Διαφορά μεταξύ ισοτονικού υποτονικού και υπερτονικού

Κύρια διαφορά – Ισοτονικό vs Υποτονικό vs Υπερτονικό

Ένα διάλυμα είναι ένα ομοιογενές υγρό μείγμα δύο ή περισσότερων συστατικών. Ένα διάλυμα παράγεται με τη διάλυση μιας διαλυμένης ουσίας σε έναν διαλύτη. Υπάρχουν τρεις τύποι διαλυμάτων που ομαδοποιούνται με βάση τις συγκεντρώσεις τους. Η συγκέντρωση ενός διαλύματος είναι η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας που υπάρχει σε μια μονάδα όγκου του διαλύματος. Η συγκέντρωση ενός διαλύματος καθορίζει την οσμωτική του πίεση. η ελάχιστη πίεση που απαιτείται για να αποφευχθεί η ροή ενός διαλύματος μέσα από μια ημιπερατή μεμβράνη. Η κύρια διαφορά μεταξύ ισοτονικών υποτονικών και υπερτονικών διαλυμάτων είναι ότι τα ισότονα διαλύματα είναι διαλύματα με ίσες οσμωτικές πιέσεις και τα υποτονικά διαλύματα είναι διαλύματα με χαμηλότερη οσμωτική πίεση ενώ τα υπερτονικά διαλύματα είναι διαλύματα με υψηλή οσμωτική πίεση.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το Isotonic
      – Ορισμός , Επίδραση στα κελιά 
2. Τι είναι το Hypotonic
      – Ορισμός, Επίδραση στα κελιά
3. Τι είναι το Υπερτονικό
      – Ορισμός, Επίδραση στα κύτταρα, Χρήσεις
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ισοτονικού υποτονικού και υπερτονικού
      – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Συγκέντρωση, Υπερτονική, Υποτονική, Ισοτονική, Οσμωτική Πίεση, Διαλύματα, Θολότητα 

Τι είναι Ισοτονικό

Τα ισοτονικά διαλύματα είναι διαλύματα με ίσες οσμωτικές πιέσεις. Αυτό οφείλεται στις ίσες συγκεντρώσεις των διαλυμένων ουσιών που έχουν. Τα ισοτονικά διαλύματα έχουν την ίδια ποσότητα διαλυμένων ουσιών ανά μονάδα όγκου διαλύματος και την ίδια ποσότητα νερού.

Όταν δύο ισοτονικά διαλύματα διαχωρίζονται από μια ημιπερατή μεμβράνη, δεν υπάρχει καθαρή κίνηση διαλυμένων ουσιών κατά μήκος της μεμβράνης, καθώς δεν υπάρχει κλίση συγκέντρωσης μεταξύ των δύο διαλυμάτων. Οι ρυθμοί κίνησης του νερού από το ένα διάλυμα στο άλλο είναι ίσοι. Επομένως, τα κύτταρα παραμένουν στην κανονική τους κατάσταση. Το σχήμα του κελιού δεν αλλάζει. δεν παρουσιάζεται οίδημα ή συρρίκνωση.

Εικόνα 1:Ισοτονική

Η ωσμωτική πίεση είναι η πίεση που απαιτείται για να αποφευχθεί αυτή η κίνηση της διαλυμένης ουσίας μέσω της ημιπερατής μεμβράνης. Τα ισοτονικά διαλύματα έχουν ίσες οσμωτικές πιέσεις αφού οι ρυθμοί κίνησης των μορίων μέσω της ημιπερατής μεμβράνης είναι ίσοι.

Μερικά παραδείγματα για διαλύματα που είναι ισοτονικά με ζωικά κύτταρα δίνονται παρακάτω.

• Αλατούχο ορό (0,98%)
• Δεξτρόζη σε νερό (5%)

Τι είναι το Hypotonic

Υποτονικό διάλυμα είναι ένα διάλυμα με χαμηλότερη οσμωτική πίεση. Η χαμηλή οσμωτική πίεση είναι αποτέλεσμα χαμηλής συγκέντρωσης διαλυμένης ουσίας. Η ωσμωτική πίεση είναι η πίεση που απαιτείται για να αποφευχθεί αυτή η κίνηση της διαλυμένης ουσίας μέσω της ημιπερατής μεμβράνης. Όταν ένα υποτονικό διάλυμα διαχωρίζεται από ένα άλλο διάλυμα μέσω ημιπερατής μεμβράνης, η κίνηση της διαλυμένης ουσίας μέσω της μεμβράνης είναι μικρότερη. Επομένως, η πίεση που πρέπει να ασκηθεί για να σταματήσει αυτή η κίνηση είναι επίσης μικρότερη.

Όταν ένα κύτταρο εκτίθεται σε υποτονικό περιβάλλον, η ποσότητα νερού μέσα στο κύτταρο είναι μικρότερη από αυτή του υποτονικού διαλύματος. Αυτό συμβαίνει επειδή, στα υποτονικά διαλύματα, λιγότερη ποσότητα διαλυμένων ουσιών διαλύεται σε υψηλή ποσότητα νερού. Τότε το κύτταρο διογκώνεται. Η εσωτερική πίεση της κυψέλης αυξάνεται και οι κυψέλες μπορεί ακόμη και να σκάσουν.

Εικόνα 2:Υποτονική

Τα υποτονικά διαλύματα μπορούν να προκαλέσουν θολότητα στα φυτικά κύτταρα. Όταν το νερό εισέρχεται στο φυτικό κύτταρο, το κύτταρο διογκώνεται. Ως αποτέλεσμα, η κυτταρική μεμβράνη ωθείται προς το φυτικό κυτταρικό τοίχωμα. Το κυτταρικό τοίχωμα μπορεί να αποφύγει την έκρηξη του κυττάρου. Αυτή η διαδικασία είναι η στρογγυλότητα, ή ονομάζουμε αυτό το διογκωμένο κύτταρο "turgid cell".

Τι είναι Υπερτονικό

Υπερτονικό διάλυμα είναι ένα διάλυμα με υψηλότερη οσμωτική πίεση σε σύγκριση με άλλα διαλύματα. Δεδομένου ότι τα υπερτονικά διαλύματα έχουν υψηλότερες συγκεντρώσεις διαλυμένης ουσίας, πρέπει να εφαρμοστεί πολύ υψηλή πίεση για να αποφευχθεί η ροή αυτού του διαλύματος μέσα από μια ημιπερατή μεμβράνη.

Όταν ένα υπερτονικό διάλυμα και ένα άλλο διάλυμα (που δεν είναι υπερτονικό) διαχωρίζονται από μια ημιπερατή μεμβράνη, οι διαλυμένες ουσίες του υπερτονικού διαλύματος τείνουν να κινούνται κατά μήκος της ημιπερατής μεμβράνης. Αυτό συμβαίνει επειδή το υπερτονικό διάλυμα έχει υψηλότερη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας και οι διαλυμένες ουσίες μπορούν να κινηθούν κατά μήκος μιας βαθμίδας συγκέντρωσης (από υψηλή συγκέντρωση σε χαμηλή συγκέντρωση). Η ημιπερατή μεμβράνη είναι μια βιολογική ή συνθετική μεμβράνη που επιτρέπει σε ορισμένα μόρια και ιόντα να περάσουν μέσα από αυτήν.

Εικόνα 3:Υπερτονικό

Η ωσμωτική πίεση είναι η πίεση που απαιτείται για να αποφευχθεί αυτή η κίνηση της διαλυμένης ουσίας μέσω της ημιπερατής μεμβράνης. Δεδομένου ότι η συγκέντρωση ενός υπερτονικού διαλύματος είναι πολύ υψηλή, η πίεση που απαιτείται για να αποφευχθεί η κίνηση της διαλυμένης ουσίας είναι επίσης υψηλή. Ως εκ τούτου, η οσμωτική πίεση είναι υψηλή.

Οι υπερτονικές λύσεις χρησιμοποιούνται για τη συντήρηση των τροφίμων. Για παράδειγμα, όταν μερικά φρούτα ή ψάρια βυθίζονται σε υπερτονικό αλάτι ή συσκευάζονται με υπερτονικό διάλυμα, μπορεί να σκοτώσουν μικρόβια στο περιβάλλον μέσα στη συσκευασία. Αυτό συμβαίνει επειδή τα μικροβιακά κύτταρα έχουν υψηλή ποσότητα νερού από τις διαλυμένες ουσίες και η ποσότητα νερού σε ένα υπερτονικό διάλυμα είναι πολύ χαμηλή. Επομένως, το νερό ρέει έξω από τα κύτταρα σύμφωνα με τη βαθμίδα συγκέντρωσης. Η έλλειψη νερού προκαλεί τη συρρίκνωση του κυττάρου και τελικά σκοτώνει τα μικρόβια.

Εικόνα 1:Στρογγυλότητα στα φυτικά κύτταρα

Διαφορά μεταξύ Ισοτονικού Υποτονικού και Υπερτονικού

Ορισμός

Ισοτονικό: Τα ισοτονικά διαλύματα είναι διαλύματα με ίσες οσμωτικές πιέσεις.

Υποτονικό: Τα υποτονικά διαλύματα είναι διαλύματα με χαμηλότερες οσμωτικές πιέσεις.

Υπερτονικό: Τα υπερτονικά διαλύματα είναι διαλύματα που έχουν συγκριτικά υψηλότερες οσμωτικές πιέσεις.

Συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας

Ισοτονικό: Τα ισοτονικά διαλύματα έχουν ίσες συγκεντρώσεις διαλυμένης ουσίας.

Υποτονικό: Τα υποτονικά διαλύματα έχουν χαμηλή συγκέντρωση.

Υπερτονικό: Τα υπερτονικά διαλύματα έχουν υψηλή συγκέντρωση.

Επίδραση στα κελιά

Ισοτονικό: Τα ισοτονικά περιβάλλοντα δεν έχουν καμία επίδραση στα κύτταρα.

Υποτονικό: Τα υποτονικά περιβάλλοντα προκαλούν διόγκωση των κυττάρων.

Υπερτονικό: Τα υπερτονικά περιβάλλοντα προκαλούν συρρίκνωση των κυττάρων.

Συντήρηση τροφίμων

Ισοτονικό: Τα ισοτονικά διαλύματα δεν βοηθούν στη συντήρηση των τροφίμων.

Υποτονικό: Τα υποτονικά διαλύματα δεν βοηθούν στη συντήρηση των τροφίμων.

Υπερτονικό: Τα υπερτονικά διαλύματα είναι χρήσιμα στη συντήρηση των τροφίμων, καθώς σκοτώνουν τα μικρόβια στη συσκευασία των τροφίμων.

Συμπέρασμα

Τονικότητα είναι η σχετική συγκέντρωση των διαλυμένων ουσιών που διαλύονται σε ένα διάλυμα που καθορίζει την κατεύθυνση και την έκταση της κίνησης των μορίων σε μια ημιπερατή μεμβράνη. Υπάρχουν τρεις τύποι λύσεων με βάση την τονικότητα. ισοτονικά διαλύματα, υπερτονικά διαλύματα και υποτονικά διαλύματα. Η κύρια διαφορά μεταξύ ισοτονικών υποτονικών και υπερτονικών διαλυμάτων είναι ότι τα ισοτονικά διαλύματα είναι διαλύματα με ίσες οσμωτικές πιέσεις, ενώ τα υποτονικά διαλύματα είναι διαλύματα με χαμηλότερη οσμωτική πίεση και τα υπερτονικά διαλύματα είναι διαλύματα με υψηλή οσμωτική πίεση.