Solução isotônica: componentes, preparação, exemplos - Ciência - 2023

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UMA solução isotônica É aquele que apresenta a mesma concentração de soluto em relação a uma solução separada ou isolada por uma barreira semipermeável. Essa barreira permite que o solvente passe, mas nem todas as partículas de soluto.

Em fisiologia, a referida solução isolada refere-se ao fluido intracelular, ou seja, o interior das células; enquanto a barreira semipermeável corresponde à membrana celular, formada por uma bicamada lipídica através da qual as moléculas de água podem ser filtradas para o ambiente extracelular.

A imagem acima ilustra o que se entende por solução isotônica. A "concentração" de água é a mesma dentro e fora da célula, então suas moléculas entram ou saem pela membrana celular com frequências iguais. Portanto, se duas moléculas de água entrarem na célula, duas delas sairão simultaneamente para o ambiente extracelular.

Esse estado, denominado isotonicidade, ocorre apenas quando o meio aquoso, dentro e fora da célula, contém o mesmo número de partículas de soluto dissolvidas. Assim, uma solução será isotônica se a concentração de seus solutos for semelhante à do fluido ou meio intracelular. Por exemplo, solução salina a 0,9% é isotônica.

Componentes de soluções isotônicas

Para que haja uma solução isotônica, primeiro é necessário garantir que ocorra osmose na solução ou meio solvente e não na difusão do soluto. Isso só é possível se uma barreira semipermeável estiver presente, o que permite que as moléculas de solvente passem por ela, mas não as moléculas de soluto, especialmente solutos carregados eletricamente, íons.

Assim, o soluto não será capaz de se difundir de regiões mais concentradas para regiões mais diluídas. Em vez disso, serão as moléculas de água que se moverão de um lado para o outro, cruzando a barreira semipermeável e ocorrendo a osmose. Em sistemas aquosos e biológicos, essa barreira é por excelência a membrana celular.

Tendo uma barreira semipermeável e um meio solvente, a presença de íons ou sais dissolvidos em ambos os meios também é necessária: o interno (dentro da barreira) e o externo (fora da barreira).

Se a concentração desses íons for a mesma nos dois lados, não haverá excesso ou déficit de moléculas de água para solvatá-los. Ou seja, o número de moléculas de água livres é o mesmo e, portanto, elas não cruzarão a barreira semipermeável para nenhum dos lados para equalizar as concentrações dos íons.

Preparação

- Condições e equação

Embora uma solução isotônica possa ser preparada com qualquer solvente, visto que a água é o meio para as células, esta é considerada a opção preferida. Ao saber exatamente a concentração de sais em um determinado órgão do corpo, ou na corrente sanguínea, é possível estimar quanto dos sais deve ser dissolvido em um determinado volume.

Em organismos vertebrados, admite-se que, em média, a concentração de solutos no plasma sanguíneo esteja em torno de 300 mOsm / L (miliosmolaridade), o que pode ser interpretado como quase 300 mmol / L. Ou seja, é uma concentração muito diluída. Para estimar a miliosmolaridade, a seguinte equação deve ser aplicada:

Osmolaridade = mvg

Para fins práticos, presume-se que g, o coeficiente osmótico, tem um valor de 1. Portanto, a equação agora se parece com:

Osmolaridade = mv

Onde m é a molaridade do soluto, e v o número de partículas nas quais o soluto se dissocia na água. Em seguida, multiplicamos esse valor por 1.000 para obter a miliosmolaridade para um soluto específico.

Se houver mais de um soluto, a miliosmolaridade total da solução será a soma das miliosmolaridades de cada soluto. Quanto mais soluto houver em relação ao interior das células, menos isotônica será a solução preparada.

- Exemplo de preparação

Suponha que você queira preparar um litro de uma solução isotônica a partir de glicose e fosfato diácido de sódio. Quanta glicose você deve pesar? Suponha que 15 gramas de NaH serão usados₂PO₄.

Primeiro passo

Devemos primeiro determinar a osmolaridade do NaH₂PO₄calculando sua molaridade. Para fazer isso, usamos sua massa molar ou peso molecular, 120 g / mol. Uma vez que nos é pedido um litro de solução, determinamos os moles e teremos a molaridade diretamente:

moles (NaH₂PO₄) = 15 g ÷ 120g / mol

= 0,125 mol

M (NaH₂PO₄) = 0,125 mol / L

Mas quando o NaH₂PO₄dissolve-se na água, libera um Na cation⁺ e um ânion H₂PO₄^–, pelo que v tem um valor de 2 na equação para osmolaridade. Em seguida, procedemos ao cálculo do NaH₂PO₄:

Osmolaridade = mv

= 0,125 mol / L 2

= 0,25 Osm / L

E quando multiplicado por 1.000 temos a miliosmolaridade do NaH₂PO₄:

0,25 Osm / L 1.000 = 250 mOsm / L

Segundo passo

Como a miliosmolaridade total da solução deve ser igual a 300 mOsm / L, subtraímos para descobrir qual deveria ser a glicose:

mOsm / L (glicose) = mOsm / L (Total) - mOsm / L (NaH₂PO₄)

= 300 mOsm / L - 250 mOsm / L

= 50 mOsm / L

Porque a glicose não se dissocia, v é igual a 1 e sua osmolaridade é igual a sua molaridade:

M (glicose) = 50 mOsm / L ÷ 1.000

= 0,05 mol / L

Sendo o molar da glicose 180 g / mol, finalmente determinamos quantos gramas devemos pesar para dissolvê-lo naquele litro de solução isotônica:

Massa (glicose) = 0,05 mol 180 g / mol

= 9 g

Portanto, esta solução isotônica de NaH₂PO₄/ glicose é preparada dissolvendo 15 gramas de NaH₂PO₄e 9 gramas de glicose em um litro de água.

Exemplos de soluções isotônicas

As soluções isotônicas ou líquidos não causam gradiente ou alteração na concentração de íons no corpo, portanto sua ação é essencialmente voltada para a hidratação dos pacientes que os recebem em caso de sangramento ou desidratação.

Solução salina normal

Uma dessas soluções é o soro fisiológico, com concentração de NaCl de 0,9%.

Solução de Ringer com lactato

Outras soluções isotônicas utilizadas para o mesmo propósito são o lactato de Ringer, que diminui a acidez devido ao seu tampão ou composição do tampão, e as soluções de fosfato de Sorensen, que são compostas por fosfatos e cloreto de sódio.

Sistemas não aquosos

A isotonicidade também pode ser aplicada a sistemas não aquosos, como aqueles em que o solvente é um álcool; desde que exista uma barreira semipermeável que favoreça a penetração das moléculas de álcool e retenha as partículas de soluto.

Referências

De Lehr Spilva, A. e Muktans, Y. (1999). Guia de especialidades farmacêuticas na Venezuela. XXXVª Edição. Edições globais.
Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning.
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Felicitas Merino de la Hoz. (s.f.). Fluidoterapia intravenosa. Universidade da Cantábria. [PDF]. Recuperado de: ocw.unican.es
The Pharmaceutics and Compounding Laboratory. (2020). Preparações Oftálmicas: Tampões Isotônicos. Recuperado de: pharmlabs.unc.edu