Hypertoniske vs. hypotoniske løsninger:forskelle og anvendelser

I videnskaben bruger folk almindeligvis udtrykkene "hypertonisk" og "hypotonisk", når de beskriver koncentrationen af ​​opløste partikler i opløsninger. Men hvad er egentlig forskellen, når det kommer til hypertonisk vs. hypotonisk løsninger?

Du skal have en vis fortrolighed med disse udtryk, hvis du vil forstå nogle af de mest fundamentale begreber relateret til cellebiologi, fysiologi og endda medicinske behandlinger.

Læs videre for at få en fuldstændig oversigt over begge udtryk, herunder hvordan hypertoniske og hypotoniske opløsninger påvirker celler og organismer og deres betydning i dit daglige liv.

1. Hvad er hypertoniske og hypotoniske løsninger?
2. 3 eksempler på hypertoniske og hypotoniske løsninger
3. Hypertoniske vs. hypotoniske vs. isotoniske løsninger
4. Hvordan hypertoniske løsninger påvirker celler
5. Hvordan hypotoniske løsninger påvirker celler
6. Eksempler på osmose
7. 3 praktiske anvendelser af isotoniske løsninger

Hvad er hypertoniske og hypotoniske løsninger?

En opløsning er en blanding af stoffer, hvor et stof (det opløste) opløses i et andet stof (opløsningsmidlet). Koncentrationen af ​​disse opløste partikler afgør, om du kan kalde opløsningen hypertonisk eller hypotonisk.

En hypertonisk opløsning har en højere koncentration af opløst stof, når du sammenligner den med en anden opløsning eller et referencepunkt. Grundlæggende er der i en hypertonisk opløsning flere opløste partikler og færre vandmolekyler.

Til sammenligning har en hypotonisk opløsning en lavere koncentration af opløst stof, når du sammenligner den med en anden opløsning eller dit referencepunkt. Med andre ord, i en hypotonisk opløsning er der færre opløste partikler og flere vandmolekyler.

Hvorfor er forskellen værd at bemærke? Koncentration af opløste stoffer spiller en afgørende rolle i de biologiske og fysiologiske processer hos mennesker og andre organismer. For eksempel påvirker det bevægelsen af ​​vand og opløste stoffer hen over dine cellemembraner.

På grund af denne betydning udviklede videnskabsmænd terminologi til at beskrive de forskellige typer af koncentrationer af opløste stoffer.

3 Eksempler på hypertoniske og hypotoniske løsninger

Hypertoniske og hypotoniske løsninger er ikke kun teoretiske begreber. Du kan støde på begge dele i din hverdag, såsom i følgende scenarier.

1. I intravenøse (IV) opløsninger

Medicinske fagfolk formulerer omhyggeligt IV-løsninger, så de er kompatible med din krops naturlige væsker.

For at reducere ødem (hævelse) kan de bruge en hypertonisk IV-opløsning til at trække overskydende vand ud af din blodbane og ind i dine celler. På den anden side kan en læge administrere en hypotonisk IV-opløsning for at øge den samlede mængde væske i din krop.

2. I dit blod

Dine røde blodlegemer, som transporterer ilt gennem hele din krop, er et klassisk eksempel på, hvordan hypertoniske og hypotoniske opløsninger påvirker cellerne.

Hvis dine røde blodlegemer skulle møde en hypertonisk opløsning, ville vand forlade cellerne, hvilket får dem til at skrumpe og blive mindre effektive til at transportere ilt. Dette kan føre til et fald i dit blodtryk og reducere mængden af ​​ilt, som dine blodceller kan bære.

I modsætning hertil, hvis dine røde blodlegemer skulle møde en hypotonisk opløsning, ville vand trænge ind i cellerne, hvilket får dem til at svulme og potentielt briste. Dette kan få de røde blodlegemer til at briste i det, der kaldes hæmolyse, et åbenlyst skadeligt resultat.

3. I planter

Planteceller udviser også reaktioner på hypertone og hypotone opløsninger. Plantecellevæggen, som er stiv og omgiver cellemembranen, spiller her en afgørende rolle.

I en hypertonisk opløsning bevæger vandet sig ud af plantens celler, hvilket får cellemembranen til at trække sig væk fra cellevæggen. Dette fænomen er kendt som plasmolyse og kan føre til reduceret turgortryk (som forårsager visning) i planteceller.

I en hypotonisk opløsning bevæger vand sig ind i plantecellerne, hvilket får dem til at blive turgide og bevare deres stivhed, noget der er helt afgørende for plantens sundhed og vækst.

Hypertoniske vs. hypotoniske vs. isotoniske løsninger

Hypertoniske opløsninger har en højere koncentration af opløst stof og får vand til at bevæge sig ud af cellerne, hvilket potentielt kan føre til cellekrympning. Hypotoniske opløsninger har på den anden side en lavere koncentration af opløst stof og får vand til at bevæge sig ind i cellerne, hvilket potentielt får dem til at svulme eller briste.

Der er også en tredje type opløsning, kaldet en isotonisk opløsning. I en isotonisk opløsning er koncentrationen af ​​opløste stoffer den samme som referenceopløsningen, hvilket resulterer i ingen nettobevægelse af vand.

Isotoniske løsninger hjælper din krop med at opretholde balancen af ​​væskeniveauer. For eksempel bruger medicinske behandlinger ofte normalt saltvand, en opløsning, der indeholder natriumchlorid (bordsalt) opløst i vand.

Normalt saltvand er isotonisk for dine kropsvæsker, hvilket betyder, at det har en lignende koncentration af opløste stoffer som dit blod. Dette gør den kompatibel med dine celler. Hvis det ikke var kompatibelt, ville det i stedet være en hypertonisk eller hypotonisk opløsning, som ville have negative fysiologiske virkninger.

Hvordan hypertoniske løsninger påvirker celler

For bedre at forstå, hvordan hypertoniske opløsninger påvirker celler, forestil dig, at du har en semipermeabel membran (en membran, der tillader visse molekyler at passere igennem, mens de blokerer andre), der adskiller to beholdere.

I den ene beholder har du en hypertonisk opløsning med en høj koncentration af opløst stof, og i den anden har du en lavere koncentration af opløst stof, måske rent vand.

Når en semipermeabel membran adskiller disse to opløsninger, vil den hypertone opløsning udøve osmotisk tryk på den. Dette betyder, at vandmolekyler fra siden med lav koncentration af opløst stof vil bevæge sig gennem membranen ind i den hypertoniske opløsning og forsøge at fortynde den højere koncentration af opløst stof.

Denne bevægelse af vandmolekyler kaldes osmose. Under osmose bevæger vand sig ud af cellerne i en hypertonisk opløsning, hvilket får dem til at skrumpe. Når dette sker i din krop, kan det påvirke din muskelfunktion og overordnede cellesundhed.

Hvordan hypotoniske løsninger påvirker celler

Overvej nu, at du har en beholder med en hypotonisk opløsning med en lav koncentration af opløst stof, og i den anden beholder har du en højere koncentration af opløst stof, måske en saltopløsning.

Når en semipermeabel membran adskiller disse to opløsninger, vil den hypotoniske opløsning udøve osmotisk tryk i den modsatte retning, i en proces, vi kalder "omvendt osmose."

Med andre ord, i en hypotonisk opløsning bevæger vand sig ind i cellerne. De får vand, hvilket får dem til at svulme eller endda briste. Dette kan føre til en stigning i turgortrykket. En plante med højt turgortryk vil for eksempel stå oprejst eller endda blive stiv, hvorimod en plante med lavt turgortryk vil falde.

Eksempler på osmose

Osmose er en passiv proces; det kræver ikke energi at opstå. I stedet er den afhængig af koncentrationsgradienten - eller forskellen i koncentration af opløst stof mellem to områder - for at drive vandmolekylernes bevægelse i den ene eller anden retning.

Osmose forekommer i celler, men du kan også se osmose arbejde i mange andre hverdagssituationer.

For eksempel, når du blødgør en rosin i vand, absorberer den vand og svulmer op, takket være osmose. Et andet eksempel er syltningsprocessen, som er afhængig af salt og osmotisk tryk for at trække fugt ud af maden, bevare den og modvirke væksten af ​​dårlige bakterier.

3 Praktiske anvendelser af isotoniske løsninger

I biologi er opretholdelse af ligevægt afgørende, da balancen mellem koncentrationer af opløst stof og opløsningsmiddel hjælper celler og organismer med at overleve. Isotoniske opløsninger, som sikrer, at der ikke er nogen nettobevægelse af vand over cellemembraner, spiller derfor en vigtig rolle for at opretholde ligevægt.

Her er nogle situationer, hvor du vil finde dem på arbejdet.

1. I celler :I en isotonisk opløsning er der ingen nettobevægelse af vand over cellemembranen, hvilket tillader celler at fungere normalt. Celler stræber efter at opretholde denne type isotoniske omgivelser, hvor koncentrationen af ​​opløst stof i og uden for cellen er afbalanceret.
2. I IV'er :Isotoniske saltvandsopløsninger, også kendt som normalt saltvand, er almindelige i medicinske omgivelser til intravenøs hydrering og rehydrering. Koncentrationen af ​​opløst stof i IV-væsken skal svare til patientens blod for at forhindre skadelige virkninger på deres røde blodlegemer og andre celler i deres krop.
3. I nyrerne :Disse organer spiller en afgørende rolle i at opretholde din krops væske- og elektrolytbalance. Dine nyrer filtrerer dit blod og justerer sammensætningen af ​​urin for at fjerne overskydende opløste stoffer eller fastholde væsentlige, og hjælper med at regulere blodtrykket og det samlede væskeniveau.

Denne artikel blev oprettet i forbindelse med AI-teknologi og blev derefter faktatjekket og redigeret af en HowStuffWorks-redaktør.