Belangrijkste verschil - Isotoon versus hypotoon versus hypertoon

Een oplossing is een homogeen vloeibaar mengsel van twee of meer componenten. Een oplossing wordt gemaakt door een opgeloste stof op te lossen in een oplosmiddel. Er zijn drie soorten oplossingen gegroepeerd op basis van hun concentraties. De concentratie van een oplossing is de hoeveelheid opgeloste stof die aanwezig is in een eenheidsvolume van de oplossing. De concentratie van een oplossing bepaalt de osmotische druk; de minimale druk die nodig is om te voorkomen dat een oplossing door een semipermeabel membraan stroomt. Het belangrijkste verschil tussen isotone hypotone en hypertone oplossingen is dat: isotone oplossingen zijn oplossingen met gelijke osmotische druk en hypotone oplossingen zijn oplossingen met een lagere osmotische druk, terwijl hypertone oplossingen oplossingen zijn met een hoge osmotische druk.

Belangrijkste gebieden die worden gedekt

1. Wat is isotoon? - Definitie, effect op cellen 2. Wat is hypotoon? - Definitie, effect op cellen 3. Wat is hypertoon? - Definitie, effect op cellen, gebruik 4. Wat is het verschil tussen isotoon hypotoon en hypertoon? – Vergelijking van de belangrijkste verschillen

Sleutelbegrippen: concentratie, hypertoon, hypotoon, isotoon, osmotische druk, oplossingen, turgiditeit

Wat is isotoon?

Isotone oplossingen zijn oplossingen met gelijke osmotische druk. Dit komt door de gelijke concentraties opgeloste stoffen die ze hebben. Isotone oplossingen hebben dezelfde hoeveelheid opgeloste stoffen per volume-eenheid oplossing en dezelfde hoeveelheid water.

Wanneer twee isotone oplossingen worden gescheiden van een semipermeabel membraan, is er geen netto beweging van opgeloste stoffen over het membraan omdat er geen concentratiegradiënt is tussen de twee oplossingen. De snelheden van de beweging van water van de ene oplossing naar de andere zijn gelijk. Daarom blijven de cellen in hun normale toestand. De vorm van de cel wordt niet gewijzigd; er treedt geen zwelling of krimp op.

Figuur 1: Isotoon

Osmotische druk is de druk die moet worden uitgeoefend om deze beweging van de opgeloste stof door het semipermeabele membraan te voorkomen. Isotone oplossingen hebben gelijke osmotische drukken omdat de bewegingssnelheden van moleculen door het semipermeabele membraan gelijk zijn.

Hieronder worden enkele voorbeelden gegeven van oplossingen die isotoon zijn met dierlijke cellen.

Wat is hypotoon?

Een hypotone oplossing is een oplossing met een lagere osmotische druk. De lage osmotische druk is het gevolg van een lage concentratie opgeloste stoffen. Osmotische druk is de druk die moet worden uitgeoefend om deze beweging van de opgeloste stof door het semipermeabele membraan te voorkomen. Wanneer een hypotone oplossing via een semipermeabel membraan van een andere oplossing wordt gescheiden, is de beweging van de opgeloste stof door het membraan minder. Daarom is de druk die moet worden uitgeoefend om deze beweging te stoppen ook minder.

Wanneer een cel wordt blootgesteld aan een hypotone omgeving, is de hoeveelheid water in de cel minder dan die van de hypotone oplossing. Dit komt omdat in hypotone oplossingen een kleinere hoeveelheid opgeloste stoffen wordt opgelost in een grote hoeveelheid water. Dan zwelt de cel op. De inwendige druk van de cel wordt verhoogd en de cellen kunnen zelfs barsten.

Figuur 2: Hypotoon

Hypotone oplossingen kunnen turgiditeit veroorzaken in plantencellen. Wanneer water de plantencel binnendringt, zwelt de cel op. Hierdoor wordt het celmembraan naar de plantencelwand geduwd. De celwand kan voorkomen dat de cel barst. Dit proces is gezwollenheid, of we noemen deze gezwollen cel een "gezwollen cel".

Wat is hypertoon?

Een hypertone oplossing is een oplossing met een hogere osmotische druk in vergelijking met andere oplossingen. Aangezien hypertone oplossingen hogere concentraties opgeloste stof hebben, moet een zeer hoge druk worden uitgeoefend om te voorkomen dat deze oplossing door een semipermeabel membraan stroomt.

Wanneer een hypertone oplossing en een andere oplossing (die niet hypertoon is) worden gescheiden van een semipermeabel membraan, hebben de opgeloste stoffen van de hypertone oplossing de neiging om over het semipermeabele membraan te bewegen. Dit komt omdat de hypertone oplossing een hogere concentratie opgeloste stoffen heeft en de opgeloste stoffen langs een concentratiegradiënt kunnen bewegen (van een hoge concentratie naar een lage concentratie). Een semipermeabel membraan is een biologisch of synthetisch membraan dat bepaalde moleculen en ionen doorlaat.

Figuur 3: Hypertoon

Osmotische druk is de druk die moet worden uitgeoefend om deze beweging van de opgeloste stof door het semipermeabele membraan te voorkomen. Omdat de concentratie van een hypertone oplossing erg hoog is, is de druk die nodig is om de beweging van de opgeloste stof te vermijden ook hoog. Daarom is de osmotische druk hoog.

Hypertone oplossingen worden gebruikt om voedsel te bewaren. Wanneer bijvoorbeeld fruit of vis wordt gedompeld in een hypertoon zout of verpakt met een hypertone oplossing, kan dit microben in de omgeving in de verpakking doden. Dit komt omdat microbiële cellen een grote hoeveelheid water bevatten dan opgeloste stoffen en de hoeveelheid water in een hypertone oplossing erg laag is. Daarom stroomt water uit de cellen volgens de concentratiegradiënt. Het gebrek aan water veroorzaakt het krimpen van de cel en doodt uiteindelijk microben.

Figuur 1: Turgiditeit in plantencellen

Verschil tussen isotoon hypotoon en hypertoon

Definitie

Isotoon: Isotone oplossingen zijn oplossingen met gelijke osmotische druk.

hypotoon: Hypotone oplossingen zijn oplossingen met een lagere osmotische druk.

hypertoon: Hypertone oplossingen zijn oplossingen met een relatief hogere osmotische druk.

Opgeloste concentratie

Isotoon: Isotone oplossingen hebben gelijke concentraties opgeloste stoffen.

hypotoon: Hypotone oplossingen hebben een lage concentratie.

hypertoon: Hypertone oplossingen hebben een hoge concentratie.

Effect op cellen

Isotoon: Isotone omgevingen hebben geen effect op cellen.

hypotoon: Hypotone omgevingen zorgen ervoor dat cellen opzwellen.

hypertoon: Hypertone omgevingen zorgen ervoor dat cellen krimpen.

Voedselconservering

Isotoon: Isotone oplossingen helpen niet bij het bewaren van voedsel.

hypotoon: Hypotone oplossingen helpen niet bij het bewaren van voedsel.

hypertoon: Hypertonische oplossingen zijn nuttig bij het bewaren van voedsel, omdat ze microben in het voedselpakket doden.

Conclusie

Toniciteit is de relatieve concentratie van opgeloste stoffen opgelost in een oplossing die de richting en omvang van de beweging van moleculen door een semipermeabel membraan bepaalt. Er zijn drie soorten oplossingen op basis van de toniciteit; isotone oplossingen, hypertone oplossingen en hypotone oplossingen. Het belangrijkste verschil tussen isotone hypotone en hypertone oplossingen is dat isotone oplossingen oplossingen zijn met gelijke osmotische druk, terwijl hypotone oplossingen oplossingen zijn met een lagere osmotische druk en hypertone oplossingen oplossingen zijn met een hoge osmotische druk.

Referenties:

1. Helmenstine, Ph.D. Anne Marie. "Wat betekent hypertoon?" ThoughtCo, hier beschikbaar. 2. Dewi Sivasamy Volgen. "De effecten van hypotoon, hypertoon en isotoon." LinkedIn SlideShare, 26 februari 2013, hier beschikbaar. 3. "Cellen in hypotonische oplossingen." Pearson - The Biology Place, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "Blausen 0685 OsmoticFlow Isotonisch" door personeel van Blausen.com (2014). "Medische galerij van Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. - Eigen werk (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia 2. "Blausen 0684 OsmoticFlow Hypotonic" Door personeel van Blausen.com (2014). "Medische galerij van Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. – Eigen werk (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia 3. "Blausen 0683 OsmoticFlow Hypertonic" Door personeel van Blausen.com (2014). "Medische galerij van Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. - Eigen werk (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia 4. "Turgordruk op plantencellendiagram" door LadyofHats (Public Domain) via Commons Wikimedia