Wskazówki dotyczące efektów kształcenia
- Wyjaśnić osmolarność i sposób jej pomiaru
Transport elektrolitów
Elektrolity, takie jak chlorek sodu, jonizują się w wodzie, co oznacza, że dysocjują na swoje jony składowe. W wodzie, chlorek sodu (NaCl), dysocjuje na jon sodowy (Na+) i jon chlorkowy (Cl-). Najważniejszymi jonami, których stężenie jest bardzo ściśle regulowane w płynach ustrojowych, są kationy: sodu (Na+), potasu (K+), wapnia (Ca+2), magnezu (Mg+2) oraz aniony: chlorkowy (Cl-), węglanowy (CO3-2), wodorowęglanowy (HCO3-) i fosforanowy (PO3-). Elektrolity są tracone z organizmu podczas oddawania moczu i pocenia się. Z tego powodu sportowcy są zachęcani do wymiany elektrolitów i płynów w okresach zwiększonej aktywności i pocenia się.
Ciśnienie osmotyczne zależy od stężenia substancji rozpuszczonych w roztworze. Jest ono wprost proporcjonalne do liczby atomów lub cząsteczek solutu i nie zależy od wielkości cząsteczek solutu. Ponieważ elektrolity dysocjują na swoje jony składowe, w istocie dodają więcej cząsteczek solutu do roztworu i mają większy wpływ na ciśnienie osmotyczne, na masę niż związki, które nie dysocjują w wodzie, takie jak glukoza.
Woda może przechodzić przez membrany przez dyfuzję bierną. Gdyby jony elektrolitów mogły biernie dyfundować przez błony, niemożliwe byłoby utrzymanie określonych stężeń jonów w każdym przedziale płynów, dlatego wymagają one specjalnych mechanizmów, aby przekroczyć półprzepuszczalne błony w organizmie. Ruch ten może być realizowany poprzez dyfuzję ułatwioną i transport aktywny. Ułatwiona dyfuzja wymaga białkowych kanałów do przemieszczania solutu. Transport aktywny wymaga energii w postaci przemiany ATP, białek nośnikowych lub pomp w celu przemieszczania jonów wbrew gradientowi stężeń.
Osmolalność i ekwiwalent Millie
Aby obliczyć ciśnienie osmotyczne, konieczne jest zrozumienie, w jaki sposób mierzy się stężenie solutu. Jednostką miary stężenia rozpuszczalników jest mol. Jeden mol jest zdefiniowany jako masa cząsteczkowa grama rozpuszczalnika. Na przykład, masa cząsteczkowa chlorku sodu wynosi 58,44. Zatem jeden mol chlorku sodu waży 58,44 grama. Molowość roztworu to liczba moli rozpuszczalnika na litr roztworu. Molowość roztworu to liczba moli solutu na kilogram rozpuszczalnika. Jeżeli rozpuszczalnikiem jest woda, to jeden kilogram wody jest równy jednemu litrowi wody. Podczas gdy molarność i molalność są używane do wyrażania stężenia roztworów, stężenia elektrolitów są zwykle wyrażane w miliekwiwalentach na litr (mEq/L): mEq/L jest równy stężeniu jonu (w milimolach) pomnożonemu przez liczbę ładunków elektrycznych na jonie. Jednostka miliekwiwalentu uwzględnia jony obecne w roztworze (ponieważ elektrolity tworzą jony w roztworach wodnych) oraz ładunek na jonach.
Tak więc, dla jonów, które mają ładunek jeden, jeden miliekwiwalent jest równy jednemu milimolowi. Dla jonów, które mają ładunek dwa (jak wapń), jeden miliekwiwalent jest równy 0,5 milimola. Inną jednostką służącą do wyrażania stężenia elektrolitów jest milliosmol (mOsm), który jest liczbą miliekwiwalentów rozpuszczalnika na kilogram rozpuszczalnika. Płyny ustrojowe są zwykle utrzymywane w zakresie od 280 do 300 mOsm.
Try It
Przykłady!
Popraw tę stronęDowiedz się więcej