kationov imenujemo pozitivno nabiti ioni.

Anioni imenujemo negativno nabiti ioni.

V procesu razvoja kemije sta koncepta "kislina" in "baza" doživela velike spremembe. Z vidika teorije elektrolitične disociacije se elektroliti imenujejo kisline, med disociacijo katerih nastanejo vodikovi ioni H +, baze pa so elektroliti, med disociacijo katerih nastanejo hidroksidni ioni OH -. Te definicije so v kemijski literaturi znane kot Arrheniusove definicije kislin in baz.

Na splošno je disociacija kislin predstavljena na naslednji način:

kjer je A - kisli ostanek.

Takšne lastnosti kislin, kot so interakcija s kovinami, bazami, bazičnimi in amfoternimi oksidi, sposobnost spreminjanja barve indikatorjev, kisel okus itd., so posledica prisotnosti ionov H + v kislinskih raztopinah. Število vodikovih kationov, ki nastanejo pri disociaciji kisline, imenujemo njena bazičnost. Tako je na primer HCl enobazična kislina, H 2 SO 4 je dvobazična in H 3 PO 4 je tribazična.

Polibazične kisline se disociirajo v korakih, na primer:

Od kislinskega ostanka H 2 PO 4 , ki nastane na prvi stopnji, je kasnejši ločitev iona H + zaradi prisotnosti negativnega naboja na anionu veliko težja, zato je druga stopnja disociacije veliko težja kot pri najprej. V tretjem koraku je treba proton odcepiti od aniona HPO 4 2–, tako da se tretji korak nadaljuje le za 0,001 %.

Na splošno lahko disociacijo baze predstavimo na naslednji način:

kjer je M + določen kation.

Takšne lastnosti baz, kot so interakcija s kislinami, kislinskimi oksidi, amfoternimi hidroksidi in sposobnost spreminjanja barve indikatorjev, so posledica prisotnosti OH - ionov v raztopinah.

Število hidroksilnih skupin, ki nastanejo pri disociaciji baze, imenujemo njena kislost. Na primer, NaOH je enokislinska baza, Ba (OH) 2 je dvokislinska itd.

Polikislinske baze se disociirajo v korakih, na primer:

Večina baz je rahlo topnih v vodi. Vodotopne baze se imenujejo alkalije.

Moč vezi M-OH narašča s povečanjem naboja kovinskega iona in povečanjem njegovega polmera. Zato se moč baz, ki jih tvorijo elementi v istem obdobju, zmanjšuje z naraščanjem serijske številke. Če isti element tvori več baz, se stopnja disociacije zmanjšuje s povečanjem oksidacijskega stanja kovine. Zato ima na primer Fe(OH) 2 večjo stopnjo bazične disociacije kot Fe(OH) 3 .

Elektroliti, med disociacijo katerih lahko hkrati nastanejo vodikovi kationi in hidroksidni ioni, se imenujejo amfoterično. Sem spadajo voda, hidroksidi cinka, kroma in nekatere druge snovi. Njihov celoten seznam je podan v lekciji 6, njihove lastnosti pa so obravnavane v lekciji 16.

soli imenujemo elektroliti, med disociacijo katerih nastanejo kovinski kationi (pa tudi amonijev kation NH 4 +) in anioni kislinskih ostankov.

Kemične lastnosti soli bodo opisane v lekciji 18.

Trening naloge

1. Elektroliti srednje jakosti vključujejo

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

2. Močni elektroliti so

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

3. Med disociacijo v vodni raztopini snovi s formulo nastane v znatni količini sulfatni ion

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

4. Pri redčenju raztopine elektrolita stopnja disociacije

1) ostane enak
2) gre navzdol
3) dvigne

5. Stopnja disociacije pri segrevanju šibke raztopine elektrolita

1) ostane enak
2) gre navzdol
3) dvigne
4) najprej se poveča, nato zmanjša

6. Samo močni elektroliti so navedeni v vrstnem redu:

1) H3PO4, K2SO4, 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. Vodne raztopine glukoze oziroma kalijevega sulfata so:

1) z močnim in šibkim elektrolitom
2) neelektrolit in močan elektrolit
3) šibek in močan elektrolit
4) šibek elektrolit in neelektrolit

8. Stopnja disociacije elektrolitov srednje jakosti

1) več kot 0,6
2) več kot 0,3
3) leži znotraj 0,03-0,3
4) manj kot 0,03

9. Stopnja disociacije močnih elektrolitov

1) več kot 0,6
2) več kot 0,3
3) leži znotraj 0,03-0,3
4) manj kot 0,03

10. Stopnja disociacije šibkih elektrolitov

1) več kot 0,6
2) več kot 0,3
3) leži znotraj 0,03-0,3
4) manj kot 0,03

11. Oba sta elektrolita:

1) fosforjeva kislina in glukoza
2) natrijev klorid in natrijev sulfat
3) fruktoza in kalijev klorid
4) aceton in natrijev sulfat

12. V vodni raztopini fosforne kisline H 3 PO 4 je najmanjša koncentracija delcev

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

13. Elektroliti so v nizu razporejeni po naraščajoči stopnji disociacije

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. Elektroliti so v nizu razvrščeni po padajoči stopnji disociacije

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

15. V vodni raztopini skoraj nepovratno disociira

1) ocetna kislina
2) bromovodikova kislina
3) fosforna kislina
4) kalcijev hidroksid

16. Elektrolit, ki je močnejši od dušikove kisline

1) ocetna kislina
2) žveplova kislina
3) fosforna kislina
4) natrijev hidroksid

17. Postopna disociacija je značilna za

1) fosforjeva kislina
2) klorovodikova kislina
3) natrijev hidroksid
4) natrijev nitrat

18. V seriji so predstavljeni samo šibki elektroliti

1) natrijev sulfat in dušikova kislina
2) ocetna kislina, hidrosulfidna kislina
3) natrijev sulfat, glukoza
4) natrijev klorid, aceton

19. Vsaka od obeh snovi je močan elektrolit

1) kalcijev nitrat, natrijev fosfat
2) dušikova kislina, dušikova kislina
3) barijev hidroksid, žveplova kislina
4) ocetna kislina, kalijev fosfat

20. Obe snovi sta srednje močni elektroliti.

1) natrijev hidroksid, kalijev klorid
2) fosforjeva kislina, dušikova kislina
3) natrijev klorid, ocetna kislina
4) glukoza, kalijev acetat

Anioni so sestavine dvojnih, kombiniranih, srednjih, kislih, bazičnih soli. V kvalitativni analizi je mogoče vsakega od njih določiti s posebnim reagentom. Poglejmo si kvalitativne reakcije na anione, ki se uporabljajo v anorganski kemiji.

Značilnosti analize

Je ena najpomembnejših možnosti za identifikacijo snovi, ki so pogoste v anorganski kemiji. Analiza je razdeljena na dve komponenti: kvalitativno, kvantitativno.

Vse kvalitativne reakcije na anione pomenijo identifikacijo snovi, ugotavljanje prisotnosti določenih nečistoč v njej.

Kvantitativna analiza ugotovi jasno vsebnost nečistoč in osnovne snovi.

Posebnosti kvalitativne detekcije anionov

Vseh interakcij ni mogoče uporabiti v kvalitativni analizi. Za značilno se šteje reakcija, ki vodi do spremembe barve raztopine, obarjanja oborine, njenega raztapljanja in sproščanja plinaste snovi.

Anionske skupine se določijo s selektivno reakcijo, zaradi katere lahko v sestavi zmesi zaznamo le določene anione.

Občutljivost je najnižja koncentracija raztopine, pri kateri je mogoče določiti anion brez predhodne obdelave.

Skupinske reakcije

Obstajajo kemikalije, ki lahko medsebojno delujejo z različnimi anioni in dajejo podobne rezultate. Zahvaljujoč uporabi skupinskega reagenta je mogoče izolirati različne skupine anionov z obarjanjem.

Pri kemijski analizi anorganskih snovi preučujejo predvsem vodne raztopine, v katerih so soli prisotne v disociirani obliki.

Zato so anioni soli določeni z odkritjem v raztopini snovi.

Analitične skupine

Pri kislinsko-bazni metodi je običajno razlikovati tri analitične skupine anionov.

Analizirajmo, katere anione lahko določimo z določenimi reagenti.

sulfati

Za njihovo odkrivanje v zmesi soli v kvalitativni analizi se uporabljajo topne barijeve soli. Glede na to, da so sulfatni anioni SO4, je kratka ionska enačba za tekočo reakcijo:

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

Barijev sulfat, pridobljen kot posledica interakcije, ima belo barvo in je netopna snov.

Halogenidi

Pri določanju kloridnih anionov v soli se kot reagent uporabljajo topne srebrove soli, saj je kation te plemenite kovine tisti, ki daje netopno belo oborino, zato se kloridni anioni določijo na ta način. To ni popoln seznam kvalitativnih interakcij, ki se uporabljajo v analitični kemiji.

Poleg kloridov se za odkrivanje prisotnosti jodidov in bromidov v mešanici uporabljajo tudi srebrove soli. Vsaka od srebrovih soli, ki tvorijo spojino s halidom, ima določeno barvo.

Na primer, AgI je rumena.

Kvalitativne reakcije na anione 1. analitične skupine

Najprej razmislimo, katere anione vsebuje. To so karbonati, sulfati, fosfati.

Najpogostejša v analitični kemiji je reakcija za določanje sulfatnih ionov.

Za njegovo izvedbo lahko uporabite raztopine kalijevega sulfata, barijevega klorida. Ko te spojine zmešamo skupaj, nastane bela oborina barijevega sulfata.

V analitični kemiji je predpogoj pisanje molekularnih in ionskih enačb tistih procesov, ki so bili izvedeni za identifikacijo anionov določene skupine.

S pisanjem celotne in skrajšane ionske enačbe za ta proces lahko potrdimo nastanek netopne soli BaSO4 (barijev sulfat).

Ko se v zmesi soli odkrije karbonatni ion, se uporabi kakovostna reakcija z anorganskimi kislinami, ki jo spremlja sproščanje plinaste spojine - ogljikovega dioksida. Poleg tega se pri odkrivanju karbonata v analizni kemiji uporablja tudi reakcija z barijevim kloridom. Zaradi ionske izmenjave se obori bela oborina barijevega karbonata.

Reducirana ionska enačba procesa je opisana s shemo.

Barijev klorid obori karbonatne ione v obliki bele oborine, ki se uporablja pri kvalitativni analizi anionov prve analitične skupine. Drugi kationi ne dajejo takega rezultata, zato niso primerni za določanje.

Ko karbonat reagira s kislinami, je kratka ionska enačba:

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

Pri odkrivanju fosfatnih ionov v mešanici se uporablja tudi topna barijeva sol. Mešanje raztopine natrijevega fosfata z barijevim kloridom povzroči nastanek netopnega barijevega fosfata.

Tako lahko sklepamo, da je barijev klorid univerzalen in ga lahko uporabimo za določanje anionov prve analitične skupine.

Kvalitativne reakcije na anione druge analitične skupine

Kloridne anione lahko zaznamo z interakcijo z raztopino srebrovega nitrata. Zaradi ionske izmenjave nastane sirasta bela oborina srebrovega klorida (1).

Bromid te kovine ima rumenkasto barvo, jodid pa bogato rumeno barvo.

Molekularna interakcija natrijevega klorida s srebrovim nitratom je naslednja:

NaCl + AgNO 3 \u003d AgCl + NaNO 3

Med specifičnimi reagenti, ki jih lahko uporabimo pri določanju jodidnih ionov v zmesi, izpostavljamo bakrove katione.

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

Za ta redoks proces je značilna tvorba prostega joda, ki se uporablja v kvalitativni analizi.

silikatni ioni

Za odkrivanje teh ionov se uporabljajo koncentrirane mineralne kisline. Na primer, ko natrijevemu silikatu dodamo koncentrirano klorovodikovo kislino, nastane oborina silicijeve kisline, ki ima gel podoben videz.

V molekularni obliki je ta proces:

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

Hidroliza

V analitični kemiji je anionska hidroliza ena od metod za določanje reakcije medija v raztopinah soli. Da bi pravilno določili varianto tekoče hidrolize, je treba ugotoviti, iz katere kisline in baze je bila pridobljena sol.

Na primer, aluminijev sulfid tvorita netopen aluminijev hidroksid in šibka hidrosulfidna kislina. V vodni raztopini te soli pride do hidrolize pri anionu in pri kationu, zato je medij nevtralen. Nobeden od indikatorjev ne bo spremenil svoje barve, zato bo težko določiti sestavo te spojine s hidrolizo.

Zaključek

Kvalitativne reakcije, ki se v analitični kemiji uporabljajo za določanje anionov, omogočajo pridobivanje določenih soli v obliki padavin. Glede na anione katere analitske skupine je treba identificirati, se za poskus izbere določen skupinski reagent.

S to metodo se določi kakovost pitne vode, pri čemer se ugotovi, ali količinska vsebnost anionov klora, sulfata, karbonata ne presega tistih najvišjih dovoljenih koncentracij, ki jih določajo sanitarne in higienske zahteve.

V pogojih šolskega laboratorija so poskusi, povezani z določanjem anionov, ena od možnosti za raziskovalne naloge pri praktičnem delu. Med poskusom šolarji ne analizirajo le barv nastalih padavin, ampak tudi sestavijo reakcijske enačbe.

Poleg tega so diplomantom na zaključnih preizkusih iz kemije na voljo elementi kvalitativne analize, ki omogočajo ugotavljanje ravni znanja bodočih kemikov in inženirjev na področju molekularnih, popolnih in reduciranih ionskih enačb.

ANIONI (negativni ioni) Kaj so anioni? Kako anioni vplivajo na človeško telo?

Kaj so anioni?

Molekule in atomi zraka so v normalnih pogojih nevtralni. Toda z ionizacijo zraka, ki se lahko zgodi z navadnim sevanjem, mikrovalovnim sevanjem, ultravijoličnim sevanjem, včasih preprosto s preprostim udarom strele. Zrak se izprazni – molekule kisika izgubijo nekaj negativno nabitih elektronov, ki se vrtijo okoli atomskega jedra, ki kasneje najdejo in se pridružijo vsem nevtralnim molekulam ter jim dajo negativen naboj. Takšne negativno nabite molekule imenujemo anioni. Človek ne more obstajati brez anionov, kot vsako drugo živo bitje.

Aroma svežega zraka – začutimo prisotnost anionov v zraku divjih živali: visoko v gorah, ob morju, takoj po dežju – v tem času želimo globoko vdihniti, vdihniti to čistost in svežino zraka. Anioni (negativno nabiti ioni) zraka se imenujejo zračni vitamini. Anioni zdravijo bolezni bronhijev, človeški pljučni sistem, so močno sredstvo za preprečevanje kakršne koli bolezni, povečajo imuniteto človeškega telesa. Negativni ioni (anioni) pomagajo očistiti zrak pred bakterijami, mikrobi, patogeno mikrofloro in prahom, s čimer zmanjšajo število bakterij in prašnih delcev na minimum, včasih pa tudi na nič. Anioni imajo dolgotrajen čistilni in razkuževalni učinek na mikrofloro okoliškega zraka.

Zdravje ljudi je neposredno odvisno od kvantitativne vsebnosti anionov v zunanjem zraku. Če je v zraku, ki vstopa v človeško telo, v okoliškem prostoru premalo anionov, potem človek začne krčevito dihati, lahko se počuti utrujeno, začne se vrteti in boleti glava ali celo postane depresiven. Vsa ta stanja je mogoče zdraviti, če je vsebnost anionov v zraku, ki vstopa v pljuča, najmanj 1200 anionov na 1 kubični centimeter. Če povečate vsebnost anionov v stanovanjskih prostorih na 1500-1600 anionov na 1 kubični centimeter, se bo dobro počutje ljudi, ki tam živijo ali delajo, dramatično izboljšalo; Začeli se boste zelo dobro počutiti, delati s podvojeno energijo, s čimer boste povečali svojo produktivnost in kakovost dela.

Z neposrednim stikom anionov s kožo zaradi visoke penetracijske sposobnosti negativnih ionov v človeškem telesu potekajo kompleksne biokemične reakcije in procesi, ki prispevajo k:

splošna krepitev človeškega telesa, imunosti in ohranjanje energetskega stanja telesa kot celote

izboljšanje oskrbe s krvjo vseh organov, izboljšanje možganske aktivnosti, preprečevanje pomanjkanja kisika v možganih,

Anioni izboljšajo delovanje srčne mišice, ledvic in jeter

anioni izboljšajo mikrocirkulacijo krvi v žilah, povečajo elastičnost tkiva

negativno nabiti delci (anioni) preprečujejo staranje telesa

anioni prispevajo k aktivaciji anti-edematoznih in imunomodulatornih učinkov

anioni pomagajo proti raku, tumorjem, povečajo lastno protitumorsko obrambo telesa

s povečanjem anionov v zraku se izboljša prevodnost živčnih impulzov

Takole sledi:

Anioni (negativni ioni) so nepogrešljiv pomočnik pri krepitvi človekovega zdravja in podaljševanju njegovega življenja

Razvrstitev kationov in anionov.

Metode analize.

Analitična kemija je znanost o določanju kemične sestave snovi.

Analitična kemija in njene metode se pogosto uporabljajo v gostinstvu in živilski industriji za nadzor kakovosti surovin, polizdelkov, končnih izdelkov; določitev prodajnih pogojev in pogojev skladiščenja izdelkov.

V analitični kemiji obstajajo kvantitativno in kvalitativno analiza. Naloga kvantitativna analiza- določanje relativne količine elementov v spojinah ali kemičnih spojin v mešanicah; nalogo kvalitativno analizo- odkrivanje prisotnosti elementov v spojinah ali kemičnih spojin v mešanicah.

Zgodovina razvoja analitične kemije.

Sprva s pomočjo kvalitativno analizo določili lastnosti nekaterih mineralov. Za kvantitativno analiza je bila uporabljena v testni dejavnosti (določanje plemenitih kovin) - Stara Grčija, Egipt. V 9.-10. stoletju so za določanje plemenitih kovin v Kijevski Rusiji uporabljali testne metode.

Analitična kemija kot znanost se začne razvijati od sredine 17. stoletja.

Prvič je temelje kvalitativne analize začrtal angleški znanstvenik R. Boyle, ki je uvedel tudi izraz »kemijska analiza«. R. Boyle velja za utemeljitelja znanstvene analitične kemije.

Zakone kvantitativne analize je sredi 17. stoletja začrtal Lomonosov. Lomonosov je bil prvi, ki je uporabil tehtanje izhodnih materialov in reakcijskih produktov.

Do sredine 19. stoletja so se oblikovale titrimetrične in gravimetrične analizne metode ter metode analize plinov.

Prvi učbenik analitične kemije se je pojavil v Rusiji leta 1871. Avtor tega učbenika je ruski kemik N.A. Menshutkin.

V drugi polovici 20. stoletja so se pojavile številne nove metode analize: rentgenski, masni spektralni itd.

Klasifikacija analiznih metod, ki se uporabljajo v analizni kemiji.

Analitična kemija vključuje dva glavna oddelka: kvantitativna analiza in kvalitativno analizo.

Metode kvalitativne analize:

Ø Kemična

Ø Fizikalni in kemični

Ø Fizični

Kemijska analiza:

Ø "suhi" način

Ø "mokri" način

"Suha" pot - kemične reakcije, ki se pojavijo med žarenjem, fuzijo, obarvanjem plamena.

Primer : obarvanje plamena s kovinskimi kationi (natrijev - rumeni, kalij - rožnato-vijolični, kalcij - oranžno-rdeči, bakrov - zeleni itd.), ki nastanejo pri elektrolitski disociaciji soli:

NaCl → Na++Cl-

K2CO3 → 2K+ + CO 3 2-

"Mokri" način - kemične reakcije v raztopinah elektrolitov.

Tudi pri kvalitativni analizi, odvisno od količine preskusne snovi, volumna raztopine in izvedbene tehnike, so:

1) makrometoda: razmeroma velike porcije (0,1 g ali več) ali velike količine raztopin (10 ml ali več) preskusne snovi. Ta metoda je najprimernejša za opredelitev.

2) mikrometoda: vzorci od 10 do 50 mg in prostornine raztopine do nekaj ml.

3) polmikro metoda: tehta 1-10 mg in volumna raztopine približno 0,1-1 ml.

Mikrometoda in polmikrometoda imata dve nedvomni prednosti:

1. Visoka hitrost analize

2. Potrebna majhna količina analita.

Fizikalne in kemijske metode analize:

Ø kolorimetrična (primerjava barve dveh raztopin)

Ø nefelometrični (motnost preskusne raztopine zaradi delovanja nekaterih reagentov)

Ø elektrokemični (trenutek konca reakcije je določen s spremembo električne prevodnosti raztopine, potencialom elektrod v preskusni raztopini)

Ø refraktometrični (določite lomni količnik)

Fizikalne metode analize:

Ø spektralna analiza (študija emisijskih ali absorpcijskih spektrov)

Ø luminiscenčna (preučevanje narave luminiscence snovi pod vplivom UV)

Ø masna spektrometrična

Ø refraktometrični

Analitične reakcije se uporabljajo za odkrivanje ionov v raztopinah v analitični kemiji.

Analitična reakcija je kemična preobrazba, pri kateri se preiskovana snov pretvori v novo spojino z značilno lastnostjo.

Znaki analitične reakcije:

Ø Padavine

Ø Raztapljanje usedlin

Ø Sprememba barve

Ø Emisija plinastih snovi

Pogoji analitične reakcije:

Ø Hiter pretok

Ø Posebnost

Ø Občutljivost

Občutljiva reakcija je reakcija, ki lahko zazna najmanjšo količino snovi iz najmanjše količine raztopine.

Za občutljivo reakcijo je značilno:

1. Odpiranje nizko(najmanjša količina snovi, ki jo je mogoče zaznati z dano reakcijo)

2. Najmanjša koncentracija(razmerje med maso analita in maso ali prostornino topila).

Specifična reakcija je reakcija, pri kateri se lahko ion odpre v prisotnosti drugih ionov s specifično spremembo barve, tvorbo značilne oborine, razvojem plina itd.

Primer: barijev ion zaznamo s kalijevim kromatom K 2 CrO 4 (nastane svetlo rumena oborina).

Analiza temelji na specifičnih reakcijah, imenovanih frakcijski. Z uporabo frakcijske analize lahko odprete ione v poljubnem zaporedju s posebnimi reakcijami.

Vendar pa je znanih le malo specifičnih reakcij; pogosteje reagenti medsebojno delujejo z več ioni. Takšne reakcije in reagenti se imenujejo splošno. V tem primeru velja sistematična analiza. Sistematična analiza- določeno zaporedje detekcije ionov v mešanici. Ioni, ki sestavljajo mešanico, so razdeljeni v ločene skupine, iz teh skupin je vsak ion izoliran v strogo določenem zaporedju, nato pa se ta ion odpre z najbolj značilno reakcijo. Reakcije, značilne za en sam ion, se imenujejo zasebni.

Razvrstitev kationov in anionov.

Razvrstitev ionov v analitični kemiji temelji na razliki v topnosti soli in hidroksidov, ki jih tvorijo.

Analitična skupina - skupina kationov ali anionov, ki s katerim koli reagentom daje podobne analitične reakcije.

Kationske klasifikacije:

Ø sulfid ali vodikov sulfid je klasika, ki jo je razvil Menshutkin N.A.;

Ø kislinsko-bazično itd.

Sulfidna klasifikacija kationov temelji na razmerju med kationi in sulfidnim ionom:

1) Kationi, ki jih obori sulfidni ion

2) Kationi, ki jih sulfidni ion ne oborijo.

Vsaka skupina ima svoje skupinski reagent- reagent, ki se uporablja za odpiranje ene skupine ionov in tvorbo oborine z ioni te skupine (Ва 2+ + SO 4 2- → ВаSO 4 ↓)

Izvede se določitev kationov sistematična analiza.

Kationi in anioni opravljajo pomembne funkcije v telesu, na primer:

Odgovoren je za osmolalnost telesnih tekočin

Oblikujejo potencial bioelektrične membrane,

Katalizira presnovni proces

Določite dejansko reakcijo (pH) telesne tekočine,

stabilizirati določena tkiva (kostno tkivo),

Služi kot skladišče energije (fosfati),

Sodelujte v sistemu koagulacije krvi.

70 kg človeško telo vsebuje približno 100 g natrija (60 meq/kg), od tega se 67 % aktivno izmenjuje (Geigy). Polovica telesnega natrija je v zunajceličnem prostoru. Tretjina se nahaja v kosteh in hrustancu. Vsebnost natrija v celicah je nizka (glej tudi sliko 6).

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

Glavna vloga

Odgovoren je predvsem za osmolalnost zunajceličnega prostora. 92 % vseh kationov in 46 % vseh zunajceličnih osmotsko aktivnih delcev so natrijevi ioni.

Koncentracija natrija lahko določi osmolalnost plazme, z izjemo patoloških procesov, kot so sladkorna bolezen, uremija (glejte 1.1.2).

Količina zunajceličnega prostora je odvisna od vsebnosti natrija.

Pri dietah brez soli ali uporabi saluretikov se zmanjša zunajcelični prostor; poveča se s povečanim vnosom natrija.

Vpliv na znotrajcelični prostor z vsebnostjo natrija v plazmi. S povečanjem zunajcelične osmolalnosti, na primer z uvedbo hipertonične fiziološke raztopine, se voda odstrani iz celic, z zmanjšanjem osmolalnosti plazme, na primer z izgubo soli, se celice preplavijo.

Sodelovanje pri ustvarjanju potenciala bioelektrične membrane. kalij

Človeško telo, ki tehta 70 kg, vsebuje približno 150 g kalija (54 mEq / kg), 90 % ga je aktivno vključenih v izmenjavo (Geigy); 98 % telesnega kalija je v celicah, 2 % pa je zunajceličnega (Fleischer, Frohlich). V mišicah se določi 70% celotne vsebnosti kalija (črna).

Koncentracija kalija ni enaka v vseh celicah. Mišične celice vsebujejo 160 meq kalija/kg vode (Geigy), eritrociti imajo le 87 meq/kg rdečih krvnih celic (Burck, 1970).

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

Glavna vloga

Sodeluje pri izrabi ogljikovih hidratov;

Bistvenega pomena za sintezo beljakovin; med razgradnjo beljakovin, kalija

osvobodil; se veže med sintezo (razmerje: 1 g dušika na približno 3 meq kalija);

Ima pomemben učinek na živčno-mišično vzbujanje.

Vsaka mišična celica in živčno vlakno v mirovanju je kalijev akumulator, katerega napolnjenost je v veliki meri odvisna od razmerja koncentracij kalija znotraj in zunaj celic. Proces vzbujanja je povezan z aktivnim vključevanjem zunajceličnih natrijevih ionov v notranja vlakna in počasnim sproščanjem znotrajceličnega kalija iz vlaken.

Zdravila povzročajo umik znotrajceličnega kalija. Stanja, povezana z nizko vsebnostjo kalija, spremlja izrazit učinek pripravkov digitalisa. Pri kroničnem pomanjkanju kalija je motena tubularna reabsorpcija (Nizet).

Kalij sodeluje pri delovanju mišic, srca, živčnega sistema, ledvic, vsake celice.

Posebnosti

Zelo praktičnega pomena je razmerje med koncentracijo kalija v plazmi in znotrajcelično vsebnostjo kalija. Obstaja načelo, da pri uravnoteženem metabolizmu vsebnost kalija v plazmi določa njegovo skupno vsebnost v celotnem telesu. Na to razmerje vplivajo:

pH vrednost zunajcelične tekočine,

Energija metabolizma v celici,

Funkcija ledvic.

Vpliv pH vrednosti na koncentracijo kalija v plazmi

Pri normalni vsebnosti kalija v telesu znižanje pH poveča količino kalija v plazmi, (povečanje pH se zmanjša. Primer: pH 7,3, acidemija - koncentracija kalija v plazmi 4,8 meq/l pH 7,4, normalno - koncentracija kalija v plazmi 4,5 mEq/L pH 7,5, Alkalemia-Plasma Kalium Concentration 4,2 mEq/L (vrednosti, izračunane iz Siggaard-Andersen, 1965.), vrednost 4,5 mEq/l v plazmi kisline kaže na deficiency potasse acid. Nasprotno, pri alkalemiji je v primeru normalne vsebnosti kalija pričakovati zmanjšano vsebnost le-tega v plazmi. Če poznamo kislinsko-bazično stanje, lahko bolje ocenimo količino kalija v plazmi:

Acidemija → [K] plazma - povečanje alkalemija → [K] plazma - zmanjšanje

Te odvisnosti, razkrite v poskusu, niso vedno klinično dokazane, saj se hkrati razvijajo: nadaljnji procesi, ki vplivajo na količino kalija v plazmi, zaradi česar se učinek enega procesa izravna (Heine, Quoss, Guttler) .

Vpliv celične presnovne energije na koncentracijo kalija v plazmi

Povečan odtok celičnega kalija v zunajcelični prostor se pojavi, na primer, ko:

Nezadostna oskrba tkiv s kisikom (šok),

Povečana razgradnja beljakovin (katabolično stanje).

Zmanjšana poraba ogljikovih hidratov (sladkorna bolezen),

Celična dehidracija.

Intenziven pritok kalija v celice opazimo, na primer, ko:

Izboljšana izraba glukoze pod delovanjem insulina,

Povečana sinteza beljakovin (rast, dajanje anaboličnih steroidov, faza popravila po operaciji, travma),

Celična rehidracija.

Destruktivni procesi →[K]plazma - povečanje Obnovitveni procesi →[K]plazma - zmanjšanje

Natrijevi ioni, vneseni v velikih količinah, povečajo izmenjavo celičnega kalija in prispevajo k povečanemu izločanju kalija skozi ledvice (še posebej, če natrijevi ioni niso povezani s kloridnimi ioni, ampak z lahko presnovnimi anioni, kot je citrat). Koncentracija kalija v plazmi se zaradi presežka natrija zmanjša zaradi povečanja zunajceličnega prostora. Zmanjšanje natrija vodi do zmanjšanja zunajceličnega prostora in povečanja koncentracije kalija v plazmi:

Presežek natrija → [K] plazma - zmanjšanje Pomanjkanje natrija → [K] plazma - povečanje

Vpliv ledvic na koncentracijo kalija v plazmi

Ledvice imajo manjši vpliv na vzdrževanje kalija kot natrija. Ob pomanjkanju kalija ga ledvice sprva težko zadržijo, zato lahko izgube presežejo vnos. Nasprotno, v primeru prevelikega odmerjanja se kalij precej zlahka odstrani s tokom urina. Z oligurijo in anurijo se količina kalija v plazmi poveča.

Oligurija, anurija → [K] plazma - povečana

Tako je zunajcelična (plazemska) koncentracija kalija rezultat dinamičnega ravnovesja med:

Uvod;

Sposobnost zadrževanja celic glede na pH vrednost in stanje presnove (anabolizem – katabolizem);

Ledvično izločanje kalija je odvisno od:

kislinsko-bazično stanje

pretok urina

aldosteron;

Ekstrarenalna izguba kalija, na primer v prebavilih. kalcij

Odrasla oseba, ki tehta 70 kg, vsebuje približno 1000-1500 g kalcija - od 50.000 do 75.000 meq (1,4-2% telesne teže), 99% kalcija je v kosteh in zobeh (Rapoport).

Koncentracija v plazmi: 5 (4,5-5,5) meq / l z majhnimi individualnimi odstopanji (Rapoport).

Kalcij v plazmi je razporejen v tri frakcije, in sicer 50-60% je ioniziranega in difuzijskega, 35-50% je povezano z beljakovinami (ni ionizirane in ne difuzijske), 5-10% kompleksira z organskimi kislinami (citronska kislina) - ni ionizirano , vendar je sposoben difuzije (Geigy). Med posameznimi frakcijami kalcija obstaja mobilno ravnotežje, ki je odvisno od pH. Pri acidozi se na primer poveča stopnja disociacije in posledično količina disociiranega kalcija (upočasni učinke tetanije pri acidozi).

Samo kalcijevi ioni so biološko aktivni. Natančne podatke za določitev stanja presnove kalcija dobimo le z merjenjem količine ioniziranega kalcija (Pfoedte, Ponsold).

Glavna vloga

Sestavni del kosti. Kalcij v kosteh je v obliki netopnega strukturnega minerala, predvsem kalcijevega fosfata (hidroksilapatita).

Vpliv na razdražljivost živcev in mišic. Kalcijevi ioni posredujejo bioelektrični pojav med površino vlaken in kontraktilnimi reakcijami znotraj vlaken.

Vpliv na prepustnost membrane.

Prispevek k sistemu koagulacije krvi.

Posebnosti

Na absorpcijo kalcija v črevesju vpliva sestava hrane. Tako absorpcijo kalcija spodbujata citronska kislina in vitamin D, organske kisline, kot so oksalna kislina (špinača, rabarbara), fitinska kislina (kruh, žita), maščobne kisline (bolezni žolčnika) pa preprečujejo absorpcijo kalcija. Optimalno razmerje med kalcijem in fosfatom (1.2.1) spodbuja absorpcijo. Obščitnični hormon, vitamin D in kalcitonin imajo vodilno vlogo pri uravnavanju vsebnosti kalcija.

V človeškem telesu, ki tehta 70 kg, je 20-28 g magnezija (Hanze) - od 1600 do 2300 mEq. Določen je pretežno v okostju (polovica celotnega), manj v ledvicah, jetrih, ščitnici, mišicah in živčevju (Simon). Magnezij je skupaj s kalijem najpomembnejši kation živalskih in rastlinskih celic.

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

Približno 55-60 % magnezija v plazmi je ioniziranega, 30 % je vezanega na beljakovine in 15 % na kompleksne spojine (Geigy).

Glavna vloga

Pomen za številne procese, ki jih poganjajo encimi

(regeneracija celic, izkoriščanje kisika in sproščanje energije; Simon). Magnezij je pomemben za glikolizo, različne korake citratnega cikla, oksidativno fosforilacijo, aktivacijo fosfatov, nukleaze, različne peptidaze (Hanze).

Zavira prenos živčnega vzbujanja do končne točke (kot kurare; antagonist so kalcijevi ioni), kar povzroči zmanjšanje živčno-mišičnega vzbujanja.

Depresivni učinek na centralni živčni sistem.

Zmanjšana kontraktilnost gladkih mišic in miokarda.

Zatiranje vzbujanja v sinusnem vozlišču in motena atrioventrikularna prevodnost (pri zelo velikih odmerkih, srčni zastoj v diastoli).

Vazodilatacija.

Spodbujanje fibrinolize (Hackethal, Bierstedt).

Posebnosti

Poleg absorpcije in izločanja skozi ledvice je hormon trebušne slinavke, ki še ni v celoti raziskan, vključen v uravnavanje vsebnosti magnezija v telesu. Pomanjkanje magnezija vodi v odstranitev magnezijevih in kalcijevih ionov iz kosti. Absorpcijo zmanjšajo živila, bogata z beljakovinami in kalcijem, pa tudi alkohol (Simon).

Človeško telo, ki tehta 70 kg, vsebuje približno 100 g klora - 2800 mEq (Rapoport). Koncentracija v plazmi: 103 (97-108) meq/l

Glavna vloga

Klor je najpomembnejši del plazemskih anionov.

Klorovi ioni sodelujejo pri tvorbi membranskega potenciala.

Bikarbonat

Bikarbonat se nanaša na spremenljivi del ionov. Spremembe v vsebnosti anionov uravnava bikarbonat. Sistem bikarbonat - ogljikova kislina je najpomembnejši zunajcelični puferski sistem. Vrednost pH zunajceličnega prostora se lahko izračuna iz razmerja med bikarbonatom in ogljikovo kislino (za nadaljnjo razpravo glejte 1.3).

Telo odrasle osebe vsebuje 500-800 g fosfata (1% telesne teže). 88 % jih je v okostju (Grossmann), ostalo se nahaja znotrajcelično in le majhen del je v zunajceličnem prostoru (Rapoport).

Fosfat je lahko organski (kot sestavina fosfoproteinov, nukleinskih kislin, fosfatidov, koencimov - Rapoport) ali anorganski. Približno 12 % plazemskega fosfata je vezanega na beljakovine.

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

Glavna vloga

Skupaj s kalcijem tvori netopen hidroksilapatit (podporna funkcija kosti).

Sodeluje pri presnovi ogljikovih hidratov, pa tudi pri shranjevanju in prenosu energije (ATP, kreatin fosfat).

pufersko delovanje.

Posebnosti

Fosfor se nahaja v vseh živilih. Absorpcijo spodbujata vitamin D in citrat, upočasnijo pa jo nekatere kovine (npr. aluminij), cianidi in povečan vnos kalcija. Fosfati, ki se izločajo z urinom, delujejo kot pufer.

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

Sulfat nastane iz aminokislin, ki vsebujejo žveplo (npr. cistein, metionin) in se izločajo skozi ledvice.

Pri ledvični insuficienci se koncentracija sulfatov v plazmi poveča za 15-20-krat.

Ostanki organske kisline

Laktat (mlečna kislina).

Piruvat (pirovična kislina).

Beta-hidroksibutirat (beta-hidroksibutirna kislina).

Acetoacetat (acetoocetna kislina).

Sukcinat (jantarna kislina).

Citrat (citronska kislina).

Koncentracija v plazmi: 6 mEq/L (Geigy)

Mlečna kislina je vmesni produkt v procesu presnove ogljikovih hidratov. Z zmanjšanjem ravni kisika (šok, srčno popuščanje) se koncentracija mlečne kisline dvigne.

Acetoocetna kislina in beta-hidroksimaslena kislina (ketonska telesa) se pojavita pri zmanjšanju količine ogljikovih hidratov (lakota, tešče), pa tudi pri oslabljenem izkoristku ogljikovih hidratov (sladkorna bolezen) (glejte 3.10.3).

Beljakovinske molekule pri pH krvi 7,4 obstajajo predvsem v obliki anionov (16 meq/l plazme).

Glavna vloga

Življenje je povezano z beljakovinami, zato brez beljakovin ni življenja Veverice

So glavna sestavina celičnih in intersticijskih struktur;

Pospešiti presnovne procese kot encimi;

Tvorijo medcelično snov kože, kosti in hrustanca;

Zagotavljajo mišično aktivnost zaradi kontraktilnih lastnosti nekaterih beljakovin;

Določite koloidno osmotski tlak in s tem vodozadrževalno sposobnost plazme (1 g albumina nase veže 16 g vode);

So zaščitne snovi (protitelesa) in hormoni (na primer inzulin);

Transportne snovi (kisik, maščobne kisline, hormoni, zdravilne snovi itd.);

Delujte kot blažilnik;

Sodelujte pri strjevanju krvi.

To naštevanje že kaže na temeljni pomen beljakovin.

Ravnotežje beljakovin je še posebej poudarjeno pod stresom (glej tudi 3.8.2.1).

Navodila zdravnika

Pri določanju stanja beljakovin so običajno vključeni naslednji parametri:

Klinična ocena bolnikovega stanja (izguba teže itd.);

Koncentracija skupnih beljakovin in albumina v plazmi;

koncentracija transferina;

Stanje imunosti (na primer kožni test, pregled z BCG itd., določanje števila limfocitov itd.).

Občutljiv indikator stanja beljakovinske prehrane, ki je koncentracija albumina v plazmi, predstavlja količino ekstravaskularnega shranjevanja albumina, izmerjeno z uporabo označenega albumina. Ekstravaskularni intersticijski albumin se lahko šteje za rezervo beljakovin. Zvišuje se z odlično prehrano in se zmanjšuje s pomanjkanjem beljakovin, ne da bi se spremenila koncentracija albumina v plazmi (Kudlicka et al.).

Intravaskularna rezerva albumina je 120 g, intersticijska - od 60 do 400 g, pri odraslih v povprečju 200 g. Ko koncentracija albumina v plazmi pade pod mejo norme, so intersticijske rezerve albumina znatno izčrpane v prvo mesto (Kudlicka, Kudlickova), kot je razvidno iz tabele . 2 in 3. Pri 46 bolnikih, ki so bili operirani zaradi kroničnih razjed na želodcu in dvanajstniku, je Studley povezal pooperativno umrljivost s predoperativno izgubo teže (glej tabelo 3).

tabela 2

Smrtnost glede na koncentracijo serumskega albumina v kliničnem materialu terapevtskih bolnikov (Wuhmann, Marki)