Larutan hipotonik adalah salah satu yang memiliki konsentrasi zat terlarut lebih rendah dari larutan dipisahkan atau diisolasi oleh penghalang semipermeabel. Penghalang ini memungkinkan pelarut melewatinya, air dalam kasus sistem biologis, tetapi tidak semua partikel terlarut.
Cairan tubuh vertebrata intraseluler dan ekstraseluler memiliki osmolaritas sekitar 300 mOsm/L. Sedangkan cairan hipotonik dianggap memiliki osmolaritas kurang dari 280 mOsm/L. Oleh karena itu, larutan osmolaritas ini bersifat hipotonik dalam kaitannya dengan lingkungan seluler.
Interaksi sel dengan larutan hipotonik. Sumber: Gabriel Bolivar.
Contoh larutan hipotonik adalah natrium klorida 0,45%. Tetapi bagaimana sel atau kompartemen berperilaku dalam menghadapi jenis larutan ini? Gambar di atas menjawab pertanyaan ini.
Konsentrasi partikel zat terlarut (titik kuning) lebih tinggi di dalam sel daripada di luar. Karena ada lebih sedikit zat terlarut di sekitar sel, ada lebih banyak molekul air bebas, itulah sebabnya ia diwakili dengan warna biru yang lebih intens dibandingkan dengan bagian dalam sel.
Air mengalir dari luar ke dalam melalui osmosis untuk menyamakan konsentrasi. Akibatnya, sel mengembang atau membengkak dengan menyerap air yang melewati membran selnya.
Komponen larutan hipotonik
Larutan hipotonik terdiri dari pelarut yang, kecuali dinyatakan lain, terdiri dari air, dan zat terlarut yang terlarut di dalamnya seperti garam, gula, dll., dalam bentuk murni atau campuran. Tetapi larutan ini tidak akan memiliki tonisitas apapun jika tidak ada penghalang semi-permeabel yang terlibat, yaitu membran sel.
Harus ada sedikit garam terlarut sehingga konsentrasinya kecil, sedangkan “konsentrasi” airnya tinggi. Karena ada lebih banyak air bebas di luar sel, yaitu tidak melarutkan atau menghidrasi partikel terlarut, semakin besar tekanannya pada membran sel dan semakin cenderung melewatinya untuk mengencerkan cairan intraseluler.
Pembuatan larutan hipotonik
Untuk persiapan larutan ini, protokol yang sama diikuti seperti yang diikuti untuk larutan lain. Buatlah perhitungan yang tepat dari massa zat terlarut. Ini kemudian ditimbang, dilarutkan dalam air dan dibawa ke labu volumetrik untuk volume yang sesuai.
Larutan hipotonik memiliki osmolaritas yang rendah, umumnya kurang dari 280 mOsm/L. Jadi ketika menyiapkan larutan hipotonik kita harus menghitung osmolaritasnya sedemikian rupa sehingga nilainya kurang dari 280 mOsm / L. Osmolaritas dapat dihitung dengan persamaan berikut:
Osmolaritas = m v g
Dimana m adalah molaritas zat terlarut, dan v adalah jumlah partikel tempat senyawa berdisosiasi dalam larutan. Zat elektrolit tidak terdisosiasi, sehingga nilai v sama dengan 1. Hal ini berlaku untuk glukosa dan gula lainnya.
Sedangkan g adalah koefisien osmotik. Ini adalah faktor koreksi untuk interaksi partikel bermuatan listrik (ion) dalam larutan. Untuk larutan encer dan zat yang tidak dapat dipisahkan, misalnya dan sekali lagi glukosa, nilai g diambil sama dengan 1. Kemudian dikatakan bahwa molaritas identik dengan osmolaritasnya.
Contoh 1
Siapkan larutan natrium klorida (NaCl) 0,5% (b/v) untuk memeriksa apakah larutan tersebut hipotonik atau tidak. Berat molekul NaCl = 58,5 g / mol.
Larutan NaCl 0,5% dibawa ke gram per liter:
NaCl dalam g / l = (0,5 g 100 mL) 1.000 mL
= 5 g / L
Dan kita melanjutkan untuk menghitung molaritasnya dan kemudian menentukan osmolaritasnya:
Molaritas = massa (g / L) berat molekul (g / mol)
= 5 g / L 58,5 g / mol
= 0,085 mol / L
NaCl terurai menjadi dua partikel: Na + (kation) dan Cl – (anion). Oleh karena itu, nilai v = 2. Selain itu, karena ini adalah larutan encer NaCl 0,5%, dapat diasumsikan bahwa nilai g (koefisien osmotik) adalah 1. Kita memiliki:
Osmolaritas (NaCl) = molaritas · v · g
= 0,085 M · 2 · 1
= 0,170 Osm / L atau 170 mOsm / L
Ini adalah larutan hipotonik, karena osmolaritasnya jauh lebih rendah daripada osmolaritas referensi untuk cairan tubuh, yaitu osmolaritas plasma yang nilainya sekitar 300 mOsm / L.
Contoh 2
Siapkan larutan campuran kalsium klorida (CaCl 2 ) pada 0,055% (p / v) dan glukosa (C 6 H 12 O 6 ) pada 4% (p / v). Berat molekul: CaCl 2 = 111 g / mol dan C 6 H 12 O 6 = 180 g / mol.
Kita menghitung molaritas yang memiliki konsentrasi zat terlarut masing-masing pada 0,55 g / L dan 40 g / L:
Molaritas (CaCl 2 ) = 0,55 g / L 111 g / mol
= 4,95 10 -3 M
= 4,95 mM
Molaritas (C 6 H 12 O 6 ) = 40 g / L 180 g / mol
= 0,222 M
= 222 mM
Dan dengan cara yang sama kita menghitung osmolaritas, mengetahui bahwa CaCl 2 terdisosiasi menjadi tiga ion, dua Cl – dan satu Ca 2+ , dan dengan asumsi bahwa mereka adalah larutan yang sangat encer, sehingga nilai v adalah 1. Kita memiliki :
Osmolaritas (CaCl 2 ) = 4,95 mM 3 1
= 14,85 mOsm / L
Osmolaritas (C 6 H 12 O 6 ) = 222 mM · 1 · 1
= 222 mOsm / L
Akhirnya, osmolaritas total larutan menjadi jumlah osmolaritas individu; artinya, dari NaCl dan glukosa. Oleh karena itu:
Osmolaritas total larutan = osmolaritas CaCl 2 + osmolaritas C 6 H 12 O 6
= 222 mOsm / L + 14,85 mOsm / L
= 236,85 mOsm / L
Larutan campuran kalsium klorida dan glukosa bersifat hipotonik, karena osmolaritasnya (236,85 mOsm / L) jauh lebih rendah daripada osmolaritas plasma (300 mOsm / L), yang dijadikan acuan.
Contoh larutan hipotonik
larutan natrium klorida
Larutan natrium klorida (NaCl) 0,45% diberikan secara intravena kepada pasien dengan ketosis diabetik yang mengalami dehidrasi di kompartemen interstisial dan intraseluler. Air mengalir dari plasma ke kompartemen ini.
Larutan Ringer Laktat
Larutan Ringer Laktat # 19 adalah contoh lain dari larutan hipotonik. Komposisinya adalah 0,6 g natrium klorida, 0,03 g kalium klorida, 0,02 g kalsium klorida, 0,31 g natrium laktat, dan 100 mL air suling. Ini adalah larutan yang digunakan untuk rehidrasi pasien dan sedikit hipotonik (274 mosm / L).
Referensi
- De Lehr Spilva, A. dan Muktans, Y. (1999). Panduan Spesialisasi Farmasi di Venezuela . Edisi XXXV. Edisi Global.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia . (edisi ke-8). CENGAGE Belajar.
- Wikipedia. (2020). Tonisitas. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
- Serikat Media LLC. (2020). Larutan Isotonik, Hipotonik, dan Hipertonik. Dipulihkan dari: uniontestprep.com
- Lodish H, Berk A, Zipursky SL, dkk. (2000). Bagian 15.8 Osmosis, Saluran Air, dan Pengaturan Volume Sel. Rak Buku NCBI. Dipulihkan dari: ncbi.nlm.nih.gov
- John Brenan. (13 Maret 2018). Cara Menghitung Isotonisitas. Dipulihkan dari: sciencing.com