Fascicule notions physico-chimiques

Question 1

Qu’est-ce qu’une mole de n’importe qu’elle substance?

Answer 1

• Une mole (mol) de n’importe quelle substance se définit comme le poids moléculaire (ou atomique) de cette substance en grammes.
• De façon analogue, un millimole (mmol) est égal à 1 millième d’un mole ou le poids moléculaire (ou atomique) en milligrammes.
• Prenons par exemple le Na+ qui a un poids atomique de 23. Nous déduirons donc que 1 mmol de Na+ = 23 mg de Na+. 23 mg de Na+ dans 1 litre d’eau nous donne une concentration de Na+ (écrit [Na+]) de 1 mmol/L.

Question 2

Définir: millimole, micromole, millimolaire et micromolaire

Answer 2

• De façon analogue, un millimole (mmol) est égal à 1 millième d’un mole ou le poids moléculaire (ou atomique) en milligrammes.
• D’un point de vue terminologie, un millimole au litre (1 mmol/L) = 1 mM qui se dit 1 millimolaire. Il s’agit de synonyme, puisque le terme molaire indique le nombre de moles au litre, millimolaire le nombre de millimoles au litre et micromolaire le nombre de micromoles au litre.
  
  • 1 mole = 1,000 mmol = 1, 000,000 de µmol ou 1 mole – 103 mmol = 106 µmol.

Question 3

Concept de molarité

Answer 3

• Le concept de molarité est important puisqu’en suivant la loi d’Avogadro, 1 mol de n’importe quelle substance non dissociable contient le même nombre de particules (approximativement 6,02 x 1023). Donc, 1 mmol de Na+ contient le même nombre d’atomes que le 1 mmol de Cl- , bien que le Na+ pèse 23 mg et que le Cl- pèse 35,5 mg.
• Toutefois, 1 mmol de NaCl (58,5 mg) se dissocie en grande partie en Na+ et Cl- et contient donc presque 2 fois le nombre de particules.
• Comme nous le verrons, ces relations sont importantes pour nous aider à comprendre l’équivalence électrochimique et la mesure de la pression osmotique.

Question 4

SI: unités utilisées pour les concentrations

Answer 4

• Dans le système standardisé d’Unités internationales (système SI), les mesures de concentrations sont écrites en terme de molarité.
• Auparavant, et c’est encore le cas aux États-Unis, les unités de concentrations se rapportaient en mg% ou (et c’est synonyme) en mg/dl. Prenons par exemple le glucose qui a un poids moléculaire de 180.
• Conséquemment, une concentration de 180 mg/L (18 mg /dl – 18 mg%) est égale à 1 mmol/L (= 1 mM). Pour passer des mg/dl aux mmol/L, nous devions appliquer la formule suivante :
• (Le multiple de 10 est nécessaire pour transformer les mg/dl en mg/L).

Question 5

Définir: cations et anions

Answer 5

On appelle cations des particules chargées positivement et anions des particules chargées négativement.

Question 6

Comment les cations et les anions se combinent-ils?

Answer 6

• Lorsque des cations et des anions se combinent, elles le font selon leur charge ionique (ou valence) et non selon leur poids.
• L’équivalence électrochimique décrit le pouvoir de combinaison d’un ion.

Question 7

Qu’est-ce que l’équivalence électrochimique?

Answer 7

L’équivalence électrochimique décrit le pouvoir de combinaison d’un ion.

Question 8

Qu’est-ce qu’un équivalent?

Answer 8

• On définit un équivalent comme le poids en grammes d’un élément qui se combine ou remplace 1 g d’ion hydrogène (H+).
• Puisque 1 g de H+ est égal à 1 mol de (H+) 2 qui contient approximativement 6,02 x 1023 particules, 1 mol de n’importe quel anion univalent (charge = 1) va se combiner avec ce H+ et sera égal à 1 équivalent (Eq).
• De façon analogue, 1 mol d’un cation univalent (charge égale 1+) = 1 Eq, puisqu’il peut remplacer un H+ et se combiner avec 1 Eq de Cl- .
• Par contre, le calcium ionisé (Ca2+ est un cation divalent (charge égale ++) conséquemment 1 mol de Ca+ va se combiner avec 2 mol de Cl- et est égal à 2 Eq.

Question 9

Unité utilisée pour la plupart des ions corporels

Answer 9

• Les liquides corporels étant relativement dilués, la plupart des ions se retrouvent en quantité mM ou de mEq (1 Eq = 1,000 mEq).
• Pour convertir les unités de mmol/L à mEq/L, nous pouvons utiliser la formule suivante :

Question 10

Définir: pression osmotique

Answer 10

• La pression osmotique est une autre unité de mesure qui détermine la distribution de l’eau entre les différents compartiments liquidiens du corps, particulièrement entre les liquides intra et extracellulaires.
• La pression osmotique exercée par une solution est proportionnelle au nombre de particules par unité de volume du solvant et non le type, la valence ou le poids des particules. L

Question 11

Pression osmotique: est proportionnelle à quoi?

Answer 11

• La pression osmotique exercée par une solution est proportionnelle au nombre de particules par unité de volume du solvant
• et non le type, la valence ou le _poids des particule_s.

Question 12

Pression osmotique: unité de mesure

Answer 12

• L’unité de mesure de la pression osmotique est l’osmole.
• Un osmole se définit comme 1 mol de n’importe quelle substance non dissociable (tel le glucose) et contient 6,02 x 1023 particules.
• Compte tenu de la dilution du liquide corporel, la pression osmotique se mesure en mosmol (1 millième de osmole) par kg d’eau (mosmol/kg).

Question 13

Expliquez ce qu’est un osmole + unité habituelle étudié + conversion

Answer 13

• L’unité de mesure de la pression osmotique est l’osmole. Un osmole se définit comme 1 mol de n’importe quelle substance non dissociable (tel le glucose) et contient 6,02 x 1023 particules. Compte tenu de la dilution du liquide corporel, la pression osmotique se mesure en mosmol (1 millième de osmole) par kg d’eau (mosmol/kg).
• Nous pouvons donc transformer nos unités de mosmol/kg à mmol/L en tenant compte du nombre de particules dissociables par molécule selon la formule suivante : mosmol/kg = n x mmol/L
  
  • où n est le nombre de particules qui se dissocie de la molécule.
• Lorsque n = 1 comme pour le Na+, Cl- , Ca2+, urée et glucose, 1 mmol/L va générer une pression osmotique potentielle de 1 mosmol/kg. Si, toutefois, un composé se dissocie en 2 particules ou plus, 1 mmol/L va générer une pression osmotique plus grande que 1 mosmol/kg.

Question 14

Au labo, comment est-ce qu’on mesure la concentration omsotique?

Answer 14

• Dans le laboratoire, nous mesurons la concentration osmotique d’une solution non en mesurant la pression osmotique comme telle mais grâce à d’autres propriétés des solutés tels leurs capacités à diminuer le point de congélation de l’eau. L’eau pure gèle à 0o C. Si on ajoute 1 osmole de n’importe quel soluté à 1 kg d’eau, le point de congélation de l’eau diminuera de 1,86 o C. On peut se servir de cette observation pour calculer la concentration osmotique d’une solution.
• En laboratoire, l’appareil qui mesure l’osmolalité s’appelle un osmomètre. Nous déposons au fond d’une éprouvette quelques ml de solution dont nous voulons mesurer l’osmolalité et insérons l’éprouvette dans l’osmomètre. L’osmomètre diminue la température de la solution et la congèle. Par la suite, l’osmomètre réchauffe très lentement la solution et lorsque celle-ci dégèle, la température est enregistrée.
• Par exemple, si nous vérifions l’eau plasmatique normale, nous obtenons un point de congélation à - 0,521o C. Ceci représente une osmolalité de 0,280 osmole/kg ou 280 mosmol/kg ce qui est l’osmolalité plasmatique normale.
• Nous utiliserons les préfixes hypo-, iso-, ou hyperpour indiquer qu’un paramètre est inférieur, égal ou supérieur à un autre. Par exemple, en parlant d’osmolalité, on peut dire qu’une solution donnée est iso-osmolaire au plasma. Ceci signifie que l’osmolalité de la solution est égale à celle du plasma. Si nous disons par contre qu’une autre solution est hypo-osmolaire au plasma, ceci indique que cette solution a une osmolalité inférieure à celle du plasma.

Question 15

Omsolalité vs tonicité

Answer 15

• Il nous faut maintenant définir la différence entre les termes osmolalité et tonicité. Nous avons déjà parlé de l’osmolalité, ce qui est une caractéristique intrinsèque d’une solution et dépend du nombre total des particules. Toutefois, seulement les solutés qui ne peuvent traverser la membrane séparant 2 compartiments génèrent une pression osmotique efficace.
• Cette pression osmotique efficace s’appelle la tonicité. Si par exemple nous considérons un soluté liposoluble telle l’urée qui diffuse librement la bi-couche lipidique des membranes cellulaires, nous comprenons que cette molécule n’exerce pas de pression osmotique efficace: sa tonicité est donc nulle.
• Toutefois, si nous mesurons une solution contenant de l’urée avec un osmomètre, l’urée fera partie de l’osmolalité plasmatique totale et déprimera le point de congélation. Il y a donc une différence entre l’osmolalité totale (dite osmolalité) et l’osmolalité efficace (dite tonicité) d’une solution puisque cette dernière est déterminée seulement par les solutés osmotiquement efficaces au travers d’une membrane cellulaire in vivo (tels le Na+ et le k+ qui sont imperméables aux membranes cellulaires).