катионинаречени положително заредени йони.

анионисе наричат ​​отрицателно заредени йони.

В процеса на развитие на химията понятията "киселина" и "основа" са претърпели големи промени. От гледна точка на теорията на електролитната дисоциация, електролити се наричат ​​киселини, по време на дисоциацията на които се образуват водородни йони H +, а основите са електролити, при дисоциацията на които се образуват хидроксидни йони OH -. Тези дефиниции са известни в химическата литература като дефинициите на Арениус за киселини и основи.

Най-общо, дисоциацията на киселините се представя по следния начин:

където A - - киселинен остатък.

Такива свойства на киселините като взаимодействие с метали, основи, основни и амфотерни оксиди, способност за промяна на цвета на индикаторите, кисел вкус и др., се дължат на наличието на Н + йони в киселинните разтвори. Броят на водородните катиони, които се образуват при дисоциацията на една киселина, се нарича нейна основност. Така, например, HCl е едноосновна киселина, H2SO4 е двуосновна, а H3PO4 е триосновна.

Многоосновните киселини се дисоциират на етапи, например:

От киселинния остатък H 2 PO 4, образуван на първия етап, последващото отделяне на H + йона е много по-трудно поради наличието на отрицателен заряд върху аниона, така че вторият етап на дисоциация е много по-труден от първо. В третата стъпка протонът трябва да бъде отделен от аниона HPO 4 2–, така че третата стъпка продължава само с 0,001%.

Като цяло, дисоциацията на основата може да бъде представена, както следва:

където M + е определен катион.

Такива свойства на основите като взаимодействие с киселини, киселинни оксиди, амфотерни хидроксиди и способността да променят цвета на индикаторите се дължат на наличието на ОН-йони в разтворите.

Броят на хидроксилните групи, които се образуват по време на дисоциацията на една основа, се нарича нейната киселинност. Например NaOH е еднокиселинна основа, Ba (OH) 2 е двукиселинна и т.н.

Поликиселинните основи се дисоциират на стъпки, например:

Повечето основи са слабо разтворими във вода. Водоразтворимите основи се наричат алкали.

Силата на връзката M-OH се увеличава с увеличаване на заряда на металния йон и увеличаване на неговия радиус. Следователно силата на основите, образувани от елементи в рамките на същия период, намалява с увеличаване на серийния номер. Ако един и същ елемент образува няколко бази, тогава степента на дисоциация намалява с увеличаване на степента на окисление на метала. Следователно, например, Fe(OH) 2 има по-голяма степен на основна дисоциация от Fe(OH) 3 .

Електролити, по време на дисоциацията на които могат едновременно да се образуват водородни катиони и хидроксидни йони, се наричат амфотерни. Те включват вода, хидроксиди на цинк, хром и някои други вещества. Пълният им списък е даден в урок 6, а свойствата им са разгледани в урок 16.

солинаречени електролити, при дисоциацията на които се образуват метални катиони (както и амониевият катион NH 4 +) и аниони на киселинни остатъци.

Химичните свойства на солите ще бъдат описани в урок 18.

Тренировъчни задачи

1. Електролити със средна сила включват

1) H3PO4
2) H2SO4
3) Na2SO4
4) Na3PO4

2. Силните електролити са

1) KNO 3
2) BaSO4
4) H3PO4
3) H 2 S

3. Сулфатен йон се образува в значително количество по време на дисоциация във воден разтвор на вещество, чиято формула е

1) BaSO4
2) PbSO4
3) SrSO4
4) K 2 SO 4

4. При разреждане на електролитния разтвор, степента на дисоциация

1) остава същият
2) слиза надолу
3) се издига

5. Степента на дисоциация при нагряване на слаб електролитен разтвор

1) остава същият
2) слиза надолу
3) се издига
4) първо се увеличава, след това намалява

6. Само силните електролити са изброени в реда:

1) H3PO4, K2SO4, KOH
2) NaOH, HNO3, Ba(NO3)2
3) K 3 PO 4 , HNO 2 , Ca(OH) 2
4) Na2SiO3, BaSO4, KCl

7. Водните разтвори на глюкоза и калиев сулфат, съответно, са:

1) със силен и слаб електролит
2) неелектролитен и силен електролит
3) слаб и силен електролит
4) слаб електролит и неелектролит

8. Степента на дисоциация на електролити със средна сила

1) повече от 0,6
2) повече от 0,3
3) се намира в рамките на 0,03-0,3
4) по-малко от 0,03

9. Степента на дисоциация на силни електролити

1) повече от 0,6
2) повече от 0,3
3) се намира в рамките на 0,03-0,3
4) по-малко от 0,03

10. Степента на дисоциация на слаби електролити

1) повече от 0,6
2) повече от 0,3
3) се намира в рамките на 0,03-0,3
4) по-малко от 0,03

11. И двете са електролити:

1) фосфорна киселина и глюкоза
2) натриев хлорид и натриев сулфат
3) фруктоза и калиев хлорид
4) ацетон и натриев сулфат

12. Във воден разтвор на фосфорна киселина H 3 PO 4 най-ниската концентрация на частици

1) H3PO4
2) H 2 PO 4 -
3) HPO 4 2–
4) PO 4 3–

13. Електролитите са подредени в ред на нарастваща степен на дисоциация в серията

1) HNO 2, HNO 3, H 2 SO 3
2) H3PO4, H2SO4, HNO2
3) НС1, НВг, Н2О

14. Електролитите са подредени в ред на намаляваща степен на дисоциация в серията

1) HNO 2, H 3 PO 4, H 2 SO 3
2) HNO3, H2SO4, HCl
3) НС1, Н3РО4, Н2О
4) CH3COOH, H3PO4, Na2SO4

15. Почти необратимо дисоциира във воден разтвор

1) оцетна киселина
2) бромоводородна киселина
3) фосфорна киселина
4) калциев хидроксид

16. Електролит, който е по-силен от азотната киселина

1) оцетна киселина
2) сярна киселина
3) фосфорна киселина
4) натриев хидроксид

17. Постепенната дисоциация е характерна за

1) фосфорна киселина
2) солна киселина
3) натриев хидроксид
4) натриев нитрат

18. В серията са представени само слаби електролити

1) натриев сулфат и азотна киселина
2) оцетна киселина, хидросулфидна киселина
3) натриев сулфат, глюкоза
4) натриев хлорид, ацетон

19. Всяко от двете вещества е силен електролит

1) калциев нитрат, натриев фосфат
2) азотна киселина, азотна киселина
3) бариев хидроксид, сярна киселина
4) оцетна киселина, калиев фосфат

20. И двете вещества са електролити със средна сила.

1) натриев хидроксид, калиев хлорид
2) фосфорна киселина, азотна киселина
3) натриев хлорид, оцетна киселина
4) глюкоза, калиев ацетат

Анионите са компоненти на двойни, комбинирани, средни, киселинни, основни соли. При качествен анализ всеки от тях може да бъде определен с помощта на специфичен реагент. Нека разгледаме качествените реакции на аниони, използвани в неорганичната химия.

Характеристики на анализа

Това е една от най-важните възможности за идентифициране на вещества, често срещани в неорганичната химия. Има разделение на анализа на два компонента: качествен, количествен.

Всички качествени реакции към аниони предполагат идентифициране на дадено вещество, установяване на наличието на определени примеси в него.

Количественият анализ установява ясно съдържание на примеси и основно вещество.

Специфика на качественото откриване на аниони

Не всички взаимодействия могат да се използват при качествен анализ. Характерна се счита за реакция, която води до промяна в цвета на разтвора, утаяване на утайка, нейното разтваряне и отделяне на газообразно вещество.

Анионните групи се определят чрез селективна реакция, поради която в състава на сместа могат да бъдат открити само определени аниони.

Чувствителността е най-ниската концентрация на разтвор, при която анионът, който трябва да се определи, може да бъде открит без предварителна обработка.

Групови реакции

Има химикали, които могат да взаимодействат с различни аниони, за да дадат сходни резултати. Благодарение на използването на групов реагент е възможно да се изолират различни групи аниони чрез утаяването им.

При провеждане на химичен анализ на неорганични вещества те изследват основно водни разтвори, в които солите присъстват в дисоциирана форма.

Ето защо анионите на солите се определят от откриването им в разтвор на вещество.

Аналитични групи

При киселинно-алкалния метод е обичайно да се разграничават три аналитични групи аниони.

Нека анализираме кои аниони могат да бъдат определени с помощта на определени реактиви.

сулфати

За откриването им в смес от соли при качествен анализ се използват разтворими бариеви соли. Като се има предвид, че сулфатните аниони са SO4, краткото йонно уравнение за протичащата реакция е:

Ba 2 + + (SO 4) 2- \u003d BaSO4

Полученият в резултат на взаимодействието бариев сулфат има бял цвят и е неразтворимо вещество.

Халогениди

При определяне на хлоридни аниони в соли като реагент се използват разтворими сребърни соли, тъй като именно катионът на този благороден метал дава неразтворима бяла утайка, следователно хлоридните аниони се определят по този начин. Това не е пълен списък на качествените взаимодействия, използвани в аналитичната химия.

В допълнение към хлоридите, сребърните соли се използват и за откриване на наличието на йодиди и бромиди в смес. Всяка от сребърните соли, които образуват съединение с халогенид, има специфичен цвят.

Например, AgI е жълт.

Качествени реакции към аниони от 1-ва аналитична група

Нека първо разгледаме кои аниони съдържа. Това са карбонати, сулфати, фосфати.

Най-разпространената в аналитичната химия е реакцията за определяне на сулфатни йони.

За неговото изпълнение можете да използвате разтвори на калиев сулфат, бариев хлорид. Когато тези съединения се смесят заедно, се образува бяла утайка от бариев сулфат.

В аналитичната химия задължително условие е писането на молекулярни и йонни уравнения на онези процеси, които са били проведени за идентифициране на аниони от определена група.

Чрез написването на пълното и съкратено йонно уравнение за този процес може да се потвърди образуването на неразтворимата сол BaSO4 (бариев сулфат).

При откриване на карбонатен йон в смес от соли се използва качествена реакция с неорганични киселини, придружена от отделяне на газообразно съединение - въглероден диоксид. Освен това при откриване на карбонат в аналитичната химия се използва и реакцията с бариев хлорид. В резултат на йонния обмен се утаява бяла утайка от бариев карбонат.

Редуцираното йонно уравнение на процеса се описва със схемата.

Бариевият хлорид утаява карбонатни йони под формата на бяла утайка, която се използва при качествения анализ на аниони от първата аналитична група. Други катиони не дават такъв резултат, поради което не са подходящи за определяне.

Когато карбонатът реагира с киселини, краткото йонно уравнение е:

2H + +CO 3 - \u003d CO 2 +H 2 O

При откриване на фосфатни йони в сместа се използва и разтворима бариева сол. Смесването на разтвор на натриев фосфат с бариев хлорид води до образуването на неразтворим бариев фосфат.

По този начин можем да заключим, че бариевият хлорид е универсален и може да се използва за определяне на аниони от първата аналитична група.

Качествени реакции към аниони от втора аналитична група

Хлоридните аниони могат да бъдат открити чрез взаимодействие с разтвор на сребърен нитрат. В резултат на йонния обмен се образува сиренеста бяла утайка от сребърен хлорид (1).

Бромидът на този метал има жълтеникав цвят, а йодидът има наситен жълт цвят.

Молекулното взаимодействие на натриев хлорид със сребърен нитрат е както следва:

NaCl + AgNO 3 \u003d AgCl + NaNO 3

Сред специфичните реагенти, които могат да се използват при определянето на йодидни йони в смес, отделяме медни катиони.

KI + CuSO 4 \u003d I 2 + K 2 SO 4 + CuI

Този редокс процес се характеризира с образуването на свободен йод, който се използва при качествен анализ.

силикатни йони

За откриване на тези йони се използват концентрирани минерални киселини. Например, когато към натриевия силикат се добави концентрирана солна киселина, се образува утайка от силициева киселина, която има гелообразен вид.

В молекулярна форма този процес:

Na 2 SiO 3 + 2HCl \u003d NaCl + H 2 SiO 3

Хидролиза

В аналитичната химия анионната хидролиза е един от методите за определяне на реакцията на среда в солеви разтвори. За да се определи правилно варианта на протичащата хидролиза, е необходимо да се установи от коя киселина и основа е получена солта.

Например, алуминиевият сулфид се образува от неразтворим алуминиев хидроксид и слаба хидросулфидна киселина. Във воден разтвор на тази сол се извършва хидролиза при аниона и катиона, така че средата е неутрална. Нито един от индикаторите няма да промени цвета си, следователно ще бъде трудно да се определи съставът на това съединение чрез хидролиза.

Заключение

Качествените реакции, които се използват в аналитичната химия за определяне на аниони, дават възможност за получаване на определени соли под формата на утаяване. В зависимост от анионите на коя аналитична група е необходимо да се идентифицира, за експеримента се избира определен групов реагент.

По този метод се определя качеството на питейната вода, като се установява дали количественото съдържание на аниони на хлор, сулфат, карбонат не надвишава тези максимално допустими концентрации, установени от санитарно-хигиенните изисквания.

В условията на училищна лаборатория опитите, свързани с определяне на аниони, са един от вариантите за изследователски задачи в практическата работа. По време на експеримента учениците не само анализират цветовете на получените валежи, но и съставят реакционни уравнения.

Освен това на завършилите се предлагат елементи на качествен анализ в крайните тестове по химия, които позволяват да се определи нивото на знания на бъдещите химици и инженери по молекулярни, пълни и редуцирани йонни уравнения.

АНИОНИ (отрицателни йони) Какво представляват аниони? Как анионите влияят на човешкото тяло?

Какво представляват аниони?

Молекулите и атомите на въздуха при нормални условия са неутрални. Но с йонизацията на въздуха, която може да се случи чрез обикновена радиация, микровълнова радиация, ултравиолетова радиация, понякога просто чрез обикновен удар от мълния. Въздухът се изпуска – кислородните молекули губят част от отрицателно заредените електрони, въртящи се около атомното ядро, които по-късно намират и се присъединяват към всякакви неутрални молекули, като им придават отрицателен заряд. Такива отрицателно заредени молекули се наричат ​​аниони. Човекът не може да съществува без аниони, както всяко друго живо същество.

Ароматът на чист въздух - усещаме присъствието на аниони във въздуха на дивата природа: високо в планината, край морето, веднага след дъжд - в това време искаме да дишаме дълбоко, да вдишаме тази чистота и свежест на въздуха. Аниони (отрицателно заредени йони) на въздуха се наричат ​​витамини на въздуха. Анионите лекуват заболявания на бронхите, човешката белодробна система, са мощно средство за предотвратяване на всяка болест, повишават имунитета на човешкото тяло. Отрицателните йони (аниони) спомагат за пречистването на въздуха от бактерии, микроби, патогенна микрофлора и прах, свеждайки броя на бактериите и праховите частици до минимум, а понякога и до нула. Анионите имат добър дълготраен почистващ и дезинфекциращ ефект върху микрофлората на околния въздух.

Здравето на човека пряко зависи от количественото съдържание на аниони в околния въздух. Ако във въздуха, който навлиза в човешкото тяло, има твърде малко аниони в околното пространство, тогава човекът започва да диша спазматично, може да се почувства уморен, да започне да се чувства замаян и да има главоболие или дори да изпадне в депресия. Всички тези състояния са лечими, ако съдържанието на аниони във въздуха, влизащ в белите дробове, е най-малко 1200 аниона на 1 кубичен сантиметър. Ако увеличите съдържанието на аниони в жилищните помещения до 1500-1600 аниони на 1 кубичен сантиметър, тогава благосъстоянието на хората, живеещи или работещи там, ще се подобри драстично; Ще започнете да се чувствате много добре, да работите с удвоена енергия, като по този начин повишавате производителността и качеството на работата.

При директен контакт на аниони с кожата, поради високата проникваща способност на отрицателните йони, в човешкото тяло протичат сложни биохимични реакции и процеси, които допринасят за:

общо укрепване на човешкия организъм, имунитет и поддържане на енергийния статус на организма като цяло

подобряване на кръвоснабдяването на всички органи, подобряване на мозъчната дейност, предотвратяване на недостиг на кислород в мозъка,

Анионите подобряват функционирането на сърдечния мускул, бъбреците и чернодробните тъкани

аниони подобряват микроциркулацията на кръвта в съдовете, повишават еластичността на тъканите

отрицателно заредените частици (аниони) предотвратяват стареенето на тялото

аниони допринасят за активирането на анти-едематозните и имуномодулиращи ефекти

аниони помагат срещу рак, тумори, повишават собствената противотуморна защита на организма

с увеличаване на аниони във въздуха се подобрява проводимостта на нервните импулси

Така следва:

Анионите (отрицателните йони) са незаменим помощник за укрепване на човешкото здраве и удължаване на живота му

Класификация на катиони и аниони.

Методи за анализ.

Аналитичната химия е науката за определяне на химичния състав на веществото.

Аналитичната химия и нейните методи се използват широко в ресторантьорството и хранително-вкусовата промишленост за контрол на качеството на суровините, полуфабрикатите, готовите продукти; определяне на условията за продажба и съхранение на продуктите.

В аналитичната химия има количественИ качественанализ. Задача количествен анализ- определяне на относителното количество елементи в съединения или химични съединения в смеси; задача качествен анализ- откриване на наличието на елементи в съединения или химични съединения в смеси.

История на развитието на аналитичната химия.

Първоначално с помощта качествен анализопределя свойствата на някои минерали. ДА СЕ количественанализът е използван в анализа (определяне на благородни метали) - Древна Гърция, Египет. През 9-10 век за определяне на благородните метали в Киевска Рус са използвани методи за анализ.

Аналитичната химия като наука започва да се развива от средата на 17 век.

За първи път основите на качествения анализ са очертани от английския учен Р. Бойл, който въвежда и термина "химичен анализ". Р. Бойл се смята за основател на научната аналитична химия.

Законите на количествения анализ са очертани от Ломоносов в средата на 17 век. Ломоносов е първият, който използва претеглянето на изходните материали и реакционните продукти.

До средата на 19 век се оформят титриметричните и гравиметричните методи за анализ, както и методите за газов анализ.

Първият учебник по аналитична химия се появява в Русия през 1871 г. Автор на този учебник е руският химик Н.А. Меншуткин.

През втората половина на 20 век се появяват много нови методи за анализ: рентгенови, масспектрални и др.

Класификация на методите за анализ, използвани в аналитичната химия.

Аналитичната химия включва два основни раздела: количествен анализИ качествен анализ.

Методи за качествен анализ:

Ø Химически

Ø Физични и химически

Ø Физически

Химичен анализ:

Ø "сух" начин

Ø "мокър" начин

"Сух" път - химични реакции, които възникват по време на нажежаване, сливане, оцветяване на пламъка.

Пример : оцветяване на пламъка с метални катиони (натрий - жълт, калий - розово-виолетов, калций - оранжево-червен, мед - зелен и др.), които се образуват при електролитната дисоциация на соли:

NaCl → Na++Cl-

K2CO3 → 2K+ + CO 3 2-

"Мокър" начин - химични реакции в електролитни разтвори.

Също така, при качествен анализ, в зависимост от количеството на изпитваното вещество, обема на разтвора и техниката на изпълнение, има:

1) макрометод: относително големи порции (0,1 g или повече) или големи обеми разтвори (10 ml или повече) от изпитваното вещество. Този метод е най-удобен за дефиниране.

2) микрометод: проби от 10 до 50 mg и обеми на разтвора до няколко ml.

3) полумикро метод: тегло 1-10 mg и обем на разтвора около 0,1-1 ml.

Микрометодът и полумикрометодът имат две несъмнени предимства:

1. Високоскоростен анализ

2. Изисква се малко количество аналит.

Физични и химични методи за анализ:

Ø колориметричен (сравнение на цвета на два разтвора)

Ø нефелометрични (мътност на тестовия разтвор от действието на някои реагенти)

Ø електрохимичен (моментът на края на реакцията се определя от промяната в електрическата проводимост на разтвора, потенциала на електродите в тестовия разтвор)

Ø рефрактометричен (определяне на индекса на пречупване)

Физически методи за анализ:

Ø спектрален анализ (изследване на емисионни или абсорбционни спектри)

Ø луминесцентен (изучаване на природата на луминесценцията на вещество под действието на UV)

Ø мас спектрометричен

Ø рефрактометричен

Аналитичните реакции се използват за откриване на йони в разтвори в аналитичната химия.

Аналитична реакция е химическа трансформация, при която изследваното вещество се превръща в ново съединение с характерна особеност.

Признаци на аналитична реакция:

Ø Валежи

Ø Разтваряне на утайката

Ø Промяна на цвета

Ø Емисия на газообразно вещество

Условия за аналитична реакция:

Ø Бърз поток

Ø Специфичност

Ø Чувствителност

Чувствителна реакция е реакция, която може да открие най-малкото количество вещество от най-малкото количество разтвор.

Чувствителната реакция се характеризира с:

1. Отваряне ниско(най-малкото количество вещество, което може да бъде открито чрез дадена реакция)

2. Минимална концентрация(съотношението на масата на аналита към масата или обема на разтворителя).

Специфична реакция е реакция, при която един йон може да се отвори в присъствието на други йони чрез специфична промяна на цвета, образуване на характерна утайка, отделяне на газ и др.

пример: бариевият йон се открива с калиев хромат K 2 CrO 4 (образува се ярко жълта утайка).

Анализът се основава на специфични реакции, т.нар дробна. С помощта на фракционен анализ можете да отворите йони във всяка последователност, като използвате специфични реакции.

Известни са обаче малко специфични реакции; по-често реагентите взаимодействат с няколко йона. Такива реакции и реактиви се наричат общ. В този случай се прилага систематичен анализ. Систематичен анализ- определена последователност на откриване на йони в сместа. Йоните, които съставляват сместа, са разделени на отделни групи, от тези групи всеки йон се изолира в строго определена последователност и след това този йон се отваря чрез най-характерната реакция. Реакциите, характерни за единичен йон, се наричат частен.

Класификация на катиони и аниони.

Класификацията на йоните в аналитичната химия се основава на разликата в разтворимостта на солите и хидроксидите, които образуват.

Аналитична група - група от катиони или аниони, която с всеки един реагент дава подобни аналитични реакции.

Катионни класификации:

Ø сулфид, или сероводород, е класика, разработена от Меншуткин Н.А.;

Ø киселинно-алкални и др.

Сулфидната класификация на катионите се основава на съотношението на катиони към сулфиден йон:

1) Катиони, утаени от сулфиден йон

2) Катиони, които не се утаяват от сулфидния йон.

Всяка група има своя собствена групов реагент- реагент, използван за отваряне на една група йони и образуване на утайка с йони от тази група (Ва 2+ + SO 4 2- → ВаSO 4 ↓)

Извършва се определяне на катиони систематичен анализ.

Катиони и аниони изпълняват важни функции в тялото, например:

Отговаря за осмоларността на телесните течности

Образуват потенциал на биоелектрична мембрана,

Катализира метаболитния процес

Определете действителната реакция (рН) на телесната течност,

стабилизира определени тъкани (костна тъкан),

Служи като енергийно депо (фосфати),

Участва в системата за коагулация на кръвта.

Човешко тяло от 70 kg съдържа приблизително 100 g натрий (60 meq/kg), 67% от който се обменя активно (Geigy). Половината от натрия в тялото се намира в извънклетъчното пространство. Трета се намира в костите и хрущялите. Съдържанието на натрий в клетките е ниско (виж също фиг. 6).

Плазмена концентрация: 142(137-147) meq/l

Главна роля

Основно отговорен за осмоларността на извънклетъчното пространство. 92% от всички катиони и 46% от всички извънклетъчни осмотично активни частици са натриеви йони.

Концентрацията на натрий може да определи плазмената осмоларност, с изключение на такива патологични процеси като захарен диабет, уремия (виж 1.1.2).

Количеството извънклетъчно пространство зависи от съдържанието на натрий.

При диети без сол или използването на салуретици извънклетъчното пространство намалява; той се увеличава с повишен прием на натрий.

Влияние върху вътреклетъчното пространство чрез съдържанието на натрий в плазмата. С повишаване на екстрацелуларната осмоларност, например, с въвеждането на хипертоничен физиологичен разтвор, водата се отстранява от клетките, с намаляване на плазмената осмоларност, например със загуба на сол, клетките се наводняват.

Участие в създаването на потенциал на биоелектрична мембрана. калий

Човешкото тяло с тегло 70 kg съдържа приблизително 150 g калий (54 mEq / kg), 90% от него участва активно в обмена (Geigy); 98% от калия в тялото е в клетките, а 2% е извънклетъчен (Fleischer, Frohlich). В мускулите се определя 70% от общото съдържание на калий (черен).

Концентрацията на калий не е еднаква във всички клетки. Мускулните клетки съдържат 160 meq калий/kg вода (Geigy), еритроцитите имат само 87 meq/kg червени кръвни клетки (Burck, 1970).

Концентрация на калий в плазмата: 4,5 (3,8-4,7) meq 1 литър.

Главна роля

Участва в оползотворяването на въглехидратите;

От съществено значение за протеиновия синтез; по време на разграждането на протеини, калий

освободен; се свързва по време на синтеза (съотношение: 1 g азот към приблизително 3 meq калий);

Има важен ефект върху нервно-мускулното възбуждане.

Всяка мускулна клетка и нервно влакно в покой е калиева батерия, чийто заряд до голяма степен се определя от съотношението на концентрациите на калий вътре и извън клетките. Процесът на възбуждане е свързан с активното включване на извънклетъчни натриеви йони във вътрешните влакна и бавното освобождаване на вътреклетъчния калий от влакната.

Лекарствата причиняват изтегляне на вътреклетъчния калий. Състоянията, свързани с ниско съдържание на калий, са придружени от изразен ефект на дигиталисовите препарати. При хроничен дефицит на калий се нарушава тубулната реабсорбция (Nizet).

Калият участва в дейността на мускулите, сърцето, нервната система, бъбреците, всяка клетка.

Особености

От голям практически интерес е връзката между плазмената концентрация на калий и вътреклетъчното съдържание на калий. Има принцип, че при балансиран метаболизъм съдържанието на калий в плазмата определя общото му съдържание в цялото тяло. Това съотношение се влияе от:

pH стойността на извънклетъчната течност,

Енергията на метаболизма в клетката,

Бъбречна функция.

Ефект на стойността на рН върху плазмената концентрация на калий

При нормално съдържание на калий в организма, намаляването на pH увеличава количеството калий в плазмата (увеличаването на pH го намалява. Пример: pH 7,3, ацидемия - концентрация на калий в плазмата 4,8 meq / l pH 7,4, нормално - плазма концентрация на калий 4,5 mEq/L pH 7,5, Алкалемия-плазмена концентрация на калий 4,2 mEq/L (Стойности, изчислени от Siggaard-Andersen, 1965.), стойността от 4,5 mEq/l плазма показва дефицит на intracellium acid on ass. напротив, в случай на алкалемия в случай на нормално съдържание на калий, трябва да се очаква намалено съдържание на него в плазмата. Познавайки киселинно-алкалното състояние, човек може по-добре да оцени количеството калий в плазмата:

Ацидемия → [K] плазма - повишаване на Алкалиемия → [K] плазма - намаляване

Тези зависимости, открити в експеримента, невинаги са клинично доказани, тъй като едновременно се развиват: по-нататъшни процеси, които влияят на количеството калий в плазмата, в резултат на което ефектът на един процес се изравнява (Heine, Quoss, Guttler) .

Влияние на клетъчната метаболитна енергия върху плазмената концентрация на калий

Повишен изтичане на клетъчен калий в извънклетъчното пространство възниква, например, когато:

Недостатъчно снабдяване на тъканите с кислород (шок),

Повишено разграждане на протеини (катаболно състояние).

Намалено използване на въглехидрати (диабет),

Клетъчна дехидратация.

Интензивен приток на калий в клетките се наблюдава, например, когато:

Подобрено използване на глюкоза под действието на инсулин,

Повишен протеинов синтез (растеж, приложение на анаболни стероиди, възстановителна фаза след операция, травма),

Клетъчна рехидратация.

Деструктивни процеси →[K]плазма - увеличаване Възстановителни процеси →[K]плазма - намаляване

Натриевите йони, въведени в големи количества, повишават обмяната на клетъчния калий и допринасят за повишено отделяне на калий през бъбреците (особено ако натриевите йони са свързани не с хлоридни йони, а с лесно метаболизиращи се аниони, като цитрат). Концентрацията на калий в плазмата поради излишък на натрий намалява в резултат на увеличаване на извънклетъчното пространство. Намаляването на натрия води до намаляване на извънклетъчното пространство и повишаване на концентрацията на калий в плазмата:

Излишък на натрий → [K] плазма - намаляване на Натриев дефицит → [K] плазма - увеличаване

Влияние на бъбреците върху концентрацията на калий в плазмата

Бъбреците имат по-малко влияние върху поддържането на калий, отколкото натрий. При липса на калий, бъбреците го задържат в началото трудно, така че загубите могат да надхвърлят въвеждането. Напротив, в случай на предозиране, калият се отстранява доста лесно чрез потока на урината. При олигурия и анурия количеството калий в плазмата се увеличава.

Олигурия, анурия → [K] плазма - повишена

По този начин, извънклетъчната (плазмена) концентрация на калий е резултат от динамичен баланс между:

Въведение;

Способността на клетките да задържат в зависимост от стойността на pH и състоянието на метаболизма (анаболизъм – катаболизъм);

Бъбречна екскреция на калий в зависимост от:

киселинно-алкално състояние

поток на урина

алдостерон;

Извънбъбречна загуба на калий, например, в стомашно-чревния тракт. калций

Възрастен с тегло 70 kg съдържа приблизително 1000-1500 g калций - от 50 000 до 75 000 meq (1,4-2% от телесното тегло), 99% от калция е в костите и зъбите (Rapoport).

Плазмена концентрация: 5 (4,5-5,5) meq / l с малки индивидуални отклонения (Rapoport).

Плазменият калций се разпределя в три фракции, а именно 50-60% е йонизиран и дифузионен, 35-50% се свързва с протеини (не йонизирани и не дифузионни), 5-10% се образува в комплекс с органични киселини (лимонена киселина) - не йонизирани , но способен на дифузия (Geigy). Между отделните фракции на калция има подвижно равновесие, което зависи от pH. При ацидоза, например, степента на дисоциация и, следователно, количеството на дисоциирания калций се увеличава (забавя ефектите на тетания при ацидоза).

Само калциевите йони са биологично активни. Точни данни за определяне на състоянието на калциевия метаболизъм се получават само чрез измерване на количеството йонизиран калций (Pfoedte, Ponsold).

Главна роля

Компонент на костите. Калцият в костите е под формата на неразтворим структурен минерал, главно калциев фосфат (хидроксиапатит).

Влияние върху възбудимостта на нервите и мускулите. Калциевите йони медиират биоелектричния феномен между повърхността на влакната и контрактилните реакции във влакната.

Влияние върху пропускливостта на мембраната.

Принос към системата за коагулация на кръвта.

Особености

Абсорбцията на калций в червата се влияе от състава на храната. Така че усвояването на калций се насърчава от лимонената киселина и витамин D, а органичните киселини, като оксалова киселина (спанак, ревен), фитинова киселина (хляб, зърнени храни), мастни киселини (заболявания на жлъчния мехур) предотвратяват усвояването на калция. Оптималното съотношение на калций и фосфат (1.2.1) насърчава усвояването. Паратироидният хормон, витамин D и калцитонинът играят водеща роля в регулирането на съдържанието на калций.

В човешкото тяло с тегло 70 кг има 20-28 г магнезий (Hanze) - от 1600 до 2300 mEq. Определя се предимно в скелета (половината от общия), по-малко в бъбреците, черния дроб, щитовидната жлеза, мускулите и нервната система (Саймон). Магнезият, заедно с калия, е най-важният катион на животинските и растителните клетки.

Плазмена концентрация: 1,6-2,3 meq/l (Hanze).

Приблизително 55-60% от плазмения магнезий се йонизира, 30% се свързва с протеини и 15% с комплексни съединения (Geigy).

Главна роля

Значение за множество ензимно-управлявани процеси

(регенерация на клетките, използване на кислород и освобождаване на енергия; Саймън). Магнезият е важен за гликолизата, различни етапи на цитратния цикъл, окислително фосфорилиране, фосфатно активиране, нуклеази, различни пептидази (Hanze).

Той инхибира пренасянето на нервното възбуждане до крайната точка (като кураре; антагонистът е калциеви йони), което води до намаляване на нервно-мускулното възбуждане.

Депресивен ефект върху централната нервна система.

Намален контрактилитет на гладката мускулатура и миокарда.

Потискане на възбуждането в синусовия възел и нарушена атриовентрикуларна проводимост (при много високи дози, спиране на сърцето в диастола).

Вазодилатация.

Насърчаване на фибринолизата (Hackethal, Bierstedt).

Особености

Наред с усвояването и екскрецията през бъбреците, панкреатичният хормон, който все още не е напълно проучен, участва в регулирането на съдържанието на магнезий в организма. Недостигът на магнезий води до отстраняване на магнезиеви и калциеви йони от костите. Усвояването се намалява от храни, богати на протеини и калций, а също и от алкохол (Саймън).

Човешко тяло с тегло 70 kg съдържа приблизително 100 g хлор - 2800 mEq (Rapoport). Плазмена концентрация: 103 (97-108) meq/l

Главна роля

Хлорът е най-важната част от плазмените аниони.

Хлорните йони участват в образуването на мембранния потенциал.

Бикарбонат

Бикарбонатът се отнася до променливата част на йоните. Промените в съдържанието на аниони се балансират от бикарбонат. Системата бикарбонат - въглеродна киселина е най-важната извънклетъчна буферна система. Стойността на рН на извънклетъчното пространство може да се изчисли от съотношението на бикарбонат към въглеродна киселина (вижте 1.3 за по-нататъшно обсъждане).

Тялото на възрастен човек съдържа 500-800 g фосфат (1% от телесното тегло). 88% са в скелета (Grossmann), останалата част е разположена вътреклетъчно и само малка част от нея е в извънклетъчното пространство (Rapoport).

Фосфатът може да бъде или органичен (като компонент на фосфопротеини, нуклеинови киселини, фосфатиди, коензими - Rapoport) или неорганичен. Приблизително 12% от плазмения фосфат се свързва с протеини.

Плазмена концентрация (неорганичен фосфор): 1,4-2,6 meq / l.

Главна роля

Заедно с калция образува неразтворим хидроксилапатит (поддържащата функция на костите).

Участие в метаболизма на въглехидратите, както и в съхраняването и преноса на енергия (АТФ, креатин фосфат).

буферно действие.

Особености

Фосфорът се намира във всички храни. Абсорбцията се стимулира от витамин D и цитрат, забавя се от някои метали (напр. алуминий), цианиди и повишен прием на калций. Фосфатите, екскретирани в урината, действат като буфер.

Плазмена концентрация (неорганичен сулфат): 0,65 meq/l

Сулфатът се образува от аминокиселини, съдържащи сяра (напр. цистеин, метионин) и се отделя през бъбреците.

При бъбречна недостатъчност концентрацията на сулфати в плазмата се увеличава с 15-20 пъти.

Органични киселинни радикали

Лактат (млечна киселина).

Пируват (пировиноградна киселина).

Бета-хидроксибутират (бета-хидроксимаслена киселина).

Ацетоацетат (ацетооцетна киселина).

Сукцинат (янтарна киселина).

Цитрат (лимонена киселина).

Плазмена концентрация: 6 mEq/L (Geigy)

Млечната киселина е междинен продукт в процеса на въглехидратния метаболизъм. С намаляване на нивата на кислород (шок, сърдечна недостатъчност) концентрацията на млечна киселина се повишава.

Ацетооцетната киселина и бета-хидроксимаслената киселина (кетонни тела) се появяват при намаляване на количеството въглехидрати (глад, гладуване), както и при нарушено усвояване на въглехидратите (диабет) (виж 3.10.3).

Протеиновите молекули при рН на кръвта 7,4 съществуват главно под формата на аниони (16 meq/l плазма).

Главна роля

Животът е свързан с протеини, следователно без протеини няма живот Катерици

Те са основният компонент на клетъчните и интерстициалните структури;

Ускоряват метаболитните процеси като ензими;

Те образуват междуклетъчното вещество на кожата, костите и хрущялите;

Осигуряват мускулна активност поради контрактилните свойства на определени протеини;

Определете колоидно осмотично налягане и по този начин капацитета за задържане на вода на плазмата (1 g албумин свързва 16 g вода);

Те са защитни вещества (антитела) и хормони (например инсулин);

Транспортни вещества (кислород, мастни киселини, хормони, лекарствени вещества и др.);

Действа като буфер;

Участват в съсирването на кръвта.

Това изброяване вече показва основното значение на протеините.

Протеиновият баланс е особено натоварен при стрес (вижте също 3.8.2.1).

Инструкции на клинициста

При определяне на състоянието на протеините обикновено се включват следните параметри:

Клинична оценка на състоянието на пациента (загуба на тегло и др.);

Концентрацията на общия протеин и албумин в плазмата;

Концентрация на трансферин;

Състоянието на имунитета (например кожен тест, изследване с BCG и др., определяне на броя на лимфоцитите и др.).

Чувствителен индикатор за състоянието на протеиново хранене, който е концентрацията на албумин в плазмата, представлява количеството на екстраваскуларно съхранение на албумин, измерено с помощта на белязан албумин. Екстраваскуларен, интерстициален албумин може да се разглежда като протеинов резерв. Повишава се при отлично хранене и намалява с белтъчен дефицит, без да се променя концентрацията на плазмения албумин (Kudlicka et al.).

Вътресъдовият резерв на албумин е 120 g, интерстициален - от 60 до 400 g, при възрастни средно 200 g. Когато концентрацията на албумин в плазмата падне под границата на нормата, интерстициалните резерви на албумин са значително изчерпани в първото място (Кудличка, Кудличкова), както се вижда от табл. 2 и 3. При 46 пациенти, оперирани от хронични гастродуоденални язви, Studley корелира постоперативната смъртност с предоперативната загуба на тегло (вж. Таблица 3).

таблица 2

Леталност в зависимост от концентрацията на серумния албумин в клиничния материал на терапевтични пациенти (Wuhmann, Marki)