 g / L et 40 g / L:

Molarité (CaCl ₂) = 0,55 g / L ÷ 111 g / mol

= 4,95 10 ^-3 M

= 4,95 mM

Molarité (C ₆ H ₁₂ O ₆) = 40 g / L ÷ 180 g / mol

= 0,222 M

= 222 mM

Et de la même manière on calcule les osmolarités, sachant que CaCl _{2 se} dissocie en trois ions, deux Cl ^- et un Ca ²⁺, et en supposant que ce sont des solutions très diluées, donc la valeur de v est 1. On a alors:

Osmolarité (CaCl ₂) = 4,95 mM 3 1

= 14,85 mOsm / L

Osmolarité de (C ₆ H ₁₂ O ₆) = 222 mM · 1 · 1

= 222 mOsm / L

Enfin, l'osmolarité totale de la solution devient la somme des osmolarités individuelles; c'est-à-dire de ceux du NaCl et du glucose. C'est donc:

Osmolarité totale de la solution = osmolarité CaCl ₂ + osmolarité C ₆ H ₁₂ O ₆

= 222 mOsm / L + 14,85 mOsm / L

= 236,85 mOsm / L

La solution du mélange de chlorure de calcium et de glucose est hypotonique, car son osmolarité (236,85 mOsm / L) est bien inférieure à l'osmolarité du plasma (300 mOsm / L), qui est prise comme référence.

Exemples de solutions hypotoniques

Solution de chlorure de sodium

La solution de chlorure de sodium (NaCl) à 0,45% est administrée par voie intraveineuse aux patients atteints de cétose diabétique qui développent une déshydratation dans les compartiments interstitiel et intracellulaire. L'eau s'écoule du plasma dans ces compartiments.

Solution de Lactate Ringer

La solution n ° 19 de Lactate Ringer est un autre exemple de solution hypotonique. Sa composition est de 0,6 g de chlorure de sodium, 0,03 g de chlorure de potassium, 0,02 g de chlorure de calcium, 0,31 g de lactate de sodium et 100 ml d'eau distillée. C'est une solution utilisée pour la réhydratation des patients et est légèrement hypotonique (274 mosm / L).

Références

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2. Whitten, Davis, Peck et Stanley. (2008). Chimie (8e éd.). Apprentissage CENGAGE.
3. Wikipédia. (2020). Tonicité. Récupéré de: en.wikipedia.org
4. Union Media LLC. (2020). Solutions isotoniques, hypotoniques et hypertoniques. Récupéré de: uniontestprep.com
5. Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. (2000). Section 15.8 Osmose, canaux d'eau et régulation du volume cellulaire. Étagère NCBI. Récupéré de: ncbi.nlm.nih.gov
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