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Was ist eine hypertonische Lösung?

Hypertonisch bezieht sich auf eine Lösung mit höherem osmotischen Druck als eine andere Lösung. Mit anderen Worten, eine hypertonische Lösung ist eine Lösung, bei der sich außerhalb einer Membran eine größere Konzentration oder Anzahl gelöster Partikel befindet als innerhalb der Membran.

Key Takeaways: Hypertonische Definition

  • Eine hypertonische Lösung hat eine höhere Konzentration an gelösten Stoffen als eine andere Lösung.
  • Ein Beispiel für eine hypertonische Lösung ist das Innere roter Blutkörperchen im Vergleich zur Konzentration gelöster Stoffe in Süßwasser.
  • Wenn zwei Lösungen in Kontakt stehen, bewegt sich der gelöste Stoff oder das Lösungsmittel, bis die Lösungen das Gleichgewicht erreichen und in Bezug zueinander isotonisch werden.

 

Hypertonisches Beispiel

Rote Blutkörperchen sind das klassische Beispiel für die Erklärung der Tonizität. Wenn die Konzentration der Salze (Ionen) innerhalb der Blutzelle dieselbe ist wie außerhalb, ist die Lösung in Bezug auf die Zellen isotonisch und sie nehmen ihre normale Form und Größe an.

Wenn sich außerhalb der Zelle weniger gelöste Stoffe befinden als innerhalb der Zelle, wie dies beispielsweise der Fall wäre, wenn Sie rote Blutkörperchen in frisches Wasser legen, ist die Lösung (Wasser) in Bezug auf das Innere der roten Blutkörperchen hypoton. Die Zellen schwellen an und können platzen, wenn Wasser in die Zelle strömt, um zu versuchen, die Konzentration der inneren und äußeren Lösungen gleich zu machen. Da übrigens hypotone Lösungen Zellen zum Platzen führen können, dies ist ein Grund , warum eine Person eher ertrinken im Süßwasser als in Salzwasser. Es ist auch ein Problem, wenn Sie zu viel Wasser trinken .

Wenn sich außerhalb der Zelle eine höhere Konzentration an gelösten Stoffen befindet als innerhalb der Zelle, wie dies beispielsweise der Fall wäre, wenn Sie rote Blutkörperchen in eine konzentrierte Salzlösung geben, ist die Salzlösung in Bezug auf das Innere der Zellen hypertonisch. Die roten Blutkörperchen werden gekerbt. was bedeutet, dass sie schrumpfen und schrumpfen, wenn Wasser die Zellen verlässt, bis die Konzentration der gelösten Stoffe sowohl innerhalb als auch außerhalb der roten Blutkörperchen gleich ist.

 

Verwendung von hypertonischen Lösungen

Das Manipulieren der Tonizität einer Lösung hat praktische Anwendungen. Zum Beispiel kann Umkehrosmose verwendet werden, um Lösungen zu reinigen und Meerwasser zu entsalzen.

Hypertonische Lösungen helfen, Lebensmittel zu konservieren. Wenn Sie beispielsweise Lebensmittel in Salz verpacken oder in eine hypertonische Zucker- oder Salzlösung einlegen, entsteht eine hypertonische Umgebung, die entweder Mikroben abtötet oder zumindest ihre Fortpflanzungsfähigkeit einschränkt.

Hypertonische Lösungen dehydrieren auch Lebensmittel und andere Substanzen, da Wasser Zellen verlässt oder durch eine Membran fließt, um ein Gleichgewicht herzustellen.

 

Warum Schüler verwirrt werden

Die Begriffe „hypertonisch“ und „hypoton“ verwirren die Schüler oft, weil sie es versäumen, den Bezugsrahmen zu berücksichtigen. Wenn Sie beispielsweise eine Zelle in eine Salzlösung legen , ist die Salzlösung hypertonischer (konzentrierter) als das Zellplasma. Wenn Sie die Situation jedoch von der Innenseite der Zelle aus betrachten, können Sie das Plasma als hypoton in Bezug auf das Salzwasser betrachten.

Manchmal sind auch mehrere Arten von gelösten Stoffen zu berücksichtigen. Wenn Sie eine semipermeable Membran mit 2 Mol Na + -Ionen und 2 Mol Cl -Ionen auf der einen Seite und 2 Mol K + -Ionen und 2 Mol Cl -Ionen auf der anderen Seite haben, kann die Bestimmung der Tonizität verwirrend sein. Jede Seite der Trennwand ist in Bezug auf die andere isotonisch, wenn man bedenkt, dass sich auf jeder Seite 4 Mol Ionen befinden. Die Seite mit Natriumionen ist jedoch in Bezug auf diese Art von Ionen hypertonisch (eine andere Seite ist hypoton für Natriumionen). Die Seite mit den Kaliumionen ist in Bezug auf Kalium hypertonisch (und die Natriumchloridlösung ist in Bezug auf Kalium hypoton). Wie werden sich die Ionen Ihrer Meinung nach über die Membran bewegen? Wird es irgendeine Bewegung geben?

Was Sie erwarten würden, ist, dass Natrium- und Kaliumionen die Membran passieren würden, bis das Gleichgewicht erreicht ist, wobei beide Seiten der Trennwand 1 Mol Natriumionen, 1 Mol Kaliumionen und 2 Mol Chlorionen enthalten. Habe es?

 

Bewegung von Wasser in hypertonischen Lösungen

Wasser bewegt sich über eine semipermeable Membran. Denken Sie daran, dass sich Wasser bewegt, um die Konzentration der gelösten Partikel auszugleichen. Wenn die Lösungen auf beiden Seiten der Membran isotonisch sind, bewegt sich Wasser frei hin und her. Wasser bewegt sich von der hypotonischen (weniger konzentrierten) Seite einer Membran zur hypertonischen (weniger konzentrierten) Seite. Die Strömungsrichtung setzt sich fort, bis die Lösungen isotonisch sind.

 

Quellen

  • Sperelakis, Nicholas (2011). Cell Physiology Source Book: Grundlagen der Membranbiophysik . Akademische Presse. ISBN 978-0-12-387738-3.
  • Widmaier, Eric P.; Hershel Raff; Kevin T. Strang (2008). Vander’s Human Physiology (11. Ausgabe). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-304962-5.

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