Kaj so?
Kaj so elektroliti?
Elektroliti - ednina: elektrolit - so opredeljeni kot: snovi, proizvedene v električno prevodni raztopini in raztopljene v polarnem topilu, na primer v vodi.
Na medicinskem področju ima ta kemijska opredelitev bolj specifično vlogo; elektroliti človeškega telesa so dejansko: snovi - v glavnem ionske - razpršene v fizioloških tekočinah, znotraj- in zunajcelične, vključno s: citosolom, vmesnimi stenami, cerebrospinalno matrico, plazmo / krvnim serumom, limfno tekočino itd .; ne le nagibajo k siloviti uravnoteženosti v istih predelih, ampak tudi medsebojno vplivajo na biološko ločena okolja s tkivi, celicami in zato membranami. V bazi homeostaze, torej zdravja in življenja samega, je v telesu nadzor in izkoriščanje elektrolitov.
Človek nabavlja elektolite s prehrano in ustreza ali spada med tiste, ki običajno definiramo mineralne soli .
Ali ste vedeli, da ...
Beseda "elektrolit" prihaja iz grškega "lytós", kar pomeni "sposoben razpustiti".
Kako reagirajo elektroliti?
Raztopljeni elektroliti se ločijo v katione in anione - ki imajo v prvem primeru pozitivni električni naboj, v drugem pa negativni - in glede na kemijsko-fizikalne mehanizme primera enakomerno raztopijo v topilu. Električno gledano je tako strukturirana rešitev, v ravnovesju, imenovana nevtralna . Če na to raztopino uporabimo električni potencial, kationi raztopine pritegne elektrona, ki je bogata z elektroni, medtem ko anione privlači elektroda slaba elektroda . Gibanje anionov in kationov v nasprotni smeri znotraj rešitve je enakovredno toku . To vključuje najbolj topne soli, kisline in baze. Tudi nekateri plini, kot je klorovodikova kislina (HCl), pri pogojih visoke temperature in / ali nizkega tlaka se lahko obnašajo natanko tako kot elektroliti. Elektrolitske raztopine lahko dobimo tudi z raztapljanjem različnih bioloških polimerov - na primer DNA, polipeptidi - in sintetike - na primer sulfonirani polistiren - ki se zato imenujejo polielektroliti -, ki vsebujejo nabite funkcionalne skupine. V skladu s temi načeli rešitev, ki se disociira na ione, pridobi sposobnost vodenja električne energije. Natrij, kalij, klorid, kalcij, magnezij in fosfat so primeri elektrolitov, ki so neuradno znani tudi kot " spori ".
zgodovina
Leta 1884 je Svante Arrhenius pojasnil, da se kristalne, trdne soli, ko se raztopijo, disociirajo v vezane nabojne delce; za svojo disertacijo je Arrhenius leta 1903 dobil Nobelovo nagrado za kemijo. Pojasnilo je pojasnilo, da se sol pri razgradnji loči na nabite delce - na katere je Michael Faraday dala ime "ioni" pred mnogimi leti. Faradayevo prepričanje je bilo, da se lahko v procesu elektrolize proizvajajo ioni; Namesto tega je Arrhenius predlagal, da lahko tudi v odsotnosti električnega toka raztopine soli vsebujejo ione, kar pomeni, da so kemijske reakcije v raztopini reakcije med ioni.
Kako nastajajo elektroliti?
Elektrolitske raztopine se običajno tvorijo, ko sol vstavimo v topilo - kot vodo - in posamezne komponente disociiramo zaradi termodinamičnih interakcij med molekulami topila in topljenca, v procesu, imenovanem " solvatacija ". Na primer, ko kuhamo sol - natrijev klorid (NaCl) - v vodo, se sol, ki ima trdno konsistenco, raztopi v svojih komponentnih ionih glede na reakcijo disociacije:
NaCl (s) → Na + (aq) + Cl- (aq)
Možno je tudi, da nekatere snovi, torej ne nujno soli, reagirajo z ioni, ki proizvajajo vodo. Na primer, plin ogljikov dioksid ali ogljikov dioksid (CO2), ki se raztopi v vodi, tvori raztopino, ki vsebuje ione hidonija (H3O +), karbonat in hidrogenkarbonat (HCO3-).
Staljene soli lahko tekočini dajejo sposobnost za vodenje električne energije . Predvsem ionske tekočine, ki so sestavljene iz staljenih soli s tališčem pod 100 ° C, so visoko prevodni nevodni elektroliti in zato vedno bolj uporabljajo uporabo v gorivnih celicah in baterijah.
Elektrolit v raztopini lahko opišemo kot koncentriranega, če ima visoko koncentracijo ionov ali razredčimo, če ima nizko koncentracijo. Če se velik delež topne snovi disociira in tvori proste ione, je elektrolit močan ; če se večina raztopine ne loči, je elektrolit šibek . Lastnosti elektrolitov se lahko izkoristijo z uporabo elektrolize za ekstrakcijo sestavin in / ali sestavin v raztopini.
Alkoholne zemeljske kovine tvorijo hidrokside, ki so močni elektroliti z omejeno topnostjo v vodi, zaradi močne privlačnosti med njihovimi sestavnimi ioni. To omejuje njihovo uporabo v primerih, kjer visoka topnost ni potrebna.
fiziologija
Pomen elektrolitov v fiziologiji
V fiziologiji so primarni ioni elektrolitov:
- Natrij (Na +)
- Kalij (K +)
- Kalcij (Ca2 +)
- Magnezij (Mg2 +)
- Klorid (Cl-)
- Vodikov fosfat (HPO42-)
- Vodikov karbonat (HCO3-).
Simboli električnih nabojev plus (+) in minus (-) kažejo, da je snov ionske narave in ima neuravnoteženo porazdelitev elektronov, ki jo povzroča kemična disociacija. Natrij je glavni elektrolit v zunajceličnih tekočinah in kalij je glavni znotrajcelični elektrolit; oba sta vključena v ravnotežje tekočin in nadzor krvnega tlaka .
Vse znane višje življenjske oblike zahtevajo tanko in kompleksno elektrolitsko ravnovesje med znotrajceličnimi in zunajceličnimi okolji. Zlasti je pomembno, da vzdržujemo natančne osmotske gradiente elektrolitov. Ti gradienti vplivajo na uravnavanje hidratacije in pH krvi v telesu ter so bistveni za delovanje živcev in mišic . V živih vrstah obstajajo različni mehanizmi, ki ohranjajo koncentracije različnih elektrolitov pod strogim nadzorom .
Tako mišična tkiva kot nevroni so električna tkiva v telesu. Mišice in nevroni se aktivirajo z elektrolitsko aktivnostjo med zunajcelično ali intersticijsko tekočino in znotrajcelično tekočino. Elektroliti lahko vstopajo ali izstopajo iz celic prek specializiranih proteinskih struktur, vključenih v plazemske membrane, imenovane ionski kanali . Na primer, krčenje mišic je odvisno od prisotnosti kalcija (Ca2 +), natrija (Na +) in kalija (K +). Brez zadostne ravni teh ključnih elektrolitov se lahko pojavijo nenormalnosti, kot so šibkost mišic ali celo nehotene kontrakcije .
Elektrolitsko ravnovesje se ohranja s prehrano in različnimi fiziološkimi mehanizmi, ki jih regulirajo hormoni, ki na splošno vplivajo na ledvično funkcijo, ki skuša odstraniti odvečne elektrolite - z urinom - in ohraniti čim manj tistih pomanjkljivih izogibanja. Pri ljudeh homeostazo elektrolitov uravnavajo različni hormoni, kot so antidiuretiki, aldosteroni in paratiroidni hormoni.
medicina
Medicinska uporaba elektrolitov
V medicini se uporabljajo elektroliti, kot so prehransko dopolnilo ali celo intravensko injiciranje - čeprav vedno v raztopini - kadar oseba pokaže neravnovesje istega; to je lahko blago ali hudo, pogosto pa so posledica bruhanja, driske, prekomernega potenja, podhranjenosti, intenzivnih športnih aktivnosti itd.
Na trgu so na voljo dodatki, ki jih je treba razredčiti ali raztopiti elektrolitov, zlasti za otroke in starejše bolnike, ter za športnike. Nadzor elektrolitov je še posebej pomemben pri zdravljenju anoreksije in bulimije .
Hude elektrolitske motnje, kot so dehidracija in hiperhidracija, lahko povzročijo srčne in nevrološke zaplete in, razen če se hitro odpravijo, potencialno smrtno medicinsko nujnost.
Merjenje elektrolitov
Merjenje elektrolitov je precej pogost diagnostični postopek, ki ga opravijo analize krvi z ionsko selektivnimi elektrodami ali analizo urina laboratorijskih tehnikov. Vendar se je dobro zavedati, da brez ocene klinične zgodovine interpretacija posameznih vrednot ni posebej koristna. Najpogosteje merjeni elektroliti so natrij in kalij. Ravni klora se odkrijejo skoraj izključno za ocene plinov v arterijski krvi, ker so intrinzično povezane z ravnmi natrija. Še posebej pomemben preskus na urinu je preskus specifične teže za določitev nastopa neravnovesij elektrolitov.
rehidracija
Elektroliti in rehidracija
Pri peroralni rehidracijski terapiji - vas spomnimo, da se dehidracija šteje za eno izmed elektrolitskih neravnovesij ali z njimi povezano stanje - elektrolitske pijače, ki vsebujejo natrijeve in kalijeve soli, se uporabljajo za obnovitev koncentracij vode v telesu in elektrolitov. To se zgodi zlasti v primeru dehidracije, ki jo povzroči:
- podhranjenost
- Diaphoreza - preveč intenzivno znojenje - zaradi intenzivne in dolgotrajne telesne dejavnosti, neugodnih vremenskih razmer ali obojega
- Prekomerno uživanje alkohola
- driska
- bruhanje
- Intoksikacije in kakršni koli zapleti.
Športniki, ki trenirajo v ekstremnih pogojih - tri ali več zaporednih ur, kot na primer na maratonih ali triatloncih - in ki ne uživajo elektrolitov, tvegajo dehidracijo ali hiponatremijo - pomanjkanje natrija v krvi.
Primer elektrolitske pijače, ki se udobno proizvaja doma, lahko temelji na: vodi, saharozi in kuhinjski soli, če so razmerja ustrezna . Alternativno so na trgu na voljo različne formule, suhe do razredčene in pripravljene za uporabo - tudi za veterinarsko uporabo.
Elektroliti se običajno nahajajo v živilih; za večjo natančnost hranilnih virov natrija, kalija, magnezija, kalcija in klora je priporočljivo prebrati namenske izdelke. Glede na to, da sta natrij in klor obilna v zahodni prehrani - glede na obilno uporabo kuhinjske soli - in da so elektroliti v povprečju največji magnezij in kalij, je priporočljivo povečati porabo zelenjave, sadja - tudi sokove - mleko, oljnice in športne napitke.
