OSN-SAbstraktOSN-E

Popis osmolality z fyzikálně-chemického hlediska. Pojem ideálního roztoku, ideálního osmotického tlaku, ideální a reálné osmolality, osmotického koeficientu, reálného osmotického tlaku.

OSN-STerminologieOSN-E

Zkratka veličiny	Název veličiny	Hodnota nebo způsob výpočtu	Jednotka v systému SI
R	molární plynová konstanta	8.31441	J*mol^-1*K^-1
T	termodynamická teplota		K
M1	molární hmotnost vody		kg mol^-1
Vm1	molární objem vody		m^3 mol^-1
n2	látkové množství (amount of substance)		mol
m	hmotnost solutu		kg
m2	molalita	m2 = n2/m	mol kg^-1
v	disociační číslo (počet částic, na které solut disociuje při kompletní disociaci, počet molekulárních fragmentů)		-
Πid	ideální osmotický tlak		J m^-3= kg s-2 m-1 = Pa
M1/Vm1	objemová hmotnost vody	1000 (aproximace)	kg m^-3
ΔTid/(v * m2)	molární snížení bodu tuhnutí vody (”kryoskopická konstanta”)	1,86	K mol^-1 kg
φ	Osmotický koeficient	1 (pro ideální roztok)	1

OSN-SSynonymaOSN-E

OSN-SKlasifikační kódyOSN-E

OSN-SOdkazy na jiné relevantní dokumenty, další informaceOSN-E

Osmolalita v plazmě

OSN-SChemická a fyzikální charakteristika, struktura a povaha analytuOSN-E

Ideální roztok

Ideální roztok je roztok, ve kterém je molekula solutu je kompletně obklopena rozpustidlem (solventem), takže přidání rozpustidla nevede k žádné další interakci mezi solventem a solutem. Za těchto podmínek vlastnosti molekul rozpustidla (tzv. koligativní vlastnosti) závisí pouze na množství rozpuštěných částic a nikoli na jejich vlastnostech. Snížení tenze par solventu dané přítomností solutů je úměrné molární koncentraci x_i solutu a podobně lze charakterizovat osmotický tlak, snížení bodu tuhnutí a zvýšení bodu varu.

Ideální osmotický tlak

Osmotický tlak a snížení bodu tuhnutí ideálního vodného roztoku lze vyjádřit vztahem

Π_id = R * T * (M₁/V_m1) * v * m₂ = R * T * n₂ * (M₁/V_m1) * (v/m) 

Deprese bodu tuhnutí (ideální)

ΔT_id = [ΔT_id/(v * m₂)] * v * m₂

kde výraz [ΔT_id/(v * m₂)] představuje molární snížení bodu tuhnutí vody nebo kryoskopickou konstantu (1,86 K mol^-1 kg).

Reálný roztok

Čím vyšší je koncentrace solutů, tím více se uplatňují interakce mezi částicemi a tím více se roztok odlišuje od koncepce ideálního roztoku. Tuto divergenci lze kompenzovat korekčním faktorem – tzv. osmotickým koeficientem φ, který je roven hodnotě 1 pro ideální roztoky.

φ = (ΔT/ΔT_id) = 1/(1,86 K mol^-1 kg) * [ΔT / (v * m₂)]

kde ΔT je aktuální hodnota snížení bodu tuhnutí.

Osmotický tlak

Osmotický tlak je tlak na semipermeabilních membránách, který způsobují koligativní vlastnosti roztoku (počet částic na jedné straně membrány). Přísně semipermeabilní membrána propouští jen vodu. Biologické membrány mají různý stupeň propustnosti: glomerulární membrána propouští vodu, ionty i nízkomolekulární proteiny.

Ideální a reálná osmolalita

Ideální osmolalita m_i,osm(id) je součinem molality a počtem molekulárních fragmentů v nepřítomnosti slabých, jen částečně disociovaných elektrolytů, tedy

m_i,osm(id)       = m₂ * v                        

a její jednotkou je mol kg^-1.

Pokud ideální osmolalitu násobíme osmotickým koeficientem φ (míra aktivity solutů), získáme (reálnou) osmolalitu, tedy

m_i,osm(real)     = m_i,osm(id) * φ = m₂ * v * φ

a její jednotkou je opět mol kg^-1.

Snížení bodu tuhnutí a osmolalita plazmy

Lidská plazma (a podobně i plná krev a sérum) vykazuje snížení bodu tuhnutí v rozmezí 0,54 ± 0,014 K (odpovídající 95% konfidenční interval je 0,512 – 0,568 K). Vyjdeme-li z výše uvedených údajů, kdy 1 mol solutů v 1 kg rozpustidla sníží teplotu o –1,858 °C, pak snížení o –0,54  °C představuje 0,54/1,858 = 0,2906 mol/kg = 290,6 mmol/kg (tedy hodnotu uvnitř konvenčního rozmezí plazmatické osmolality). Stejného výpočtu používají osmometry založené na principu měření snížení bodu tuhnutí.

Osmotická látková koncentrace

Osmotická látková koncentrace (osmotic amount of substance concentration, c_{i, osm}) představuje látkovou koncentraci ideálního roztoku, jednotkou je mol l^-1. Pojem se běžně neužívá, přednost má osmolalita (molalita).

OSN-SRole v metabolismuOSN-E

Při měření osmolality v plazmě se kromě jiného uplatňují i částice, které biologickými membránmi volně procházejí. Tyto "neefektivní" soluty sice zvyšují osmolalitu plazmy, ale při přesunech vody přes membrány z osmotických důvodů se neuplatňují. Typickým představitelem je urea, jejíž molální koncentrace se při úvahách o efektivní osmolalitě neuvažuje.

OSN-SZdroj (syntéza, příjem)OSN-E

Osmoticky aktivní látky v organismu představují zejména ionty, glukóza, urea.

OSN-SDistribuce v organismu, obsah ve tkáníchOSN-E

Osmoticky aktivní látky lze rozdělit na volně difuzibilní (příkladem je urea, pronikající biologickými membránami) a nedifuzibilní (vykazující na biologické membráně efektivní osmotický tlak, příkladem je glukóza a ionty).

OSN-SZpůsob vylučování nebo metabolismusOSN-E

Osmoticky aktivní látky se vylučují ledvinami.

OSN-SBiologický poločasOSN-E

OSN-SKontrolní (řídící) mechanismyOSN-E

OSN-SLiteraturaOSN-E

Ciba-Geigy Scientific Tables, Volume 3, Basle 1984, s. 46 – 47.

OSN-SPoznámkyOSN-E

OSN-SAppendixyOSN-E

OSN-SAutorské poznámkyOSN-E

Antonín Jabor

.