Kation jest dodatni lub ujemny. Co to są aniony
Aniony są składnikami soli podwójnych, połączonych, średnich, kwasowych i zasadowych. W analizie jakościowej każdy z nich można oznaczyć za pomocą konkretnego odczynnika. Rozważmy jakościowe reakcje na aniony stosowane w chemii nieorganicznej.
Cechy analizy
Jest to jedna z najważniejszych opcji identyfikacji substancji powszechnych w chemii nieorganicznej. Istnieje podział analizy na dwie części: jakościową, ilościową.
Wszystkie reakcje jakościowe na aniony implikują identyfikację substancji i ustalenie obecności w niej pewnych zanieczyszczeń.
Analiza ilościowa ustala wyraźną zawartość zanieczyszczeń i substancji bazowej.
Specyfika jakościowego wykrywania anionów
Nie wszystkie interakcje można wykorzystać w analizie jakościowej. Charakterystyczną reakcją jest taka, która prowadzi do zmiany barwy roztworu, wytrącenia się osadu, jego rozpuszczenia i uwolnienia substancji gazowej.
Grupy anionowe są wyznaczane w drodze selektywnej reakcji, dzięki której w mieszaninie można wykryć tylko niektóre aniony.
Czułość to najniższe stężenie roztworu, przy którym oznaczany anion można wykryć bez wstępnej obróbki.
Reakcje grupowe
Są takie chemikalia, które są w stanie dawać podobne wyniki podczas interakcji z różnymi anionami. Dzięki zastosowaniu odczynnika grupowego możliwa jest izolacja różnych grup anionów poprzez ich wytrącenie.
Podczas dyrygowania analiza chemiczna Substancje nieorganiczne bada się głównie w roztworach wodnych, w których sole występują w postaci zdysocjowanej.
Dlatego aniony soli są oznaczane poprzez ich odkrycie w roztworze substancji.
Grupy analityczne
W metodzie kwasowo-zasadowej zwyczajowo wyróżnia się trzy grupy analityczne anionów.
Przeanalizujmy, które aniony można oznaczyć za pomocą określonych odczynników.
Siarczany
Do ich identyfikacji w mieszaninie soli w analizie jakościowej wykorzystuje się rozpuszczalne sole baru. Biorąc pod uwagę, że aniony siarczanowe to SO4, krótkie równanie jonowe zachodzącej reakcji wygląda następująco:
Ba 2 + + (SO 4) 2- = BaSO4
Powstały siarczan baru ma biały, jest substancją nierozpuszczalną.
Halogenki
Przy oznaczaniu anionów chloru w solach jako odczynnik stosuje się rozpuszczalne sole srebra, ponieważ to kation tego metalu szlachetnego daje nierozpuszczalny biały osad, dlatego w ten sposób oznacza się aniony chlorkowe. To nie jest pełna lista oddziaływań jakościowych stosowanych w chemii analitycznej.
Oprócz chlorków do wykrywania obecności jodków i bromków w mieszaninie stosuje się także sole srebra. Każda z soli srebra tworząca związek z halogenkiem ma określoną barwę.
Na przykład AgI jest żółty.
Jakościowe reakcje na aniony I grupy analitycznej
Najpierw przyjrzyjmy się, jakie aniony zawiera. Są to węglany, siarczany, fosforany.
Najczęstszą reakcją w chemii analitycznej jest oznaczanie jonów siarczanowych.
Aby to przeprowadzić, możesz użyć roztworów siarczanu potasu i chlorku baru. Po zmieszaniu tych związków powstaje biały osad siarczanu baru.
W chemii analitycznej warunek wstępny to pisanie równań molekularnych i jonowych procesów, które przeprowadzono w celu identyfikacji anionów określonej grupy.
Zapisując pełne i skrócone równanie jonowe tego procesu, można potwierdzić powstawanie nierozpuszczalnej soli BaSO4 (siarczan baru).
Do identyfikacji jonu węglanowego w mieszaninie soli stosuje się jakościową reakcję z kwasami nieorganicznymi, której towarzyszy uwolnienie związku gazowego – dwutlenku węgla. Ponadto przy identyfikacji węglanu w chemii analitycznej stosuje się również reakcję z chlorkiem baru. W wyniku wymiany jonowej wytrąca się biały osad węglanu baru.
Skrócone równanie jonowe procesu opisuje diagram.
Chlorek baru wytrąca jony węglanowe w postaci białego osadu, który wykorzystuje się w analizie jakościowej anionów pierwszej grupy analitycznej. Inne kationy nie dają takiego wyniku i dlatego nie nadają się do oznaczania.
Kiedy węglan reaguje z kwasami, krótkie równanie jonowe wygląda następująco:
2H + +CO3 - =CO2 +H2O
Do identyfikacji jonów fosforanowych w mieszaninie wykorzystuje się również rozpuszczalną sól baru. Zmieszanie roztworu fosforanu sodu z chlorkiem baru powoduje powstanie nierozpuszczalnego fosforanu baru.
Można zatem stwierdzić, że chlorek baru jest uniwersalny i można go zastosować do oznaczania anionów pierwszej grupy analitycznej.
Jakościowe reakcje na aniony drugiej grupy analitycznej
Aniony chlorkowe można wykryć podczas reakcji z roztworem azotanu srebra. W wyniku wymiany jonowej tworzy się tandetny biały osad chlorku srebra (1).
Bromek tego metalu ma żółtawy kolor, a jodek ma bogaty żółty kolor.
Molekularne oddziaływanie chlorku sodu z azotanem srebra jest następujące:
NaCl + AgNO 3 = AgCl + NaNO 3
Wśród specyficznych odczynników, które można zastosować do oznaczania jonów jodkowych w mieszaninie, wyróżniamy kationy miedzi.
KI + CuSO 4 = I 2 + K 2 SO 4 + CuI
Ten proces redoks charakteryzuje się powstawaniem wolnego jodu, który wykorzystuje się w analizie jakościowej.
Jony krzemianowe
Do wykrywania tych jonów stosuje się stężone kwasy mineralne. Na przykład, gdy do krzemianu sodu doda się stężony kwas chlorowodorowy, wytrąci się osad kwasu krzemowego o wyglądzie przypominającym żel.
W formie molekularnej ten proces:
Na 2 SiO 3 + 2HCl = NaCl + H 2 SiO 3
Hydroliza
W chemii analitycznej hydroliza anionowa jest jednym ze sposobów określenia reakcji ośrodka w roztworach soli. Aby poprawnie określić rodzaj zachodzącej hydrolizy, należy dowiedzieć się, z jakiego kwasu i zasady otrzymuje się sól.
Na przykład siarczek glinu powstaje z nierozpuszczalnego wodorotlenku glinu i słabego kwasu wodorosiarczkowego. W wodnym roztworze tej soli hydroliza zachodzi na anionie i kationie, zatem środowisko jest obojętne. Żaden ze wskaźników nie zmieni swojej barwy, dlatego trudno będzie określić skład danego związku metodą hydrolizy.
Wniosek
Reakcje jakościowe, stosowane w chemii analitycznej do oznaczania anionów, umożliwiają otrzymanie niektórych soli w postaci wytrąceń. W zależności od tego, które aniony grupy analitycznej należy zidentyfikować, do eksperymentu wybiera się konkretny odczynnik grupowy.
Jest to metoda stosowana do określenia jakości woda pitna, stwierdzając, czy ilościowa zawartość anionów chloru, siarczanów, węglanów przekracza maksymalne dopuszczalne stężenia ustalone przez wymagania sanitarno-higieniczne.
W szkolnym laboratorium eksperymenty związane z oznaczaniem anionów są jedną z opcji zadań badawczych praca praktyczna. Podczas eksperymentu uczniowie nie tylko analizują kolory powstałych opadów, ale także tworzą równania reakcji.
Ponadto elementy analizy jakościowej oferowane są absolwentom na egzaminach końcowych z chemii, pomagają określić poziom biegłości przyszłych chemików i inżynierów w równaniach molekularnych, pełnych i skróconych.
W normalnych warunkach cząsteczki i atomy powietrza są neutralne. Natomiast podczas jonizacji, która może nastąpić poprzez zwykłe promieniowanie, promieniowanie ultrafioletowe lub w wyniku zwykłego uderzenia pioruna cząsteczki powietrza tracą część ujemnie naładowanych elektronów krążących wokół jądra atomowego, które następnie łączą się z cząsteczkami neutralnymi, dając ładunek ujemny. Takie cząsteczki nazywamy anionami. Aniony są bezbarwne i bezwonne, a obecność ujemnych elektronów na orbicie pozwala im przyciągać różne mikrocząstki z powietrza, usuwając w ten sposób kurz z powietrza i zabijając drobnoustroje. Rola anionów w składzie powietrza jest porównywalna ze znaczeniem witamin w żywieniu człowieka. Dlatego aniony nazywane są także „witaminami powietrza”, „elementem długowieczności” i „oczyszczaczem powietrza”.
Chociaż korzystne właściwości Aniony przez długi czas pozostawały w cieniu, są niezwykle ważne dla zdrowia człowieka. Nie możemy sobie pozwolić na zaniedbanie ich właściwości leczniczych.
Dzięki temu aniony mogą gromadzić i neutralizować kurz, niszczyć wirusy z dodatnio naładowanymi elektronami, przenikać do komórek bakterii i niszczyć je, zapobiegając w ten sposób negatywne konsekwencje Dla ludzkie ciało. Im więcej anionów w powietrzu, tym mniej w nim drobnoustrojów (kiedy stężenie anionów osiągnie pewien poziom, wówczas zawartość drobnoustrojów zostaje zredukowana do zera).
Zawartość anionów w 1 centymetrze sześciennym powietrza wynosi: 40-50 anionów w miejskich budynkach mieszkalnych, 100-200 anionów w powietrzu miejskim, 700-1000 anionów w otwarte pole i ponad 5000 anionów w górskich dolinach i dolinach. Zdrowie człowieka zależy bezpośrednio od zawartości anionów w powietrzu. Jeżeli zawartość anionów w powietrzu dostającym się do organizmu człowieka jest zbyt niska, wówczas człowiek zaczyna oddychać konwulsyjnie, może odczuwać zmęczenie, zawroty głowy, ból głowy lub nawet popaść w depresję. Wszystko to można leczyć pod warunkiem, że zawartość anionów w powietrzu dostającym się do płuc będzie wynosić 1200 anionów na 1 centymetr sześcienny. Jeśli zawartość anionów w pomieszczeniach mieszkalnych zostanie zwiększona do 1500 anionów na 1 centymetr sześcienny, twoje samopoczucie natychmiast się poprawi; zaczniesz pracować ze zdwojoną energią, zwiększając w ten sposób swoją produktywność. Zatem są aniony niezastąpiony pomocnik we wzmacnianiu zdrowia ludzkiego i przedłużaniu życia.
Światowa Organizacja Zdrowia ustaliła, że minimalna zawartość anionów w świeże powietrze wynosi 1000 anionów na 1 centymetr sześcienny. Pod pewnymi warunkami środowisko(na przykład na obszarach górskich) ludzie mogą nie doświadczyć wewnętrznego stanu zapalnego lub infekcji przez całe życie. Z reguły tacy ludzie żyją długo i pozostają zdrowi przez całe życie, co jest wynikiem wystarczającej ilości anionów w powietrzu.
W ostatnie lata Na całym świecie wzrosło zainteresowanie leczniczymi i higienicznymi właściwościami anionów. Po wielu latach badań pracownicy firmy WINALITE (Shenzhen) opracowali unikalne podpaski higieniczne o działaniu terapeutycznym i profilaktycznym. Po udoskonaleniu konwencjonalnych uszczelek i zintegrowaniu z nimi zaawansowanych technologicznie jonizatorów, otrzymaliśmy patent krajowy na wytwarzanie tego typu produktu. Czip anionowy w podkładkach „Love Moon” może wygenerować do 5800 anionów na 1 centymetr sześcienny; skutecznie likwiduje bakterie i wirusy mogące prowadzić do stanów zapalnych sfery kobiecej (pochwy), a także zapobiega ich ponownemu pojawieniu się.
Prawie wszystkie choroby kobiece są wywoływane przez bakterie beztlenowe. Gdy chip anionowy generuje przepływ anionów o dużej gęstości, jednocześnie uwalniany jest zjonizowany tlen, który neutralizuje niekorzystne środowisko beztlenowe, aktywuje pracę enzymów, likwiduje stany zapalne i normalizuje równowagę kwasowo-zasadową. Jednocześnie w normalnych temperaturach materiał chipa anionowego jest w stanie wyzwolić przydatne dla organizmu ludzkiego fale magnetyczne o długości 4-14 mikronów i natężeniu ponad 90%, które aktywują cząsteczki wody w komórkach, stymulując proces syntezy enzymów.
Zatem opiera się wyłącznie na działaniu fizycznym, efekt niszczenia bakterii i eliminacji nieprzyjemny zapach, co pozwala się zająć zdrowie kobiet przy pomocy wysokiej technologii.
Przekładki anionowe”
Elektrolit - substancja, który prowadzi prąd elektryczny wskutek dysocjacja NA jony co się dzieje w rozwiązania I topi się lub ruch jonów sieci krystaliczne elektrolity stałe. Przykłady elektrolitów obejmują roztwory wodne, kwasy I sole powodów i niektóre kryształy (Na przykład,, jodek srebra dwutlenek cyrkonu ). Elektrolity -
dyrygenci
drugiego rodzaju, substancje, których przewodność elektryczna jest określona przez ruchliwość jonów. W zależności od stopnia dysocjacji wszystkie elektrolity dzielą się na dwie grupy
Silne elektrolity- elektrolity, których stopień dysocjacji w roztworach jest równy jedności (to znaczy dysocjują całkowicie) i nie zależy od stężenia roztworu. Dotyczy to zdecydowanej większości soli, zasad, a także niektórych kwasów (mocnych kwasów, takich jak: HCl, HBr, HI, HNO 3, H 2 SO 4).
Słabe elektrolity
- stopień dysocjacji jest mniejszy od jedności (to znaczy nie dysocjują całkowicie) i maleje wraz ze wzrostem stężenia. Należą do nich woda, szereg kwasów (słabe kwasy, takie jak HF), zasady, pierwiastki p, d i f. Nie ma wyraźnej granicy pomiędzy tymi dwiema grupami; ta sama substancja może wykazywać właściwości mocnego elektrolitu w jednym rozpuszczalniku, a słabego elektrolitu w innym. Współczynnik izotoniczny(Również czynnik van't Hoffa;
oznaczony przez
I
) jest bezwymiarowym parametrem charakteryzującym zachowanie substancji w roztworze. Jest ona liczbowo równa stosunkowi wartości pewnej właściwości koligatywnej roztworu danej substancji do wartości tej samej właściwości koligatywnej nieelektrolitu o tym samym stężeniu, przy niezmienionych pozostałych parametrach układu. Podstawowe zasady teorii dysocjacji elektrolitycznej
1. Elektrolity rozpuszczone w wodzie rozpadają się (dysocjują) na jony - dodatnie i ujemne.
2. Pod wpływem
prąd elektryczny
Kwasy to elektrolity, których dysocjacja powoduje powstanie wyłącznie jonów wodoru w postaci kationów. Na przykład,
HCl → H + + Cl -; CH 3 COOH H + + CH 3 COO - .
Zasadowość kwasu zależy od liczby kationów wodoru, które powstają podczas dysocjacji. Zatem HCl, HNO 3 są kwasami jednozasadowymi, H 2 SO 4, H 2 CO 3 są kwasami dwuzasadowymi, H 3 PO 4, H 3 AsO 4 są kwasami trójzasadowymi.
Zasady to elektrolity, których dysocjacja powoduje powstanie wyłącznie jonów wodorotlenkowych w postaci aniony. Na przykład,
KOH → K + + OH - , NH 4OH NH 4 + + OH - .
Zasady rozpuszczalne w wodzie nazywane są zasadami.
Kwasowość zasady zależy od liczby jej grup hydroksylowych. Na przykład KOH, NaOH to zasady jednokwasowe, Ca(OH) 2 to dwukwasowe, Sn(OH) 4 to czterokwasowe itp.
Sole to elektrolity, których dysocjacja powoduje powstanie kationów metali (jak również jonu NH 4 +) i aniony reszt kwasowych. Na przykład,
CaCl 2 → Ca 2+ + 2Cl - , NaF → Na + + F - .
Elektrolity, podczas których dysocjacji, w zależności od warunków, mogą jednocześnie tworzyć zarówno kationy wodoru, jak i aniony - jony wodorotlenkowe nazywane są amfoterycznymi. Na przykład,
H 2OH + + OH - , Zn(OH) 2 Zn 2+ + 2OH - , Zn(OH) 2 2H + + ZnO 2 2- lub Zn(OH) 2 + 2H 2 O 2- + 2H + .
Kation- pozytywne oskarżony jon. Charakteryzuje się wielkością pozytywuładunek elektryczny
: na przykład NH 4 + jest pojedynczo naładowanym kationem Ca 2+ Podwójnie naładowany kation. W pole elektryczne kationy przesuwają się w stronę ujemną - elektroda
katoda Pochodzi od greckiego καθιών „schodząc, schodząc”. Termin wprowadzony Michaela Faradaya V.
1834 - Anion atom , Lub, cząsteczkaładunek elektryczny co jest ujemne, co wynika z nadmiaru elektrony w porównaniu z liczbą pozytywnych opłaty elementarne jon. Zatem anion jest naładowany ujemnie. Ładunek anionowy oddzielny i jest wyrażany w jednostkach elementarnego ujemnego ładunku elektrycznego; Na przykład, kwasy, roztwory wodne I sole kl − jest pojedynczo naładowanym anionem, a reszta kwas siarkowy SO 4 2− jest anionem podwójnie naładowanym. Aniony występują w roztworach większości, V sieci krystaliczne gazy , Na przykład, H − , a także w połączenia z wiązanie jonowe na przykład w kryształach topi się sól kuchenna , V.
ciecze jonowe
i w
wiele
substancje nieorganiczne
określić rzeczywistą reakcję (pH) płynu ustrojowego,
Stabilizują niektóre tkanki (tkankę kostną),
Służy jako magazyn energii (fosforany),
Weź udział w układzie krzepnięcia krwi.
Ciało człowieka o masie 70 kg zawiera około 100 g sodu (60 mEq/kg), z czego 67% jest aktywnie metabolizowane (Geigy). Połowa sodu w organizmie znajduje się w przestrzeni zewnątrzkomórkowej. Trzeci znajduje się w kościach i chrząstkach. Zawartość sodu w komórkach jest niska (patrz także ryc. 6).
Stężenie w osoczu: 142(137-147) mEq/L
Główna rola
Podstawowa odpowiedzialność za osmolalność w przestrzeni zewnątrzkomórkowej. 92% wszystkich kationów i 46% wszystkich zewnątrzkomórkowych cząstek aktywnych osmotycznie to jony sodu.
Stężenie sodu może determinować osmolalność osocza, z wyjątkiem procesów patologicznych, takich jak cukrzyca, mocznica (patrz 1.1.2).
Ilość przestrzeni zewnątrzkomórkowej zależy od zawartości sodu.
Na diety bez soli lub stosowanie saluretyków zmniejsza przestrzeń zewnątrzkomórkową; wzrasta wraz ze zwiększeniem spożycia sodu.
Wpływ na przestrzeń wewnątrzkomórkową poprzez zawartość sodu w osoczu. Gdy wzrasta osmolalność zewnątrzkomórkowa, na przykład podczas podawania roztworu hipertonicznego sól kuchenna, woda jest usuwana z komórek, gdy osmolalność osocza spada, na przykład w wyniku utraty soli, komórki zostają zalane.
Udział w tworzeniu potencjału błony bioelektrycznej. Potas
Organizm człowieka ważącego 70 kg zawiera około 150 g potasu (54 mEq/kg), z czego 90% bierze udział w metabolizmie (Geigy); 98% potasu w organizmie znajduje się w komórkach, a 2% znajduje się pozakomórkowo (Fleischer, Frohlich). 70% całkowitej zawartości potasu (czarnego) określa się w mięśniach.
Stężenie potasu nie jest takie samo we wszystkich komórkach. Komórki mięśniowe zawierają 160 mEq potasu/kg wody (Geigy), erytrocyty zawierają tylko 87 mEq/kg skupionych krwinek czerwonych (Burck, 1970).
Stężenie potasu w osoczu: 4,5 (3,8-4,7) mEq na litr.
Główna rola
Bierze udział w wykorzystaniu węglowodanów;
Niezbędny do syntezy białek; przy rozkładaniu białek potasu
wydany; wiąże się podczas syntezy (stosunek: 1 g azotu do około 3 mEq potasu);
Ma istotny wpływ na pobudzenie nerwowo-mięśniowe.
Każda komórka mięśniowa i włókno nerwowe w spoczynku to bateria potasowa, której ładunek w dużej mierze zależy od stosunku stężeń potasu wewnątrz i na zewnątrz komórek. Proces wzbudzenia związany jest z aktywnym włączeniem zewnątrzkomórkowych jonów sodu do włókien wewnętrznych i powolnym uwalnianiem wewnątrzkomórkowego potasu z włókien.
Leki powodują usuwanie wewnątrzkomórkowego potasu. Schorze związanym z niskim poziomem potasu towarzyszy wyraźne działanie preparatów naparstnicy. W przypadku przewlekłego niedoboru potasu zaburzone jest wchłanianie zwrotne w kanalikach (Nizet).
Potas bierze udział w funkcjonowaniu mięśni, serca, układu nerwowego, nerek, każdej komórki.
Osobliwości
Bardzo interesujący z praktycznego punktu widzenia jest związek pomiędzy stężeniem potasu w osoczu a zawartością potasu wewnątrz komórki. Obowiązuje zasada, że przy zrównoważonym metabolizmie zawartość potasu w osoczu decyduje o jego całkowitej zawartości w całym organizmie. Na ten stosunek mają wpływ:
Wartość pH płynu pozakomórkowego,
Energia metaboliczna w komórce
Funkcja nerek.
Wpływ wartości pH na stężenie potasu w osoczu
Przy prawidłowej zawartości potasu w organizmie spadek pH zwiększa ilość potasu w osoczu (wzrost pH maleje. Przykład: pH 7,3, kwasica – stężenie potasu w osoczu 4,8 mEq/l pH 7,4, norma – stężenie potasu w osoczu 4,5 meq/l pH 7,5, zasadowica - stężenie potasu w osoczu 4,2 meq/l (Wartości obliczone według Siggaard-Andersen, 1965.) Kwasica odpowiada nieznacznemu wzrostowi stężenia potasu w osoczu w porównaniu do normy, wartości 4,5 meq/l osocza wskazuje na wewnątrzkomórkowy niedobór potasu w przypadku kwasicy. Natomiast w przypadku zasadowicy, przy prawidłowej zawartości potasu, należy spodziewać się obniżonej zawartości potasu w osoczu , można lepiej oszacować ilość potasu w osoczu:
Kwasica → [K]plazma - wzrost Alkaliemia → [K]plazma - spadek
Zależności te, zidentyfikowane w eksperymencie, nie zawsze dają się udowodnić klinicznie, ponieważ rozwijają się jednocześnie: dalsze procesy, wpływając na ilość potasu w osoczu, w wyniku czego efekt jednego procesu zostaje zneutralizowany (Heine, Quoss, Guttler).
Wpływ energii metabolicznej komórek na stężenie potasu w osoczu
Zwiększony odpływ komórkowego potasu do przestrzeni zewnątrzkomórkowej następuje np. gdy:
Niedostateczny dopływ tlenu do tkanek (wstrząs),
Zwiększone niszczenie białek (stan kataboliczny).
Zmniejszone wykorzystanie węglowodanów (cukrzyca),
Odwodnienie komórkowe.
Intensywny napływ potasu do komórek obserwuje się np. przy:
Poprawa wykorzystania glukozy pod wpływem insuliny,
Wzmocniona synteza białek (wzrost, podawanie sterydów anabolicznych, faza naprawy po operacji, urazie),
Nawodnienie komórkowe.
Procesy destrukcyjne →[K]plazma - wzrost Procesy regeneracyjne →[K]plazma - spadek
Wprowadzono jony sodu duże ilości, zwiększają komórkowy metabolizm potasu i sprzyjają zwiększonemu wydalaniu potasu przez nerki (zwłaszcza jeśli jony sodu są związane nie z jonami chloru, ale z łatwo metabolizowanymi anionami, takimi jak cytrynian). Stężenie potasu w osoczu z powodu nadmiaru sodu zmniejsza się w wyniku zwiększonej przestrzeni zewnątrzkomórkowej. Spadek sodu prowadzi do zmniejszenia przestrzeni zewnątrzkomórkowej i wzrostu stężenia potasu w osoczu:
Nadmiar sodu → [K] w osoczu – spadek Brak sodu → [K] w osoczu – wzrost
Wpływ nerek na stężenie potasu w osoczu
Nerki mają mniejszy wpływ na retencję potasu niż sód. Jeśli brakuje potasu, nerki początkowo mają trudności z jego zatrzymaniem, więc straty mogą przekraczać dawkę. I odwrotnie, w przypadku przedawkowania potas jest dość łatwo usuwany strumieniem moczu. W przypadku skąpomoczu i bezmoczu wzrasta ilość potasu w osoczu.
Skąpomocz, bezmocz → [K] osocze - wzrost
Zatem zewnątrzkomórkowe (w osoczu) stężenie potasu jest wynikiem dynamicznej równowagi pomiędzy:
Wstęp;
Zdolność komórek do zatrzymywania, w zależności od wartości pH i stanu metabolicznego (anabolizm - katabolizm);
Wydalanie nerkowe potasu w zależności od:
stan kwasowo-zasadowy,
· odpływ moczu,
· aldosteron;
Pozanerkowa utrata potasu, np. przewód żołądkowo-jelitowy. Wapń
Osoba dorosła ważąca 70 kg zawiera około 1000-1500 g wapnia - od 50 000 do 75 000 mEq (1,4-2% masy ciała), 99% wapnia znajduje się w kościach i zębach (Rapoport).
Stężenie w osoczu: 5 (4,5-5,5) mEq/l z niewielkimi różnicami indywidualnymi (Rapoport).
Wapń w osoczu rozkłada się na trzy frakcje, mianowicie 50-60% jest zjonizowane i zdolne do dyfuzji, 35-50% wiąże się z białkami (niezjonizowanymi i niezdolnymi do dyfuzji), 5-10% wiąże się wiązaniem złożonym z kwasy organiczne ( kwas cytrynowy) - nie zjonizowany, ale zdolny do dyfuzji (Geigy). Pomiędzy poszczególnymi frakcjami wapnia istnieje ruchoma równowaga, która zależy od pH. Przy kwasicy np. zwiększa się stopień dysocjacji, a co za tym idzie ilość zdysocjowanego wapnia (spowalnia zjawisko tężyczki podczas kwasicy).
Tylko jony wapnia są biologicznie aktywne. Dokładne dane umożliwiające określenie stanu metabolizmu wapnia uzyskuje się dopiero poprzez pomiar ilości wapnia zjonizowanego (Pfoedte, Ponsold).
Główna rola
Składnik kości. Wapń w kościach występuje w postaci nierozpuszczalnego minerału strukturalnego, przede wszystkim fosforanu wapnia (hydroksyapatytu).
Wpływ na pobudliwość nerwów i mięśni. Jony wapnia pośredniczą w zjawisku bioelektrycznym pomiędzy powierzchnią włókien a reakcjami skurczowymi wewnątrz włókien.
Wpływ na przepuszczalność membrany.
Wkład w układ krzepnięcia krwi.
Osobliwości
Na wchłanianie wapnia w jelicie wpływa skład pożywienia. Tym samym wchłanianie wapnia wspomagają kwas cytrynowy i witamina D, natomiast kwasy organiczne, takie jak kwas szczawiowy (szpinak, rabarbar), kwas fitynowy (chleb, płatki zbożowe) i kwasy tłuszczowe (choroby pęcherzyka żółciowego) są utrudniane. Optymalny stosunek wapń i fosforany (1.2.1) wspomagają wchłanianie. Parathormon, witamina D i kalcytonina odgrywają wiodącą rolę w regulacji poziomu wapnia.
Ciało człowieka ważącego 70 kg zawiera 20-28 g magnezu (Hanze) - od 1600 do 2300 mEq. Określa się go głównie w szkielecie (połowa całkowitej ilości), mniej w nerkach, wątrobie, tarczycy, mięśniach i układ nerwowy(Szymon). Magnez, obok potasu, jest najważniejszym kationem w komórkach zwierzęcych i roślinnych.
Stężenie w osoczu: 1,6-2,3 mEq/L (Hanze).
Około 55-60% magnezu w osoczu jest zjonizowane, 30% związane z białkami i 15% związane ze związkami złożonymi (Geigy).
Główna rola
Implikacje dla licznych procesów napędzanych enzymami
(regeneracja komórek, wykorzystanie tlenu i uwalnianie energii; Simon). Magnez jest ważny dla glikolizy, różnych etapów cyklu cytrynianowego, fosforylacji oksydacyjnej, aktywacji fosforanów, nukleaz, różnych peptydaz (Hanze).
Hamuje przenoszenie pobudzenia nerwowego do punktu końcowego (podobnie jak kurara; antagonistą są jony wapnia), powodując zmniejszenie pobudzenia nerwowo-mięśniowego.
Depresyjny wpływ na centralny układ nerwowy.
Zmniejszona kurczliwość mięśni gładkich i mięśnia sercowego.
Tłumienie wzbudzenia w węźle zatokowym i zaburzenie przewodzenia przedsionkowo-komorowego (przy bardzo dużych dawkach, zatrzymanie akcji serca w rozkurczu).
Rozszerzenie naczyń.
Promowanie fibrynolizy (Hackethal, Bierstedt).
Osobliwości
Oprócz wchłaniania i wydalania przez nerki, w regulacji zawartości magnezu w organizmie bierze udział nie do końca zbadany hormon trzustki. Niedobór magnezu prowadzi do usuwania jonów magnezu i wapnia z kości. Wchłanianie zmniejszają pokarmy bogate w białko i wapń, a także alkohol (Simon).
Ciało człowieka o masie 70 kg zawiera około 100 g chloru – 2800 mEq (Rapoport). Stężenie w osoczu: 103 (97-108) mEq/L
Główna rola
Chlor jest najważniejszą częścią anionów osocza.
Jony chloru biorą udział w tworzeniu potencjału błonowego.
Wodorowęglan
Wodorowęglan odnosi się do zmiennej części jonów. Zmiany zawartości anionów są równoważone przez wodorowęglan. Najważniejszym pozakomórkowym układem buforowym jest układ wodorowęglan – kwas węglowy. Wartość pH przestrzeni zewnątrzkomórkowej można obliczyć ze stosunku wodorowęglanów do kwas węglowy(dalsze omówienie patrz 1.3).
Ciało osoby dorosłej zawiera 500-800 g fosforanów (1% masy ciała). 88% znajduje się w szkielecie (Grossmann), reszta zlokalizowana jest wewnątrzkomórkowo, a tylko niewielka część w przestrzeni pozakomórkowej (Rapoport).
Fosforany mogą być organiczne (jako składnik fosfoprotein, kwasów nukleinowych, fosfatydów, koenzymów - Rapoport) lub nieorganiczne. Około 12% fosforanów w osoczu wiąże się z białkami.
Stężenie w osoczu (fosfor nieorganiczny): 1,4-2,6 mEq/L.
Główna rola
Razem z wapniem tworzy nierozpuszczalny hydroksyapatyt (funkcja wspomagająca kości).
Udział w metabolizmie węglowodanów, a także w magazynowaniu i przekazywaniu energii (ATP, fosforan kreatyny).
Działanie buforowe.
Osobliwości
Fosfor występuje we wszystkich produktach spożywczych. Wchłanianie jest stymulowane przez witaminę D i cytrynian, a opóźniane przez niektóre metale (np. aluminium), cyjanki i zwiększone spożycie wapnia. Fosforany wydalane z moczem pełnią rolę buforu.
Stężenie w osoczu (nieorganiczny siarczan): 0,65 mEq/L
Siarczan powstaje z aminokwasów zawierających siarkę (np. cysteiny, metioniny) i jest wydalany przez nerki.
W niewydolności nerek stężenie siarczanów w osoczu wzrasta 15-20 razy.
Rodniki kwasów organicznych
Mleczan (kwas mlekowy).
Pirogronian (kwas pirogronowy).
Beta-hydroksymaślan (kwas beta-hydroksymasłowy).
Acetooctan (kwas acetooctowy).
Bursztynian (kwas bursztynowy).
Cytrynian (kwas cytrynowy).
Stężenie w osoczu: 6 mEq/L (Geigy)
Kwas mlekowy jest produktem pośrednim w procesie metabolizmu węglowodanów. Kiedy poziom tlenu spada (wstrząs, niewydolność serca), wzrasta stężenie kwasu mlekowego.
Kwas acetooctowy i kwas beta-hydroksymasłowy (ciała ketonowe) pojawiają się przy zmniejszeniu ilości węglowodanów (głód, post), a także przy upośledzeniu wykorzystania węglowodanów (cukrzyca) (patrz 3.10.3).
Cząsteczki białka przy pH krwi 7,4 występują głównie w postaci anionów (16 meq/l osocza).
Główna rola
Życie jest związane z białkami, stąd nie ma życia bez białek. Wiewiórki
Są głównymi integralna część struktury komórkowe i międzytkankowe;
Przyspieszają procesy metaboliczne jako enzymy;
Tworzą substancję międzykomórkową skóry, kości i chrząstki;
Zapewniają aktywność mięśni ze względu na właściwości skurczowe niektórych białek;
Określa się ciśnienie osmotyczne koloidu, a tym samym wodochłonność osocza (1 g albuminy wiąże 16 g wody);
Są to substancje ochronne (przeciwciała) i hormony (na przykład insulina);
Substancje transportowe (tlen, kwasy tłuszczowe, hormony, leki itp.);
Działaj jako bufor;
Weź udział w krzepnięciu krwi.
To zestawienie już pokazuje fundamentalne znaczenie białek.
Bilans białek jest szczególnie obciążony pod wpływem stresu (patrz także 3.8.2.1).
Wytyczne dla klinicysty
Przy określaniu stanu białek zwykle stosuje się następujące parametry:
Ocena kliniczna stanu pacjenta (utrata masy ciała itp.);
Stężenie białka całkowitego i albuminy w osoczu;
stężenie transferyny;
Stan odporności (na przykład test skórny, badanie z użyciem BCG itp., określenie liczby limfocytów itp.).
Czuły wskaźnik stanu odżywianie białkowe, które oznacza stężenie albuminy w osoczu, reprezentuje ilość pozanaczyniowej rezerwy albuminy mierzonej przy użyciu znakowanej albuminy. Pozanaczyniową, śródmiąższową albuminę można uznać za rezerwę białka. Zwiększa się przy doskonałym odżywieniu i maleje przy niedoborze białka, nie zmieniając przy tym stężenia albumin w osoczu (Kudlicka i wsp.).
Wewnątrznaczyniowa rezerwa albuminy wynosi 120 g, śródmiąższowa - od 60 do 400 g, u dorosłych średnio 200 g. Gdy stężenie albuminy w osoczu spada poniżej normy, śródmiąższowe rezerwy albuminy są przede wszystkim znacznie uszczuplone ( Kudlicka, Kudlickova), jak widać z tabeli. 2 i 3. U 46 pacjentów operowanych z powodu przewlekłych wrzodów żołądka i dwunastnicy Studley ustalił korelację śmiertelności pooperacyjnej z przedoperacyjną utratą masy ciała (patrz tabela 3).
Tabela 2
Śmiertelność w zależności od stężenia albuminy w surowicy w materiale klinicznym od pacjentów terapeutycznych (Wuhmann, Marki)
Z pewnością każdy z czytelników słyszał słowa takie jak „plazma”, a także „kationy i aniony”, jest to dość ciekawy temat studiować, tzn ostatnio wszedł dość mocno codzienne życie. Tak zwane wyświetlacze plazmowe stały się powszechne w życiu codziennym i mocno zajęły swoją niszę w różnych urządzeniach cyfrowych - od telefonów po telewizory. Czym jednak jest plazma i jakie ma zastosowanie współczesny świat? Spróbujmy odpowiedzieć na to pytanie.
Od najmłodszych lat, w szkoła podstawowa nauczał, że istnieją trzy stany skupienia materii: stały, ciekły i gazowy. Codzienne doświadczenie pokazuje, że rzeczywiście tak jest. Możemy wziąć trochę lodu, stopić go, a następnie odparować – to wszystko jest całkiem logiczne.
Ważny! Istnieje czwarty podstawowy stan materii zwany plazmą.
Zanim jednak odpowiemy na pytanie: co to jest, przypomnijmy sobie szkolny kurs fizyki i zastanówmy się nad budową atomu.
W 1911 roku fizyk Ernst Rutherford po wielu badaniach zaproponował tak zwany planetarny model atomu. Jaka ona jest?
Na podstawie wyników jego eksperymentów z cząstkami alfa okazało się, że atom jest rodzajem analogu układ słoneczny, gdzie znane wcześniej elektrony pełniły rolę „planet” krążących wokół jądra atomowego.
Teoria ta stała się jednym z najważniejszych odkryć w fizyce cząstek elementarnych. Jednak dziś uznano go za przestarzały i na jego miejsce przyjęto inny, bardziej zaawansowany, zaproponowany przez Nielsa Bohra. Jeszcze później, wraz z pojawieniem się nowej gałęzi nauki, tzw. fizyki kwantowej, przyjęto teorię dualizmu korpuskularno-falowego.
Zgodnie z nią większość cząstek jest jednocześnie nie tylko cząstkami, ale także fala elektromagnetyczna. Nie da się zatem w 100% dokładnie wskazać, gdzie w danym momencie znajduje się elektron. Możemy się tylko domyślać, gdzie może przebywać. Takie „dopuszczalne” granice nazwano później orbitalami.
Jak wiadomo, elektron ma ładunek ujemny, podczas gdy protony w jądrze mają ładunek dodatni. Ponieważ liczba elektronów i protonów jest równa, atom ma ładunek zerowy, czyli jest elektrycznie obojętny.
W innym wpływy zewnętrzne atom ma możliwość zarówno utraty elektronów, jak i zyskania ich, zmieniając jednocześnie swój ładunek na dodatni lub ujemny, stając się w ten sposób jonem. Zatem jony to cząstki o ładunku niezerowym - albo jądra atomowe, albo odłączone elektrony. W zależności od ładunku, dodatniego lub ujemnego, jony nazywane są odpowiednio kationami i anionami.
Jakie czynniki mogą prowadzić do jonizacji substancji? Można to osiągnąć na przykład za pomocą ciepła. Jednak w warunkach laboratoryjnych jest to prawie niemożliwe - sprzęt nie wytrzyma tak wysokich temperatur.
Nie mniej inne ciekawy efekt można zaobserwować w mgławicach kosmicznych. Obiekty takie najczęściej składają się z gazu. Jeśli w pobliżu znajduje się gwiazda, jej promieniowanie może zjonizować materiał mgławicy, w wyniku czego niezależnie zaczyna ona emitować światło.
Patrząc na te przykłady, możemy odpowiedzieć na pytanie, czym jest plazma. Zatem jonizując pewną objętość materii, zmuszamy atomy do oddania swoich elektronów i uzyskania ładunku dodatniego. Wolne elektrony, posiadające ładunek ujemny, mogą albo pozostać wolne, albo dołączyć do innego atomu, zmieniając w ten sposób jego ładunek na dodatni. Zatem materia nigdzie nie ucieka, a liczba protonów i elektronów pozostaje równa, pozostawiając plazmę elektrycznie obojętną.
Rola jonizacji w chemii
Można śmiało powiedzieć, że chemia jest w istocie fizyką stosowaną. I choć nauki te zajmują się zupełnie innymi zagadnieniami, nikt nie unieważnił praw oddziaływania materii w chemii.
Jak opisano powyżej, elektrony mają swoje ściśle określone miejsca - orbitale. Kiedy atomy tworzą substancję, łącząc się w grupę, „dzielą się” także swoimi elektronami z sąsiadami. I chociaż cząsteczka pozostaje elektrycznie obojętna, jedna jej część może być anionem, a druga kationem.
Przykładu nie trzeba szukać daleko. Dla jasności możesz wziąć dobrze znane kwas chlorowodorowy, znany również jako chlorowodór – HCL. Wodór w tym przypadku będzie miał ładunek dodatni. Chlor w tym związku jest pozostałością i nazywa się go chlorkiem – tutaj ma ładunek ujemny.
Notatka! Dość łatwo jest dowiedzieć się, jakie właściwości mają poszczególne aniony.
Tabela rozpuszczalności pokaże, która substancja dobrze się rozpuszcza, a która natychmiast reaguje z wodą.
Przydatne wideo: kationy i aniony
Wniosek
Dowiedzieliśmy się, czym jest materia zjonizowana, jakim prawom podlega i jakie procesy za nią stoją.