Изотонические, гипертонические и гипотонические растворы и их роль в организме

Растворы с одинаковым осмотическим давлением называются изотоническими, в медицине - физиологическими. Растворы, с большим осмотическим давлением, чем какой-то стандарт называются гипертоническими, а с меньшим – гипотонические.

Осмотическое давление плазмы крови человека достаточно постоянно. Оно равно 700 – 780 кПа (или 7,7 атм). Такое высокое осмотическое давление крови обусловлено наличием в ней большого числа ионов, низко- и высокомолекулярных соединений.

Часть осмотического давления крови, обусловленная высокомолекулярными соединениями (альбуминами, глобулинами) называется онкотическим давлением. Оно составляет 0,5 % от осмотического давления плазмы крови и равно 3,5 -:-3,9 кПа.

Если растительную или животную клетку поместить в гипертонический раствор, наблюдается плазмолиз, т.к. молекулы воды переходят в более концентрированный раствор и клетка уменьшается в объеме – сжимается. В гипотонических растворах с клетками эритроцитов происходит гемолиз, т.к. из-за осмоса молекулы растворителя переходят в клетку, вследствие чего она увеличивается в объеме и может разрушиться.

В медицинской практике для возмещения больших потерь крови и при обезвоживании организма внутривенно вводят физиологические растворы изотонической крови. Чаще всего это 0,9 % NaCI или 4,5 – 5 % раствор глюкозы. Есть и многокомпонентные физиологические растворы, по составу приближающиеся к крови.

Эффективным осмотическим аппаратом является почка. Основная метаболическая функция почки состоит в удалении продуктов обмена из крови. Почка регулирует также содержание воды в организме. В этом процессе проницаемость ее мембраны зависит от содержания антидиуретического гормона АДГ. При недостатке АДГ с мочой выделяется больше воды, иногда в 10 раз больше нормы. При избытке АДГ воды выводиться меньше.

Если бы, осмотические явления в организме не регулировались, то купание в пресной и в соленой воде было бы невозможно. При некротизации клеток способность к избирательной проницаемости и полупроницаемости пропадает.

Осмотическое давление мочи может меняться от 690 – 2400 кПа (от 7,0 до 25 атм.). Чувство жажды – это проявление осмотической гипертонии. Обратное явление в случае солевого голода вызывает осмотическую гипотонию.

Следующее коллигативное свойство: понижение давления насыщенного пара над раствором. Исследовал это явление Рауль. Давление пара, при котором скорость парообразования равна скорости его конденсации, называется давлением насыщенного пара. Давление насыщенного пара над раствором меньше, чем над чистым растворителем, т.к. уменьшается испарение растворителя при данной температуре из - за:

а) межмолекулярного взаимодействия между растворителем и веществом;

б) уменьшения поверхности испарения;

в) уменьшения мольной доли растворителя.

Закон Рауля: при Т=const относительное понижение давления насыщенного пара над раствором равно мольной доле растворенного вещества:

Р_о- Р / Ро = N

P_o –давление насыщенного пара над растворителем;

Р – давление насыщенного пара над раствором;

N = i n / (n + n_o)

n – число молей растворенного вещества;

n _o- число молей растворителя;

i – изотонический коэффициент Вант-Гоффа;

i = 1 + α(S-1);

i = 1 + α(S-1); i = 1 для растворов неэлектролитов.

Для очень разбавленных растворов допустимо равенство N= n/n_o · i

П закон Рауля (или следствие из 1 закона Рауля).

Повышение температуры кипения (∆ Т_кип), а также понижение температуры замерзания (∆Т_зам) растворов прямо пропорционально моляльной концентрации раствора.

∆ Т_кип.=Е·С_{молялн.}· i

∆ Т_зам.=К·С_{молялн.}· i, где

Е – эбуллиоскопическая константа;

К – криоскопическая константа;

i – изотонический коэффициент, для неэлектролитов i = 1

С-_м-(х)= m (x)·1000 /M(x)· m (р-ля)

m (x) – масса растворенного вещества (г);

М(х) – молярная масса растворенного вещества (г/моль);

m (р-ля) – масса растворителя.

Константы Е и К зависят только от природы растворителя (см. таблицу).

Таблица 4.

Растворитель	Е	К	Ткип^0С	Тзам^0 С
Анилин С6Н5NH2	3,22	5,87	184,4	- 5,96
Ацетон СН3СОСН3	1,48	2,4	56,6	- 94,6
Бензол С6Н6	2,57	5,12	80,1	5,53
Вода	0,51	1,86
Этанол	1,23	-	78,4	-

Е и К показывают на сколько градусов повышается температура кипения раствора или понижается температура замерзания раствора в сравнении с чистым растворителем, если раствор содержит 1 моль неэлектролита в 1000 г растворителя.

Методы исследования растворов путем измерения и вычисления ∆ Т_кип и ∆ Т_зам и вычисления молярных масс называются криоскопия и эбулиометрия («эбулио» - вскипание, «крио» - холод).

Дата добавления: 2014-10-31