cationi numiți ioni încărcați pozitiv.

Anionii se numesc ioni încărcați negativ.

În procesul de dezvoltare a chimiei, conceptele de „acid” și „bază” au suferit modificări majore. Din punctul de vedere al teoriei disocierii electrolitice, electroliții se numesc acizi, în timpul disocierii cărora se formează ioni de hidrogen H +, iar bazele sunt electroliți, în timpul disocierii cărora se formează ioni de hidroxid OH -. Aceste definiții sunt cunoscute în literatura de specialitate sub numele de definițiile Arrhenius ale acizilor și bazelor.

În general, disocierea acizilor este reprezentată astfel:

unde A - - reziduu acid.

Asemenea proprietăți ale acizilor, cum ar fi interacțiunea cu metale, baze, oxizi bazici și amfoteri, capacitatea de a schimba culoarea indicatorilor, gustul acru etc., se datorează prezenței ionilor H + în soluțiile acide. Numărul de cationi de hidrogen care se formează în timpul disocierii unui acid se numește bazicitatea acestuia. Deci, de exemplu, HCI este un acid monobazic, H2SO4 este dibazic, iar H3PO4 este tribazic.

Acizii polibazici se disociază în etape, de exemplu:

Din reziduul acid H 2 PO 4 format în prima etapă, desprinderea ulterioară a ionului H + este mult mai dificilă din cauza prezenței unei sarcini negative asupra anionului, astfel încât a doua etapă de disociere este mult mai dificilă decât cea primul. În a treia etapă, protonul trebuie separat de anionul HPO 4 2–, astfel încât a treia etapă continuă doar cu 0,001%.

În general, disocierea bazei poate fi reprezentată astfel:

unde M + este un anumit cation.

Asemenea proprietăți ale bazelor precum interacțiunea cu acizi, oxizi acizi, hidroxizi amfoteri și capacitatea de a schimba culoarea indicatorilor se datorează prezenței ionilor OH în soluții.

Numărul de grupări hidroxil care se formează în timpul disocierii unei baze se numește aciditate. De exemplu, NaOH este o bază cu un acid, Ba (OH) 2 este una cu doi acizi etc.

Bazele poliacide se disociază în etape, de exemplu:

Majoritatea bazelor sunt ușor solubile în apă. Bazele solubile în apă se numesc alcalii.

Forța legăturii M-OH crește odată cu creșterea sarcinii ionului metalic și cu creșterea razei acestuia. Prin urmare, rezistența bazelor formate din elemente în aceeași perioadă scade odată cu creșterea numărului de serie. Dacă același element formează mai multe baze, atunci gradul de disociere scade odată cu creșterea stării de oxidare a metalului. Prin urmare, de exemplu, Fe(OH)2 are un grad mai mare de disociere bazică decât Fe(OH)3.

Electroliții, în timpul disocierii cărora se pot forma simultan cationii de hidrogen și ionii de hidroxid, se numesc amfoter. Acestea includ apă, hidroxizi de zinc, crom și alte substanțe. Lista lor completă este dată în lecția 6, iar proprietățile lor sunt discutate în lecția 16.

săruri numiți electroliți, în timpul disocierii cărora se formează cationi metalici (precum și cationul de amoniu NH 4 +) și anioni de reziduuri acide.

Proprietățile chimice ale sărurilor vor fi descrise în lecția 18.

Sarcini de instruire

1. Electroliții de rezistență medie includ

1) H3PO4
2) H2SO4
3) Na2S04
4) Na3PO4

2. Electroliții puternici sunt

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

3. Un ion sulfat se formează într-o cantitate semnificativă în timpul disocierii într-o soluție apoasă a unei substanțe a cărei formulă este

1) BaSO4
2) PbS04
3) SrSO4
4) K2SO4

4. La diluarea soluției de electrolit, gradul de disociere

1) rămâne la fel
2) coboară
3) se ridică

5. Gradul de disociere atunci când o soluție slabă de electrolit este încălzită

1) rămâne la fel
2) coboară
3) se ridică
4) mai întâi crește, apoi scade

6. Numai electroliții puternici sunt enumerați în ordinea:

1) H3PO4, K2S04, KOH
2) NaOH, HNO3, Ba(NO3)2
3) K3P04, HNO2, Ca(OH)2
4) Na2Si03, BaS04, KCI

7. Soluțiile apoase de glucoză și, respectiv, sulfat de potasiu sunt:

1) cu electrolit puternic și slab
2) non-electrolit și electrolit puternic
3) electrolit slab și puternic
4) electrolit slab și non-electrolit

8. Gradul de disociere al electroliților de putere medie

1) mai mult de 0,6
2) mai mult de 0,3
3) se află în intervalul 0,03-0,3
4) mai mic de 0,03

9. Gradul de disociere al electroliților puternici

1) mai mult de 0,6
2) mai mult de 0,3
3) se află în intervalul 0,03-0,3
4) mai mic de 0,03

10. Gradul de disociere a electroliților slabi

1) mai mult de 0,6
2) mai mult de 0,3
3) se află în intervalul 0,03-0,3
4) mai mic de 0,03

11. Ambii sunt electroliți:

1) acid fosforic și glucoză
2) clorură de sodiu și sulfat de sodiu
3) fructoză și clorură de potasiu
4) acetonă și sulfat de sodiu

12. Într-o soluție apoasă de acid fosforic H3PO4, cea mai mică concentrație de particule

1) H3PO4
2) H2PO4 -
3) HPO 4 2–
4) PO 4 3–

13. Electroliții sunt aranjați în ordinea gradului crescător de disociere în serie

1) HNO2, HNO3, H2SO3
2) H3P04, H2S04, HN02
3) HCI, HBr, H20

14. Electroliții sunt aranjați în ordinea descrescătoare a gradului de disociere în serie

1) HN02, H3PO4, H2SO3
2) HN03, H2S04, HCI
3) HCI, H3P04, H20
4) CH3COOH, H3PO4, Na2S04

15. Se disociază aproape ireversibil în soluție apoasă

1) acid acetic
2) acid bromhidric
3) acid fosforic
4) hidroxid de calciu

16. Un electrolit care este mai puternic decât acidul azotat este

1) acid acetic
2) acid sulfuros
3) acid fosforic
4) hidroxid de sodiu

17. Disocierea în trepte este caracteristică

1) acid fosforic
2) acid clorhidric
3) hidroxid de sodiu
4) azotat de sodiu

18. Doar electroliții slabi sunt prezentați în serie

1) sulfat de sodiu și acid azotic
2) acid acetic, acid hidrosulfurat
3) sulfat de sodiu, glucoză
4) clorură de sodiu, acetonă

19. Fiecare dintre cele două substanțe este un electrolit puternic

1) azotat de calciu, fosfat de sodiu
2) acid azotic, acid azotat
3) hidroxid de bariu, acid sulfuros
4) acid acetic, fosfat de potasiu

20. Ambele substanțe sunt electroliți de rezistență medie.

1) hidroxid de sodiu, clorură de potasiu
2) acid fosforic, acid azotat
3) clorură de sodiu, acid acetic
4) glucoză, acetat de potasiu

Anionii sunt componente ale sărurilor duble, combinate, medii, acide, bazice. În analiza calitativă, fiecare dintre ele poate fi determinat folosind un reactiv specific. Să luăm în considerare reacțiile calitative la anioni utilizați în chimia anorganică.

Caracteristici de analiză

Este una dintre cele mai importante opțiuni pentru identificarea substanțelor comune în chimia anorganică. Există o împărțire a analizei în două componente: calitativă, cantitativă.

Toate reacțiile calitative la anioni implică identificarea unei substanțe, stabilirea prezenței anumitor impurități în ea.

Analiza cantitativă stabilește un conținut clar de impurități și substanță de bază.

Specificul detectării calitative a anionilor

Nu toate interacțiunile pot fi utilizate în analiza calitativă. O reacție este considerată caracteristică, care duce la o schimbare a culorii soluției, la precipitarea unui precipitat, la dizolvarea acestuia și la eliberarea unei substanțe gazoase.

Grupările anionice sunt determinate printr-o reacție selectivă, datorită căreia doar anumiți anioni pot fi detectați în compoziția amestecului.

Sensibilitatea este cea mai mică concentrație a unei soluții la care anionul care trebuie determinat poate fi detectat fără tratarea sa prealabilă.

Reacții de grup

Există substanțe chimice care pot interacționa cu diferiți anioni pentru a da rezultate similare. Datorită utilizării unui reactiv de grup, este posibilă izolarea diferitelor grupuri de anioni prin precipitarea acestora.

Atunci când efectuează o analiză chimică a substanțelor anorganice, ei studiază în principal soluțiile apoase în care sărurile sunt prezente într-o formă disociată.

De aceea anionii sărurilor sunt determinați prin descoperirea lor într-o soluție a unei substanțe.

Grupuri analitice

În metoda acido-bazică, se obișnuiește să se distingă trei grupuri analitice de anioni.

Să analizăm ce anioni pot fi determinați folosind anumiți reactivi.

sulfați

Pentru detectarea lor într-un amestec de săruri într-o analiză calitativă, se folosesc săruri de bariu solubile. Având în vedere că anionii sulfat sunt SO4, ecuația ionică scurtă pentru reacția în curs este:

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

Sulfatul de bariu obținut în urma interacțiunii are o culoare albă și este o substanță insolubilă.

Halogenuri

La determinarea anionilor de clorură în săruri, sărurile de argint solubile sunt utilizate ca reactiv, deoarece cationul acestui metal nobil dă un precipitat alb insolubil, prin urmare anionii de clorură sunt determinați în acest fel. Aceasta nu este o listă completă a interacțiunilor calitative utilizate în chimia analitică.

Pe lângă cloruri, sărurile de argint sunt folosite și pentru a detecta prezența iodurilor și bromurilor într-un amestec. Fiecare dintre sărurile de argint care formează un compus cu o halogenură are o culoare specifică.

De exemplu, AgI este galben.

Reacții calitative la anionii din primul grup analitic

Să luăm mai întâi în considerare ce anioni conține. Aceștia sunt carbonați, sulfați, fosfați.

Cea mai comună în chimia analitică este reacția de determinare a ionilor sulfat.

Pentru implementarea sa, puteți utiliza soluții de sulfat de potasiu, clorură de bariu. Când acești compuși sunt amestecați împreună, se formează un precipitat alb de sulfat de bariu.

În chimia analitică, o condiție prealabilă este scrierea ecuațiilor moleculare și ionice ale acelor procese care au fost efectuate pentru a identifica anionii unui anumit grup.

Prin scrierea ecuației ionice complete și prescurtate pentru acest proces, se poate confirma formarea sării insolubile BaSO4 (sulfat de bariu).

Când se detectează un ion carbonat într-un amestec de săruri, se utilizează o reacție calitativă cu acizi anorganici, însoțită de eliberarea unui compus gazos - dioxid de carbon. În plus, la detectarea carbonatului în chimia analitică, se folosește și reacția cu clorură de bariu. Ca rezultat al schimbului de ioni, precipită un precipitat alb de carbonat de bariu.

Ecuația ionică redusă a procesului este descrisă de schemă.

Clorura de bariu precipită ioni de carbonat sub formă de precipitat alb, care este utilizat în analiza calitativă a anionilor din primul grup analitic. Alți cationi nu dau un astfel de rezultat, prin urmare nu sunt potriviți pentru determinare.

Când un carbonat reacţionează cu acizii, ecuaţia ionică scurtă este:

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

La detectarea ionilor de fosfat în amestec, se folosește și o sare de bariu solubilă. Amestecarea unei soluții de fosfat de sodiu cu clorură de bariu are ca rezultat formarea de fosfat de bariu insolubil.

Astfel, putem concluziona că clorura de bariu este universală și poate fi utilizată pentru determinarea anionilor din primul grup analitic.

Reacții calitative la anionii celui de-al doilea grup analitic

Anionii de clorură pot fi detectați prin interacțiunea cu o soluție de nitrat de argint. Ca rezultat al schimbului de ioni, se formează un precipitat alb de clorură de argint (1).

Bromura acestui metal are o culoare gălbuie, iar iodura are o culoare galbenă bogată.

Interacțiunea moleculară a clorurii de sodiu cu nitratul de argint este următoarea:

NaCl + AgNO 3 \u003d AgCl + NaNO 3

Printre reactivii specifici care pot fi utilizați în determinarea ionilor de iodură într-un amestec, evidențiază cationii de cupru.

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

Acest proces redox se caracterizează prin formarea de iod liber, care este utilizat în analiza calitativă.

ioni de silicat

Pentru detectarea acestor ioni se folosesc acizi minerali concentrați. De exemplu, atunci când acidul clorhidric concentrat este adăugat la silicatul de sodiu, se formează un precipitat de acid silicic, care are un aspect asemănător unui gel.

Sub formă moleculară, acest proces:

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

Hidroliză

În chimia analitică, hidroliza anionică este una dintre metodele de determinare a reacției unui mediu în soluții de sare. Pentru a determina corect varianta hidrolizei în curs este necesar să se afle din ce acid și bază s-a obținut sarea.

De exemplu, sulfura de aluminiu este formată din hidroxid de aluminiu insolubil și acid hidrosulfurat slab. Într-o soluție apoasă a acestei săruri, hidroliza are loc la anion și la cation, deci mediul este neutru. Niciunul dintre indicatori nu își va schimba culoarea, prin urmare, va fi dificil să se determine compoziția acestui compus prin hidroliză.

Concluzie

Reacțiile calitative, care sunt utilizate în chimia analitică pentru determinarea anionilor, fac posibilă obținerea anumitor săruri sub formă de precipitare. În funcție de anionii din care grupă analitică este necesar să se identifice, un anumit grup de reactiv este selectat pentru experiment.

Prin această metodă se determină calitatea apei potabile, dezvăluind dacă conținutul cantitativ de anioni de clor, sulfat, carbonat nu depășește acele concentrații maxime admise care sunt stabilite prin cerințele sanitare și igienice.

În condițiile unui laborator școlar, experimentele legate de determinarea anionilor reprezintă una dintre opțiunile pentru sarcinile de cercetare în munca practică. În timpul experimentului, școlarii nu numai că analizează culorile precipitației rezultate, ci întocmesc și ecuații de reacție.

În plus, absolvenților la probele finale de chimie sunt oferite elemente de analiză calitativă, care permit determinarea nivelului de cunoștințe ale viitorilor chimiști și ingineri în ecuații moleculare, complete și reduse ionice.

ANIONII (ioni negativi) Ce sunt anionii? Cum afectează anionii corpul uman?

Ce sunt anionii?

Moleculele și atomii de aer, în condiții normale, sunt neutre. Dar cu ionizarea aerului, care se poate întâmpla prin radiații obișnuite, radiații cu microunde, radiații ultraviolete, uneori pur și simplu printr-un simplu fulger. Aerul este descărcat - moleculele de oxigen pierd o parte din electronii încărcați negativ care se rotesc în jurul nucleului atomic, care mai târziu găsesc și se alătură oricăror molecule neutre, dându-le o sarcină negativă. Astfel de molecule încărcate negativ se numesc anioni. Omul nu poate exista fără anioni, ca orice altă ființă vie.

Aroma de aer proaspăt - simțim prezența anionilor în aerul faunei sălbatice: sus în munți, lângă mare, imediat după ploaie - în acest moment vrem să respirăm adânc, să inspirăm această puritate și prospețime a aerului. Anionii (ionii încărcați negativ) ai aerului se numesc vitamine ale aerului. Anionii tratează bolile bronhiilor, ale sistemului pulmonar uman, sunt un mijloc puternic de prevenire a oricărei boli, crește imunitatea corpului uman. Ionii negativi (anionii) ajută la purificarea aerului de bacterii, microbi, microflora patogenă și praf, reducând numărul de bacterii și particule de praf la minimum și uneori la zero. Anionii au un efect bun de curățare și dezinfectare pe termen lung asupra microflorei aerului înconjurător.

Sănătatea umană depinde direct de conținutul cantitativ de anioni din aerul ambiant. Dacă există prea puțini anioni în spațiul înconjurător în aerul care intră în corpul uman, atunci persoana începe să respire spasmod, se poate simți obosită, poate începe să se simtă amețită și să aibă dureri de cap sau chiar să devină deprimată. Toate aceste afecțiuni sunt tratabile dacă conținutul de anioni din aerul care intră în plămâni este de cel puțin 1200 anioni pe 1 centimetru cub. Dacă creșteți conținutul de anioni din interiorul spațiilor rezidențiale la 1500-1600 anioni pe 1 centimetru cub, atunci bunăstarea oamenilor care locuiesc sau lucrează acolo se va îmbunătăți dramatic; Veți începe să vă simțiți foarte bine, să lucrați cu energie dublată, crescând astfel productivitatea și calitatea muncii.

Cu contactul direct al anionilor cu pielea, datorită capacității mari de penetrare a ionilor negativi, în corpul uman apar reacții și procese biochimice complexe, care contribuie la:

întărirea generală a corpului uman, imunitatea și menținerea stării energetice a organismului în ansamblu

îmbunătățirea alimentării cu sânge a tuturor organelor, îmbunătățirea activității creierului, prevenirea deficienței de oxigen a creierului,

Anionii îmbunătățesc funcționarea mușchiului inimii, rinichilor și țesuturilor hepatice

anionii îmbunătățesc microcirculația sângelui în vase, cresc elasticitatea țesuturilor

particulele încărcate negativ (anionii) previn îmbătrânirea corpului

anionii contribuie la activarea efectelor antiedematoase și imunomodulatoare

anionii ajută împotriva cancerului, a tumorilor, cresc propriul organism de apărare antitumorală

cu o creștere a anionilor în aer, conductivitatea impulsurilor nervoase se îmbunătățește

Astfel urmeaza:

Anionii (ionii negativi) sunt un asistent indispensabil în întărirea sănătății umane și prelungirea vieții sale

Clasificarea cationilor si anionilor.

Metode de analiză.

Chimia analitică este știința determinării compoziției chimice a unei substanțe.

Chimia analitică și metodele sale sunt utilizate pe scară largă în industria alimentară și alimentară pentru controlul calității materiilor prime, semifabricatelor, produselor finite; determinarea condiţiilor de vânzare şi de depozitare a produselor.

În chimia analitică există cantitativȘi calitativ analiză. O sarcină analiza cantitativa- determinarea cantităţii relative de elemente în compuşi sau compuşi chimici în amestecuri; o sarcină analiza calitativa- detectarea prezenței elementelor în compuși sau a compușilor chimici în amestecuri.

Istoria dezvoltării chimiei analitice.

Initial cu ajutorul analiza calitativa a determinat proprietăţile anumitor minerale. LA cantitativ analiza a fost folosită în domeniul analizelor (determinarea metalelor prețioase) - Grecia Antică, Egipt. În secolele IX-X, s-au folosit metode de testare pentru determinarea metalelor prețioase în Rusia Kieveană.

Chimia analitică ca știință începe să se dezvolte de la mijlocul secolului al XVII-lea.

Pentru prima dată, bazele analizei calitative au fost conturate de omul de știință englez R. Boyle, care a introdus și termenul de „analiza chimică”. R. Boyle este considerat fondatorul chimiei științifice analitice.

Legile analizei cantitative au fost conturate de Lomonosov la mijlocul secolului al XVII-lea. Lomonosov a fost primul care a folosit cântărirea materiilor prime și a produselor de reacție.

Până la mijlocul secolului al XIX-lea, au luat contur metodele titrimetrice și gravimetrice de analiză, precum și metodele de analiză a gazelor.

Primul manual de chimie analitică a apărut în Rusia în 1871. Autorul acestui manual este chimistul rus N.A. Menshutkin.

În a doua jumătate a secolului al XX-lea au apărut multe metode noi de analiză: raze X, spectrală de masă etc.

Clasificarea metodelor de analiză utilizate în chimia analitică.

Chimia analitică include două secțiuni principale: analiza cantitativaȘi analiza calitativa.

Metode de analiză calitativă:

Ø Chimic

Ø Fizice si chimice

Ø Fizice

Analiza chimica:

Ø mod „uscat”.

Ø cale „umedă”.

Calea „Uscată” - reacții chimice care apar în timpul incandescenței, fuziunii, colorării flăcării.

Exemplu : colorarea flăcării cu cationi metalici (sodiu - galben, potasiu - roz-violet, calciu - portocaliu-roșu, cupru - verde etc.), care se formează în timpul disocierii electrolitice a sărurilor:

NaCl → Na++Cl-

K2CO3 → 2K+ + CO 3 2-

Mod „umed” - reacții chimice în soluții de electroliți.

De asemenea, într-o analiză calitativă, în funcție de cantitatea de substanță de testat, volumul soluției și tehnica de execuție, există:

1) macrometodă: porțiuni relativ mari (0,1 g sau mai mult) sau volume mari de soluții (10 ml sau mai mult) din substanța de testat. Această metodă este cea mai convenabilă de definit.

2) micrometoda: probe de la 10 la 50 mg și volume de soluție de până la câțiva ml.

3) metoda semi-micro: cântărire 1-10 mg și volume de soluție de aproximativ 0,1-1 ml.

Micrometoda și semimicrometoda au două avantaje neîndoielnice:

1. Analiză de mare viteză

2. Cantitate mică de analit necesară.

Metode fizice și chimice de analiză:

Ø colorimetric (compararea culorii a două soluții)

Ø nefelometric (turbiditatea solutiei de testat din actiunea unor reactivi)

Ø electrochimic (momentul final al reacției este determinat de modificarea conductibilității electrice a soluției, a potențialului electrozilor din soluția de testare)

Ø refractometric (se determina indicele de refractie)

Metode fizice de analiză:

Ø analiza spectrală (studiul spectrelor de emisie sau absorbție)

Ø luminiscent (studiind natura luminiscenței unei substanțe sub acțiunea UV)

Ø spectrometric de masă

Ø refractometric

Reacțiile analitice sunt utilizate pentru a detecta ionii în soluții în chimia analitică.

O reacție analitică este o transformare chimică în care substanța investigată este transformată într-un nou compus cu o trăsătură caracteristică.

Semne ale unei reacții analitice:

Ø Precipitaţii

Ø Dizolvarea sedimentelor

Ø Schimbarea culorii

Ø Emisia de substanta gazoasa

Condiții de reacție analitică:

Ø Debit rapid

Ø Specificitatea

Ø Sensibilitate

O reacție sensibilă este o reacție care poate detecta cea mai mică cantitate de substanță din cea mai mică cantitate de soluție.

Reacția sensibilă se caracterizează prin:

1. Deschidere joasă(cea mai mică cantitate dintr-o substanță care poate fi detectată printr-o anumită reacție)

2. Concentrare minima(raportul dintre masa analitului și masa sau volumul solventului).

O reacție specifică este o reacție prin care un ion poate fi deschis în prezența altor ioni printr-o schimbare de culoare specifică, formarea unui precipitat caracteristic, degajare de gaz etc.

Exemplu: ionul de bariu este detectat cu cromat de potasiu K 2 CrO 4 (se formează un precipitat galben strălucitor).

Analiza se bazează pe reacții specifice, numite fracționat. Folosind analiza fracționată, puteți deschide ioni în orice secvență folosind reacții specifice.

Cu toate acestea, puține reacții specifice sunt cunoscute; mai des, reactivii interacționează cu mai mulți ioni. Astfel de reacții și reactivi se numesc general. În acest caz se aplică analiza sistematică. Analiza sistematică- o anumită secvență de detecție a ionilor din amestec. Ionii care alcătuiesc amestecul sunt împărțiți în grupuri separate, din aceste grupe fiecare ion este izolat într-o secvență strict definită, iar apoi acest ion este deschis prin reacția cea mai caracteristică. Reacțiile caracteristice unui singur ion se numesc privat.

Clasificarea cationilor si anionilor.

Clasificarea ionilor în chimia analitică se bazează pe diferența de solubilitate a sărurilor și hidroxizilor pe care îi formează.

Grup analitic - un grup de cationi sau anioni, care cu orice reactiv dă reacții analitice similare.

Clasificarea cationilor:

Ø sulfura, sau hidrogenul sulfurat, este un clasic, dezvoltat de Menshutkin N.A.;

Ø acido-bazic etc.

Clasificarea sulfurilor a cationilor se bazează pe raportul dintre cationi și ionul sulfură:

1) Cationii precipitați de ionul sulfură

2) Cationii neprecipitați de ionul sulfură.

Fiecare grup are propriile sale reactiv de grup- un reactiv folosit pentru a deschide un grup de ioni și a forma un precipitat cu ioni din această grupă (Ва 2+ + SO 4 2- → ВаSO 4 ↓)

Se efectuează determinarea cationilor analiza sistematică.

Cationii și anionii îndeplinesc funcții importante în organism, de exemplu:

Responsabil pentru osmolalitatea fluidelor corporale

Formează un potențial de membrană bioelectric,

Catalizează procesul metabolic

Determinați reacția reală (pH) a lichidului corporal,

Stabilizați anumite țesuturi (țesut osos),

Servește ca depozit de energie (fosfați),

Participă la sistemul de coagulare a sângelui.

Un corp uman de 70 kg conține aproximativ 100 g de sodiu (60 meq/kg), din care 67% este schimbată activ (Geigy). Jumătate din sodiul corpului se află în spațiul extracelular. Un al treilea este situat în oase și cartilaj. Conținutul de sodiu din celule este scăzut (vezi și Fig. 6).

Concentrația plasmatică: 142(137-147) meq/l

Rol principal

Responsabil în principal pentru osmolalitatea spațiului extracelular. 92% din toți cationii și 46% din toate particulele extracelulare active osmotic sunt ioni de sodiu.

Concentrația de sodiu poate determina osmolalitatea plasmatică, cu excepția unor procese patologice precum diabetul zaharat, uremia (vezi 1.1.2).

Cantitatea de spațiu extracelular depinde de conținutul de sodiu.

Cu diete fără sare sau cu utilizarea salureticelor, spațiul extracelular scade; crește odată cu aportul crescut de sodiu.

Influență asupra spațiului intracelular prin conținutul de sodiu din plasmă. Cu o creștere a osmolalității extracelulare, de exemplu, cu introducerea unei soluții saline hipertonice, apa este îndepărtată din celule, cu o scădere a osmolalității plasmatice, de exemplu, cu pierderea de sare, celulele sunt inundate.

Participarea la crearea potențialului bioelectric de membrană. Potasiu

Corpul uman cu o greutate de 70 kg conține aproximativ 150 g de potasiu (54 mEq/kg), 90% din acesta este implicat activ în schimb (Geigy); 98% din potasiul organismului se află în celule și 2% este extracelular (Fleischer, Frohlich). La nivelul mușchilor se determină 70% din conținutul total de potasiu (Negru).

Concentrația de potasiu nu este aceeași în toate celulele. Celulele musculare conțin 160 meq potasiu/kg apă (Geigy), eritrocitele au doar 87 meq/kg globule roșii (Burck, 1970).

Concentrația de potasiu plasmatic: 4,5 (3,8-4,7) meq 1 litru.

Rol principal

Participă la utilizarea carbohidraților;

Esențial pentru sinteza proteinelor; în timpul descompunerii proteinelor, potasiului

eliberat; se leagă în timpul sintezei (raport: 1 g de azot la aproximativ 3 meq de potasiu);

Are un efect important asupra excitației neuromusculare.

Fiecare celulă musculară și fibră nervoasă în repaus este o baterie de potasiu, a cărei încărcare este determinată în mare măsură de raportul dintre concentrațiile de potasiu din interiorul și din exteriorul celulelor. Procesul de excitație este asociat cu includerea activă a ionilor de sodiu extracelular în fibrele interne și eliberarea lentă a potasiului intracelular din fibre.

Medicamentele provoacă retragerea potasiului intracelular. Condițiile asociate cu conținut scăzut de potasiu sunt însoțite de un efect pronunțat al preparatelor digitalice. În deficiența cronică de potasiu, reabsorbția tubulară este afectată (Nizet).

Potasiul este implicat în activitatea mușchilor, inimii, sistemului nervos, rinichilor, fiecărei celule.

Particularități

De mare interes practic este relația dintre concentrația de potasiu în plasmă și conținutul de potasiu intracelular. Există un principiu conform căruia, cu un metabolism echilibrat, conținutul de potasiu din plasmă determină conținutul total al acestuia în întregul organism. Acest raport este afectat de:

Valoarea pH-ului lichidului extracelular,

Energia metabolismului în celulă,

Funcția rinichilor.

Efectul valorii pH-ului asupra concentrației plasmatice de potasiu

Cu un conținut normal de potasiu în organism, o scădere a pH-ului crește cantitatea de potasiu din plasmă, (o creștere a pH-ului - scade. Exemplu: pH 7,3, acidemia - concentrația de potasiu în plasmă 4,8 meq/l pH 7,4, normal - concentrația de potasiu în plasmă 4,5 mEq/L pH 7,5, Concentrația alcaliemie-potasiu plasmatică 4,2 mEq/L (Valori calculate din Siggaard-Andersen, 1965.), valoarea de 4,5 mEq/l de plasmă indică o deficiență intracelulară de potasiu în acidemia. Dimpotrivă, în caz de alcaliemie, în cazul unui conținut normal de potasiu, ar trebui să ne așteptăm la un conținut redus al acestuia în plasmă. Cunoscând starea acido-bazică, se poate estima mai bine cantitatea de potasiu din plasmă:

Acidemie → [K] plasma - creste Alcalemia → [K] plasma - scade

Aceste dependențe, dezvăluite în experiment, nu sunt întotdeauna dovedite clinic, deoarece se dezvoltă simultan: procese ulterioare care afectează cantitatea de potasiu din plasmă, în urma cărora efectul unui proces este nivelat (Heine, Quoss, Guttler) .

Influența energiei metabolice celulare asupra concentrației plasmatice de potasiu

Un flux crescut de potasiu celular în spațiul extracelular are loc, de exemplu, atunci când:

Aprovizionare insuficientă cu oxigen a țesuturilor (șoc),

Descompunere crescută a proteinelor (stare catabolică).

Utilizarea redusă a carbohidraților (diabet zaharat),

Deshidratare celulară.

Se observă un aflux intens de potasiu în celule, de exemplu, atunci când:

Utilizarea îmbunătățită a glucozei sub acțiunea insulinei,

Creșterea sintezei proteice (creștere, administrare de steroizi anabolizanți, faza de reparare după intervenție chirurgicală, traumatisme),

Rehidratare celulară.

Procese distructive →[K]plasma - crestere Procese restaurative →[K]plasma - scade

Ionii de sodiu, introduși în cantități mari, cresc schimbul de potasiu celular și contribuie la creșterea excreției de potasiu prin rinichi (mai ales dacă ionii de sodiu sunt asociați nu cu ionii de clorură, ci cu anioni ușor metabolizați, precum citratul). Concentrația de potasiu în plasmă din cauza excesului de sodiu scade ca urmare a creșterii spațiului extracelular. O scădere a sodiului duce la o scădere a spațiului extracelular și la o creștere a concentrației de potasiu în plasmă:

Exces de sodiu → [K] plasma - scade Carenta de sodiu → [K] plasma - creste

Influența rinichilor asupra concentrației de potasiu în plasmă

Rinichii au o influență mai mică asupra menținerii potasiului decât sodiul. Cu o lipsă de potasiu, rinichii îl rețin la început cu dificultate, astfel încât pierderile pot depăși introducerea. Dimpotrivă, în caz de supradozaj, potasiul este îndepărtat destul de ușor prin fluxul de urină. Cu oligurie și anurie, cantitatea de potasiu din plasmă crește.

Oligurie, anurie → [K] plasma - crescută

Astfel, concentrația extracelulară (plasmatică) de potasiu este rezultatul unui echilibru dinamic între:

Introducere;

Capacitatea celulelor de a reține în funcție de valoarea pH-ului și de starea metabolismului (anabolism - catabolism);

Excreția renală a potasiului în funcție de:

stare acido-bazică

fluxul de urină

aldosteron;

Pierderea extrarenală de potasiu, de exemplu, în tractul gastrointestinal. Calciu

Un adult care cântărește 70 kg conține aproximativ 1000-1500 g de calciu - de la 50.000 la 75.000 meq (1,4-2% din greutatea corporală), 99% din calciu se află în oase și dinți (Rapoport).

Concentrația plasmatică: 5 (4,5-5,5) meq/l cu mici abateri individuale (Rapoport).

Calciul plasmatic este distribuit în trei fracții, și anume 50-60% este ionizat și difuzibil, 35-50% este asociat cu proteine ​​(neionizate și nedifuzibile), 5-10% este complexat cu acizi organici (acid citric) - neionizat , dar capabil de difuzie (Geigy). Între fracțiile individuale de calciu există un echilibru mobil, care depinde de pH. În acidoză, de exemplu, gradul de disociere și, în consecință, cantitatea de calciu disociat crește (încetinește efectele tetaniei în acidoză).

Doar ionii de calciu sunt activi biologic. Date precise pentru a determina starea metabolismului calciului se obțin numai prin măsurarea cantității de calciu ionizat (Pfoedte, Ponsold).

Rol principal

Componentă a oaselor. Calciul din oase se găsește ca un mineral structural insolubil, în principal fosfat de calciu (hidroxiapatită).

Influență asupra excitabilității nervilor și mușchilor. Ionii de calciu mediază fenomenul bioelectric între suprafața fibrelor și reacțiile contractile din interiorul fibrelor.

Influență asupra permeabilității membranei.

Contribuție la sistemul de coagulare a sângelui.

Particularități

Absorbția calciului în intestin este afectată de compoziția alimentelor. Deci, absorbția calciului este promovată de acidul citric și vitamina D, iar acizii organici, precum acidul oxalic (spanac, rubarba), acidul fitic (pâine, cereale), acizii grași (boli ale vezicii biliare) împiedică absorbția calciului. Raportul optim de calciu și fosfat (1.2.1) favorizează absorbția. Hormonul paratiroidian, vitamina D și calcitonina joacă un rol principal în reglarea conținutului de calciu.

Într-un corp uman care cântărește 70 kg este 20-28 g de magneziu (Hanze) - de la 1600 la 2300 mEq. Se determină predominant în schelet (jumătate din total), mai puțin în rinichi, ficat, glanda tiroidă, mușchi și sistemul nervos (Simon). Magneziul, împreună cu potasiul, este cel mai important cation al celulelor animale și vegetale.

Concentrația plasmatică: 1,6-2,3 meq/l (Hanze).

Aproximativ 55-60% din magneziul plasmatic este ionizat, 30% este legat de proteine ​​și 15% de compuși complecși (Geigy).

Rol principal

Semnificație pentru numeroase procese conduse de enzime

(regenerarea celulară, utilizarea oxigenului și eliberarea de energie; Simon). Magneziul este important pentru glicoliză, diferite etape ale ciclului citratului, fosforilarea oxidativă, activarea fosfatului, nucleaze, diverse peptidaze (Hanze).

Inhibă transferul excitației nervoase la punctul final (cum ar fi curarul; antagonistul sunt ionii de calciu), rezultând o scădere a excitației neuromusculare.

Efect depresiv asupra sistemului nervos central.

Scăderea contractilității mușchilor netezi și a miocardului.

Suprimarea excitației în nodul sinusal și tulburarea conducerii atrioventriculare (la doze foarte mari, stop cardiac în diastolă).

Vasodilatația.

Promovarea fibrinolizei (Hackethal, Bierstedt).

Particularități

Alături de absorbția și excreția prin rinichi, hormonul pancreatic, care nu a fost încă pe deplin studiat, este implicat în reglarea conținutului de magneziu din organism. Deficitul de magneziu duce la eliminarea ionilor de magneziu și calciu din oase. Absorbția este redusă de alimentele bogate în proteine ​​și calciu, precum și de alcool (Simon).

Un corp uman care cântărește 70 kg conține aproximativ 100 g de clor - 2800 mEq (Rapoport). Concentrația plasmatică: 103 (97-108) meq/l

Rol principal

Clorul este cea mai importantă parte a anionilor plasmatici.

Ionii de clor sunt implicați în formarea potențialului de membrană.

Bicarbonat

Bicarbonatul se referă la partea variabilă a ionilor. Modificările conținutului de anioni sunt echilibrate de bicarbonat. Sistemul bicarbonat - acid carbonic este cel mai important sistem tampon extracelular. Valoarea pH-ului spațiului extracelular poate fi calculată din raportul dintre bicarbonat și acid carbonic (a se vedea 1.3 pentru discuții suplimentare).

Corpul unui adult conține 500-800 g de fosfat (1% din greutatea corporală). 88% sunt în schelet (Grossmann), restul este localizat intracelular și doar o mică parte din acesta se află în spațiul extracelular (Rapoport).

Fosfatul poate fi fie organic (ca componentă a fosfoproteinelor, acizilor nucleici, fosfatidelor, coenzimelor - Rapoport), fie anorganic. Aproximativ 12% din fosfatul plasmatic se leagă de proteine.

Concentrația plasmatică (fosfor anorganic): 1,4-2,6 meq/l.

Rol principal

Împreună cu calciul formează hidroxilapatită insolubilă (funcția de susținere a oaselor).

Participarea la metabolismul carbohidraților, precum și la stocarea și transferul de energie (ATP, creatină fosfat).

acțiune tampon.

Particularități

Fosforul se găsește în toate alimentele. Absorbția este stimulată de vitamina D și citrat, întârziată de anumite metale (de exemplu aluminiu), cianuri și aportul crescut de calciu. Fosfații excretați în urină acționează ca un tampon.

Concentrația plasmatică (sulfat anorganic): 0,65 meq/l

Sulfatul se formează din aminoacizi care conțin sulf (de exemplu, cisteină, metionină) și se excretă prin rinichi.

În insuficiența renală, concentrația de sulfați în plasmă crește de 15-20 de ori.

Radicali ai acizilor organici

Lactat (acid lactic).

Piruvat (acid piruvic).

Beta-hidroxibutirat (acid beta-hidroxibutiric).

Acetoacetat (acid acetoacetic).

Succinat (acid succinic).

Citrat (acid citric).

Concentrația plasmatică: 6 mEq/L (Geigy)

Acidul lactic este un produs intermediar în procesul de metabolism al carbohidraților. Odată cu scăderea nivelului de oxigen (șoc, insuficiență cardiacă), concentrația de acid lactic crește.

Acidul acetoacetic și acidul beta-hidroxibutiric (corpii cetonici) apar cu o scădere a cantității de carbohidrați (foame, post), precum și cu o utilizare afectată a carbohidraților (diabet zaharat) (vezi 3.10.3).

Moleculele de proteine ​​la un pH sanguin de 7,4 există în principal sub formă de anioni (16 meq/l de plasmă).

Rol principal

Viața este legată de proteine, deci fără proteine ​​nu există viață Veverițe

Sunt componenta principală a structurilor celulare și interstițiale;

Accelerează procesele metabolice ca enzime;

Ele formează substanța intercelulară a pielii, oaselor și cartilajului;

Oferă activitate musculară datorită proprietăților contractile ale anumitor proteine;

Determinați presiunea coloid osmotică și astfel capacitatea de reținere a apei a plasmei (1 g de albumină leagă 16 g de apă);

Sunt substanțe protectoare (anticorpi) și hormoni (de exemplu, insulina);

Substanțe de transport (oxigen, acizi grași, hormoni, substanțe medicinale etc.);

Acționează ca un tampon;

Participa la coagularea sângelui.

Această enumerare arată deja importanța fundamentală a proteinelor.

Echilibrul proteic este stresat în special în condiții de stres (vezi și 3.8.2.1).

Instrucțiuni pentru clinician

La determinarea stării proteinelor, sunt implicați de obicei următorii parametri:

Evaluarea clinică a stării pacientului (scădere în greutate etc.);

Concentrația proteinelor totale și a albuminei în plasmă;

concentrația de transferină;

Starea imunității (de exemplu, test cutanat, examinare cu BCG etc., determinarea numărului de limfocite etc.).

Un indicator sensibil al stării de nutriție proteică, care este concentrația de albumină în plasmă, reprezintă cantitatea de stocare extravasculară a albuminei, măsurată folosind albumina marcată. Albumina extravasculară, interstițială poate fi considerată o rezervă proteică. Se ridică cu o nutriție excelentă și scade cu deficiența de proteine ​​fără a modifica concentrația de albumină plasmatică (Kudlicka și colab.).

Rezerva intravasculară de albumină este de 120 g, rezerva interstițială este de la 60 la 400 g, la adulți, în medie, 200 g. Când concentrația de albumină în plasmă scade sub limita normei, rezervele interstițiale de albumină sunt epuizat semnificativ în primul rând (Kudlicka, Kudlickova), după cum se poate observa din tabelul . 2 și 3. La 46 de pacienți operați de ulcer gastroduodenal cronic, Studley a corelat mortalitatea postoperatorie cu pierderea în greutate preoperatorie (vezi Tabelul 3).

masa 2

Letalitatea în funcție de concentrația de albumină serică din materialul clinic al pacienților terapeutici (Wuhmann, Marki)