kationa nazivaju pozitivno nabijeni ioni.

Anioni nazivaju se negativno nabijenim ionima.

U procesu razvoja kemije, koncepti "kiseline" i "baze" doživjeli su velike promjene. Sa stajališta teorije elektrolitičke disocijacije, elektroliti se nazivaju kiselinama, pri čijoj disocijaciji nastaju vodikovi ioni H +, a baze su elektroliti, tijekom čijeg odvajanja nastaju hidroksidni ioni OH -. Ove definicije poznate su u kemijskoj literaturi kao Arrheniusove definicije kiselina i baza.

Općenito, disocijacija kiselina je predstavljena na sljedeći način:

gdje je A - - kiseli ostatak.

Takva svojstva kiselina kao interakcija s metalima, bazama, bazičnim i amfoternim oksidima, sposobnost promjene boje indikatora, kiselkast okus itd., posljedica su prisutnosti H + iona u kiselim otopinama. Broj vodikovih kationa koji nastaju tijekom disocijacije kiseline naziva se njezina bazičnost. Tako, na primjer, HCl je jednobazna kiselina, H 2 SO 4 je dvobazna, a H 3 PO 4 je trobazna.

Polibazične kiseline disociraju u koracima, na primjer:

Od kiselog ostatka H 2 PO 4 koji nastaje u prvoj fazi, naknadno odvajanje iona H + je znatno teže zbog prisutnosti negativnog naboja na anionu, pa je druga faza disocijacije mnogo teža od prvi. U trećem koraku, proton se mora odcijepiti od HPO 4 2– aniona, pa se treći korak nastavlja samo za 0,001%.

Općenito, disocijacija baze može se predstaviti na sljedeći način:

gdje je M + određeni kation.

Takva svojstva baza kao interakcija s kiselinama, kiselinskim oksidima, amfoternim hidroksidima i sposobnost promjene boje indikatora posljedica su prisutnosti OH - iona u otopinama.

Broj hidroksilnih skupina koje nastaju tijekom disocijacije baze naziva se njezinom kiselošću. Na primjer, NaOH je jednokiselinska baza, Ba (OH) 2 je dvokiselinska, itd.

Polikiseline baze disociraju u koracima, na primjer:

Većina baza je slabo topiva u vodi. Vodotopive baze nazivaju se lužine.

Čvrstoća M-OH veze raste s povećanjem naboja metalnog iona i povećanjem njegovog polumjera. Stoga, čvrstoća baza koje su formirani elementi unutar istog razdoblja opada s povećanjem serijskog broja. Ako isti element tvori nekoliko baza, tada se stupanj disocijacije smanjuje s povećanjem oksidacijskog stanja metala. Stoga, na primjer, Fe(OH) 2 ima veći stupanj bazične disocijacije od Fe(OH) 3 .

Elektroliti, tijekom čije disocijacije mogu istovremeno nastati vodikovi kationi i hidroksidni ioni, nazivaju se amfoterna. To uključuje vodu, hidrokside cinka, kroma i neke druge tvari. Njihov potpuni popis dan je u lekciji 6, a o njihovim svojstvima raspravlja se u lekciji 16.

soli zvani elektroliti, pri čijoj disocijaciji nastaju metalni kationi (kao i amonijev kation NH 4 +) i anioni kiselinskih ostataka.

Kemijska svojstva soli bit će opisana u lekciji 18.

Zadaci treninga

1. Elektroliti srednje jakosti uključuju

1) H3PO4
2) H2SO4
3) Na 2 SO 4
4) Na3PO4

2. Jaki elektroliti su

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

3. Sulfatni ion nastaje u značajnoj količini tijekom disocijacije u vodenoj otopini tvari čija je formula

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

4. Prilikom razrjeđivanja otopine elektrolita, stupanj disocijacije

1) ostaje isti
2) spušta se
3) diže

5. Stupanj disocijacije kada se zagrije slaba otopina elektrolita

1) ostaje isti
2) spušta se
3) diže
4) prvo raste, a zatim opada

6. Samo jaki elektroliti navedeni su redoslijedom:

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

7. Vodene otopine glukoze i kalijevog sulfata su:

1) s jakim i slabim elektrolitom
2) neelektrolit i jak elektrolit
3) slab i jak elektrolit
4) slab elektrolit i neelektrolit

8. Stupanj disocijacije elektrolita srednje jakosti

1) više od 0,6
2) više od 0,3
3) leži unutar 0,03-0,3
4) manje od 0,03

9. Stupanj disocijacije jakih elektrolita

1) više od 0,6
2) više od 0,3
3) leži unutar 0,03-0,3
4) manje od 0,03

10. Stupanj disocijacije slabih elektrolita

1) više od 0,6
2) više od 0,3
3) leži unutar 0,03-0,3
4) manje od 0,03

11. Oba su elektroliti:

1) fosforna kiselina i glukoza
2) natrijev klorid i natrijev sulfat
3) fruktoza i kalijev klorid
4) aceton i natrijev sulfat

12. U vodenoj otopini fosforne kiseline H 3 PO 4 najniža koncentracija čestica

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

13. Elektroliti su poredani prema rastućem stupnju disocijacije u nizu

1) HNO 2, HNO 3, H 2 SO 3
2) H 3 PO 4, H 2 SO 4, HNO 2
3) HCl, HBr, H20

14. Elektroliti su poredani prema opadajućem stupnju disocijacije u nizu

1) HNO 2, H 3 PO 4, H 2 SO 3
2) HNO3, H2SO4, HCl
3) HCl, H3PO4, H2O
4) CH3COOH, H3PO4, Na2SO4

15. Gotovo nepovratno disocira u vodenoj otopini

1) octena kiselina
2) bromovodična kiselina
3) fosforna kiselina
4) kalcijev hidroksid

16. Elektrolit koji je jači od dušične kiseline

1) octena kiselina
2) sumporna kiselina
3) fosforna kiselina
4) natrijev hidroksid

17. Stepenasta disocijacija je karakteristična za

1) fosforna kiselina
2) klorovodična kiselina
3) natrijev hidroksid
4) natrijev nitrat

18. U seriji su prikazani samo slabi elektroliti

1) natrijev sulfat i dušična kiselina
2) octena kiselina, hidrosulfidna kiselina
3) natrijev sulfat, glukoza
4) natrijev klorid, aceton

19. Svaka od dvije tvari je jak elektrolit

1) kalcijev nitrat, natrijev fosfat
2) dušična kiselina, dušična kiselina
3) barijev hidroksid, sumporna kiselina
4) octena kiselina, kalijev fosfat

20. Obje tvari su elektroliti srednje jakosti.

1) natrijev hidroksid, kalijev klorid
2) fosforna kiselina, dušična kiselina
3) natrijev klorid, octena kiselina
4) glukoza, kalijev acetat

Anioni su komponente dvostrukih, kombiniranih, srednjih, kiselih, bazičnih soli. U kvalitativnoj analizi svaki se od njih može odrediti pomoću određenog reagensa. Razmotrimo kvalitativne reakcije na anione koji se koriste u anorganskoj kemiji.

Značajke analize

To je jedna od najvažnijih opcija za identifikaciju tvari uobičajenih u anorganskoj kemiji. Analiza je podijeljena na dvije komponente: kvalitativnu i kvantitativnu.

Sve kvalitativne reakcije na anione podrazumijevaju identifikaciju tvari, utvrđivanje prisutnosti određenih nečistoća u njoj.

Kvantitativnom analizom utvrđuje se jasan sadržaj nečistoća i osnovne tvari.

Specifičnosti kvalitativne detekcije aniona

Ne mogu se sve interakcije koristiti u kvalitativnoj analizi. Reakcija se smatra karakterističnom, što dovodi do promjene boje otopine, taloženja taloga, njegovog otapanja i oslobađanja plinovite tvari.

Anionske skupine određuju se selektivnom reakcijom, zbog koje se u sastavu smjese mogu detektirati samo određeni anioni.

Osjetljivost je najniža koncentracija otopine pri kojoj se anion koji treba odrediti može detektirati bez prethodne obrade.

Grupne reakcije

Postoje kemikalije koje mogu komunicirati s različitim anionima da bi dale slične rezultate. Zahvaljujući korištenju grupnog reagensa moguće je izolirati različite skupine aniona njihovim taloženjem.

Prilikom kemijske analize anorganskih tvari uglavnom proučavaju vodene otopine u kojima su soli prisutne u disociranom obliku.

Zato se anioni soli određuju njihovim otkrićem u otopini neke tvari.

Analitičke grupe

U kiselo-baznoj metodi uobičajeno je razlikovati tri analitičke skupine aniona.

Analizirajmo koji se anioni mogu odrediti pomoću određenih reagenasa.

sulfati

Za njihovu detekciju u smjesi soli u kvalitativnoj analizi koriste se topive soli barija. Uzimajući u obzir da su sulfatni anioni SO4, kratka ionska jednadžba za tekuću reakciju je:

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

Barijev sulfat dobiven kao rezultat interakcije ima bijelu boju i netopiva je tvar.

Halogenidi

Prilikom određivanja kloridnih aniona u solima kao reagens koriste se topive soli srebra, jer kation ovog plemenitog metala daje netopivi bijeli talog, pa se kloridni anioni određuju na ovaj način. Ovo nije potpuni popis kvalitativnih interakcija korištenih u analitičkoj kemiji.

Osim klorida, za otkrivanje prisutnosti jodida i bromida u smjesi koriste se i soli srebra. Svaka od soli srebra koje tvore spoj s halogenidom ima specifičnu boju.

Na primjer, AgI je žut.

Kvalitativne reakcije na anione 1. analitičke skupine

Razmotrimo prvo koje anione sadrži. To su karbonati, sulfati, fosfati.

Najčešća u analitičkoj kemiji je reakcija za određivanje sulfatnih iona.

Za njegovu provedbu možete koristiti otopine kalijevog sulfata, barijevog klorida. Kada se ti spojevi pomiješaju, nastaje bijeli talog barijevog sulfata.

U analitičkoj kemiji preduvjet je pisanje molekularnih i ionskih jednadžbi onih procesa koji su provedeni za identifikaciju aniona određene skupine.

Pisanjem potpune i skraćene ionske jednadžbe za ovaj proces može se potvrditi stvaranje netopljive soli BaSO4 (barijev sulfat).

Kada se karbonatni ion otkrije u smjesi soli, koristi se kvalitativna reakcija s anorganskim kiselinama, popraćena oslobađanjem plinovitog spoja - ugljičnog dioksida. Osim toga, kod detekcije karbonata u analitičkoj kemiji koristi se i reakcija s barijevim kloridom. Kao rezultat ionske izmjene, taloži se bijeli talog barijevog karbonata.

Redukovana ionska jednadžba procesa opisana je shemom.

Barijev klorid taloži karbonatne ione u obliku bijelog taloga, koji se koristi u kvalitativnoj analizi aniona prve analitičke skupine. Drugi kationi ne daju takav rezultat, stoga nisu prikladni za određivanje.

Kada karbonat reagira s kiselinama, kratka ionska jednadžba je:

2H + +CO3 - \u003d CO2 +H2O

Prilikom detekcije fosfatnih iona u smjesi koristi se i topljiva barijeva sol. Miješanje otopine natrijevog fosfata s barijevim kloridom rezultira stvaranjem netopivog barijevog fosfata.

Dakle, možemo zaključiti da je barijev klorid univerzalan i da se može koristiti za određivanje aniona prve analitičke skupine.

Kvalitativne reakcije na anione druge analitičke skupine

Kloridni anioni mogu se otkriti interakcijom s otopinom srebrovog nitrata. Kao rezultat ionske izmjene nastaje sirast bijeli talog srebrnog klorida (1).

Bromid ovog metala ima žućkastu boju, a jodid bogatu žutu boju.

Molekularna interakcija natrijevog klorida sa srebrnim nitratom je sljedeća:

NaCl + AgNO 3 \u003d AgCl + NaNO 3

Među specifičnim reagensima koji se mogu koristiti za određivanje jodidnih iona u smjesi izdvajamo bakrene katione.

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

Ovaj redoks proces karakterizira stvaranje slobodnog joda, koji se koristi u kvalitativnoj analizi.

silikatnih iona

Za detekciju ovih iona koriste se koncentrirane mineralne kiseline. Na primjer, kada se koncentrirana klorovodična kiselina doda natrijevom silikatu, nastaje talog silicijeve kiseline, koji ima izgled gela.

U molekularnom obliku, ovaj proces:

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

Hidroliza

U analitičkoj kemiji, anionska hidroliza je jedna od metoda za određivanje reakcije medija u otopinama soli. Da bi se ispravno odredila varijanta hidrolize koja je u tijeku, potrebno je saznati iz koje je kiseline i baze dobivena sol.

Na primjer, aluminijev sulfid nastaje netopivim aluminijevim hidroksidom i slabom hidrosulfidnom kiselinom. U vodenoj otopini ove soli dolazi do hidrolize na anionu i na kationu, pa je medij neutralan. Niti jedan od indikatora neće promijeniti svoju boju, stoga će biti teško odrediti sastav ovog spoja hidrolizom.

Zaključak

Kvalitativne reakcije, koje se koriste u analitičkoj kemiji za određivanje aniona, omogućuju dobivanje određenih soli u obliku precipitacije. Ovisno o anionima koju analitičku skupinu je potrebno identificirati, odabire se reagens određene skupine za pokus.

Ovom metodom utvrđuje se kakvoća vode za piće, otkrivajući da li kvantitativni sadržaj aniona klora, sulfata, karbonata ne prelazi one najveće dopuštene koncentracije koje su utvrđene sanitarno-higijenskim zahtjevima.

U uvjetima školskog laboratorija pokusi vezani uz određivanje aniona jedna su od mogućnosti istraživačkih zadataka u praktičnom radu. Tijekom eksperimenta, školarci ne samo da analiziraju boje nastale oborine, već i sastavljaju jednadžbe reakcija.

Osim toga, studentima se na završnim ispitima iz kemije nude elementi kvalitativne analize, koji omogućuju utvrđivanje razine znanja budućih kemičara i inženjera u molekularnim, potpunim i reduciranim ionskim jednadžbama.

ANIONI (negativni ioni) Što su anioni? Kako anioni utječu na ljudsko tijelo?

Što su anioni?

Molekule i atomi zraka, u normalnim uvjetima, neutralni su. Ali s ionizacijom zraka, koja se može dogoditi kroz obično zračenje, mikrovalno zračenje, ultraljubičasto zračenje, ponekad jednostavno kroz jednostavan udar groma. Zrak se ispušta - molekule kisika gube dio negativno nabijenih elektrona koji se okreću oko atomske jezgre, koji kasnije pronalaze i pridružuju se bilo kojoj neutralnoj molekuli, dajući im negativan naboj. Takve negativno nabijene molekule nazivaju se anioni. Čovjek ne može postojati bez aniona, kao i svako drugo živo biće.

Aroma svježeg zraka – osjećamo prisutnost aniona u zraku divljih životinja: visoko u planinama, uz more, odmah nakon kiše – u ovo vrijeme želimo duboko udahnuti, udahnuti tu čistoću i svježinu zraka. Anioni (negativno nabijeni ioni) zraka nazivaju se vitamini zraka. Anioni liječe bolesti bronha, ljudskog plućnog sustava, snažno su sredstvo za prevenciju bilo koje bolesti, povećavaju imunitet ljudskog tijela. Negativni ioni (anioni) pomažu u pročišćavanju zraka od bakterija, mikroba, patogene mikroflore i prašine, svodeći broj bakterija i čestica prašine na minimum, a ponekad i na nulu. Anioni imaju dobar dugotrajni učinak čišćenja i dezinfekcije na mikrofloru okolnog zraka.

Ljudsko zdravlje izravno ovisi o kvantitativnom sadržaju aniona u okolnom zraku. Ako u zraku koji ulazi u ljudsko tijelo ima premalo aniona u okolnom prostoru, tada osoba počinje grčevito disati, može se osjećati umorno, početi osjećati vrtoglavicu i glavobolju ili čak postati depresivna. Sva ova stanja se mogu liječiti ako je sadržaj aniona u zraku koji ulazi u pluća najmanje 1200 aniona po 1 kubičnom centimetru. Ako povećate sadržaj aniona unutar stambenih prostora na 1500-1600 aniona po 1 kubičnom centimetru, tada će se dobrobit ljudi koji tamo žive ili rade dramatično poboljšati; Počet ćete se osjećati jako dobro, raditi s udvostručenom energijom, čime ćete povećati svoju produktivnost i kvalitetu rada.

Izravnim kontaktom aniona s kožom, zbog visoke sposobnosti prodiranja negativnih iona, u ljudskom tijelu nastaju složene biokemijske reakcije i procesi koji doprinose:

opće jačanje ljudskog organizma, imunitet i održavanje energetskog statusa organizma u cjelini

poboljšanje prokrvljenosti svih organa, poboljšanje moždane aktivnosti, sprječavanje nedostatka kisika u mozgu,

Anioni poboljšavaju rad srčanog mišića, tkiva bubrega i jetre

anioni poboljšavaju mikrocirkulaciju krvi u žilama, povećavaju elastičnost tkiva

negativno nabijene čestice (anioni) sprječavaju starenje tijela

anioni doprinose aktivaciji anti-edematoznih i imunomodulatornih učinaka

anioni pomažu protiv raka, tumora, povećavaju vlastitu antitumornu obranu organizma

s povećanjem aniona u zraku, poboljšava se vodljivost živčanih impulsa

Tako slijedi:

Anioni (negativni ioni) nezamjenjiv su pomoćnik u jačanju ljudskog zdravlja i produljenju života

Klasifikacija kationa i aniona.

Metode analize.

Analitička kemija je znanost o određivanju kemijskog sastava tvari.

Analitička kemija i njezine metode imaju široku primjenu u ugostiteljstvu i prehrambenoj industriji za kontrolu kvalitete sirovina, poluproizvoda, gotovih proizvoda; utvrđivanje uvjeta prodaje i uvjeta skladištenja proizvoda.

U analitičkoj kemiji postoje kvantitativno i kvalitativno analiza. Zadatak kvantitativna analiza- određivanje relativne količine elemenata u spojevima ili kemijskih spojeva u smjesama; zadatak kvalitativna analiza- otkriti prisutnost elemenata u spojevima ili kemijskih spojeva u smjesama.

Povijest razvoja analitičke kemije.

U početku uz pomoć kvalitativna analiza odredila svojstva pojedinih minerala. Do kvantitativno analiza je korištena u poslovima analize (određivanje plemenitih metala) - antička Grčka, Egipat. U 9.-10. stoljeću korištene su metode analize za određivanje plemenitih metala u Kijevskoj Rusiji.

Analitička kemija kao znanost počinje se razvijati od sredine 17. stoljeća.

Po prvi put temelje kvalitativne analize iznio je engleski znanstvenik R. Boyle, koji je uveo i pojam "kemijska analiza". R. Boyle se smatra utemeljiteljem znanstvene analitičke kemije.

Zakone kvantitativne analize iznio je Lomonosov sredinom 17. stoljeća. Lomonosov je prvi upotrijebio vaganje polaznih materijala i produkta reakcije.

Sredinom 19. stoljeća oblikovale su se titrimetrijske i gravimetrijske metode analize, kao i metode analize plina.

Prvi udžbenik iz analitičke kemije pojavio se u Rusiji 1871. Autor ovog udžbenika je ruski kemičar N.A. Menshutkin.

U drugoj polovici 20. stoljeća pojavile su se mnoge nove metode analize: rendgenske, masene spektralne itd.

Klasifikacija metoda analize koje se koriste u analitičkoj kemiji.

Analitička kemija uključuje dva glavna odjeljka: kvantitativna analiza i kvalitativna analiza.

Metode kvalitativne analize:

Ø Kemijski

Ø Fizikalna i kemijska

Ø Fizički

Kemijska analiza:

Ø "suhi" način

Ø "mokri" način

"Suhi" put - kemijske reakcije koje se javljaju tijekom žarenja, fuzije, bojenja plamena.

Primjer : bojenje plamena metalnim kationima (natrij - žuto, kalij - ružičasto-ljubičasto, kalcij - narančasto-crveno, bakar - zeleno, itd.), koji nastaju tijekom elektrolitičke disocijacije soli:

NaCl → Na++Cl-

K2CO3 → 2K+ + CO 3 2-

"Mokri" način - kemijske reakcije u otopinama elektrolita.

Također, u kvalitativnoj analizi, ovisno o količini ispitivane tvari, volumenu otopine i tehnici izvođenja, postoje:

1) makrometoda: relativno veliki obroci (0,1 g ili više) ili veliki volumeni otopina (10 ml ili više) ispitivane tvari. Ova metoda je najprikladnija za definiranje.

2) mikrometoda: uzorci od 10 do 50 mg i volumeni otopine do nekoliko ml.

3) polu-mikro metoda: težine 1-10 mg i volumena otopine oko 0,1-1 ml.

Mikrometoda i polumikrometoda imaju dvije nesumnjive prednosti:

1. Analiza velike brzine

2. Potrebna mala količina analita.

Fizikalne i kemijske metode analize:

Ø kolorimetrijski (usporedba boja dviju otopina)

Ø nefelometrijski (zamućenje ispitne otopine od djelovanja nekih reagensa)

Ø elektrokemijski (trenutak završetka reakcije određen je promjenom električne vodljivosti otopine, potencijalom elektroda u ispitnoj otopini)

Ø refraktometrijski (odrediti indeks loma)

Fizikalne metode analize:

Ø spektralna analiza (proučavanje spektra emisije ili apsorpcije)

Ø luminiscentna (proučavanje prirode luminescencije tvari pod djelovanjem UV)

Ø masena spektrometrija

Ø refraktometrijski

Analitičke reakcije koriste se za detekciju iona u otopinama u analitičkoj kemiji.

Analitička reakcija je kemijska transformacija u kojoj se tvar koja se istražuje pretvara u novi spoj s karakterističnim obilježjem.

Znakovi analitičke reakcije:

Ø Oborine

Ø Otapanje sedimenta

Ø Promjena boje

Ø Emisija plinovitih tvari

Uvjeti analitičke reakcije:

Ø Brzi protok

Ø Specifičnost

Ø Osjetljivost

Osjetljiva reakcija je reakcija koja može otkriti najmanju količinu tvari iz najmanje količine otopine.

Osjećajnu reakciju karakteriziraju:

1. Nisko otvaranje(najmanja količina tvari koja se može detektirati određenom reakcijom)

2. Minimalna koncentracija(omjer mase analita prema masi ili volumenu otapala).

Specifična reakcija je reakcija kojom se ion može otvoriti u prisutnosti drugih iona specifičnom promjenom boje, stvaranjem karakterističnog taloga, razvijanjem plina itd.

Primjer: barijev ion se detektira s kalijevim kromatom K 2 CrO 4 (nastaje svijetložuti talog).

Analiza se temelji na specifičnim reakcijama, tzv razlomka. Koristeći frakcijsku analizu, možete otvoriti ione u bilo kojem slijedu koristeći specifične reakcije.

Međutim, malo je specifičnih reakcija poznato; češće reagensi stupaju u interakciju s nekoliko iona. Takve reakcije i reagensi nazivaju se uobičajen. U ovom slučaju primijeniti sustavna analiza. Sustavna analiza- određeni slijed detekcije iona u smjesi. Ioni koji čine smjesu podijeljeni su u zasebne skupine, iz tih skupina svaki ion se izolira u strogo definiranom slijedu, a zatim se taj ion otvara najkarakterističnijom reakcijom. Reakcije karakteristične za jedan ion nazivaju se privatna.

Klasifikacija kationa i aniona.

Klasifikacija iona u analitičkoj kemiji temelji se na razlici u topljivosti soli i hidroksida koje tvore.

Analitička skupina - skupina kationa ili aniona, koja s bilo kojim reagensom daje slične analitičke reakcije.

Klasifikacije kationa:

Ø sulfid, ili sumporovodik, klasik je, razvio Menshutkin N.A.;

Ø kiselinsko-bazne, itd.

Sulfidna klasifikacija kationa temelji se na omjeru kationa i sulfidnog iona:

1) Kationi precipitirani sulfidnim ionom

2) Kationi koji nisu precipitirani sulfidnim ionom.

Svaka grupa ima svoje grupni reagens- reagens koji se koristi za otvaranje jedne skupine iona i stvaranje taloga s ionima ove skupine (Va 2+ + SO 4 2- → VaSO 4 ↓)

Provodi se određivanje kationa sustavna analiza.

Kationi i anioni obavljaju važne funkcije u tijelu, na primjer:

Odgovoran je za osmolalnost tjelesnih tekućina

Stvara potencijal bioelektrične membrane,

Katalizirati metabolički proces

Odrediti stvarnu reakciju (pH) tjelesne tekućine,

Stabilizirati određena tkiva (koštano tkivo),

Služi kao skladište energije (fosfati),

Sudjeluje u sustavu zgrušavanja krvi.

Ljudsko tijelo od 70 kg sadrži približno 100 g natrija (60 meq/kg), od čega se 67% aktivno izmjenjuje (Geigy). Polovica tjelesnog natrija nalazi se u izvanstaničnom prostoru. Treći se nalazi u kostima i hrskavici. Sadržaj natrija u stanicama je nizak (vidi također sliku 6).

Koncentracija u plazmi: 142(137-147) meq/l

Glavna uloga

Uglavnom je odgovoran za osmolalnost izvanstaničnog prostora. 92% svih kationa i 46% svih ekstracelularnih osmotski aktivnih čestica su natrijevi ioni.

Koncentracija natrija može odrediti osmolalnost plazme, s izuzetkom takvih patoloških procesa kao što su dijabetes melitus, uremija (vidjeti 1.1.2).

Količina izvanstaničnog prostora ovisi o sadržaju natrija.

Uz dijetu bez soli ili korištenje saluretika, izvanstanični prostor se smanjuje; povećava se s povećanim unosom natrija.

Utjecaj na unutarstanični prostor kroz sadržaj natrija u plazmi. Uz povećanje ekstracelularne osmolalnosti, na primjer, uvođenjem hipertonične slane otopine, voda se uklanja iz stanica, uz smanjenje osmolalnosti plazme, na primjer, gubitkom soli, stanice su preplavljene.

Sudjelovanje u stvaranju potencijala bioelektrične membrane. Kalij

Ljudsko tijelo težine 70 kg sadrži približno 150 g kalija (54 mEq / kg), od čega 90% aktivno sudjeluje u razmjeni (Geigy); 98% tjelesnog kalija nalazi se u stanicama, a 2% je izvanstanično (Fleischer, Frohlich). U mišićima se određuje 70% ukupnog sadržaja kalija (Crni).

Koncentracija kalija nije ista u svim stanicama. Mišićne stanice sadrže 160 meq kalija/kg vode (Geigy), eritrociti imaju samo 87 meq/kg crvenih krvnih stanica (Burck, 1970.).

Koncentracija kalija u plazmi: 4,5 (3,8-4,7) meq 1 litre.

Glavna uloga

Sudjeluje u iskorištavanju ugljikohidrata;

Neophodan za sintezu proteina; tijekom razgradnje proteina, kalija

oslobođeno; veže se tijekom sinteze (omjer: 1 g dušika prema približno 3 meq kalija);

Ima važan učinak na neuromišićnu ekscitaciju.

Svaka mišićna stanica i živčano vlakno u mirovanju je kalijev akumulator, čiji je naboj uvelike određen omjerom koncentracija kalija unutar i izvan stanica. Proces ekscitacije povezan je s aktivnim uključivanjem izvanstaničnih natrijevih iona u unutarnja vlakna i polaganim otpuštanjem intracelularnog kalija iz vlakana.

Lijekovi uzrokuju povlačenje intracelularnog kalija. Stanja povezana s niskim sadržajem kalija popraćena su izraženim učinkom preparata digitalisa. Kod kroničnog nedostatka kalija, tubularna reapsorpcija je poremećena (Nizet).

Kalij je uključen u aktivnost mišića, srca, živčanog sustava, bubrega, svake stanice.

Osobitosti

Od velikog je praktičnog interesa odnos između koncentracije kalija u plazmi i unutarstaničnog sadržaja kalija. Postoji princip da s uravnoteženim metabolizmom sadržaj kalija u plazmi određuje njegov ukupni sadržaj u cijelom tijelu. Na ovaj omjer utječu:

pH vrijednost ekstracelularne tekućine,

Energija metabolizma u stanici,

Funkcija bubrega.

Utjecaj pH vrijednosti na koncentraciju kalija u plazmi

Uz normalan sadržaj kalija u tijelu, smanjenje pH povećava količinu kalija u plazmi, (povećanje pH - smanjuje se. Primjer: pH 7,3, acidemija - koncentracija kalija u plazmi 4,8 meq / l pH 7,4, normalno - koncentracija kalija u plazmi 4,5 mEq/L pH 7,5, Alkalemia-Plasma Kalium Concentration 4,2 mEq/L (vrijednosti izračunate iz Siggaard-Andersena, 1965.), vrijednost od 4,5 mEq/l u plazmi deficijentne kiseline ukazuje na deficijenciju plazme. Naprotiv, u slučaju alkalemije u slučaju normalnog sadržaja kalija, treba očekivati ​​smanjeni sadržaj kalija u plazmi. Poznavajući kiselo-bazno stanje, može se bolje procijeniti količina kalija u plazmi:

Acidemia → [K] plazma - povećanje Alkalemia → [K] plazma - smanjenje

Ove ovisnosti, otkrivene u eksperimentu, nisu uvijek klinički dokazane, budući da se istovremeno razvijaju: daljnji procesi koji utječu na količinu kalija u plazmi, zbog čega se učinak jednog procesa izravnava (Heine, Quoss, Guttler) .

Utjecaj metaboličke energije stanice na koncentraciju kalija u plazmi

Pojačani odljev staničnog kalija u izvanstanični prostor događa se, na primjer, kada:

Nedovoljna opskrba tkiva kisikom (šok),

Povećana razgradnja proteina (kataboličko stanje).

Smanjena upotreba ugljikohidrata (dijabetes),

Stanična dehidracija.

Uočava se intenzivan priljev kalija u stanice, na primjer, kada:

Poboljšano korištenje glukoze pod djelovanjem inzulina,

Povećana sinteza proteina (rast, primjena anaboličkih steroida, faza popravka nakon operacije, traume),

Stanična rehidracija.

Destruktivni procesi →[K]plazma - povećanje Restorativni procesi →[K]plazma - smanjenje

Natrijevi ioni, uvedeni u velikim količinama, povećavaju izmjenu staničnog kalija i doprinose povećanom izlučivanju kalija kroz bubrege (osobito ako natrijevi ioni nisu povezani s ionima klorida, već s anionima koji se lako metaboliziraju, kao što je citrat). Koncentracija kalija u plazmi zbog viška natrija opada kao rezultat povećanja izvanstaničnog prostora. Smanjenje natrija dovodi do smanjenja izvanstaničnog prostora i povećanja koncentracije kalija u plazmi:

Višak natrija → [K] plazma - smanjenje nedostatka natrija → [K] plazma - povećanje

Utjecaj bubrega na koncentraciju kalija u plazmi

Bubrezi imaju manji utjecaj na održavanje kalija od natrija. Uz nedostatak kalija, bubrezi ga u početku teško zadržavaju, pa gubici mogu premašiti unos. Naprotiv, u slučaju predoziranja, kalij se prilično lako uklanja protokom mokraće. Kod oligurije i anurije povećava se količina kalija u plazmi.

Oligurija, anurija → [K] plazma - povećana

Dakle, ekstracelularna (plazma) koncentracija kalija rezultat je dinamičke ravnoteže između:

Uvod;

Sposobnost stanica zadržavanja ovisno o pH vrijednosti i stanju metabolizma (anabolizam – katabolizam);

Bubrežno izlučivanje kalija ovisno o:

kiselo-baznog stanja

protok mokraće

aldosteron;

Ekstrarenalni gubitak kalija, na primjer, u gastrointestinalnom traktu. Kalcij

Odrasla osoba težine 70 kg sadrži približno 1000-1500 g kalcija - od 50 000 do 75 000 meq (1,4-2% tjelesne težine), 99% kalcija je u kostima i zubima (Rapoport).

Koncentracija u plazmi: 5 (4,5-5,5) meq / l s malim pojedinačnim odstupanjima (Rapoport).

Kalcij u plazmi je raspoređen u tri frakcije, naime 50-60% je ionizirano i difuzivno, 35-50% je povezano s proteinima (nije ionizirano i nije difuzijsko), 5-10% je u kompleksu s organskim kiselinama (limunska kiselina) - nije ionizirano , ali sposoban za difuziju (Geigy). Između pojedinih frakcija kalcija postoji pokretna ravnoteža, koja ovisi o pH. Kod acidoze se npr. povećava stupanj disocijacije, a posljedično i količina disociranog kalcija (usporava učinke tetanije kod acidoze).

Biološki su aktivni samo ioni kalcija. Precizni podaci za određivanje stanja metabolizma kalcija dobivaju se samo mjerenjem količine ioniziranog kalcija (Pfoedte, Ponsold).

Glavna uloga

Komponenta kostiju. Kalcij u kostima je u obliku netopivog strukturnog minerala, uglavnom kalcijevog fosfata (hidroksilapatita).

Utjecaj na razdražljivost živaca i mišića. Kalcijevi ioni posreduju u bioelektričnom fenomenu između površine vlakana i kontraktilnih reakcija unutar vlakana.

Utjecaj na propusnost membrane.

Doprinos sustavu zgrušavanja krvi.

Osobitosti

Na apsorpciju kalcija u crijevima utječe sastav hrane. Dakle, apsorpciju kalcija pospješuju limunska kiselina i vitamin D, a organske kiseline, kao što su oksalna kiselina (špinat, rabarbara), fitinska kiselina (kruh, žitarice), masne kiseline (bolesti žučnog mjehura) sprječavaju apsorpciju kalcija. Optimalni omjer kalcija i fosfata (1.2.1) pospješuje apsorpciju. Paratiroidni hormon, vitamin D i kalcitonin imaju vodeću ulogu u regulaciji sadržaja kalcija.

U ljudskom tijelu težine 70 kg nalazi se 20-28 g magnezija (Hanze) - od 1600 do 2300 mEq. Određuje se pretežno u kosturu (polovica ukupnog), manje u bubrezima, jetri, štitnjači, mišićima i živčanom sustavu (Simon). Magnezij je, uz kalij, najvažniji kation životinjskih i biljnih stanica.

Koncentracija u plazmi: 1,6-2,3 meq/l (Hanze).

Otprilike 55-60% magnezija u plazmi je ionizirano, 30% je vezano na proteine ​​i 15% na složene spojeve (Geigy).

Glavna uloga

Značaj za brojne enzimske procese

(regeneracija stanica, iskorištavanje kisika i oslobađanje energije; Simon). Magnezij je važan za glikolizu, različite korake citratnog ciklusa, oksidativnu fosforilaciju, aktivaciju fosfata, nukleaze, razne peptidaze (Hanze).

Inhibira prijenos živčane ekscitacije do krajnje točke (kao kurare; antagonist su kalcijevi ioni), što rezultira smanjenjem neuromišićne ekscitacije.

Depresivni učinak na središnji živčani sustav.

Smanjena kontraktilnost glatkih mišića i miokarda.

Supresija ekscitacije u sinusnom čvoru i poremećena atrioventrikularna provodljivost (pri vrlo visokim dozama, srčani zastoj u dijastoli).

Vazodilatacija.

Promicanje fibrinolize (Hackethal, Bierstedt).

Osobitosti

Uz apsorpciju i izlučivanje putem bubrega, hormon gušterače, koji još nije do kraja proučen, sudjeluje u regulaciji sadržaja magnezija u tijelu. Nedostatak magnezija dovodi do uklanjanja iona magnezija i kalcija iz kostiju. Apsorpciju smanjuju hrana bogata proteinima i kalcijem, a također i alkohol (Simon).

Ljudsko tijelo težine 70 kg sadrži približno 100 g klora - 2800 mEq (Rapoport). Koncentracija u plazmi: 103 (97-108) meq/l

Glavna uloga

Klor je najvažniji dio aniona plazme.

Ioni klora sudjeluju u stvaranju membranskog potencijala.

Bikarbonat

Bikarbonat se odnosi na varijabilni dio iona. Promjene u sadržaju aniona uravnotežene su bikarbonatom. Sustav bikarbonat - ugljična kiselina najvažniji je izvanstanični puferski sustav. pH vrijednost izvanstaničnog prostora može se izračunati iz omjera bikarbonata i ugljične kiseline (vidi 1.3 za daljnju raspravu).

Tijelo odrasle osobe sadrži 500-800 g fosfata (1% tjelesne težine). 88% je u kosturu (Grossmann), ostatak se nalazi intracelularno i samo manji dio je u izvanstaničnom prostoru (Rapoport).

Fosfat može biti organski (kao sastavni dio fosfoproteina, nukleinskih kiselina, fosfatida, koenzima - Rapoport) ili anorganski. Otprilike 12% fosfata u plazmi veže se na proteine.

Koncentracija u plazmi (anorganski fosfor): 1,4-2,6 meq/l.

Glavna uloga

Zajedno s kalcijem tvori netopivi hidroksilapatit (podržava funkciju kostiju).

Sudjeluje u metabolizmu ugljikohidrata, kao iu skladištenju i prijenosu energije (ATP, kreatin fosfat).

tampon djelovanje.

Osobitosti

Fosfor se nalazi u svim namirnicama. Apsorpciju potiču vitamin D i citrat, odgađaju je određeni metali (npr. aluminij), cijanidi i povećani unos kalcija. Fosfati izlučeni mokraćom djeluju kao pufer.

Koncentracija u plazmi (anorganski sulfat): 0,65 meq/l

Sulfat nastaje od aminokiselina koje sadrže sumpor (npr. cistein, metionin) i izlučuje se putem bubrega.

Kod bubrežne insuficijencije koncentracija sulfata u plazmi raste 15-20 puta.

Radikali organske kiseline

Laktat (mliječna kiselina).

Piruvat (pirogrožđana kiselina).

Beta-hidroksibutirat (beta-hidroksimaslačna kiselina).

Acetoacetat (acetooctena kiselina).

Sukcinat (jantarna kiselina).

Citrat (limunska kiselina).

Koncentracija u plazmi: 6 mEq/L (Geigy)

Mliječna kiselina je međuprodukt u procesu metabolizma ugljikohidrata. Sa smanjenjem razine kisika (šok, zatajenje srca) raste koncentracija mliječne kiseline.

Acetooctena kiselina i beta-hidroksimaslačna kiselina (ketonska tijela) pojavljuju se sa smanjenjem količine ugljikohidrata (glad, gladovanje), kao i s poremećenom iskorištavanjem ugljikohidrata (dijabetes) (vidi 3.10.3).

Proteinske molekule pri pH krvi od 7,4 postoje uglavnom u obliku aniona (16 meq/l plazme).

Glavna uloga

Život je povezan s proteinima, stoga bez proteina nema života Vjeverice

Oni su glavna komponenta staničnih i intersticijskih struktura;

Ubrzati metaboličke procese kao enzimi;

Oni čine međustaničnu tvar kože, kostiju i hrskavice;

Osiguravaju mišićnu aktivnost zbog kontraktilnih svojstava određenih proteina;

Odrediti koloidni osmotski tlak, a time i kapacitet plazme da zadrži vodu (1 g albumina veže 16 g vode);

To su zaštitne tvari (antitijela) i hormoni (na primjer, inzulin);

Transportne tvari (kisik, masne kiseline, hormoni, ljekovite tvari itd.);

Djelovati kao tampon;

Sudjeluju u zgrušavanju krvi.

Već ovo nabrajanje pokazuje temeljnu važnost proteina.

Ravnoteža proteina je posebno naglašena pod stresom (vidi također 3.8.2.1).

Upute liječnika

Prilikom određivanja stanja proteina obično su uključeni sljedeći parametri:

Klinička procjena stanja bolesnika (gubitak težine i sl.);

Koncentracija ukupnog proteina i albumina u plazmi;

Koncentracija transferina;

Stanje imuniteta (npr. kožni test, pregled BCG-om i sl., određivanje broja limfocita itd.).

Osjetljivi pokazatelj stanja proteinske prehrane, a to je koncentracija albumina u plazmi, predstavlja količinu ekstravaskularnog skladištenja albumina, mjerenu korištenjem obilježenog albumina. Ekstravaskularni, intersticijski albumin može se smatrati rezervom proteina. Povećava se uz izvrsnu ishranu i smanjuje se s nedostatkom proteina bez promjene koncentracije albumina u plazmi (Kudlicka i sur.).

Intravaskularna rezerva albumina je 120 g, intersticijska - od 60 do 400 g, kod odraslih u prosjeku 200 g. Kada koncentracija albumina u plazmi padne ispod granice norme, intersticijske rezerve albumina značajno su iscrpljene u prvo mjesto (Kudlicka, Kudlickova), kao sto se vidi iz Tablice . 2 i 3. U 46 bolesnika operiranih zbog kroničnih gastroduodenalnih ulkusa, Studley je povezao postoperativni mortalitet s prijeoperativnim gubitkom težine (vidi tablicu 3).

tablica 2

Smrtnost ovisno o koncentraciji serumskog albumina u kliničkom materijalu terapijskih bolesnika (Wuhmann, Marki)