Una soluzione ipertonica è quella con un’alta concentrazione di soluti rispetto ad un’altra soluzione che è separata da essa da una membrana semipermeabile. La proprietà della tonicità viene spesso utilizzata per illustrare la biologia del corpo, prendendo come esempio la concentrazione di soluti delle cellule e dei fluidi circostanti. La tonicità è correlata all’osmosi, in cui i fluidi scorrono avanti e indietro attraverso una membrana semipermeabile; l’osmolarità differisce dalla tonicità in quanto considera la concentrazione dei soluti che penetrano nella membrana e di quelli che non lo fanno, mentre la tonicità considera solo quelli che non penetrano.
Se una soluzione è ipertonica, significa che il fluido scorrerà attraverso la membrana e nella soluzione ipertonica fino a raggiungere uno stato isotonico. In uno stato isotonico, le soluzioni su entrambi i lati della membrana hanno la stessa distribuzione di soluti. Al contrario, con una soluzione ipotonica, la concentrazione di soluti è inferiore a quella di una soluzione sull’altro lato di una membrana, il che significa che l’acqua verrà aspirata dalla soluzione ipotonica e in una soluzione ipertonica.
Nella valutazione della tonicità vengono presi in considerazione solo i soluti che non possono passare attraverso la membrana. I soluti abbastanza piccoli da muoversi attraverso la membrana si distribuiranno naturalmente secondo necessità nel tentativo di uniformare la soluzione. Nel classico esempio di ipertonicità, se i sali nei fluidi corporei aumentano troppo, fanno sì che le cellule perdano acqua, avvizzindo. Questo può accadere con la disidratazione, in cui l’acqua persa dall’organismo non viene sostituita, portando ad un aumento dei sali. Al contrario, le persone che hanno consumato troppa acqua troppo rapidamente possono sviluppare fluidi corporei ipotonici, costringendo l’acqua nelle cellule e potenzialmente facendole esplodere.
La soluzione ipertonica ha applicazioni al di fuori del corpo. L’osmosi viene utilizzata in attività come la purificazione dell’acqua, la preparazione di campioni scientifici e la ricerca scientifica. Manipolando la tonicità di una soluzione per renderla una soluzione ipertonica, è possibile controllare il flusso di fluido attraverso una membrana, sfruttando il fatto che l’acqua si sposta da aree a bassa concentrazione di soluti a aree ad alta concentrazione di soluti nel tentativo di uniformare fuori la pressione osmotica.
Le illustrazioni della tonicità sono comunemente fornite nelle lezioni di scienze di base con l’assistenza di fluidi colorati che possono essere chiaramente tracciati mentre si muovono avanti e indietro attraverso una membrana semipermeabile. Comprendere la tonicità è importante anche per compiti che potrebbero non portare immediatamente le persone a pensare alla scienza. La cottura, ad esempio, può comportare tonicità quando i liquidi vengono assorbiti o espressi. Ad esempio, molti cuochi usano il trucco di cospargere di sale le fette di melanzana per costringerle a spremere acqua prima della cottura; hanno essenzialmente creato un ambiente ipertonico che fa defluire del fluido dalla melanzana nel tentativo di equalizzare la tonicità.