Osmolarità

Cos'è l'osmolarità?

IL Osmolarità È un'unità di concentrazione che indica la concentrazione molare dell'insieme di particelle osmoticamente attive presenti in una soluzione. In altre parole, l'osmolarità è la molarità delle particelle osmoticamente.

è definito come particella osmoticamente attiva a quella molecola neutra o ionica che non può attraversare una membrana semipermeabile, come la membrana cellulare. La presenza di questo tipo di particelle genera pressione osmotica nella soluzione, e quindi il suo nome.

Viene chiamato il numero di moli di particelle osmoticamente attive Osmoles (rappresentato dal simbolo OSM), quindi l'osmolarità è espressa in unità di OSM/L.

L'importanza dell'osmolarità

L'osmolarità è un concetto di grande importanza per la biologia e la medicina, poiché l'equilibrio osmotico delle cellule con il loro ambiente è essenziale per la loro sopravvivenza. Ad esempio, iniettare una soluzione con un'osmolarità molto alta o molto bassa per via endovenosa, può facilmente causare la morte a un paziente.

L'osmolarità è un aspetto essenziale delle soluzioni in medicina e biologia

D'altra parte, una tecnica molto comune che i biologi cellulari usano per rompere le cellule di diversi tipi è attraverso la lisi osmotica. Ciò consiste nel collocare le cellule in una soluzione ipotonica (con un'osmolarità molto bassa) in modo che l'acqua della soluzione le penetri dall'osmosi e le esplode.

Ciò lo rende molto importante, sia per i medici che per i biologi e i professionisti di altre aree, conoscendo, misurando o sapendo come calcolare l'osmolarità di una soluzione.

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Differenze tra osmolarità e osmolalità

Quando si parla di osmolarità, è anche necessario parlare di osmolalità. L'osmolalità è simile all'osmolarità, allo stesso modo in cui la moralità è simile alla molarità.

Mentre l'osmolarità indica il Numero di osmoles per litro di soluzione (OSM/L), L'osmolalità indica lo stesso, ma Per ogni chilogrammo di solvente (OSM/kg).

L'osmolalità ha il vantaggio che, non a seconda del volume della soluzione, né dipende dalla densità o dalla temperatura. Per questo motivo, una soluzione avrà la stessa osmolalità a 25 ° C di 37 ° C. D'altra parte, la sua osmolarità a 37 ° C sarà leggermente inferiore alla sua osmolarità a 25 ° C, a causa dell'aumento del volume di espansione termica.

L'osmolalità è generalmente più facile da misurare sperimentalmente rispetto all'osmolarità. Tuttavia, l'osmolarità è più facile da calcolare ed è un'unità più facile da lavorare quando si preparano diluizioni.

Come viene calcolata l'osmolarità di una soluzione?

Esistono diversi modi per calcolare l'osmolarità di una soluzione, a seconda delle informazioni contate. Può essere calcolato da:

• Le quantità di soluto e soluzione.
• La molarità dei soluti presenti.
• Concentrazioni di ioni individuali.
• La percentuale M/V dei soluti, tra gli altri.

In tutti i casi, il calcolo si basa sulla formula generale dell'osmolarità, che è:

Dove N_OSM È il numero di osmoles presenti nella soluzione e V_sole È il volume dello stesso espresso in litri. Il numero di osmoles viene calcolato moltiplicando il numero di moli nel soluto per il numero di particelle in cui si dissocia in soluzione.

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In questa equazione, N_Sto È il numero di moli di soluto, M_Sto è la sua massa (in g), Mm_Sto È la sua massa molare (in g/mol) e Yo_Sto È il coefficiente di van 't hoff del soluto. Questo coefficiente ha un valore di 1 per soluti non elettroliti (Come il glucosio, per esempio).

Per elettroliti forti che sono completamente dissociati (come cloruro di sodio, NaCl) il coefficiente di van 't hoff è uguale al numero totale di ioni in cui ogni mole del composto si dissocia.

Ad esempio, nel caso del solfato di potassio, K₂SW₄, la cui reazione di dissociazione è:

Ogni mole di sale che si dissolve produce 3 moli di ioni (2 K ioni⁺ E 1 così ione₄^2-), quindi I = n = 3.

Nel caso di elettroliti deboli, il calcolo è più complicato, ma di solito sono determinati sperimentalmente. La tabella seguente riassume i coefficienti di van 't hoff per alcuni soluti comuni.

Esempi di calcolo dell'osmolarità

1. Esempio 1

Determinare l'osmolarità di una soluzione preparata dissolvendo 10 g di NaCl e 10 g di glucosio in 100 ml di soluzione

Soluzione: In questo caso, gli osmoles di ciascun soluto vengono calcolati separatamente e quindi aggiungono. Le masse molari sono rispettivamente di 58,45 g/mol e 180 g/mol e i coefficienti di VE 'T hoff sono 2 e 1:

Ora calcoliamo l'osmolarità usando la formula, sapendo che 100 ml equivale a 0,100L:

Infine, l'osmolarità della soluzione è 3,98 OSM/L.

2. Esempio 2

Determinare l'osmolarità di una soluzione 0,05 Soluzione di solfato di potassio Molare.

Soluzione: Se conosciamo già la molarità del soluto, il calcolo dell'osmolarità è semplice come moltiplicare questa concentrazione per il fattore di van.

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In questo caso, il fattore sale è 3.

3. Esempio 3

Determinare l'osmolarità di un campione plasmatico contenente 0,125 M di sodio ioni, 0,020 M ioni di potassio e 0,145 ioni di cloruro.

Soluzione: L'osmolarità dei singoli ioni è uguale alla loro molarità, poiché gli ioni non si dissociano di più e hanno un I = 1. Per questo motivo, in questo caso è necessario solo moltiplicare I = 1 Ogni concentrazione e aggiunta:

4. Esempio 4

Calcola l'osmolarità di una soluzione contenente 27 mg di CAP₂.2h₂O per ogni 10 ml di soluzione

Soluzione: Il peso molecolare Cochl₂.2h₂O sono 147 g/mol. Durante la dissoluzione, questo sale viene separato in 2 molecole d'acqua e tre ioni. Tuttavia, le molecole d'acqua non sono particelle osmoticamente attive, quindi non vengono prese in considerazione il calcolo dell'osmolarità e il coefficiente per questo composto è 3.

5. Esempio 5

Quale massa di cloruro di sodio è necessaria per preparare 3 litri di soluzione la cui osmolarità è 1,20 OSM/L?

Soluzione: In questo caso, poiché è richiesta la massa del soluto e abbiamo il volume e la concentrazione, è sufficiente liberare la massa della formula di osmolarità.