Mitä ne ovat?
Mitä ovat elektrolyytit?
Elektrolyytit - yksittäinen: elektrolyytti - määritellään seuraavasti: aineet, jotka on tuotettu sähköä johtavassa liuoksessa ja liuotettu polaariseen liuottimeen, esimerkiksi veteen.
Lääketieteen alalla tämä kemiallinen määritelmä ottaa erityisemmän roolin; ihmiskehon elektrolyytit ovat itse asiassa: aineet - pääasiassa ioniset - dispergoituneet fysiologisiin nesteisiin, sisäiset ja solunulkoiset, mukaan lukien: sytosoli, välit, aivo-selkäydinmatriisi, plasma / veren seerumi, imukudos jne .; ne eivät vain pyrkivät voimakkaasti tasapainottamaan samoissa osastoissa, vaan myös vuorovaikutuksessa kudosten, solujen ja siten kalvojen biologisesti erottamien ympäristöjen välillä. Homeostaasin pohjalla, siis terveydellä ja elämällä, on elimistön elektrolyyttien hallinta ja hyväksikäyttö.
Mies hankkii elektolitit ruokavalioon ja ne vastaavat tai kuuluvat niihin, jotka yleensä määritellään mineraalisuoloihin .
Tiesitkö, että ...
Sana "elektrolyytti" tulee kreikkalaisesta "lytós", mikä tarkoittaa "pystyy liuottamaan".
Miten elektrolyytit reagoivat?
Liuotetut elektrolyytit erottuvat kationeiksi ja anioneiksi - joilla on ensimmäisessä tapauksessa vastaavasti positiivinen sähkövaraus ja toisessa negatiivinen, ja dispergoituvat tasaisesti liuottimen kemiallisten fysikaalisten mekanismien suhteen. Sähköisesti puhuttaessa ratkaisua, joka on rakennettu tasapainossa, kutsutaan neutraaliksi . Jos tähän ratkaisuun kohdistetaan sähköpotentiaali, elektroni-rikas elektrodi houkuttelee liuoksen kationeja, kun taas elektroni-elektrodi houkuttelee anionit . Anionien ja kationien liikkuminen vastakkaisiin suuntiin liuoksessa vastaa virtaa . Tähän kuuluvat useimmat liukoiset suolat, hapot ja emäkset. Jopa tietyt kaasut, kuten kloorivetyhappo (HCl), korkeassa lämpötilassa ja / tai alhaisessa paineessa voivat käyttäytyä täsmälleen kuten elektrolyytit. Elektrolyyttiset liuokset voidaan saada myös liuottamalla erilaisia biologisia polymeerejä, esimerkiksi DNA: ta, polypeptidejä ja synteettisiä aineita, esimerkiksi sulfonoitua polystyreeniä, jota kutsutaan siksi polyelektrolyyteiksi, sisältävät varautuneita funktionaalisia ryhmiä. Näiden periaatteiden mukaan ratkaisu, joka hajoaa ioneiksi, kykenee johtamaan sähköä. Natrium, kalium, kloridi, kalsium, magnesium ja fosfaatti ovat esimerkkejä elektrolyytteistä, jotka tunnetaan epävirallisesti myös " riidat ".
historia
Vuonna 1884 Svante Arrhenius selitti, että kiteiset, kiinteät suolat, kun ne ovat liuenneita, hajoavat kytketyiksi varautuneiksi hiukkasiksi; väitöskirjansa Arrhenius voitti Nobelin kemian palkinnon vuonna 1903. Selityksessä selvennetään, että liuosta muodostettaessa suola erottuu varautuneista hiukkasista, joihin Michael Faraday oli antanut "ioneja" monta vuotta aiemmin. Faradayn usko oli, että ioneja voitaisiin tuottaa elektrolyysimenetelmässä; Sen sijaan Arrhenius ehdotti, että jopa sähkövirran puuttuessa suolojen liuokset voivat sisältää ioneja, jotka määrittelevät, että kemialliset reaktiot liuoksessa ovat ionien välisiä reaktioita.
Miten elektrolyytit muodostuvat?
Elektrolyyttiset liuokset muodostuvat normaalisti, kun suola asetetaan liuotinmuotoiseen veteen, ja yksittäiset komponentit irtoavat liuottimen ja liuenneiden molekyylien välisten termodynaamisten vuorovaikutusten vuoksi prosessissa, jota kutsutaan " solvaatioksi ". Esimerkiksi kun keitetään suolaa - natriumkloridia (NaCl) - veteen, suola - joka on kiinteällä konsistenssilla - liukenee komponentti-ioneihin dissosiaatioreaktion mukaan:
NaCl (s) → Na + (aq) + Cl- (aq)
On myös mahdollista, että tietyt aineet, eivät siis välttämättä suolat, reagoivat veden tuottavien ionien kanssa. Esimerkiksi veteen liukeneva hiilidioksidikaasu tai hiilidioksidi (CO2) tuottaa liuoksen, joka sisältää hydroniumioneja (H3O +), karbonaattia ja vetykarbonaattia (HCO3-).
Sula suolat voivat antaa nesteen kykyä johtaa sähköä . Erityisesti ioniset nesteet, jotka koostuvat suloista suoloista, joiden sulamispiste on alle 100 ° C, ovat erittäin johtavia, ei-vesipitoisia elektrolyyttejä, ja ne ovat sen vuoksi yhä enenevässä määrin käyttäneet polttoainekennoja ja paristoja.
Liuoksessa olevaa elektrolyyttiä voidaan kuvata keskittyneeksi, jos sen ionipitoisuus on suuri tai laimennetaan, jos sen pitoisuus on alhainen. Jos suuri osa liuenneesta aineesta hajottaa vapaiden ionien muodostamiseksi, elektrolyytti on vahva ; jos suurin osa liuottimesta ei hajoa, elektrolyytti on heikko . Elektrolyyttien ominaisuuksia voidaan hyödyntää käyttämällä elektrolyysiä liuoksen sisältämien ainesosien ja / tai yhdisteiden poistamiseksi.
Emäksiset maametallit muodostavat hydroksideja, jotka ovat vahvoja elektrolyyttejä, joiden liukoisuus veteen on rajallinen, koska niiden alkuaineet ovat vahvoja. Tämä rajoittaa niiden soveltamista tilanteisiin, joissa ei tarvita suurta liukoisuutta.
fysiologia
Elektrolyyttien merkitys fysiologiassa
Fysiologiassa elektrolyyttien ensisijaiset ionit ovat:
- Natrium (Na +)
- Kalium (K +)
- Kalsium (Ca2 +)
- Magnesium (Mg2 +)
- Kloridi (Cl-)
- Vetyfosfaatti (HPO42-)
- Vety- karbonaatti (HCO3-).
Sähkövarausmerkit plus (+) ja miinus (-) osoittavat, että aine on luonteeltaan ionista ja kemiallisen dissosiaation aiheuttama elektronien jakautuminen on epätasapainoinen. Natrium on pääasiallinen elektrolyytti, joka esiintyy solunulkoisissa nesteissä, ja kalium on tärkein solunsisäinen elektrolyytti; molemmat ovat mukana nestetasapainossa ja verenpaineen säätelyssä .
Kaikki tunnetut korkeammat elämänmuodot edellyttävät ohutta ja monimutkaista elektrolyyttitasapainoa solunsisäisten ja solunulkoisten ympäristöjen välillä. Erityisesti elektrolyyttien tarkkojen osmoottisten gradienttien ylläpito on olennainen rooli. Nämä gradientit vaikuttavat ja säätelevät kehon hydraatiota ja veren pH-arvoa, ja ne ovat välttämättömiä hermo- ja lihasfunktion kannalta . Elävissä lajeissa on erilaisia mekanismeja, jotka pitävät eri elektrolyyttien pitoisuudet tiukassa valvonnassa .
Sekä lihaskudosta että neuroneja pidetään kehon sähkökudoksina. Lihakset ja neuronit aktivoituvat solunulkoisen tai interstitiaalisen nesteen ja solunsisäisen nesteen välisellä elektrolyyttisellä aktiivisuudella. Elektrolyytit voivat päästä soluihin tai poistua soluista spesifisten proteiinirakenteiden kautta, jotka on sisällytetty plasmamembraaneihin eli ionikanaviin . Esimerkiksi lihasten supistuminen riippuu kalsiumin (Ca2 +), natriumin (Na +) ja kaliumin (K +) läsnäolosta. Ilman näitä keskeisiä elektrolyyttejä voi esiintyä poikkeavuuksia, kuten lihasheikkoutta tai jopa tahattomia supistuksia .
Elektrolyyttitasapainoa ylläpidetään ruokavalion ja hormonien säätelemien eri fysiologisten mekanismien kanssa, jotka yleensä vaikuttavat munuaistoimintaan, joka pyrkii poistamaan ylimääräisiä elektrolyyttejä - virtsan kanssa - ja säilyttämään mahdollisimman paljon niitä, jotka ovat puutteellisia välttääkseen karkottamista. Ihmisissä elektrolyyttien homeostaasia säätelevät erilaiset hormonit, kuten antidiureetit, aldosteroni ja lisäkilpirauhashormonit .
lääketiede
Elektrolyyttien lääketieteellinen käyttö
Lääketieteessä käytetään elektrolyyttejä, kuten ravintolisää tai jopa laskimonsisäistä injektiota - vaikka se on aina ratkaisussa - kun henkilö näyttää epätasapainon; tämä voi olla lievä tai vakava, ja se johtuu usein: oksentamisesta, ripulista, liiallisesta hikoilusta, aliravitsemuksesta, voimakkaasta urheilutoiminnasta jne.
Markkinoilla on saatavilla laimentavia lisäravinteita tai elektrolyyttiratkaisuja erityisesti lapsille ja vanhuksille sekä urheilijoille. Elektrolyyttiseuranta on erityisen tärkeää anoreksian ja bulimia nervosa- hoidon hoidossa.
Vaikeat elektrolyyttihäiriöt, kuten dehydraatio ja hyperhydraatio, voivat johtaa sydämen ja neurologisiin komplikaatioihin ja, elleivät ne ole nopeasti ratkaistu, potentiaalisesti tappava sairaus.
Elektrolyytin mittaus
Elektrolyyttimittaus on melko yleinen diagnoosimenetelmä, joka suoritetaan verianalyysillä ioniselektiivisillä elektrodeilla tai laboratorioteknikoiden tekemällä virtsanalyysillä . On kuitenkin hyvä muistaa, että ilman kliinisen historian arviointia yksittäisten arvojen tulkinta ei ole erityisen hyödyllinen. Useimmin mitatut elektrolyytit ovat natrium ja kalium. Klooritasot havaitaan lähes yksinomaan valtimoveren kaasujen arvioinnissa, koska ne ovat luontaisesti sidoksissa natriumitasoihin. Erityisen tärkeä virtsaan tehty testi on ominaispainotesti elektrolyyttitasapainon alkamisen määrittämiseksi.
rehydration
Elektrolyytit ja rehydraatio
Suun rehydraatioterapiassa - muistutamme teille, että dehydraatiota pidetään yhtenä elektrolyyttitasapainosta tai niihin liittyvästä tilasta - natrium- ja kaliumsuoloja sisältävät elektrolyyttiset juomat annetaan sekä kehon veden että elektrolyytin pitoisuuksien palauttamiseksi. Tämä tapahtuu erityisesti dehydraatiossa, jonka aiheuttavat:
- vajaaravitsemus
- Diaforeesi - liian voimakas hikoilu - johtuu voimakkaasta ja pitkittyneestä liikunnasta, epäsuotuisista sääolosuhteista tai molemmista
- Liiallinen alkoholinkäyttö
- ripuli
- oksentelu
- Myrkytykset ja mahdolliset komplikaatiot.
Urheilijat, jotka harjoittavat äärimmäisissä olosuhteissa - kolme tai useampia peräkkäisiä tunteja, kuten esimerkiksi maratoneissa tai triatloneissa - ja jotka eivät kuluta elektrolyyttejä, uhkaavat dehydraatiota tai hyponatremiaa - natriumipitoisuutta veressä.
Esimerkki elektrolyyttisestä juomasta, joka voidaan valmistaa kotona mukavasti, voi perustua veteen, sakkaroosiin ja pöytäsuolaan, jos suhteet ovat riittävät . Vaihtoehtoisesti markkinoilla on saatavilla erilaisia kaavoja, jotka ovat sekä kuivia että laimennettuja ja käyttövalmiita - myös eläinlääkinnälliseen käyttöön.
Elektrolyytit ovat tavallisesti elintarvikkeissa; natriumin, kaliumin, magnesiumin, kalsiumin ja kloorin ravitsemuksellisten lähteiden tarkkuuden lisäämiseksi on suositeltavaa lukea omia artikkeleita. Yleisesti ottaen ottaen huomioon, että natrium ja kloori ovat runsaasti länsimaisessa ruokavaliossa, kun otetaan huomioon, että pöytäsuolan käyttö on runsasta ja että keskimääräiset puutteelliset elektrolyytit ovat magnesiumia ja kaliumia, voi olla suositeltavaa lisätä vihannesten, hedelmien kulutusta - myös mehut - maito, öljykasvit ja urheilujuomat.
