التركيز الأسموزي

التركيز الأسموزي ، المعروف سابقًا باسم الأسمولية ، ^{[ 1 ]} هو مقياس تركيز المذاب ، ويُعرَّف بأنه عدد الأسمولات (Osm) من المذاب لكل لتر (L) من المحلول (أوزمول/لتر أو Osm/L). ويُعبَّر عن أسمولية المحلول عادةً بوحدة Osm/L (تُنطق "أوزمولار")، تمامًا كما يُعبَّر عن مولارية المحلول بوحدة "M" (تُنطق "مولار").

بينما تقيس المولارية عدد مولات المذاب لكل وحدة حجم من المحلول، تقيس الأسمولية عدد جزيئات المادة النشطة أسموزيًا ( أسمولات جزيئات المذاب) لكل وحدة حجم من المحلول. ^{[ 2 ]} تسمح هذه القيمة بقياس الضغط الأسموزي للمحلول وتحديد كيفية انتشار المذيب عبر غشاء شبه منفذ ( الخاصية الأسموزية ) يفصل بين محلولين ذوي تركيز أسموزي مختلف.

وحدة

وحدة قياس التركيز الأسموزي هي الأسمول . وهي وحدة قياس غير تابعة للنظام الدولي للوحدات ، تُحدد عدد مولات المذاب التي تُساهم في الضغط الأسموزي للمحلول. الملي أسمول ( mOsm ) هو جزء من ألف من الأسمول. أما الميكرو أسمول ( μOsm ) فهو جزء من مليون من الأسمول .

أنواع المواد المذابة

تختلف الأسمولية عن المولارية لأنها تقيس عدد جزيئات المذاب بالأسمولات بدلاً من عدد مولات المذاب. وينشأ هذا الاختلاف لأن بعض المركبات تتفكك في المحلول، بينما لا تتفكك مركبات أخرى. ^{[ 2 ]}

يمكن للمركبات الأيونية ، مثل الأملاح ، أن تتفكك في المحلول إلى أيوناتها المكونة ، لذا لا توجد علاقة مباشرة بين المولارية والأسمولية للمحلول. على سبيل المثال، يتفكك كلوريد الصوديوم (NaCl) إلى أيونات Na ⁺ وCl- ^. وبالتالي، لكل مول واحد من NaCl في المحلول، يوجد 2 أسمول من جزيئات المذاب (أي أن محلول NaCl بتركيز 1 مول/لتر هو محلول NaCl بتركيز 2 أسمول/لتر). تؤثر أيونات الصوديوم والكلوريد على الضغط الأسموزي للمحلول. ^{[ 2 ]} [ملاحظة: لا يتفكك NaCl تمامًا في الماء عند درجة الحرارة والضغط القياسيين، لذا سيتكون المحلول من أيونات Na+ وأيونات Cl- وبعض جزيئات NaCl، حيث تكون الأسمولية الفعلية = تركيز Na+ × 1.75]

مثال آخر هو كلوريد المغنيسيوم (MgCl₂ ₎ ، الذي يتفكك إلى أيونات Mg²⁺ ^و 2Cl⁻ ^. لكل مول واحد من MgCl₂ _في المحلول، يوجد 3 أوزمولات من جزيئات المذاب.

لا تتفكك المركبات غير الأيونية، وتُكوّن فقط 1 أسمول من المذاب لكل 1 مول من المذاب. على سبيل المثال، محلول الجلوكوز بتركيز 1 مول/لتر يحتوي على 1 أسمول/لتر. ^[²^]

قد تساهم عدة مركبات في الأسمولية للمحلول. على سبيل المثال، قد يتكون محلول ذو أسمولية 3 من 3 مولات من الجلوكوز، أو 1.5 مول من كلوريد الصوديوم، أو 1 مول من الجلوكوز + 1 مول من كلوريد الصوديوم، أو 2 مول من الجلوكوز + 0.5 مول من كلوريد الصوديوم، أو أي تركيبة أخرى مماثلة. ^{[ 2 ]}

تعريف

يتم حساب الأسمولية للمحلول، بوحدة الأسمول لكل لتر (أوزمول/لتر)، من خلال الصيغة التالية: $\mathrm {osmolarity} =\sum _{i}\varphi _{i}\,n_{i}C_{i}$ أين

يمثل $φ$ معامل الضغط الأسموزي ، الذي يعكس درجة عدم مثالية المحلول. في أبسط الحالات، يمثل درجة تفكك المذاب. عندئذٍ، تتراوح قيمة $φ بين 0 و1، حيث يشير 1 إلى تفكك كامل (100%). مع ذلك، قد تكون$ $قيمة φ$ أكبر من 1 (كما في حالة السكروز). أما بالنسبة للأملاح، فتؤدي التأثيرات الكهروستاتيكية إلى أن تكون $قيمة φ$ أصغر من 1 حتى في حالة حدوث تفكك كامل (انظر معادلة ديباي-هوكيل ).
$يمثل n$ عدد الجسيمات (مثل الأيونات) التي يتفكك إليها الجزيء. على سبيل المثال: يحتوي الجلوكوز على $n$ يساوي 1، بينما يحتوي كلوريد الصوديوم على $n$ يساوي 2؛
$C$ هو التركيز المولي للمذاب؛
يمثل المؤشر $i$ هوية مذاب معين.

يمكن قياس الأسمولية باستخدام جهاز قياس الأسمولية الذي يقيس الخصائص التجميعية ، مثل انخفاض نقطة التجمد ، أو ضغط البخار ، أو ارتفاع نقطة الغليان .

الأسمولية مقابل التوتر

الأسمولية والتوترية مفهومان مترابطان لكنهما مختلفان. لذا، فإن المصطلحات التي تنتهي بـ "-أسمولية" (متساوي الأسمولية، مفرط الأسمولية، ناقص الأسمولية) ليست مرادفة للمصطلحات التي تنتهي بـ "-توترية" (متساوي التوتر، مفرط التوتر، ناقص التوتر). يتشابه المصطلحان في كونهما يقارنان تركيزات المذاب في محلولين يفصل بينهما غشاء. ويختلفان لأن الأسمولية تأخذ في الحسبان التركيز الكلي للمذابات النافذة وغير النافذة، بينما تأخذ التوترية في الحسبان التركيز الكلي للمذابات غير النافذة فقط . ^{[ 3 ]}^{[ 2 ]}

تستطيع المواد المذابة النافذة الانتشار عبر غشاء الخلية ، مما يُسبب تغيرات مؤقتة في حجم الخلية نتيجة "سحب" جزيئات الماء معها. أما المواد المذابة غير النافذة فلا تستطيع عبور غشاء الخلية؛ لذا، يجب أن تحدث حركة الماء عبر غشاء الخلية (أي الخاصية الأسموزية ) حتى تصل المحاليل إلى حالة التوازن .

يمكن أن يكون المحلول عالي التناضح ومتساوي التوتر في آن واحد. ^{[ 2 ]} على سبيل المثال، يمكن أن يكون السائل داخل الخلايا وخارجها عالي التناضح ولكنه متساوي التوتر - إذا كان التركيز الكلي للمذابات في أحد الحجرات مختلفًا عن تركيزها في الحجرة الأخرى، ولكن يمكن لأحد الأيونات عبور الغشاء (بمعنى آخر، مذاب نافذ)، جاذبًا الماء معه، وبالتالي لا يسبب أي تغيير صافٍ في حجم المحلول.

في الطب

الأسمولية البلازمية مقابل الأسمولية

يمكن حساب أسمولية البلازما، وهي أسمولية بلازما الدم ، من أسمولية البلازما باستخدام المعادلة التالية: ^{[ 4 ]}

الأسمولية = الأسمولية

\times (ρ sol - c a)

أين:

$ρ sol$ هي كثافة المحلول بوحدة جم/مل، وهي 1.025 جم/مل لبلازما الدم .^{[ 5 ]}
$يمثل c a$ تركيز المذاب ( اللامائي ) بوحدة جم/مل – لا ينبغي الخلط بينه وبين كثافة البلازما المجففة

بحسب الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC)، فإن الأسمولية هي حاصل قسمة اللوغاريتم الطبيعي السالب للنشاط العقلاني للماء على الكتلة المولية للماء، بينما الأسمولية هي حاصل ضرب الأسمولية في كثافة كتلة الماء (المعروفة أيضًا بالتركيز الأسموزي). ^{[ 1 ]}

بعبارة أبسط، الأسمولية هي تعبير عن تركيز المذاب الأسموزي لكل كتلة من المذيب، بينما الأسمولية هي لكل حجم من المحلول (وبالتالي يتم التحويل عن طريق الضرب في كثافة كتلة المذيب في المحلول (كجم مذيب / لتر محلول)). ${\text{osmolality}}=\sum _{i}\varphi _{i}\,n_{i}m_{i}$

حيث $m i$ هي المولالية للمكون $i$ .

يُعدّ تركيز البلازما/الأسمولية مهمًا للحفاظ على التوازن الكهرليتي السليم في مجرى الدم. في الوضع الطبيعي، يُشكّل الصوديوم المساهم الرئيسي في أسمولية البلازما (أو المصل)، بينما يُساهم كلٌّ من الجلوكوز واليوريا أيضًا. ^{[ 6 ]} قد يؤدي اختلال هذا التوازن إلى الجفاف ، أو القلاء ، أو الحماض، أو غيرها من التغيرات التي تُهدد الحياة. يُعدّ الهرمون المضاد لإدرار البول (الفازوبريسين) مسؤولًا جزئيًا عن هذه العملية من خلال تنظيم كمية الماء التي يحتفظ بها الجسم من الكلى أثناء ترشيح مجرى الدم. ^{[ 7 ]}

فرط الأسمولية ونقص الأسمولية

يُقال إن تركيز مادة فعالة أسموزيًا يكون مفرط الأسمولية إذا تسبب تركيزها العالي في تغيير الضغط الأسموزي في نسيج أو عضو أو جهاز. فرط صوديوم الدم، والحماض الكيتوني السكري، واليوريمية هي أسباب مرضية لفرط الأسمولية. ^{[ 6 ]} وبالمثل، يُقال إن تركيز الأسمولية، أو التركيز الأسموزي، منخفض جدًا. على سبيل المثال، إذا كان تركيز الأسمولية في التغذية الوريدية مرتفعًا جدًا، فقد يُسبب ذلك تلفًا شديدًا في الأنسجة. ^{[ 8 ]} ومن الأمثلة على الحالات المرتبطة بانخفاض الأسمولية التسمم المائي . ^{[ 9 ]}

انظر أيضاً

مراجع

دي جي تايلور، إن بي أو غرين، جي دبليو ستاوت للعلوم البيولوجية

1 2 ماكنوت، أ.د.؛ ويلكنسون، أ.؛ تشوك، س.ج. (1997). الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية. موسوعة المصطلحات الكيميائية (الكتاب الذهبي) ( الطبعة الثانية). أكسفورد: منشورات بلاكويل العلمية. ISBN 0-9678550-9-8تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 يناير 2022 .
1 2 3 4 5 6 7 ويدماير، إريك ب.؛ هيرشل راف؛ كيفن ت. سترانج (2008). علم وظائف الأعضاء البشرية لفاندر، الطبعة الحادية عشرة . ماكجرو هيل. الصفحات 108-112 . ISBN 978-0-07-304962-5.
↑ كوستانزو، ليندا س. (15 مارس 2017). علم وظائف الأعضاء . سبقه: كوستانزو، ليندا س.، 1947- ( الطبعة السادسة). فيلادلفيا، بنسلفانيا. ISBN 9780323511896. OCLC 965761862 . {{cite book}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط )
↑ مارتن، ألفريد ن.؛ باتريك ج. سينكو (2006). الصيدلة الفيزيائية والعلوم الصيدلانية لمارتن: المبادئ الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية الصيدلانية في العلوم الصيدلانية . فيلادلفيا، بنسلفانيا: ليبينكوت ويليامز وويلكنز. ص 158. ISBN 0-7817-5027-X.
↑ شمكلر، مايكل (2004). إيليرت، جلين (محرر). "كثافة الدم" . كتاب حقائق الفيزياء . تم الاسترجاع في 23 يناير 2022 .
1 2 بويوك كاراجوز، بهار؛ باكال أوغلو، سيفجان أ. (2023). "الأوسمولية في الدم وحالات فرط الأسمولية" . أمراض الكلى للأطفال . 38 (4): 1013-1025 . دوى : 10.1007 / s00467-022-05668-1 . ISSN 0931-041X . تم الاسترجاع 2025-07-01 .
↑ إيرلي، إل إي؛ ساندرز، سي إيه (1959). "تأثير تغير أسمولية المصل على إفراز الهرمون المضاد لإدرار البول لدى بعض المرضى المصابين بتليف الكبد غير المعاوض وانخفاض أسمولية المصل" . مجلة التحقيقات السريرية . 38 (3): 545-550 . doi : 10.1172/jci103832 . PMC 293190. PMID 13641405 .
↑ بانغانيان، جينيفر؛ ماسكارينهاس، ماريا ر. (2021)، "التغذية الوريدية" ، أمراض الجهاز الهضمي والكبد لدى الأطفال ، إلسيفير، ص 980-994.e5، doi : 10.1016/b978-0-323-67293-1.00088-8 ، ISBN 978-0-323-67293-1تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 مايو 2024
↑ دونالدسون، د. (1994)، "الاضطرابات النفسية ذات المنشأ البيوكيميائي" ، الأسس العلمية للكيمياء الحيوية في الممارسة السريرية ، إلسيفير، ص 144-160 ، doi : 10.1016/b978-0-7506-0167-2.50013-3 ، ISBN 978-0-7506-0167-2تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 مايو 2024

روابط خارجية

حاسبة الأسمولية/الأسمولية المصلية عبر الإنترنت

[gold_book-1] 1 2 ماكنوت، أ.د.؛ ويلكنسون، أ.؛ تشوك، س.ج. (1997). الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية. موسوعة المصطلحات الكيميائية (الكتاب الذهبي) ( الطبعة الثانية). أكسفورد: منشورات بلاكويل العلمية. ISBN 0-9678550-9-8تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 يناير 2022 .

[Widmaier-2] 1 2 3 4 5 6 7 ويدماير، إريك ب.؛ هيرشل راف؛ كيفن ت. سترانج (2008). علم وظائف الأعضاء البشرية لفاندر، الطبعة الحادية عشرة . ماكجرو هيل. الصفحات 108-112 . ISBN 978-0-07-304962-5.

[3] كوستانزو، ليندا س. (15 مارس 2017). علم وظائف الأعضاء . سبقه: كوستانزو، ليندا س.، 1947- ( الطبعة السادسة). فيلادلفيا، بنسلفانيا. ISBN 9780323511896. OCLC 965761862 . {{cite book}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط )

[martin-4] مارتن، ألفريد ن.؛ باتريك ج. سينكو (2006). الصيدلة الفيزيائية والعلوم الصيدلانية لمارتن: المبادئ الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية الصيدلانية في العلوم الصيدلانية . فيلادلفيا، بنسلفانيا: ليبينكوت ويليامز وويلكنز. ص 158. ISBN 0-7817-5027-X.

[5] شمكلر، مايكل (2004). إيليرت، جلين (محرر). "كثافة الدم" . كتاب حقائق الفيزياء . تم الاسترجاع في 23 يناير 2022 .

[q193-6] 1 2 بويوك كاراجوز، بهار؛ باكال أوغلو، سيفجان أ. (2023). "الأوسمولية في الدم وحالات فرط الأسمولية" . أمراض الكلى للأطفال . 38 (4): 1013-1025 . دوى : 10.1007 / s00467-022-05668-1 . ISSN 0931-041X . تم الاسترجاع 2025-07-01 .

[7] إيرلي، إل إي؛ ساندرز، سي إيه (1959). "تأثير تغير أسمولية المصل على إفراز الهرمون المضاد لإدرار البول لدى بعض المرضى المصابين بتليف الكبد غير المعاوض وانخفاض أسمولية المصل" . مجلة التحقيقات السريرية . 38 (3): 545-550 . doi : 10.1172/jci103832 . PMC 293190. PMID 13641405 .

[8] بانغانيان، جينيفر؛ ماسكارينهاس، ماريا ر. (2021)، "التغذية الوريدية" ، أمراض الجهاز الهضمي والكبد لدى الأطفال ، إلسيفير، ص 980-994.e5، doi : 10.1016/b978-0-323-67293-1.00088-8 ، ISBN 978-0-323-67293-1تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 مايو 2024

[9] دونالدسون، د. (1994)، "الاضطرابات النفسية ذات المنشأ البيوكيميائي" ، الأسس العلمية للكيمياء الحيوية في الممارسة السريرية ، إلسيفير، ص 144-160 ، doi : 10.1016/b978-0-7506-0167-2.50013-3 ، ISBN 978-0-7506-0167-2تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 مايو 2024

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	30 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗