Différence principale - Isotonique vs hypotonique vs hypertonique

Une solution est un mélange liquide homogène de deux composants ou plus. Une solution est obtenue en dissolvant un soluté dans un solvant. Il existe trois types de solutions regroupées en fonction de leurs concentrations. La concentration d'une solution est la quantité de soluté présente dans une unité de volume de la solution. La concentration d'une solution détermine sa pression osmotique; la pression minimale requise pour éviter qu'une solution ne s'écoule à travers une membrane semi-perméable. La principale différence entre les solutions isotoniques hypotoniques et hypertoniques est que les solutions isotoniques sont des solutions ayant des pressions osmotiques égales et les solutions hypotoniques sont des solutions ayant une pression osmotique inférieure, tandis que les solutions hypertoniques sont des solutions avec une pression osmotique élevée.

Domaines clés couverts

1. Qu'est-ce que l'isotonique - Définition, effet sur les cellules 2. Qu'est-ce que l'hypotonie - Définition, effet sur les cellules 3. Qu'est-ce que l'hypertonie - Définition, effet sur les cellules, utilisations 4. Quelle est la différence entre hypotonique isotonique et hypertonique – Comparaison des principales différences

Termes clés: concentration, hypertonique, hypotonique, isotonique, pression osmotique, solutions, turgescence

Qu'est-ce que l'isotonique

Les solutions isotoniques sont des solutions ayant des pressions osmotiques égales. Cela est dû aux concentrations égales de solutés qu'ils ont. Les solutions isotoniques ont la même quantité de solutés par unité de volume de solution et la même quantité d'eau.

Lorsque deux solutions isotoniques sont séparées d'une membrane semi-perméable, il n'y a pas de mouvement net de solutés à travers la membrane car il n'y a pas de gradient de concentration entre les deux solutions. Les vitesses de déplacement de l'eau d'une solution à l'autre sont égales. Par conséquent, les cellules restent dans leur état normal. La forme de la cellule n'est pas modifiée; aucun gonflement ou rétrécissement ne se produit.

Figure 1: Isotonique

La pression osmotique est la pression nécessaire à appliquer afin d'éviter ce mouvement de soluté à travers la membrane semi-perméable. Les solutions isotoniques ont des pressions osmotiques égales puisque les vitesses de mouvement des molécules à travers la membrane semi-perméable sont égales.

Quelques exemples de solutions isotoniques avec des cellules animales sont donnés ci-dessous.

Qu'est-ce que l'hypotonie

Une solution hypotonique est une solution ayant une pression osmotique inférieure. La faible pression osmotique est le résultat d'une faible concentration de soluté. La pression osmotique est la pression nécessaire à appliquer afin d'éviter ce mouvement de soluté à travers la membrane semi-perméable. Lorsqu'une solution hypotonique est séparée d'une autre solution via une membrane semi-perméable, le mouvement du soluté à travers la membrane est moindre. Par conséquent, la pression qui doit être appliquée pour arrêter ce mouvement est également moindre.

Lorsqu'une cellule est exposée à un environnement hypotonique, la quantité d'eau à l'intérieur de la cellule est inférieure à celle de la solution hypotonique. En effet, dans les solutions hypotoniques, une quantité moindre de solutés est dissoute dans une quantité élevée d'eau. Ensuite, la cellule gonfle. La pression interne de la cellule est augmentée et les cellules peuvent même éclater.

Figure 2: Hypotonique

Les solutions hypotoniques peuvent provoquer une turgescence dans les cellules végétales. Lorsque l'eau pénètre dans la cellule végétale, la cellule gonfle. En conséquence, la membrane cellulaire est poussée vers la paroi cellulaire de la plante. La paroi cellulaire peut éviter l'éclatement de la cellule. Ce processus est la turgescence, ou nous appelons cette cellule gonflée une « cellule turgescente ».

Qu'est-ce que l'hypertonie

Une solution hypertonique est une solution ayant une pression osmotique plus élevée par rapport aux autres solutions. Étant donné que les solutions hypertoniques ont des concentrations de solutés plus élevées, une pression très élevée doit être appliquée afin d'éviter que cette solution ne s'écoule à travers une membrane semi-perméable.

Lorsqu'une solution hypertonique et une autre solution (qui n'est pas hypertonique) sont séparées d'une membrane semi-perméable, les solutés de la solution hypertonique ont tendance à traverser la membrane semi-perméable. En effet, la solution hypertonique a une concentration de soluté plus élevée et les solutés peuvent se déplacer le long d'un gradient de concentration (d'une concentration élevée à une faible concentration). Une membrane semi-perméable est une membrane biologique ou synthétique qui permet à certaines molécules et ions de la traverser.

Figure 3: Hypertonique

La pression osmotique est la pression nécessaire à appliquer afin d'éviter ce mouvement de soluté à travers la membrane semi-perméable. Étant donné que la concentration d'une solution hypertonique est très élevée, la pression requise pour éviter le mouvement du soluté est également élevée. La pression osmotique est donc élevée.

Les solutions hypertoniques sont utilisées pour conserver les aliments. Par exemple, lorsque certains fruits ou poissons sont plongés dans un sel hypertonique ou emballés avec une solution hypertonique, ils peuvent tuer les microbes présents dans l'environnement à l'intérieur de l'emballage. En effet, les cellules microbiennes contiennent une quantité d'eau plus élevée que les solutés et la quantité d'eau dans une solution hypertonique est très faible. Par conséquent, l'eau s'écoule des cellules selon le gradient de concentration. Le manque d'eau provoque le rétrécissement de la cellule et finit par tuer les microbes.

Figure 1: Turgescence dans les cellules végétales

Différence entre hypotonique isotonique et hypertonique

Définition

Isotonique: Les solutions isotoniques sont des solutions ayant des pressions osmotiques égales.

Hypotonique: Les solutions hypotoniques sont des solutions ayant des pressions osmotiques plus faibles.

Hypertonique: Les solutions hypertoniques sont des solutions ayant des pressions osmotiques comparativement plus élevées.

Concentration de soluté

Isotonique: Les solutions isotoniques ont des concentrations de solutés égales.

Hypotonique: Les solutions hypotoniques ont une faible concentration.

Hypertonique: Les solutions hypertoniques ont une concentration élevée.

Effet sur les cellules

Isotonique: Les environnements isotoniques ne montrent aucun effet sur les cellules.

Hypotonique: Les environnements hypotoniques font gonfler les cellules.

Hypertonique: Les environnements hypertoniques provoquent le rétrécissement des cellules.

La conservation des aliments

Isotonique: Les solutions isotoniques ne sont pas utiles dans la conservation des aliments.

Hypotonique: Les solutions hypotoniques ne sont pas utiles dans la conservation des aliments.

Hypertonique: Les solutions hypertoniques sont utiles dans la conservation des aliments car elles tuent les microbes dans l'emballage alimentaire.

Conclusion

La tonicité est la concentration relative de solutés dissous dans une solution qui détermine la direction et l'étendue du mouvement des molécules à travers une membrane semi-perméable. Il existe trois types de solutions basées sur la tonicité; solutions isotoniques, solutions hypertoniques et solutions hypotoniques. le différence principale entre les solutions hypotoniques et hypertoniques isotoniques est que les solutions isotoniques sont des solutions ayant des pressions osmotiques égales, tandis que les solutions hypotoniques sont des solutions ayant une pression osmotique inférieure et les solutions hypertoniques sont des solutions avec une pression osmotique élevée.

Les références:

1. Helmenstine, Ph.D. Anne-Marie. « Qu'est-ce que l'hypertonie signifie ? » ThoughtCo, disponible ici. 2. Dewi Sivasamy Suivre. "Les effets de l'hypotonie, de l'hypertonie et de l'isotonie." LinkedIn SlideShare, 26 février 2013, disponible ici. 3. "Cellules dans les solutions hypotoniques". Pearson – The Biology Place, disponible ici.

Image de courtoisie:

1. « Blausen 0685 OsmoticFlow Isotonic » Par le personnel de Blausen.com (2014). « Galerie médicale de Blausen Medical 2014 ». WikiJournal de médecine 1 (2). DOI: 10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. – Travail personnel (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia 2. «Blausen 0684 OsmoticFlow Hypotonic» Par le personnel de Blausen.com (2014). « Galerie médicale de Blausen Medical 2014 ». WikiJournal de médecine 1 (2). DOI: 10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. – Travail personnel (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia 3. «Blausen 0683 OsmoticFlow Hypertonic» Par le personnel de Blausen.com (2014). « Galerie médicale de Blausen Medical 2014 ». WikiJournal de médecine 1 (2). DOI: 10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. - Travail personnel (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia 4. «Diagramme de pression de turgescence sur les cellules végétales» de LadyofHats (domaine public) via Commons Wikimedia