Mikä on hypertoninen ratkaisu?

Hypertoninen liuos on liuos, jossa on paljon liuenneita aineita verrattuna toiseen liuokseen, joka on erotettu siitä puoliläpäisevällä kalvolla. Tonisuuden ominaisuutta käytetään usein kehon biologian havainnollistamiseen, esimerkkinä solujen ja ympäröivien nesteiden liuenneen aineen pitoisuus. Tonicity liittyy osmoosiin, jossa nesteet virtaavat edestakaisin puoliläpäisevän kalvon poikki; osmolaarisuus eroaa toonisuudesta siinä, että se ottaa huomioon kalvon läpi tunkeutuvien ja ei läpäisevien liuenneiden aineiden pitoisuuden, kun taas toonisuus ottaa huomioon vain ne, jotka eivät läpäise.

Jos liuos on hypertoninen, se tarkoittaa, että neste virtaa kalvon poikki ja hypertoniseen liuokseen, kunnes saavutetaan isotoninen tila. Isotonisessa tilassa kalvon kummallakin puolella olevilla liuoksilla on sama liukoisten aineiden jakauma. Päinvastoin, hypotonisessa liuoksessa liuenneiden aineiden pitoisuus on pienempi kuin kalvon toisella puolella olevan liuoksen pitoisuus, mikä tarkoittaa, että vesi vedetään pois hypotonisesta liuoksesta hypertoniseen liuokseen.

Aineellisuutta arvioitaessa otetaan huomioon vain liuenneet aineet, jotka eivät pääse kalvon läpi. Liuokset, jotka ovat riittävän pieniä liikkuakseen kalvon läpi, jakautuvat luonnollisesti tarpeen mukaan yrittäen tasoittaa liuosta. Klassisessa esimerkissä hypertonisuudesta, jos kehon nesteiden suolat nousevat liikaa, ne aiheuttavat solujen veden menetyksen ja kutistuvat. Tämä voi tapahtua kuivumisen yhteydessä, jolloin kehon menettämää vettä ei korvata, mikä johtaa suolan lisääntymiseen. Sitä vastoin ihmiset, jotka ovat nauttineet liian paljon vettä liian nopeasti, voivat kehittää hypotonisia kehon nesteitä pakottamalla veden soluihin ja mahdollisesti aiheuttamalla niiden räjähtämisen.

Hypertonisella liuoksella on sovelluksia kehon ulkopuolella. Osmoosia käytetään esimerkiksi veden puhdistamiseen, tieteellisten näytteiden valmisteluun ja tieteelliseen tutkimukseen. Käsittelemällä liuoksen toonisuutta hipertoniseksi liuokseksi voidaan nesteen virtausta kalvon läpi hallita hyödyntämällä sitä, että vesi liikkuu alueilta, joilla on alhainen liuenneen aineen pitoisuus, alueilla, joilla on korkea liuenneen aineen pitoisuus, ulos osmoottisesta paineesta.

Kuvioita sävyisyydestä annetaan yleisesti luonnontieteiden peruskursseilla värjättyjen nesteiden avulla, joita voidaan seurata selvästi niiden liikkuessa edestakaisin puoliläpäisevän kalvon poikki. Tonisuuden ymmärtäminen on tärkeää myös tehtävissä, jotka eivät välttämättä johda ihmisiä heti ajattelemaan tieteestä. Esimerkiksi ruoanlaittoon voi liittyä tonisuutta, kun nesteet imeytyvät tai ilmaantuvat. Esimerkiksi monet kokit käyttävät temppua, joka ripottelee munakoisoviipaleita suolalla pakottaakseen ne ilmaamaan vettä ennen ruoanlaittoa; ne ovat olennaisesti luoneet hypertonisen ympäristön, joka johtaa nesteen virtaamiseen munakoisosta yrittäen tasapainottaa tonisuutta.