Hispanopedia WikiLa concentración osmótica , anteriormente conocida como osmolaridad , [ 1 ] es la medida de la concentración de soluto , definida como el número de osmoles (Osm) de soluto por litro (L) de solución (osmol/L u Osm/L). La osmolaridad de una solución se suele expresar como Osm/L (pronunciado "osmolar"), del mismo modo que la molaridad de una solución se expresa como "M" (pronunciado "molar").
Mientras que la molaridad mide la cantidad de moles de soluto por unidad de volumen de solución, la osmolaridad mide la cantidad de partículas que se disocian de material osmóticamente activo ( osmoles de partículas de soluto) por unidad de volumen de solución. [ 2 ] Este valor permite medir la presión osmótica de una solución y determinar cómo se difundirá el solvente a través de una membrana semipermeable ( ósmosis ) que separa dos soluciones de diferente concentración osmótica.
Unidad
La unidad de concentración osmótica es el osmol . Esta es una unidad de medida no perteneciente al SI que define la cantidad de moles de soluto que contribuyen a la presión osmótica de una disolución. Un miliosmol ( mOsm ) es una milésima parte de un osmol. Un microosmol ( μOsm ) (también escrito microosmol ) es una millonésima parte de un osmol.
Tipos de solutos
La osmolaridad se distingue de la molaridad porque mide los osmoles de partículas de soluto en lugar de los moles de soluto. Esta distinción surge porque algunos compuestos pueden disociarse en solución, mientras que otros no. [ 2 ]
Los compuestos iónicos , como las sales , pueden disociarse en solución en sus iones constituyentes , por lo que no existe una relación uno a uno entre la molaridad y la osmolaridad de una solución. Por ejemplo, el cloruro de sodio (NaCl) se disocia en iones Na⁺ y Cl⁻ . Así, por cada mol de NaCl en solución, hay 2 osmoles de partículas de soluto (es decir, una solución de NaCl 1 mol/L es una solución de NaCl 2 osmol/L). Tanto los iones sodio como los cloruro afectan la presión osmótica de la solución. [ 2 ] [Nota: El NaCl no se disocia completamente en agua a temperatura y presión estándar, por lo que la solución estará compuesta por iones Na⁺, iones Cl⁻ y algunas moléculas de NaCl, con una osmolalidad real = concentración de Na⁺ x 1,75].
Otro ejemplo es el cloruro de magnesio (MgCl₂ ) , que se disocia en iones Mg²⁺ y 2Cl⁻ . Por cada mol de MgCl₂ en la disolución, hay 3 osmoles de partículas de soluto.
Los compuestos no iónicos no se disocian y forman solo 1 osmol de soluto por cada mol de soluto. Por ejemplo, una solución de glucosa de 1 mol/L tiene 1 osmol/L. [ 2 ]
Varios compuestos pueden contribuir a la osmolaridad de una solución. Por ejemplo, una solución de 3 Osm podría estar compuesta por 3 moles de glucosa, o 1,5 moles de NaCl, o 1 mol de glucosa + 1 mol de NaCl, o 2 moles de glucosa + 0,5 moles de NaCl, o cualquier otra combinación similar. [ 2 ]
Definición
La osmolaridad de una disolución, expresada en osmoles por litro (osmol/L), se calcula a partir de la siguiente expresión: dónde
- φ es el coeficiente osmótico , que tiene en cuenta el grado de no idealidad de la solución. En el caso más simple, es el grado de disociación del soluto. Entonces, φ está entre 0 y 1, donde 1 indica 100% de disociación. Sin embargo, φ también puede ser mayor que 1 (por ejemplo, para la sacarosa). Para las sales, los efectos electrostáticos hacen que φ sea menor que 1 incluso si ocurre 100% de disociación (ver ecuación de Debye-Hückel );
- n es el número de partículas (por ejemplo, iones) en las que se disocia una molécula. Por ejemplo: la glucosa tiene un n de 1, mientras que el NaCl tiene un n de 2;
- C es la concentración molar del soluto;
- El índice i representa la identidad de un soluto en particular.
La osmolaridad se puede medir utilizando un osmómetro , que mide propiedades coligativas , como el descenso del punto de congelación , la presión de vapor o la elevación del punto de ebullición .
Osmolaridad vs. tonicidad
La osmolaridad y la tonicidad son conceptos relacionados pero distintos. Por lo tanto, los términos que terminan en -osmótico (isosmótico, hiperosmótico, hipoosmótico) no son sinónimos de los que terminan en -tónico (isotónico, hipertónico, hipotónico). Los términos están relacionados en que ambos comparan las concentraciones de solutos de dos soluciones separadas por una membrana. Los términos son diferentes porque la osmolaridad tiene en cuenta la concentración total de solutos que penetran y solutos que no penetran, mientras que la tonicidad tiene en cuenta únicamente la concentración total de solutos que no penetran libremente . [ 3 ] [ 2 ]
Los solutos penetrantes pueden difundirse a través de la membrana celular , provocando cambios momentáneos en el volumen celular al arrastrar consigo moléculas de agua. Los solutos no penetrantes no pueden atravesar la membrana celular; por lo tanto, el movimiento del agua a través de la membrana celular (es decir, la ósmosis ) debe ocurrir para que las soluciones alcancen el equilibrio .
Una solución puede ser tanto hiperosmótica como isotónica. [ 2 ] Por ejemplo, el líquido intracelular y extracelular puede ser hiperosmótico, pero isotónico, si la concentración total de solutos en un compartimento es diferente de la del otro, pero uno de los iones puede cruzar la membrana (es decir, un soluto penetrante), arrastrando agua consigo, por lo que no se produce ningún cambio neto en el volumen de la solución.
En medicina
Osmolaridad plasmática frente a osmolalidad
La osmolaridad del plasma, la osmolaridad del plasma sanguíneo , se puede calcular a partir de la osmolalidad del plasma mediante la siguiente ecuación: [ 4 ]
dónde:
- ρ sol es la densidad de la solución en g/ml, que es 1,025 g/ml para el plasma sanguíneo . [ 5 ]
- c a es la concentración del soluto ( anhidro ) en g/ml; no debe confundirse con la densidad del plasma seco.
Según la IUPAC, la osmolalidad es el cociente del logaritmo natural negativo de la actividad racional del agua y la masa molar del agua, mientras que la osmolaridad es el producto de la osmolalidad y la densidad de masa del agua (también conocida como concentración osmótica). [ 1 ]
En términos más sencillos, la osmolalidad es una expresión de la concentración osmótica del soluto por masa de disolvente, mientras que la osmolaridad es por volumen de solución (de ahí la conversión mediante la multiplicación por la densidad de masa del disolvente en la solución (kg de disolvente/litro de solución)).
donde m i es la molalidad del componente i .
La osmolaridad plasmática es importante para mantener un equilibrio electrolítico adecuado en el torrente sanguíneo. Normalmente, el sodio es el principal contribuyente a la osmolalidad plasmática (o sérica); la glucosa y la urea también contribuyen. [ 6 ] Un desequilibrio puede provocar deshidratación , alcalosis , acidosis u otros cambios potencialmente mortales. La hormona antidiurética (vasopresina) participa en este proceso al controlar la cantidad de agua que el cuerpo retiene del riñón al filtrar la sangre. [ 7 ]
Hiperosmolaridad e hipoosmolaridad
Se dice que una concentración de una sustancia osmóticamente activa es hiperosmolar si una concentración elevada provoca un cambio en la presión osmótica de un tejido, órgano o sistema. La hipernatremia, la cetoacidosis diabética y la uremia son causas patológicas de hiperosmolaridad. [ 6 ] De manera similar, se dice que es hipoosmolar si la osmolaridad, o concentración osmótica, es demasiado baja. Por ejemplo, si la osmolaridad de la nutrición parenteral es demasiado alta, puede causar daño tisular grave. [ 8 ] Un ejemplo de una afección asociada con la hipoosmolaridad es la intoxicación hídrica . [ 9 ]
Véase también
Referencias
- DJ Taylor, NPO Green, Ciencias Biológicas de GW Stout
- 1 2 McNaught, AD; Wilkinson, A.; Chalk, SJ (1997). IUPAC. Compendio de terminología química (el "Libro de oro") (2.ª ed.). Oxford: Blackwell Scientific Publications. ISBN 0-9678550-9-8Consultado el 23 de enero de 2022 .
- 1 2 3 4 5 6 7 Widmaier, Eric P.; Hershel Raff; Kevin T. Strang (2008). Fisiología humana de Vander, 11.ª ed . McGraw-Hill. págs. 108-112 . ISBN 978-0-07-304962-5.
- ↑ Costanzo, Linda S. (15 de marzo de 2017). Fisiología . Precedido por: Costanzo, Linda S., 1947- (Sexta ed.). Filadelfia, PA. ISBN 9780323511896OCLC 965761862
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- ↑ Shmukler, Michael (2004). Elert, Glenn (ed.). "Densidad de la sangre" . The Physics Factbook . Recuperado el 23 de enero de 2022 .
- ^ Büyükkaragöz , Bahar; Bakkaloğlu, Sevcan A. (2023). "Osmolalidad sérica y estados hiperosmolares" . Nefrología Pediátrica . 38 (4): 1013– 1025. doi : 10.1007/s00467-022-05668-1 . ISSN 0931-041X . Consultado el 1 de julio de 2025 .
- ↑ Earley, LE; Sanders, CA (1959). "El efecto de la osmolalidad sérica cambiante en la liberación de la hormona antidiurética en ciertos pacientes con cirrosis hepática descompensada y baja osmolalidad sérica" . Journal of Clinical Investigation . 38 (3): 545– 550. doi : 10.1172/jci103832 . PMC 293190. PMID 13641405 .
- ↑ Panganiban, Jennifer; Mascarenhas, Maria R. (2021), "Nutrición parenteral" , Enfermedades gastrointestinales y hepáticas pediátricas , Elsevier, pp. 980–994.e5, doi : 10.1016/b978-0-323-67293-1.00088-8 , ISBN 978-0-323-67293-1, consultado el 10 de mayo de 2024
- ↑ Donaldson, D. (1994), "Trastornos psiquiátricos de origen bioquímico" , Fundamentos científicos de la bioquímica en la práctica clínica , Elsevier, págs. 144–160 , doi : 10.1016/b978-0-7506-0167-2.50013-3 , ISBN 978-0-7506-0167-2, consultado el 10 de mayo de 2024
Enlaces externos
- Calculadora en línea de osmolaridad/osmolalidad sérica
- Concentración
- Cantidad de sustancia
- Soluciones
