kationy zwane dodatnio naładowanymi jonami.

Aniony nazywane są jonami naładowanymi ujemnie.

W procesie rozwoju chemii pojęcia „kwas” i „zasada” uległy poważnym zmianom. Z punktu widzenia teorii dysocjacji elektrolitycznej elektrolity nazywane są kwasami, podczas których dysocjacji powstają jony wodorowe H +, a zasady są elektrolitami, podczas których dysocjacji powstają jony wodorotlenowe OH -. Definicje te są znane w literaturze chemicznej jako definicje kwasów i zasad Arrheniusa.

Ogólnie dysocjację kwasów przedstawia się następująco:

gdzie A - - kwaśna pozostałość.

Takie właściwości kwasów jak oddziaływanie z metalami, zasadami, tlenkami zasadowymi i amfoterycznymi, możliwość zmiany barwy wskaźników, kwaśny smak itp., wynikają z obecności jonów H+ w roztworach kwasów. Liczba kationów wodorowych, które powstają podczas dysocjacji kwasu, nazywana jest jego zasadowością. Na przykład HCl jest kwasem jednozasadowym, H2SO4 jest dwuzasadowy, a H3PO4 jest trójzasadowy.

Kwasy wielozasadowe dysocjują etapami, na przykład:

Z powstałej w pierwszym etapie kwaśnej pozostałości H 2 PO 4 późniejsze oderwanie jonu H + jest znacznie trudniejsze ze względu na obecność ładunku ujemnego na anionie, więc drugi etap dysocjacji jest znacznie trudniejszy niż pierwszy. W trzecim kroku proton musi zostać oddzielony od anionu HPO 4 2–, więc krok trzeci przebiega tylko o 0,001%.

Ogólnie dysocjację podstawy można przedstawić w następujący sposób:

gdzie M + jest pewnym kationem.

Takie właściwości zasad jak oddziaływanie z kwasami, tlenkami kwasowymi, wodorotlenkami amfoterycznymi oraz możliwość zmiany barwy wskaźników wynikają z obecności jonów OH - w roztworach.

Liczba grup hydroksylowych, które powstają podczas dysocjacji zasady, nazywana jest jej kwasowością. Na przykład NaOH jest zasadą jednokwasową, Ba (OH) 2 jest zasadą dwukwasową itp.

Zasady polikwasu dysocjują etapami, na przykład:

Większość zasad jest słabo rozpuszczalna w wodzie. Bazy rozpuszczalne w wodzie są nazywane alkalia.

Siła wiązania M-OH wzrasta wraz ze wzrostem ładunku jonu metalu i wzrostem jego promienia. Dlatego wytrzymałość podstaw utworzonych przez elementy w tym samym okresie maleje wraz ze wzrostem numeru seryjnego. Jeśli ten sam pierwiastek tworzy kilka zasad, stopień dysocjacji zmniejsza się wraz ze wzrostem stopnia utlenienia metalu. Dlatego na przykład Fe(OH)2 ma większy stopień dysocjacji zasadowej niż Fe(OH)3.

Nazywa się elektrolity, podczas których dysocjacji mogą jednocześnie tworzyć się kationy wodorowe i jony wodorotlenkowe amfoteryczny. Należą do nich woda, wodorotlenki cynku, chromu i kilka innych substancji. Ich pełną listę podano w lekcji 6, a ich właściwości omówiono w lekcji 16.

sole zwane elektrolitami, podczas których dysocjacji powstają kationy metali (a także kation amonowy NH 4 +) oraz aniony reszt kwasowych.

Właściwości chemiczne soli zostaną opisane w lekcji 18.

Zadania szkoleniowe

1. Elektrolity o średniej mocy obejmują

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

2. Silne elektrolity są

1) KNO 3
2) BaSO4
4) H3PO4
3) H2S

3. Jon siarczanowy powstaje w znacznej ilości podczas dysocjacji w wodnym roztworze substancji o wzorze

1) BaSO4
2) PbSO4
3) SrSO4
4) K2SO4

4. Podczas rozcieńczania roztworu elektrolitu stopień dysocjacji

1) pozostaje bez zmian
2) spada
3) wzrasta

5. Stopień dysocjacji po podgrzaniu słabego roztworu elektrolitu

1) pozostaje bez zmian
2) spada
3) wzrasta
4) najpierw wzrasta, potem maleje

6. W kolejności wymienione są tylko mocne elektrolity:

1) H 3 PO 4, K 2 SO 4, KOH
2) NaOH, HNO 3 , Ba(NO 3) 2
3) K 3 PO 4 , HNO 2 , Ca(OH) 2
4) Na 2 SiO 3, BaSO 4, KCl

7. Wodne roztwory glukozy i siarczanu potasu to odpowiednio:

1) z silnym i słabym elektrolitem
2) nieelektrolit i silny elektrolit;
3) słaby i mocny elektrolit
4) słaby elektrolit i nieelektrolit

8. Stopień dysocjacji elektrolitów o średniej wytrzymałości

1) więcej niż 0,6
2) więcej niż 0,3
3) leży w granicach 0,03-0,3
4) mniej niż 0,03

9. Stopień dysocjacji silnych elektrolitów

1) więcej niż 0,6
2) więcej niż 0,3
3) leży w granicach 0,03-0,3
4) mniej niż 0,03

10. Stopień dysocjacji słabych elektrolitów

1) więcej niż 0,6
2) więcej niż 0,3
3) leży w granicach 0,03-0,3
4) mniej niż 0,03

11. Oba są elektrolitami:

1) kwas fosforowy i glukoza
2) chlorek sodu i siarczan sodu
3) fruktoza i chlorek potasu
4) aceton i siarczan sodu

12. W wodnym roztworze kwasu fosforowego H 3 PO 4 najniższe stężenie cząstek

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

13. Elektrolity są ułożone w kolejności rosnącego stopnia dysocjacji w szeregu

1) HNO 2, HNO 3, H 2 SO 3
2) H 3 PO 4, H 2 SO 4, HNO 2
3) HCl, HBr, H2O

14. Elektrolity są ułożone w kolejności malejącego stopnia dysocjacji w szeregu

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

15. Prawie nieodwracalnie dysocjuje w roztworze wodnym

1) kwas octowy
2) kwas bromowodorowy
3) kwas fosforowy
4) wodorotlenek wapnia

16. Elektrolit silniejszy niż kwas azotawy to

1) kwas octowy
2) kwas siarkowy
3) kwas fosforowy
4) wodorotlenek sodu

17. Etapowa dysocjacja jest charakterystyczna dla

1) kwas fosforowy
2) kwas solny
3) wodorotlenek sodu
4) azotan sodu

18. W serii prezentowane są tylko słabe elektrolity

1) siarczan sodu i kwas azotowy
2) kwas octowy, kwas wodorosiarczkowy
3) siarczan sodu, glukoza
4) chlorek sodu, aceton

19. Każda z dwóch substancji jest silnym elektrolitem

1) azotan wapnia, fosforan sodu
2) kwas azotowy, kwas azotawy
3) wodorotlenek baru, kwas siarkawy
4) kwas octowy, fosforan potasu

20. Obie substancje są elektrolitami średniej mocy.

1) wodorotlenek sodu, chlorek potasu
2) kwas fosforowy, kwas azotawy
3) chlorek sodu, kwas octowy
4) glukoza, octan potasu

Aniony są składnikami soli podwójnych, połączonych, średnich, kwaśnych, zasadowych. W analizie jakościowej każdy z nich można określić za pomocą określonego odczynnika. Rozważmy jakościowe reakcje na aniony stosowane w chemii nieorganicznej.

Funkcje analizy

Jest to jedna z najważniejszych opcji identyfikacji substancji powszechnych w chemii nieorganicznej. Istnieje podział analizy na dwa komponenty: jakościowy, ilościowy.

Wszystkie jakościowe reakcje na aniony implikują identyfikację substancji, 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. Za charakterystyczną uważa się reakcję, która prowadzi do zmiany koloru roztworu, wytrącenia osadu, jego rozpuszczenia i uwolnienia substancji gazowej.

Grupy anionowe są określane przez reakcję selektywną, dzięki której w składzie mieszaniny można wykryć tylko niektóre aniony.

Czułość to najniższe stężenie roztworu, przy którym oznaczany anion można wykryć bez obróbki wstępnej.

Reakcje grupowe

Istnieją substancje chemiczne, które mogą wchodzić w interakcje z różnymi anionami, dając podobne wyniki. Dzięki zastosowaniu odczynnika grupowego możliwe jest wyizolowanie różnych grup anionów poprzez ich wytrącenie.

Przeprowadzając analizę chemiczną substancji nieorganicznych, badają głównie roztwory wodne, w których sole występują w postaci zdysocjowanej.

Dlatego aniony soli są określane przez ich odkrycie w roztworze substancji.

Grupy analityczne

W metodzie kwasowo-zasadowej zwyczajowo rozróżnia się trzy analityczne grupy anionów.

Przeanalizujmy, które aniony można oznaczyć za pomocą określonych odczynników.

siarczany

Do ich wykrywania w mieszaninie soli w analizie jakościowej stosuje się rozpuszczalne sole baru. Biorąc pod uwagę, że aniony siarczanowe to SO4, krótkie równanie jonowe dla zachodzącej reakcji to:

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

Otrzymany w wyniku interakcji siarczan baru ma kolor biały i jest substancją nierozpuszczalną.

Halogenki

Przy oznaczaniu anionów chlorkowych 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 również sole srebra. Każda z soli srebra tworzących związek z halogenkiem ma określony kolor.

Na przykład AgI jest żółte.

Jakościowe reakcje na aniony I grupy analitycznej

Zastanówmy się najpierw, jakie zawiera aniony. Są to węglany, siarczany, fosforany.

Najbardziej powszechną w chemii analitycznej jest reakcja oznaczania jonów siarczanowych.

Do jego realizacji można użyć roztworów siarczanu potasu, chlorku baru. Po zmieszaniu tych związków tworzy się biały osad siarczanu baru.

W chemii analitycznej warunkiem wstępnym jest napisanie równań molekularnych i jonowych tych procesów, które przeprowadzono w celu identyfikacji anionów określonej grupy.

Pisząc pełne i skrócone równanie jonowe tego procesu, można potwierdzić powstawanie nierozpuszczalnej soli BaSO4 (siarczan baru).

W przypadku wykrycia jonu węglanowego w mieszaninie soli stosuje się jakościową reakcję z kwasami nieorganicznymi, której towarzyszy uwolnienie gazowego związku - dwutlenku węgla. Ponadto przy wykrywaniu węglanów w chemii analitycznej stosuje się również reakcję z chlorkiem baru. W wyniku wymiany jonowej wytrąca się biały osad węglanu baru.

Zredukowane równanie jonowe procesu jest opisane na schemacie.

Chlorek baru wytrąca jony węglanowe w postaci białego osadu, który jest wykorzystywany w jakościowej analizie anionów I grupy analitycznej. Inne kationy nie dają takiego wyniku, dlatego nie nadają się do oznaczenia.

Gdy węglan reaguje z kwasami, krótkie równanie jonowe to:

2H + +CO3 - \u003d CO2 +H2O

Do wykrywania jonów fosforanowych w mieszaninie stosuje 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 może służyć do oznaczania anionów pierwszej grupy analitycznej.

Jakościowe reakcje na aniony drugiej grupy analitycznej

Aniony chlorkowe można wykryć poprzez interakcję z roztworem azotanu srebra. W wyniku wymiany jonowej tworzy się serowaty biały osad chlorku srebra (1).

Bromek tego metalu ma żółtawy kolor, a jodek ma bogaty żółty kolor.

Oddziaływanie molekularne chlorku sodu z azotanem srebra wygląda następująco:

NaCl + AgNO 3 \u003d AgCl + NaNO 3

Wśród konkretnych odczynników, które można wykorzystać do oznaczania jonów jodkowych w mieszaninie, wyróżniamy kationy miedzi.

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

Ten proces redoks charakteryzuje się tworzeniem wolnego jodu, który jest wykorzystywany w analizie jakościowej.

jony krzemianowe

Do wykrywania tych jonów stosuje się stężone kwasy mineralne. Na przykład, gdy do krzemianu sodu dodaje się stężony kwas solny, tworzy się osad kwasu krzemowego, który ma wygląd żelu.

W formie molekularnej ten proces:

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

Hydroliza

W chemii analitycznej hydroliza anionów jest jedną z metod określania reakcji ośrodka w roztworach soli. W celu prawidłowego określenia wariantu zachodzącej hydrolizy konieczne jest ustalenie, z jakiego kwasu i zasady otrzymano sól.

Na przykład siarczek glinu jest tworzony przez nierozpuszczalny wodorotlenek glinu i słaby kwas wodorosiarczkowy. W wodnym roztworze tej soli hydroliza zachodzi przy anionie i kationie, więc środowisko jest obojętne. Żaden ze wskaźników nie zmieni swojej barwy, dlatego trudno będzie określić skład tego związku na drodze hydrolizy.

Wniosek

Reakcje jakościowe, które wykorzystywane są w chemii analitycznej do oznaczania anionów, pozwalają na otrzymanie określonych soli w postaci strącania. W zależności od anionów, których grupy analitycznej należy zidentyfikować, do eksperymentu wybiera się określony odczynnik grupowy.

Za pomocą tej metody określa się jakość wody pitnej, ujawniając, czy ilościowa zawartość anionów chloru, siarczanu, węglanu nie przekracza maksymalnych dopuszczalnych stężeń określonych przez wymagania sanitarne i higieniczne.

W warunkach szkolnego laboratorium eksperymenty związane z oznaczaniem anionów są jedną z opcji zadań badawczych w pracy praktycznej. Podczas eksperymentu dzieci w wieku szkolnym nie tylko analizują kolory powstałych opadów, ale także sporządzają równania reakcji.

Ponadto absolwentom oferowane są elementy analizy jakościowej na egzaminach końcowych z chemii, które pozwalają określić poziom wiedzy przyszłych chemików i inżynierów w zakresie równań molekularnych, zupełnych i zredukowanych.

Aniony (jony ujemne) Co to są aniony? Jak aniony wpływają na organizm człowieka?

Czym są aniony?

Cząsteczki i atomy powietrza w normalnych warunkach są obojętne. Ale z jonizacją powietrza, która może nastąpić poprzez zwykłe promieniowanie, promieniowanie mikrofalowe, promieniowanie ultrafioletowe, czasem po prostu przez zwykłe uderzenie pioruna. Powietrze jest rozładowywane - cząsteczki tlenu tracą część ujemnie naładowanych elektronów krążących wokół jądra atomowego, które później znajdują i łączą się z obojętnymi cząsteczkami, nadając im ładunek ujemny. Takie ujemnie naładowane cząsteczki nazywane są anionami. Człowiek nie może istnieć bez anionów, jak każda inna żywa istota.

Aromat świeżego powietrza – czujemy obecność anionów w powietrzu dzikiej przyrody: wysoko w górach, nad morzem, zaraz po deszczu – w tym czasie chcemy głęboko oddychać, wdychać tę czystość i świeżość powietrza. Aniony (jony naładowane ujemnie) powietrza nazywane są witaminami powietrza. Aniony leczą choroby oskrzeli, układu oddechowego człowieka, są potężnym środkiem zapobiegania chorobom, zwiększają odporność organizmu człowieka. Jony ujemne (aniony) pomagają oczyszczać powietrze z bakterii, drobnoustrojów, patogennej mikroflory i kurzu, zmniejszając ilość bakterii i cząsteczek kurzu do minimum, a czasem do zera. Aniony dobrze długotrwale oczyszczają i dezynfekują mikroflorę otaczającego powietrza.

Zdrowie człowieka zależy bezpośrednio od ilościowej zawartości anionów w otaczającym powietrzu. Jeśli w otaczającej przestrzeni w powietrzu dostającym się do ludzkiego ciała jest zbyt mało anionów, osoba zaczyna oddychać spazmatycznie, może czuć się zmęczona, zaczynać odczuwać zawroty głowy i bóle głowy, a nawet popadać w depresję. Wszystkie te stany można leczyć, jeśli zawartość anionów w powietrzu dostającym się do płuc wynosi co najmniej 1200 anionów na 1 centymetr sześcienny. Jeśli zwiększysz zawartość anionów w pomieszczeniach mieszkalnych do 1500-1600 anionów na 1 centymetr sześcienny, samopoczucie osób tam mieszkających lub pracujących znacznie się poprawi; Zaczniesz czuć się bardzo dobrze, pracować ze zdwojoną energią, zwiększając tym samym swoją produktywność i jakość pracy.

Przy bezpośrednim kontakcie anionów ze skórą, ze względu na wysoką zdolność penetracji jonów ujemnych, w organizmie człowieka zachodzą złożone reakcje i procesy biochemiczne, które przyczyniają się do:

ogólne wzmocnienie organizmu człowieka, odporność i utrzymanie stanu energetycznego organizmu jako całości

poprawa ukrwienia wszystkich narządów, poprawa czynności mózgu, zapobieganie niedotlenieniu mózgu,

Aniony poprawiają pracę tkanki mięśnia sercowego, nerek i wątroby

aniony poprawiają mikrokrążenie krwi w naczyniach, zwiększają elastyczność tkanek;

ujemnie naładowane cząsteczki (aniony) zapobiegają starzeniu się organizmu

aniony przyczyniają się do aktywacji działania przeciwobrzękowego i immunomodulującego

aniony pomagają w walce z nowotworami, nowotworami, zwiększają własną obronę przeciwnowotworową organizmu

wraz ze wzrostem anionów w powietrzu poprawia się przewodnictwo impulsów nerwowych

W ten sposób następuje:

Aniony (jony ujemne) są nieodzownym pomocnikiem we wzmacnianiu zdrowia człowieka i przedłużaniu jego życia

Klasyfikacja kationów i anionów.

Metody analizy.

Chemia analityczna to nauka o określaniu składu chemicznego substancji.

Chemia analityczna i jej metody są szeroko stosowane w gastronomii i przemyśle spożywczym do kontroli jakości surowców, półproduktów, wyrobów gotowych; ustalanie warunków sprzedaży i warunków przechowywania produktów.

W chemii analitycznej istnieją ilościowy oraz jakościowy analiza. Zadanie analiza ilościowa- określenie względnej ilości pierwiastków w związkach lub związkach chemicznych w mieszaninach; zadanie analiza jakościowa- wykryć obecność pierwiastków w związkach lub związkach chemicznych w mieszaninach.

Historia rozwoju chemii analitycznej.

Początkowo z pomocą analiza jakościowa określił właściwości niektórych minerałów. W celu ilościowy Analiza została wykorzystana w biznesie probierczym (oznaczanie metali szlachetnych) - Starożytna Grecja, Egipt. W IX-X wieku metody probiercze stosowano do oznaczania metali szlachetnych na Rusi Kijowskiej.

Chemia analityczna jako nauka zaczyna się rozwijać od połowy XVII wieku.

Po raz pierwszy podstawy analizy jakościowej nakreślił angielski naukowiec R. Boyle, który wprowadził również termin „analiza chemiczna”. R. Boyle jest uważany za twórcę naukowej chemii analitycznej.

Prawa analizy ilościowej zostały nakreślone przez Łomonosowa w połowie XVII wieku. Łomonosow jako pierwszy zastosował ważenie materiałów wyjściowych i produktów reakcji.

W połowie XIX wieku ukształtowały się metody analizy miareczkowej i grawimetrycznej, a także metody analizy gazów.

Pierwszy podręcznik chemii analitycznej pojawił się w Rosji w 1871 roku. Autorem tego podręcznika jest rosyjski chemik N.A. Mieńszutkin.

W drugiej połowie XX wieku pojawiło się wiele nowych metod analizy: rentgenowska, spektralna masowa itp.

Klasyfikacja metod analizy stosowanych w chemii analitycznej.

Chemia analityczna obejmuje dwie główne sekcje: analiza ilościowa oraz analiza jakościowa.

Metody analizy jakościowej:

Ø Chemiczny

Ø Fizyczne i chemiczne

Ø Fizyczne

Analiza chemiczna:

Ø „suchy” sposób

Ø „mokry” sposób

Ścieżka „sucha” - reakcje chemiczne zachodzące podczas żarzenia, stapiania, barwienia płomienia.

Przykład : barwienie płomienia kationami metali (sód - żółty, potas - różowo-fioletowy, wapń - pomarańczowo-czerwony, miedź - zielony itp.), które powstają podczas elektrolitycznej dysocjacji soli:

NaCl → Na++Cl-

K2CO3 → 2K+ + CO 3 2-

Sposób "mokry" - reakcje chemiczne w roztworach elektrolitów.

Ponadto w analizie jakościowej, w zależności od ilości badanej substancji, objętości roztworu i techniki wykonania, występują:

1) makrometoda: stosunkowo duże porcje (0,1 g lub więcej) lub duże objętości roztworów (10 ml lub więcej) badanej substancji. Ta metoda jest najwygodniejsza do zdefiniowania.

2) mikrometoda: próbki od 10 do 50 mg i objętości roztworu do kilku ml.

3) metoda półmikro: ważenie 1-10 mg i objętość roztworu około 0,1-1 ml.

Metoda mikro i metoda semimikro mają dwie niewątpliwe zalety:

1. Szybka analiza

2. Wymagana niewielka ilość analitu.

Fizyczne i chemiczne metody analizy:

Ø kolorymetryczna (porównanie koloru dwóch roztworów)

Ø nefelometryczna (zmętnienie roztworu testowego w wyniku działania niektórych odczynników)

Ø elektrochemiczny (moment zakończenia reakcji jest określony przez zmianę przewodności elektrycznej roztworu, potencjał elektrod w roztworze testowym)

Ø refraktometryczny (określenie współczynnika załamania)

Fizyczne metody analizy:

Ø analiza spektralna (badanie widm emisyjnych lub absorpcyjnych)

Ø luminescencyjne (badanie charakteru luminescencji substancji pod wpływem promieniowania UV)

Ø spektrometria masowa

Ø refraktometryczny

Reakcje analityczne służą do wykrywania jonów w roztworach w chemii analitycznej.

Reakcja analityczna to przemiana chemiczna, w której badana substancja przekształca się w nowy związek o charakterystycznej właściwości.

Oznaki reakcji analitycznej:

Ø Opady

Ø Rozpuszczanie osadów

ØZmiana koloru

Ø Emisja substancji gazowej

Warunki reakcji analitycznej:

Ø Szybki przepływ

Ø Specyfika

Ø Czułość

Reakcja wrażliwa to reakcja, która umożliwia wykrycie najmniejszej ilości substancji z najmniejszej ilości roztworu.

Wrażliwa reakcja charakteryzuje się:

1. Otwarcie niskie(najmniejsza ilość substancji, którą można wykryć w danej reakcji)

2. Minimalne stężenie(stosunek masy analitu do masy lub objętości rozpuszczalnika).

Konkretna reakcja to reakcja, w której jon może zostać otwarty w obecności innych jonów przez określoną zmianę koloru, utworzenie charakterystycznego osadu, wydzielanie gazu itp.

Przykład: jon baru jest wykrywany za pomocą chromianu potasu K 2 CrO 4 (powstaje jasnożółty osad).

Analiza opiera się na określonych reakcjach, zwanych frakcyjny. Korzystając z analizy frakcyjnej, możesz otwierać jony w dowolnej kolejności za pomocą określonych reakcji.

Znanych jest jednak niewiele konkretnych reakcji, częściej odczynniki oddziałują z kilkoma jonami. Takie reakcje i odczynniki nazywane są pospolity. W takim przypadku zastosuj systematyczna analiza. Analiza systematyczna- pewna sekwencja wykrywania jonów w mieszaninie. Jony tworzące mieszaninę dzieli się na odrębne grupy, każdy jon jest izolowany z tych grup w ściśle określonej kolejności, a następnie ten jon otwiera się najbardziej charakterystyczną reakcją. Reakcje charakterystyczne dla pojedynczego jonu nazywane są prywatny.

Klasyfikacja kationów i anionów.

Klasyfikacja jonów w chemii analitycznej opiera się na różnicy rozpuszczalności soli i wodorotlenków, które tworzą.

Grupa analityczna - grupa kationów lub anionów, która z dowolnym odczynnikiem daje podobne reakcje analityczne.

Klasyfikacje kationowe:

Ø siarczek lub siarkowodór to klasyk opracowany przez Menshutkin NA;

Ø kwasowo-zasadowe itp.

Klasyfikacja kationów siarczkowych opiera się na stosunku kationów do jonów siarczkowych:

1) Kationy wytrącone przez jon siarczkowy

2) Kationy nie wytrącane przez jon siarczkowy.

Każda grupa ma swoją własną odczynnik grupowy- odczynnik służący do otwarcia jednej grupy jonów i utworzenia osadu z jonami tej grupy (Ва 2+ + SO 4 2- → ВаSO 4 ↓)

Przeprowadzane jest oznaczanie kationów systematyczna analiza.

Kationy i aniony pełnią w organizmie ważne funkcje, na przykład:

Odpowiedzialny za osmolalność płynów ustrojowych

Tworzą potencjał błony bioelektrycznej,

Katalizuj proces metaboliczny

Określ rzeczywistą reakcję (pH) płynu ustrojowego,

stabilizacja niektórych tkanek (tkanka kostna),

Służą jako magazyn energii (fosforanów),

Weź udział w układzie krzepnięcia krwi.

Ciało ludzkie o masie 70 kg zawiera około 100 g sodu (60 meq/kg), którego 67% podlega aktywnej wymianie (Geigy). Połowa sodu w organizmie znajduje się w przestrzeni pozakomórkowej. Trzecia znajduje się w kościach i chrząstkach. Zawartość sodu w komórkach jest niska (patrz też ryc. 6).

Stężenie w osoczu: 142(137-147) meq/l

Główna rola

Odpowiedzialny głównie za osmolalność przestrzeni pozakomórkowej. 92% wszystkich kationów i 46% wszystkich pozakomórkowych cząstek aktywnych osmotycznie to jony sodu.

Stężenie sodu może determinować osmolalność osocza, z wyjątkiem takich procesów patologicznych jak cukrzyca, mocznica (patrz 1.1.2).

Ilość przestrzeni pozakomórkowej zależy od zawartości sodu.

Przy dietach bezsolnych lub stosowaniu saluretyków zmniejsza się przestrzeń zewnątrzkomórkowa; wzrasta wraz ze wzrostem spożycia sodu.

Wpływ na przestrzeń wewnątrzkomórkową poprzez zawartość sodu w osoczu. Wraz ze wzrostem osmolalności zewnątrzkomórkowej, na przykład po wprowadzeniu hipertonicznego roztworu soli, woda jest usuwana z komórek, ze spadkiem osmolalności osocza, na przykład z utratą soli, komórki są zalewane.

Udział w tworzeniu potencjału błon bioelektrycznych. Potas

Ciało ludzkie o wadze 70 kg zawiera około 150 g potasu (54 mEq / kg), z czego 90% aktywnie uczestniczy w wymianie (Geigy); 98% potasu w organizmie znajduje się w komórkach, a 2% jest pozakomórkowe (Fleischer, Frohlich). W mięśniach oznacza się 70% całkowitej zawartości potasu (czarnego).

Stężenie potasu nie jest takie samo we wszystkich komórkach. Komórki mięśniowe zawierają 160 meq potasu/kg wody (Geigy), erytrocyty tylko 87 meq/kg czerwonych krwinek (Burck, 1970).

Stężenie potasu w osoczu: 4,5 (3,8-4,7) meq 1 litr.

Główna rola

Uczestniczy w wykorzystaniu węglowodanów;

Niezbędny do syntezy białek; podczas rozkładu białek potas

uwolnione; wiąże się podczas syntezy (stosunek: 1 g azotu do ok. 3 meq potasu);

Ma istotny wpływ na pobudzenie nerwowo-mięśniowe.

Każda komórka mięśniowa i włókno nerwowe w spoczynku jest baterią potasową, której ładunek jest w dużej mierze zależny od stosunku stężeń potasu wewnątrz i na zewnątrz komórek. Proces wzbudzenia związany jest z aktywnym włączaniem pozakomórkowych jonów sodu do włókien wewnętrznych i powolnym uwalnianiem wewnątrzkomórkowego potasu z włókien.

Leki powodują wycofanie wewnątrzkomórkowego potasu. Stanom związanym z niską zawartością potasu towarzyszy wyraźny efekt preparatów naparstnicy. W przewlekłym niedoborze potasu wchłanianie zwrotne w kanalikach jest upośledzone (Nizet).

Potas bierze udział w pracy mięśni, serca, układu nerwowego, nerek, każdej komórki.

Osobliwości

Duże znaczenie praktyczne ma związek między stężeniem potasu w osoczu a wewnątrzkomórkową zawartością potasu. Istnieje zasada, że ​​przy zrównoważonym metabolizmie zawartość potasu w osoczu determinuje jego całkowitą zawartość w całym organizmie. Na ten stosunek mają wpływ:

Wartość pH płynu pozakomórkowego,

Energia przemiany materii w komórce,

Funkcja nerki.

Wpływ wartości pH na stężenie potasu w osoczu

Przy normalnej zawartości potasu w organizmie spadek pH powoduje wzrost ilości potasu w osoczu (wzrost pH - spada. Przykład: pH 7,3, kwasica - stężenie potasu w osoczu 4,8 meq / l pH 7,4, normalne - stężenie potasu w osoczu 4,5 mEq/l pH 7,5, Alkaliemia-osocze stężenie potasu 4,2 mEq/l (wartości obliczone na podstawie Siggaard-Andersen, 1965.), wartość 4,5 mEq/l osocza wskazuje na wewnątrzkomórkowy niedobór potasu w kwasicy. Wręcz przeciwnie, w przypadku alkaliemii przy normalnej zawartości potasu należy spodziewać się zmniejszonej jego zawartości w osoczu. Znając stan kwasowo-zasadowy można lepiej oszacować ilość potasu w osoczu:

Kwasemia → [K] osocze - wzrost Alkaliemia → [K] osocze - spadek

Zależności te, ujawnione w eksperymencie, nie zawsze są udowodnione klinicznie, ponieważ jednocześnie rozwijają się: kolejne procesy wpływające na ilość potasu w osoczu, w wyniku których niwelowany jest efekt jednego procesu (Heine, Quoss, Guttler) .

Wpływ energii metabolicznej komórki na stężenie potasu w osoczu

Zwiększony odpływ potasu komórkowego do przestrzeni pozakomórkowej następuje np., gdy:

Niedostateczny dopływ tlenu do tkanek (wstrząs),

Zwiększony rozpad białek (stan kataboliczny).

Zmniejszone wykorzystanie węglowodanów (cukrzyca),

Odwodnienie komórkowe.

Intensywny napływ potasu do komórek obserwuje się np. gdy:

Lepsze wykorzystanie glukozy pod wpływem insuliny,

Zwiększona synteza białek (wzrost, podanie sterydów anabolicznych, faza naprawcza po operacji, urazie),

Rehydratacja komórkowa.

Procesy niszczące →[K]plazma - wzrost Procesy odtwórcze →[K]plazma - spadek

Wprowadzone w dużych ilościach jony sodu zwiększają wymianę komórkowego potasu i przyczyniają się do zwiększonego wydalania potasu przez nerki (zwłaszcza jeśli jony sodu są związane nie z jonami chlorku, ale z łatwo metabolizowanymi anionami, jak np. cytrynian). Stężenie potasu w osoczu z powodu nadmiaru sodu zmniejsza się w wyniku wzrostu przestrzeni pozakomórkowej. Spadek sodu prowadzi do zmniejszenia przestrzeni pozakomórkowej i wzrostu stężenia potasu w osoczu:

Nadmiar sodu → [K] osocze - spadek Niedobór sodu → [K] osocze - wzrost

Wpływ nerek na stężenie potasu w osoczu

Nerki mają mniejszy wpływ na utrzymanie potasu niż sód. Przy braku potasu nerki początkowo z trudem go zatrzymują, więc straty mogą przekroczyć wprowadzenie. Wręcz przeciwnie, w przypadku przedawkowania potas jest dość łatwo usuwany przez strumień moczu. W przypadku skąpomoczu i bezmoczu wzrasta ilość potasu w osoczu.

Skąpomocz, bezmocz → [K] osocze - zwiększone

Zatem pozakomórkowe (osocze) stężenie potasu jest wynikiem dynamicznej równowagi między:

Wstęp;

Zdolność komórek do zatrzymywania w zależności od wartości pH i stanu przemiany materii (anabolizm – katabolizm);

Wydalanie potasu przez nerki w zależności od:

stan kwasowo-zasadowy

przepływ moczu

aldosteron;

Pozanerkowa utrata potasu, na przykład w przewodzie pokarmowym. 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 małymi indywidualnymi odchyleniami (Rapoport).

Wapń osoczowy jest rozłożony na trzy frakcje, a mianowicie 50-60% jest zjonizowany i dyfundujący, 35-50% związany jest z białkami (niezjonizowany i niedyfuzyjny), 5-10% jest skompleksowany z kwasami organicznymi (kwas cytrynowy) - niezjonizowany , ale zdolny do dyfuzji (Geigy). Pomiędzy poszczególnymi frakcjami wapnia istnieje ruchoma równowaga, która zależy od pH. Na przykład w kwasicy wzrasta stopień dysocjacji, a co za tym idzie ilość zdysocjowanego wapnia (spowalnia skutki tężyczki w kwasicy).

Tylko jony wapnia są aktywne biologicznie. Dokładne dane do określenia stanu gospodarki wapniowej uzyskuje się jedynie poprzez pomiar ilości wapnia zjonizowanego (Pfoedte, Ponsold).

Główna rola

Składnik kości. Wapń w kościach występuje w postaci nierozpuszczalnego minerału strukturalnego, głównie fosforanu wapnia (hydroksyapatytu).

Wpływ na pobudliwość nerwów i mięśni. Jony wapnia pośredniczą w zjawisku bioelektrycznym między powierzchnią włókien a reakcjami skurczu we włóknach.

Wpływ na przepuszczalność błony.

Wkład w układ krzepnięcia krwi.

Osobliwości

Na wchłanianie wapnia w jelicie wpływa skład pokarmu. Tak więc wchłanianie wapnia jest wspomagane przez kwas cytrynowy i witaminę D, a kwasy organiczne, takie jak kwas szczawiowy (szpinak, rabarbar), kwas fitynowy (chleb, płatki zbożowe), kwasy tłuszczowe (choroby pęcherzyka żółciowego) zapobiegają wchłanianiu wapnia. Optymalny stosunek wapnia i fosforanów (1.2.1) sprzyja wchłanianiu. W regulacji zawartości wapnia wiodącą rolę odgrywają parathormon, witamina D i kalcytonina.

W organizmie człowieka ważącym 70 kg znajduje się 20-28 g magnezu (Hanze) - od 1600 do 2300 mEq. Jest określany głównie w szkielecie (połowa całości), w mniejszym stopniu w nerkach, wątrobie, tarczycy, mięśniach i układzie nerwowym (Simon). Magnez, obok potasu, jest najważniejszym kationem komórek zwierzęcych i roślinnych.

Stężenie w osoczu: 1,6-2,3 meq/l (Hanze).

Około 55-60% magnezu w osoczu ulega jonizacji, 30% wiąże się z białkami, a 15% ze związkami złożonymi (Geigy).

Główna rola

Znaczenie dla wielu procesów enzymatycznych

(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 (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 pobudzenia w węźle zatokowym i upośledzenie przewodzenia przedsionkowo-komorowego (przy bardzo dużych dawkach, zatrzymanie akcji serca w rozkurczu).

Rozszerzenie naczyń krwionośnych.

Promowanie fibrynolizy (Hackethal, Bierstedt).

Osobliwości

Wraz z wchłanianiem i wydalaniem przez nerki, hormon trzustkowy, który nie został jeszcze w pełni zbadany, bierze udział w regulacji zawartości magnezu w organizmie. Niedobór magnezu prowadzi do usunięcia jonów magnezu i wapnia z kości. Wchłanianie obniżają pokarmy bogate w białko i wapń, a także alkohol (Simon).

Ciało ludzkie ważące 70 kg zawiera około 100 g chloru – 2800 mEq (Rapoport). Stężenie w osoczu: 103 (97-108) meq/l

Główna rola

Najważniejszym składnikiem anionów plazmy jest chlor.

Jony chloru biorą udział w tworzeniu potencjału błonowego.

Dwuwęglan

Wodorowęglan odnosi się do zmiennej części jonów. Zmiany zawartości anionów są równoważone przez wodorowęglan. Najważniejszym zewnątrzkomórkowym układem buforowym jest układ wodorowęglan – kwas węglowy. Wartość pH przestrzeni zewnątrzkomórkowej można obliczyć ze stosunku wodorowęglanu do kwasu węglowego (dalsza dyskusja patrz 1.3).

Ciało osoby dorosłej zawiera 500-800 g fosforanów (1% masy ciała). 88% znajduje się w szkielecie (Grossmann), reszta znajduje się wewnątrzkomórkowo, a tylko niewielka część znajduje się w przestrzeni zewnątrzkomórkowej (Rapoport).

Fosforan może być organiczny (jako składnik fosfoprotein, kwasów nukleinowych, fosfatydów, koenzymów – Rapoport) lub nieorganiczny. Około 12% fosforanów w osoczu wiąże się z białkami.

Stężenie w osoczu (fosforan nieorganiczny): 1,4-2,6 meq/l.

Główna rola

Wraz z wapniem tworzy nierozpuszczalny hydroksyapatyt (wspomagającą funkcję kości).

Udział w metabolizmie węglowodanów oraz magazynowaniu i przekazywaniu energii (ATP, fosforan kreatyny).

działanie buforowe.

Osobliwości

Fosfor znajduje się we wszystkich produktach spożywczych. Wchłanianie jest stymulowane przez witaminę D i cytrynian, opóźniane przez niektóre metale (np. glin), cyjanki i zwiększone spożycie wapnia. Fosforany wydalane z moczem działają jak bufor.

Stężenie w osoczu (siarczan nieorganiczny): 0,65 meq/l

Siarczan powstaje z aminokwasów zawierających siarkę (np. cysteina, metionina) 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. Wraz ze spadkiem poziomu tlenu (wstrząs, niewydolność serca) wzrasta stężenie kwasu mlekowego.

Kwas acetooctowy i kwas beta-hydroksymasłowy (ciała ketonowe) pojawiają się wraz ze spadkiem ilości węglowodanów (głód, post), a także z upośledzeniem 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 związane jest z białkami, stąd bez białek nie ma życia Wiewiórki

Są głównym składnikiem struktur komórkowych i śródmiąższowych;

Przyspieszyć procesy metaboliczne jako enzymy;

Tworzą międzykomórkową substancję skóry, kości i chrząstki;

Zapewnij aktywność mięśni dzięki właściwościom kurczliwości niektórych białek;

Określić koloidalne ciśnienie osmotyczne, a tym samym zdolność osocza do zatrzymywania wody (1 g albuminy wiąże 16 g wody);

Są to substancje ochronne (przeciwciała) i hormony (na przykład insulina);

Substancje transportowe (tlen, kwasy tłuszczowe, hormony, substancje lecznicze itp.);

Działać jako bufor;

Weź udział w krzepnięciu krwi.

To wyliczenie już pokazuje fundamentalne znaczenie białek.

Bilans białek jest szczególnie obciążony pod wpływem stresu (patrz także 3.8.2.1).

Instrukcje dla lekarza

Przy określaniu stanu białek zwykle bierze się pod uwagę następujące parametry:

Kliniczna ocena stanu pacjenta (utrata masy ciała itp.);

Stężenie białka całkowitego i albuminy w osoczu;

Stężenie transferyny;

Stan odporności (na przykład test skórny, badanie za pomocą BCG itp., Określenie liczby limfocytów itp.).

Czułym wskaźnikiem stanu odżywienia białka, jakim jest stężenie albuminy w osoczu, jest ilość pozanaczyniowego magazynowania albuminy, mierzona za pomocą znakowanej albuminy. Albuminę pozanaczyniową, śródmiąższową można uznać za rezerwę białkową. Wzrasta przy doskonałym odżywianiu i zmniejsza się wraz z niedoborem białka bez zmiany 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 granicy normy, śródmiąższowe rezerwy albumin są znacznie uszczuplone w pierwsze miejsce (Kudlicka, Kudlickova), jak widać z tabeli . 2 i 3. U 46 pacjentów operowanych z powodu przewlekłego wrzodu żołądka i dwunastnicy Studley skorelował śmiertelność pooperacyjną z przedoperacyjną utratą masy ciała (tab. 3).

Tabela 2

Śmiertelność w zależności od stężenia albuminy surowicy w materiale klinicznym pacjentów terapeutycznych (Wuhmann, Marki)