En isotonisk lösning är en flytande lösning som är stabil när det gäller osmotiskt tryck. Osmoiskt tryck är i grunden det tryck som yttre krafter eller element sätter på cellväggarna. I en lösning som är isotonisk är det osmotiska trycket jämnt, vilket innebär att celler varken krymper eller drar sig tillbaka utan snarare flyter fritt i ett naturligt tillstånd. Dessa typer av vätskor har ett antal viktiga användningsområden. De är inte bara viktiga för kemiska experiment och forskare, utan de används också ofta i saker som intravenösa vätskedropp i medicinska miljöer och är också populära i sportdrycker och andra atletiska rehydreringslösningar. När vätskorna har samma grundsammansättning som mänskligt blod eller svett, kan de interagera med eller ersätta dessa vätskor relativt sömlöst. De kommer inte att orsaka kemiförändringar i kroppen och tenderar att vara mycket snabbverkande.
Förstå Basic Tonicity
Inom kemi är tonicitet ett begrepp som täcker trycket från vissa vätskor på celler. De flesta celler består av vätska som finns i en cellvägg, känd som ett membran. Det membranet håller i allmänhet cellens innehåll inne samtidigt som det håller element från den yttre miljön ute, men det betyder inte att innehållet är oförändrat av omgivningen.
När två vattenlösningar med olika koncentrationer eller tonicitet separeras av ett semipermeabelt membran såsom en cellvägg, kommer vatten vanligtvis att migrera från den mindre koncentrerade eller hypotona sidan till den mer koncentrerade eller hypertona sidan i ett försök att få båda sidor i jämvikt. Denna process är känd som osmos. Ju större skillnaden är i de två lösningarnas koncentrationer, desto högre blir det osmotiska trycket, och desto snabbare blir den osmotiska överföringen som en konsekvens.
Inverkan på levande celler
Om en levande cell, oavsett om den är människa, djur eller växt, placeras i en skål med rent vatten, kommer osmotiskt tryck nästan alltid att få vatten från skålen att migrera in i cellen, vilket gör att cellen sväller och eventuellt brister. Omvänt, om cellen placeras i en skål med vatten som innehåller löst ämne i en högre koncentration än cellen, kommer vatten att flöda från cellen ut i lösningen, vilket får cellen att skrumpna och dö. Om cellen placeras i en skål med isotonisk lösning blir det ingen nettorörelse av vatten. Levande celler har en betydande koncentration av lösta ämnen och är mycket känsliga för sina yttre miljöer.
Det är osmosens natur att det lösta ämnets identitet inte spelar någon roll. Således är salter, sockerarter och andra lösliga föreningar alla effektiva för att reglera osmotiskt tryck. Alla kan användas för att framställa isotoniska vätskor och lösningar.
Betydelse i vätskedropp
En av de viktigaste användningsområdena för isotoniska vätskor och lösningar är inom medicinen, och medicinska forskare spenderar ofta mycket tid på att studera och förstå tonicitet som relaterar till olika kroppsprocesser. I allmänhet kommer celler endast att växa i isotoniska lösningar, och alla läkemedel som administreras intravenöst måste justeras för att vara effektivt isotoniska med mänskligt blod. Ett standardmätmedel är natriumklorid; en 0.9 % lösning av natriumklorid anses vara isotonisk med blod, även om dess osmotiska tryck faktiskt är något högre.
Denna lösning används ofta för att stärka och stabilisera IV-dropp och ibland till och med injektioner och vaccinationer. Att förbereda olika mediciner och terapier i natriumklorid kan också hjälpa dem att spridas jämnare och behålla en mer enhetlig konsistens.
Alternativ för sportdrycker
Sportdrycker, i princip drycker förstärkta med elektrolyter och sockerarter för att ersätta de som förloras i svett genom ansträngande träning, är vanligtvis antingen isotoniska, hypertona eller hypotona, beroende på tillverkarens formel. Isotoniska lösningar som innehåller dessa substanser anses generellt vara bäst för dem som är engagerade i normal atletisk aktivitet, medan hypertona versioner är mer inriktade på att ge energi under ihållande evenemang med hög uthållighet. Hypotoniska sportdrycker är däremot generellt sett bäst för idrottare som behöver vätska utan energiökningen av tillsatta kolhydrater.