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Molarité et osmolaritéUne solution est un mélange homogène d'un solvant (souvent l'eau) et d'un ou plusieurs solutés. La concentration molaire C (mol/L) indique le nombre de moles de soluté par litre de solution. En biophysique, on utilise l'osmolarité (osmol/L) qui tient compte de la dissociation des solutés : Osm = i × C, où i est le nombre de particules libérées par molécule (ex : NaCl → i=2, CaCl₂ → i=3). Cette notion est cruciale pour comprendre les mouvements d'eau à travers les membranes.
📖 Définition
Osmolarité : concentration molaire multipliée par le nombre de particules (i) issues de la dissociation.
🔍 Exemple
NaCl 0,1 mol/L → i=2 → osmolarité = 0,2 osmol/L.
💡 À retenir : L'osmolarité tient compte du nombre de particules actives en solution.
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Loi de van't HoffL'osmose est le déplacement net d'eau à travers une membrane semi-perméable, d'un compartiment de faible osmolarité vers un compartiment de forte osmolarité. Ce flux d'eau génère une pression osmotique π, modélisée par la loi de van't Hoff : π = i × C × R × T. R est la constante des gaz parfaits (8,314 J·mol⁻¹·K⁻¹) et T la température en Kelvin. Cette pression peut être mesurée et explique les échanges hydriques cellulaires.
📢 Rappel
Une membrane semi-perméable laisse passer l'eau mais pas les solutés.
⭐ À retenir
π = iCRT avec π en Pa, C en mol/m³, R=8,314 J·mol⁻¹·K⁻¹, T en K.
💡 À retenir : L'eau se déplace toujours vers le compartiment le plus concentré en solutés.
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Tonicité et hémolyseLa tonicité compare l'osmolarité d'une solution à celle du plasma (≈300 mOsm/L). Une solution isotonique ne modifie pas le volume cellulaire. Une solution hypotonique fait entrer l'eau dans la cellule, provoquant sa turgescence puis, pour les globules rouges, une hémolyse (éclatement). Une solution hypertonique fait sortir l'eau, entraînant une plasmolyse (rétraction du cytoplasme) chez les végétaux ou une crénation chez les animaux.
📖 Définition
Tonicité : effet d'une solution sur le volume cellulaire, dépendant de son osmolarité relative.
🔍 Exemple
Eau distillée = hypotonique → turgescence puis hémolyse des globules rouges.
💡 À retenir : Une solution hypotonique provoque la turgescence voire l'hémolyse des globules rouges.
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Perfusions et calculsEn clinique, on utilise des solutions isotoniques (NaCl 0,9 %, glucose 5 %) pour les perfusions afin d'éviter les chocs osmotiques. L'osmolarité plasmatique se calcule par : 2×[Na⁺] + [glucose] + [urée] (mmol/L), normale ≈ 300 mOsm/L. Des déséquilibres osmotiques peuvent causer des œdèmes (hyperhydratation) ou une déshydratation cellulaire. La dialyse rénale exploite l'osmose pour épurer le sang.
🔍 Exemple
Calcul : si Na⁺=140 mmol/L, glucose=5 mmol/L, urée=5 mmol/L → osmolarité = 2×140+5+5 = 290 mOsm/L.
💡 À retenir : L'osmolarité plasmatique normale est d'environ 300 mOsm/L.