Izotoninis tirpalas yra skystas tirpalas, kuris yra stabilus osmosinio slėgio požiūriu. Osmosinis slėgis iš esmės yra slėgis, kurį išorinės jėgos ar elementai daro ląstelių sieneles. Izotoniniame tirpale osmosinis slėgis yra tolygus, o tai reiškia, kad ląstelės nei susitraukia, nei traukiasi, o laisvai plūduriuoja natūralaus tipo būsenoje. Tokie skysčiai turi daug svarbių paskirčių. Jie ne tik svarbūs cheminiams eksperimentams ir tyrėjams, bet ir dažnai naudojami tokiems dalykams kaip intraveniniai skysčių lašeliai medicinos įstaigose, taip pat yra populiarūs sportiniuose gėrimuose ir kituose sportiniuose rehidratacijos sprendimuose. Kai skysčių pagrindinė sudėtis yra tokia pati kaip žmogaus kraujo ar prakaito, jie gali palyginti sklandžiai sąveikauti su šiais skysčiais arba juos pakeisti. Jie nesukels chemijos pokyčių organizme ir paprastai veikia labai greitai.
Pagrindinio toniškumo supratimas
Chemijoje toniškumas yra sąvoka, apimanti tam tikrų skysčių slėgį ląstelėms. Dauguma ląstelių yra sudarytos iš skysčio, esančio ląstelės sienelėje, vadinamoje membrana. Ši membrana paprastai išlaiko ląstelės turinį, o elementus nepatenka į išorinę aplinką, tačiau tai nereiškia, kad aplinka nepakeičia turinio.
Kai du skirtingos koncentracijos arba toniškumo vandeniniai tirpalai yra atskirti pusiau pralaidžia membrana, pvz., ląstelės sienele, vanduo paprastai migruoja iš mažiau koncentruotos arba hipotoninės pusės į labiau koncentruotą arba hipertoninę pusę, bandydamas atnešti. abi pusės į pusiausvyrą. Šis procesas žinomas kaip osmosas. Kuo didesnis dviejų tirpalų koncentracijų skirtumas, tuo didesnis bus osmosinis slėgis ir dėl to osmosinis pernešimas bus greitesnis.
Poveikis gyvoms ląstelėms
Jei gyva ląstelė, nesvarbu, ar ji yra žmogaus, gyvūno ar augalo, dedama į indą su grynu vandeniu, osmosinis slėgis beveik visada paskatins vandenį iš lėkštelės migruoti į ląstelę, todėl ląstelė išsipūs ir galbūt plyš. Ir atvirkščiai, jei ląstelė dedama į vandens indą, kuriame yra didesnė tirpių medžiagų koncentracija nei ląstelėje, vanduo iš ląstelės ištekės į tirpalą, todėl ląstelė susitrauks ir miršta. Jei ląstelė dedama į izotoninio tirpalo lėkštelę, vanduo nejudės. Gyvos ląstelės turi didelę ištirpusių medžiagų koncentraciją ir yra labai jautrios išorinei aplinkai.
Dėl osmoso prigimties tirpios medžiagos tapatybė neturi reikšmės. Taigi, druskos, cukrūs ir kiti tirpūs junginiai yra veiksmingi osmosinio slėgio reguliavimui. Visi jie gali būti naudojami izotoniniams skysčiams ir tirpalams ruošti.
Skysčių lašelių svarba
Vienas iš svarbiausių izotoninių skysčių ir tirpalų panaudojimo būdų yra medicinoje, o medicinos mokslininkai dažnai praleidžia daug laiko tyrinėdami ir suprasdami toniškumą, susijusį su įvairiais kūno procesais. Paprastai ląstelės augs tik izotoniniuose tirpaluose, o visi į veną vartojami vaistai turi būti sureguliuoti taip, kad būtų veiksmingai izotoniški žmogaus kraujui. Standartinė matavimo priemonė yra natrio chloridas; 0.9% natrio chlorido tirpalas laikomas izotoniniu su krauju, nors iš tikrųjų jo osmosinis slėgis yra šiek tiek didesnis.
Šis tirpalas dažnai naudojamas sustiprinti ir stabilizuoti IV lašelinius ir kartais net injekcijas ir vakcinacijas. Įvairių vaistų ir gydymo būdų paruošimas natrio chloride taip pat gali padėti jiems pasiskirstyti tolygiau ir išlaikyti vienodesnę konsistenciją.
Sportinių gėrimų parinktys
Sportiniai gėrimai, iš esmės gėrimai, papildyti elektrolitais ir cukrumi, siekiant pakeisti prakaito praradimą per sunkų mankštą, dažniausiai yra izotoniniai, hipertoniniai arba hipotoniniai, priklausomai nuo gamintojo formulės. Izotoniniai tirpalai, kurių sudėtyje yra šių medžiagų, paprastai laikomi geriausiais tiems, kurie užsiima normalia sportine veikla, o hipertoninės versijos yra labiau pritaikytos energijos tiekimui ilgalaikių ir ištvermingų renginių metu. Hipotoniniai sporto gėrimai, priešingai, dažniausiai yra geriausi sportininkams, kuriems reikia skysčių be angliavandenių energijos.