Уроки химии: катионы и анионы – что это такое. Анионы и катионы
АНИОНЫ (отрицательные ионы) Что такое анионы? Как анионы влияют на организм человека?
Что такое анионы?
Молекулы и атомы воздуха, в обычных условиях, нейтральны. Но при ионизации воздуха, которая может произойти посредством обычного излучения, микроволновой радиации, ультрафиолетовой радиации иногда просто посредством простого удара молнии. Воздух разряжается - молекулы кислорода теряют часть отрицательно заряженных электронов, вращающихся вокруг атомного ядра, которые в дальнейшем находят и присоединяются к любым нейтральным молекулам, придавая им отрицательный заряд. Такие отрицательно заряженные молекулы называют анионами. Человек не может существовать без анионов как и любое другое живое существо.
Аромат свежего воздуха - наличие анионов мы чувствуем в воздухе живой природы: высоко в горах, у моря, сразу после дождя - в это время хочется дышать полной грудью, вдыхать эту чистоту и свежесть воздуха. Анионы (отрицательно заряженные ионы) воздуха называют воздушными витаминами. Анионы лечат заболевания бронхов, легочной системы человека, являются мощным средством профилактики любых заболеваний, повышают иммунитет человеческого организма. Отрицательные ионы (Анионы) способствуют очищению воздуха от бактерий, микробов, болезнетворной микрофлоры и пыли, доводя число бактерий и пылинок до минимума, а иногда и до нуля. Анионы хорошо оказывают длительное очищающее обеззараживающее действие на микрофлору окружающего воздуха
Здоровье человека напрямую зависит от количественного содержания анионов в окружающем воздухе. Если в окружающем пространстве в воздухе, попадающем в человеческий организм, анионов содержится слишком мало, то человек начинает дышать судорожно, может почувствовать усталость, начинающиеся головокружение и головную боль или даже впасть в депрессию. Все эти состояния поддаются лечению, если содержание анионов в поступающем в легкие воздухе составляет минимум 1200 анионов на 1 кубический сантиметр. Если увеличить содержание анионов внутри жилых помещений до 1500-1600 анионов на 1 кубический сантиметр, то самочувствие живущих или работающих там людей резко улучшится; Вы начнете чувствовать себя очень хорошо, работать с удвоенной энергией, повышая тем самым свою производительность и качество труда.
При непосредственном контакте анионов с кожей, благодаря высокой проникающей способности отрицательных ионов, у человека в организме происходят сложные биохимические реакции и процессы, которые способствуют:
общему укреплению человеческого организма, иммунитета и поддержанию энергетического статуса организма в целом
улучшению кровоснабжения всех органов, улучшение мозговой деятельности, профилактике кислородной недостаточности головного мозга,
Анионы улучшают работу сердечной мышцы, тканей почек и печени
анионы способствуют усилению микроциркуляции крови в сосудах, повышению эластичности тканей
отрицательно заряженные частицы (Анионы) предотвращают старения организма
анионы способствуют активизации противоотечного и иммуномодулирующего действия
анионы помогают против РАКа, опухолей, повышают собственную противоопухолевую защиту организма
при увеличении анионов в воздухе улучшается проводимости нервных импульсов
Таким образом следует:
Анионы (отрицательные ионы) - это незаменимый помощник в укреплении человеческого здоровья и продления его жизни
Катионами называют положительно заряженные ионы.
Анионами называют отрицательно заряженные ионы.
В процессе развития химии понятия «кислота» и «основание» претерпели серьёзные изменения. С точки зрения теории электролитической диссоциации кислотами называют электролиты, при диссоциации которых образуются ионы водорода H + , а основаниями - электролиты, при диссоциации которых образуются гидроксид-ионы OH – . Эти определения в химической литературе известны как определения кислот и оснований по Аррениусу.
В общем виде диссоциацию кислот представляют так:
где A – - кислотный остаток.
Такие свойства кислот, как взаимодействие с металлами, основаниями, основными и амфотерными оксидами, способность изменять окраску индикаторов, кислый вкус и т. д., обусловлены наличием в растворах кислот ионов H + . Число катионов водорода, которые образуются при диссоциации кислоты, называют её основностью. Так, например, HCl является одноосновной кислотой, H 2 SO 4 - двухосновной, а H 3 PO 4 - трёхосновной.
Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато, например:
От образовавшегося на первой ступени кислотного остатка H 2 PO 4 – последующий отрыв иона H + происходит гораздо труднее из-за наличия отрицательного заряда на анионе, поэтому вторая ступень диссоциации протекает гораздо труднее, чем первая. На третьей ступени протон должен отщепляться от аниона HPO 4 2– , поэтому третья ступень протекает лишь на 0,001%.
В общем виде диссоциацию основания можно представить так:
где M + - некий катион.
Такие свойства оснований, как взаимодействие с кислотами, кислотными оксидами, амфотерными гидроксидами и способность изменять окраску индикаторов, обусловлены наличием в растворах OH – -ионов.
Число гидроксильных групп, которые образуются при диссоциации основания, называют его кислотностью. Например, NaOH - однокислотное основание, Ba(OH) 2 - двухкислотное и т. д.
Многокислотные основания диссоциируют ступенчато, например:
Большинство оснований в воде растворимо мало. Растворимые в воде основания называют щелочами .
Прочность связи М-ОН возрастает с увеличением заряда иона металла и увеличением его радиуса. Поэтому сила оснований, образуемых элементами в пределах одного и того же периода, уменьшается с возрастанием порядкового номера. Если один и тот же элемент образует несколько оснований, то степень диссоциации уменьшается с увеличением степени окисления металла. Поэтому, например, у Fe(OH) 2 степень основной диссоциации больше, чем у Fe(OH) 3 .
Электролиты, при диссоциации которых одновременно могут образовываться катионы водорода и гидроксид-ионы, называют амфотерными . К ним относят воду, гидроксиды цинка, хрома и некоторые другие вещества. Их полный перечень приведён в уроке 6, а их свойства рассмотрены в уроке 16.
Солями называют электролиты, при диссоциации которых образуются катионы металлов (а также катион аммония NH 4 +) и анионы кислотных остатков.
Химические свойства солей будут описаны в уроке 18.
Тренировочные задания
1. К электролитам средней силы относится
1) H 3 PO 4
2) H 2 SO 4
3) Na 2 SO 4
4) Na 3 PO 4
2. К сильным электролитам относится
1) KNO 3
2) BaSO 4
4) H 3 PO 4
3) H 2 S
3. Сульфат-ион в значительном количестве образуется при диссоциации в водном растворе вещества, формула которого
1) BaSO 4
2) PbSO 4
3) SrSO 4
4) K 2 SO 4
4. При разбавлении раствора электролита степень диссоциации
1) остается неизменной
2) понижается
3) повышается
5. Степень диссоциации при нагревании раствора слабого электролита
1) остается неизменной
2) понижается
3) повышается
4) с начала повышается, потом понижается
6. Только сильные электролиты перечислены в ряду:
1) H 3 PO 4 , K 2 SO 4 , KOH
2) NaOH, HNO 3 , Ba(NO 3) 2
3) K 3 PO 4 , HNO 2 , Ca(OH) 2
4) Na 2 SiO 3 , BaSO 4 , KCl
7. Водные растворы глюкозы и сульфата калия соответственно являются:
1) с ильным и слабым электролитом
2) неэлектролитом и сильным электролитом
3) слабым и сильным электролитом
4) слабым электролитом и неэлектролитом
8. Степень диссоциации электролитов средней силы
1) больше 0,6
2) больше 0,3
3) лежит в пределах 0,03-0,3
4) менее 0,03
9. Степень диссоциации сильных электролитов
1) больше 0,6
2) больше 0,3
3) лежит в пределах 0,03-0,3
4) менее 0,03
10. Степень диссоциации слабых электролитов
1) больше 0,6
2) больше 0,3
3) лежит в пределах 0,03-0,3
4) менее 0,03
11. Электролитами являются оба вещества:
1) фосфорная кислота и глюкоза
2) хлорид натрия и сульфат натрия
3) фруктоза и хлорид калия
4) ацетон и сульфат натрия
12. В водном растворе фосфорной кислоты H 3 PO 4 наименьшая концентрация частиц
1) H 3 PO 4
2) H 2 PO 4 –
3) HPO 4 2–
4) PO 4 3–
13. Электролиты расположены в порядке увеличения степени диссоциации в ряду
1) HNO 2 , HNO 3 , H 2 SO 3
2) H 3 PO 4 , H 2 SO 4 , HNO 2
3) HCl, HBr, H 2 O
14. Электролиты расположены в порядке уменьшения степени диссоциации в ряду
1) HNO 2 , H 3 PO 4 , H 2 SO 3
2) HNO 3 , H 2 SO 4 , HCl
3) HCl, H 3 PO 4 , H 2 O
4) CH 3 COOH, H 3 PO 4 , Na 2 SO 4
15. Практически необратимо диссоциирует в водном растворе
1) уксусная кислота
2) бромоводородная кислота
3) фосфорная кислота
4) гидроксид кальция
16. Электролитом, более сильным по сравнению с азотистой кислотой, будет
1) уксусная кислота
2) сернистая кислота
3) фосфорная кислота
4) гидроксид натрия
17. Ступенчатая диссоциация характерна для
1) фосфорной кислоты
2) соляной кислоты
3) гидроксида натрия
4) нитрата натрия
18. Только слабые электролиты представлены в ряду
1) сульфат натрия и азотная кислота
2) уксусная кислота, сероводородная кислота
3) сульфат натрия, глюкоза
4) хлорид натрия, ацетон
19. Каждое из двух веществ является сильным электролитом
1) нитрат кальция, фосфат натрия
2) азотная кислота, азотистая кислота
3) гидроксид бария, сернистая кислота
4) уксусная кислота, фосфат калия
20. Оба вещества являются электролитами средней силы
1) гидроксид натрия, хлорид калия
2) фосфорная кислота, азотистая кислота
3) хлорид натрия, уксусная кислота
4) глюкоза, ацетат калия
Первоисточниками минерального состава природных вод являются:
1) газы, выделяемые из недр земли в процессе дегазации.
2) продукты химического воздействия воды с магматическими породами. Эти первоисточники состава природных вод имеют место до сих пор. В настоящее время в химическом составе воды выросла роль осадочных пород.
Происхождение анионов связано главным образом с газами, выделявшимися при дегазации мантий. Состав их сходен с современными вулканическими газами. В атмосферу наряду с паром воды поступают газообразные водородистые соединения хлора (HCl), азота (), серы (), брома (HBr), бора (НB), углерода (
). В результате фитохимического разложения CH 4 образуется СО 2:
В результате окисления сульфидов идет образование иона .
Происхождение катионов связано с горными породами. Средний химический состав изверженных пород (%): – 59, – 15.3, – 3.8, – 3.5, – 5.1, – 3.8, – 3.1 и т. д.
В результате выветривания горных пород (физического и химического) происходит насыщение катионами подземных вод по схеме: .
При наличии анионов кислот (угольной, соляной, серной) образуются соли кислот: .
Микроэлементы. Типичные катионы: Li, Rb, Cs, Be, Sr, Ba. Ионы тяжелых металлов: Cu, Ag, Au, Pb, Fe, Ni, Co. Амфотерные комплексообразователи (Cr, Co, V, Mn). Биологически активные микроэлементы: Br, I, F, B.
Микроэлементы играют важную роль в биологическом круговороте. Отсутствие или избыток фтора вызывают болезни кариес и флюороз. Недостаток иода – болезни щитовидной железы и др.
Химия атмосферных осадков. В настоящее время развивается новая отрасль гидрохимии – химия атмосферы. Атмосферная вода (близкая к дистиллированной) содержит многие элементы.
Кроме атмосферных газов () в воздухе присутствуют примеси, выделившиеся из недр земли компонентов (
и др.), элементы биогенного происхождения (
) и другие органические соединения.
В геохимии изучение химического состава атмосферных осадков позволяет охарактеризовать солевой обмен между атмосферой, поверхностью земли, океанов. Последние годы в связи с атомными взрывами в атмосферу поступают радиоактивные вещества.
Аэрозоли. Источником формирования химического состава являются аэрозоли:
· пылевидные минеральные частицы, высокодисперсные агрегаты растворимых солей, мельчайшие капли растворов газовых примесей (). Размеры аэрозолей (ядер конденсации) различны – радиус в среднем 20 мк (см) колеблется (до 1 мк). Количество уменьшается с высотой. Концентрация аэрозолей максимальна в пределах городских территорий, минимальна в горах. Аэрозоли поднимаются ветром в воздух – эоловая эрозия;
· соли поднимаемые с поверхности океанов и морей, льдов;
· продукты вулканических извержений;
· человеческой деятельности.
Формирование химического состава. В атмосферу поднимается огромное количество аэрозолей – они на поверхность земли опускаются:
1. в виде дождей,
2. гравитационного осаждения.
Формирование начинается с захвата аэрозолей атмосферной влагой. Минерализация колеблется от 5 мг/л до 100 мг/л и более. Первые порции дождя более минерализованы.
Прочие элементы в составе осадков:
– от сотых долей до 1-3 мг/л. Радиоактивные вещества: и др. Они поступают в основном при испытаниях атомных бомб.
Конец работы -
Эта тема принадлежит разделу:
Гидрогеология представляет собой комплексную науку и разделяется на следующие самостоятельные разделы
Подземные воды находятся в сложной взаимосвязи с горными породами слагающими земную кору изучением которых занимается геология поэтому геология и.. гидрогеология охватывает значительный круг вопросов изучаемых другими.. значение подземных вод в геологических процессах исключительно велико под влиянием подземных вод изменяются состав и..
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Все темы данного раздела:
Гидросфера
План:
1. Гидросфера и кругооборот воды в природе
2. Виды воды в горных породах
3. Свойства горных пород по отношению к воде
4. Понятие о зоне аэрации и насыщения
Происхождение и динамика подземных вод
План:
1. Происхождение подземных вод
2. Законы фильтрации подземных вод
3. Определение направления и скорости движения подземных вод
4. Основные гидрогеологическ
Законы фильтрации подземных вод. Линейный закон фильтрации
Ламинарное движение подземных вод подчиняется линейном закону фильтрации (закон Дарси – по фамилии французского ученого установившего этот закон 1856г. для пористых зернистых пород
Расход воды трапецеидального сечения:
Q=0.0186bh√h, л/сек, где
Q – расход источника, л/сек;
b – ширина нижнего водосливного ребра в см;
h – высота уровня в
Основные гидрогеологические параметры
Наиболее важными свойствами горных пород являются фильтрационные, которые характеризуются следующими параметрами: коэффициент фильтрации, коэффициент проницаемости, коэффициент водоотдачи, водопров
Формула Газена
K=Сdн2(0.70+0.03t), м/сут,
С – эмпирический коэффициент, зависящий от степени однородности и пористости грунта. Для чистых, однородных песков С=1200, средней однородности и плот
Определение расходов подземных вод
1) Плоский поток и его расход. Плоским называют такой поток подземных вод, струйки которого протекают более или менее параллельно. Примером может явится поток грунтовых вод, движущ
Типы вертикальных водосборов
Вертикальные водосборы можно разделить на колодцы (шурфы) и буровые скважины. По характеру эксплуатируемых водоносных горизонтов они подразделяются на грунтовые и артезианские (напорные). По характ
Формула притока воды в дрену
Для понижения уровня подземных вод сооружают дрены. Приток воды в совершенную горизонтальную дрену длиной В в условиях не напорных вод по уравнению Дюпюи равен
Химический состав подземных вод
План:
1. Физические свойства подземных вод
2. Реакция воды
3. Общая минерализация воды
4. Химический состав воды
5. Формы выражения химического состава
Атомные веса ионов и множителей для пересчета миллиграмм-ионов на миллиграмм-эквиваленты
Индекс
Атомный вес
(множитель для пересчета
из мг-экв в мг/л)
Множитель для пересчета из
мг/л в мг-экв
К+
Оценка пригодности воды для различных целей
Водоснабжение. По ГОСТу 2874-73 «Вода питьевая» и СанПиН 2.1.4.1074-01 вода должна отвечать следующим требованиям: Минерализация до 1 г/л (по разр. СЭС до 1,5 г/л); жесткость 7 мг-
Емкость поглощения некоторых глинистых минералов
Минерал
Емкость от поглощения, мг-экв на 100 г
Каолинит
Иллит
Монтморилланит
Вермикулит
Галлуазит
3-15
10-40
Минеральные воды
Лечебные свойства минеральных вод определяются: минерализацией, ионно-солевым составом, содержанием биологически активных компонентов, газовым и окислительно-восстановительным потенциалом (Eh), акт
Нормативные требования к минеральным промышленным водам
50 г/л
Галитовые
Зональность подземных вод
Зональность подземных вод проявляется в глобальном масштабе и принадлежит к категории фундаментальных свойств гидролитосферы. Под ней понимается закономерность в пространственно-временной организац
Геологическая деятельность подземных вод
План:
1. Карст
2. Трещиноватость пород
3. Суффозия
I. Карст. По определению Д.С. Соколова (1962) карст – это процесс разруш
Эксплуатационные запасы
Qэкс = +0,7Qвоз, где α – коэффициент извлечения, предельная допу
Режим подземных вод
Под режимом подземных вод следует понимать изменение их уровня, температуры, химического состава и расхода во времени и в пространстве под влиянием естественных и искусствен
Основы инженерной геологии
План:
1. Понятие об инженерно-геологических свойствах пород.
2. Методы изучения инженерно-геологических свойств горных пород.
3. Основные инженерно-геологические свойства
АНИОН — это отрицательно заряженная частица кислорода. Анион- это не искусственно выращенная частица в лабораторных условиях.
Анион, как ни странно присутствует в воздухе,и здоровье на прямую зависит от их количества. Анионы могут аккумулировать и нейтра лизовать пыль, уничтожать вирусы с положительно заряженными электронами, проникать в клетки бактерий и уничтожать их, пред отвращая таким образом негативные последствия для человеческо го организма. При ионизации человека отмечаются улучшения в ра боте всех органов и систем организма:
Сердечно сосудистой системы, нормализация артериального давления, центральной нервной системы, желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы и отмечается общее омоложение организма.
Особо большое скопление анионов присутствует в морском и горном воздухе. Наверняка Вы наблюдали, что возле моря Вам дышится легче и улучшается самочувствие. А про долгожителей горных поселений ходят легенды.
Каким образом анионы присутствуют в женских гигиенических прокладках? – спросите Вы?
В природе есть такой минерал — ТУРМАЛИН.
А это уже отшлифованные камни
Турмалин при определённых условиях (1.трение, 2.влага, 3.темпера тура) излучает анионы. Все три условия присущи человеческому ор ганизму.
Как лекари, турмалины положительно влияют на нервную систему, сон, эндокринную и иммунную системы. Уникальный минерал тур малин хорошо лечит кровеносную систему, воспроизводительную функцию организма.
Минерал нейтрализует отрицательные эмоции. Из всех зелёных камней турмалин имеет самые сильные омолаживающие качества.
Как камень нижних энергий прекрасно подходит как средство от половых расстройств, бессилия и пр. У мужчин укрепляет потенцию. Для низменных людей он может оказаться афродозиаком, сделав сексуальную энергию неуправляемой.
Очень любопытно, что турмалин считается сильным лечебным средством при онкологических заболеваниях. По некоторым данным, турмалины могут быть индикаторами радиоактивности, а кровь
онкологических больных обнаруживает очень специфическое излуче ние. При лечении турмалин кладут между чакрами для проводки энергии от одной чакры к другой. Особенно хорошо применять его с родохрозитом и малахитом на солнечное сплетение для объединения энергий.
Из всех существующих на земле минералов только турмалин несёт в себе постоянный электрический заряд, за что его и называют крис таллическим магнитом.
При нагревании турмалин создаёт низкочастотное магнитное поле, излучает анионы, которые действуют на человеческий организм следующим образом:
· Усиливается клеточный метаболизм, улучшается обмен веществ;
· Улучшается местный кровоток;
· Восстанавливается работа лимфатической системы;
· Восстанавливаются эндокринная и гормональная системы;
· Улучшается питание в органах и тканях;
· Укрепляется иммунитет;
· Содействуют уравновешенности вегетативной системы(это система возбуждения и торможения психики);
· Обеспечениие организма живительной энергией;
· Улучшается качество крови, стимулируются кровообращение и разжижение крови,так что она поступает в тончайшие капилляры, придавая организму жизненных сил. Очищает сосуды, заряжает плазму.
· Применяются при болезнях печени;
· Улучшают сон;
· Восстанавливают нервы после стрессовых ситуаций;
· Улучшают цвет лица;
· Укрепляют потенцию и половую функцию организма;
· Улучшают зрение и память;
· Облегчают головные боли, снимают головокружение;
· Устраняют неприятные запахи, имеют антибактериальные свойства.
В проточной воде можно снять лишний заряд с камня. Для того, чтобы снова его зарядить – нужно немного подержать на солнце. Являясь природным минералом, турмалин не даёт побочных явлений.
Компания «ВИНАЛАЙТ», используя инновационные нанотехнологии, нашла способ обработки и измельчение турмалина, переплетая с волокнами хлопка. Таким образом создан анионовый вкладыш или чип (не электронный), который помещён в женскую гинекологическую прокладку «Love Moon».
Количество концентрации анионов в 1 см 3:
Возле водопадов 7000 — 8000 анионов
Возле моря 3000 — 6000 анионов
В горах 3000 — 5000 анионов
В лесах 700 — 1500 анионов
В городах 100 -200 анионов
В квартирах 25 -75 анионов
В анионовом вкладыше ~ 5800 анионов на 1 см3.
Человек, так же как и всякое другое живое существо, не может жить без анионов. А между тем, знаете ли Вы, что такое «анион»?В обычных условиях молекулы и атомы воздуха нейтральны. Однако при ионизации, которая может происходить посредством обычного излучения, ультрафиолетовой радиации, микроволновой радиации или же посредством простого удара молнии, молекулы воздуха теряют часть вращающихся вокруг атомного ядра отрицательно заряженных электронов, которые в дальнейшем присоединяются к нейтральным молекулам, придавая им отрицательный заряд. Такие молекулы мы и называем анионами.
У анионов нет цвета и запаха, а наличие отрицательных электронов на орбите позволяет им притягивать из воздуха различные микровещества. Анионы также удаляют из воздуха пыль и убивают микробы. Связь «анион-воздух» аналогична связи «витамин-пища». Именно поэтому анионы также называют «воздушными витаминами», «элементом долголетия» и «очистителем воздуха». Хотя полезные свойства анионов оставались долгое время в тени, они крайне важны для человеческого здоровья. Мы не можем позволить себе пренебрегать их целебными свойствами. Так, анионы могут аккумулировать и нейтрализовать пыль, уничтожать вирусы с положительно заряженными электронами, проникать в клетки микробов и уничтожать их, предотвращая, таким образом, негативные последствия для человеческого организма. Чем больше в воздухе анионов, тем меньше в нем микробов (когда же концентрация анионов достигает определенного уровня, то содержание микробов и вовсе сводится к нулю). Здоровье людей напрямую зависит от содержания анионов в воздухе. Если в попадающем в человеческое тело воздухе содержание анионов слишком низкое или, наоборот, слишком высокое, то человек начинает судорожно дышать, может почувствовать усталость, головокружение, головную боль или даже впасть в депрессию.
Все это поддается лечению при условии, что содержание анионов в поступающем в легкие воздухе составляет 1200 анионов на 1 кубический сантиметр. Если содержание анионов внутри жилых помещений повысить до 1500 анионов на 1 кубический сантиметр, то Ваше самочувствие сразу улучшится; Вы начнете работать с удвоенной энергией, повышая тем самым производительность труда.
Таким образом, анионы – это незаменимый помощник в укреплении человеческого здоровья и продлении жизни. Международная Организация Здравоохранения установила, что минимальное содержание анионов в свежем воздухе должно составлять 1000 анионов на 1 кубический сантиметр. При определенных условиях состояния окружающей среды (например, в горных областях) люди за всю жизнь могут ни разу не испытать воспаление внутренних органов. Как правило, такие люди живут долго и остаются здоровыми всю жизнь, что является результатом достаточного содержания анионов в воздухе.
Катионы и анионы выполняют в организме важные функции, например:
Ответственны за осмоляльность жидкости тела,
Образуют биоэлектрический мембранный потенциал,
Катализируют процесс обмена веществ,
Определяют действительную реакцию (рН) жидкости тела,
Стабилизируют определенные ткани (костную ткань),
Служат в качестве энергетического депо (фосфаты),
Участвуют в свертывающей системе крови.
В организме человека массой 70 кг содержится приблизительно 100 г натрия (60 мэкв/кг), 67% его активно обменивается (Geigy). Половина натрия организма находится во внеклеточном пространстве. Треть располагается в костях и хрящах. Содержание натрия в клетках мало (см. также рис. 6).
Концентрация в плазме: 142(137-147) мэкв/л
Основная роль
Основная ответственность за осмоляльность внеклеточного пространства. 92% всех катионов и 46% всех внеклеточных осмотически активных частиц составляют ионы натрия.
Концентрация натрия может определять осмоляльность плазмы, за исключением таких патологических процессов, как сахарный диабет, уремия (см. 1.1.2).
Величина внеклеточного пространства зависит от содержания натрия.
При бессолевых диетах или применении салуретиков внеклеточное пространство уменьшается; оно увеличивается при усиленном введении натрия.
Влияние на внутриклеточное пространство через содержание натрия в плазме. При повышении внеклеточной осмоляльности, например при введении гипертонического раствора поваренной соли, вода выводится из клеток, при снижении осмоляльности плазмы, например при потере соли, клетки обводняются.
Участие в создании биоэлектрического мембранного потенциала. Калий
В организме человека массой 70 кг содержится приблизительно 150 г калия (54 мэкв/кг), 90% его активно участвует в обмене (Geigy); 98% калия организма находится в клетках и 2% - внеклеточно (Fleischer, Frohlich). В мускулатуре определяется 70% общего содержания калия (Black).
Концентрация калия не во всех клетках одинакова. Мышечные клетки содержат 160 мэкв калия/кг воды (Geigy), эритроциты располагают только 87 мэкв/кг эритроцитной массы (Burck, 1970).
Концентрация калия в плазме: 4,5 (3,8-4,7) мэкв 1 л.
Основная роль
Участвует в утилизации углеводов;
Необходим для синтеза белков; при расщеплении белков калий
освобождается; при синтезе связывается (соотношение: 1 г азота приблизительно на 3 мэкв калия);
Оказывает важное влияние на нервно-мышечное возбуждение.
Каждая клетка мышц и нервное волокно в состоянии покоя представляют собой калиевую батарею, заряд которой в значительной степени определяется соотношением концентраций калия внутри и вне клеток. Процесс возбуждения связан с активным включением внеклеточных ионов натрия во внутренние волокна и медленным выходам внутриклеточного калия из волокон.
Препараты обусловливают вывод внутриклеточного калия. Состояния, связанные с низким содержанием калия, сопровождаются выраженным действием препаратов дигиталиса. При хроническом недостатке калия нарушается тубулярная реабсорбция (Nizet).
Калий участвует в деятельности мышц, сердца, нервной системы, почек, каждой клетки.
Особенности
Большой практический интерес представляет собой взаимосвязь между концентрацией калия в плазме и содержанием калия внутри клетки. Существует принцип, что при уравновешенном обмене веществ содержание калия в плазме определяет его общее содержание во всем организме. На это соотношение влияют:
Значение рН внеклеточной жидкости,
Энергия обмена веществ в клетке,
Функция почек.
Влияние значения рН на концентрацию калия в плазме
При нормальном содержании калия в организме снижение рН увеличивает количество калия в плазме, (повышение рН - уменьшает. Пример: рН 7,3, ацидемия - концентрация калия в плазме 4,8 мэкв/л рН 7,4, норма - концентрация калия в плазме 4,5 мэкв/л рН 7,5, алкалиемия-концентрация калия в плазме 4,2 мэкв/л (Значения рассчитаны по данным Siggaard- Andersen, 1965.) Ацидемии соответствует небольшое по сравнению с нормой повышение концентрации калия в плазме. Иначе говоря, значение 4,5 мэкв/л плазмы указывает при ацидемии на внутриклеточный дефицит калия. Наоборот, при алкалиемии в случае нормального содержания калия нужно ожидать пониженного содержания его в плазме. Зная кислотно-щелочное состояние, можно лучше оценить количество калия в плазме:
Ацидемия →[К]плазма - повышение Алкалиемия→ [К]плазма - снижение
Эти зависимости, выявленные в эксперименте, не всегда клинически доказуемы, так как одновременно развиваются: дальнейшие процессы, влияющие на количество калия в плазме, вследствие чего нивелируется воздействие одного процесса (Heine, Quoss, Guttler).
Влияние энергии обмена веществ клетки на концентрацию калия в плазме
Усиленный отток клеточного калия во внеклеточное пространство происходит, например, при:
Недостаточном снабжении тканей кислородом (шок),
Усиленном разрушении белков (катаболическое состояние).
Сниженной утилизации углеводов (диабет),
Клеточной дегидратации.
Интенсивный приток калия в клетки наблюдается, например, при:
Улучшенной утилизации глюкозы под действием инсулина,
Усиленном синтезе белков (рост, введение анаболических стероидов, репарационная фаза после операции, травма),
Клеточной регидратации.
Разрушающие процессы →[К]плазмы - повышение Восстанавливающие процессы →[К]плазмы - снижение
Ионы натрия, введенные в большом количестве, повышают обмен клеточного калия и способствуют повышенному выведению калия через почки (особенно если ионы натрия связаны не с ионами хлора, а с легко метаболизируемыми анионами, например цитратом). Концентрация калия в плазме вследствие излишка натрия снижается в результате увеличения внеклеточного пространства. Снижение натрия ведет к уменьшению внеклеточного пространства и повышению концентрации калия в плазме:
Излишек натрия→ [К] плазма - снижение Недостаток натрия→[К] плазма - повышение
Влияние почек на концентрацию калия в плазме
Почки меньше влияют на сохранение содержания калия, чем натрия. При недостатке калия почки удерживают его вначале с трудом, поэтому потери могут превышать введение. Наоборот, при передозировке калий довольно легко удаляется током мочи. При олигурии и анурии повышается количество калия в плазме.
Олигурия, анурия→ [К] плазма - повышение
Таким образом, внеклеточная (плазменная) концентрацш калия является результатом динамического равновесия между:
Введением;
Способностью клеток к удержанию в зависимости от значения рН и состоянием обмена веществ (анаболизм - катаболизм);
Ренальным выведением калия в зависимости от:
· кислотно-щелочного состояния,
· тока мочи,
· альдостерона;
Внепочечной потерей калия, например, в желудочно-кишечном тракте. Кальций
У взрослого человека массой 70 кг содержится приблизительно 1000- 1500 г кальция -от 50000 до 75000 мэкв (1,4-2% массы тела), 99% кальция находится в костях и зубах (Rapoport).
Концентрация в плазме: 5(4,5-5,5) мэкв/л с небольшими индивидуальными отклонениями (Rapoport).
Кальций в плазме распределен в трех фракциях, а именно 50-60% ионизировано и способно к диффузии, 35-50% связано с белками (не ионизировано и не способно к диффузии), 5-10% связано комплексной связью с органическими кислотами (лимонная кислота) - не ионизировано, но способно к диффузии (Geigy). Между отдельными фракциями кальция существует подвижное равновесие, которое зависит от рН. При ацидозах, например, степень диссоциации, а, следовательно, и количество диссоциированного кальция возрастают (замедляет явления тетании при ацидозе).
Биологически активны только ионы кальция. Точные данные, позволяющие определить состояние обмена кальция, получают только путем измерения количества ионизированного кальция (Pfoedte, Ponsold).
Основная роль
Составная часть костей. Кальций в костях находится в виде нерастворимого структурного минерала, главным образом фосфата кальция (гидроксилапатит).
Влияние на возбудимость нервов и мышц. Ионы кальция посредничают в биоэлектрическом феномене между поверхностью волокон и контрактильными реакциями внутри волокон.
Влияние на проницаемость мембран.
Вклад в свертывающую систему крови.
Особенности
На абсорбцию кальция в кишечнике влияет состав пищи. Так, абсорбции кальция способствуют лимонная кислота и витамин D, а препятствуют органические кислоты, например оксалиновая кислота (шпинат, ревень), фитиновая кислота (хлеб, хлебные злаки), жирные кислоты (болезни желчного пузыря). Оптимальное соотношение кальция и фосфата (1.2.1) способствует абсорбции. В регуляции содержания кальция играют ведущую роль паратгормон, витамин D и кальцитонин.
В организме человека массой 70 кг находится 20-28 г магния (Hanze)-от 1600 до 2300 мэкв. Он определяется преимущественно в скелете (половина общего количества), меньше в почках, печени, щитовидной железе, мышцах и нервной системе (Simon). Магний наряду с калием является важнейшим катионом клеток животных и растений.
Концентрация в плазме: 1,6-2,3 мэкв/л (Hanze).
Приблизительно 55-60% магния плазмы ионизировано, 30% связано с белками и 15% - с комплексными соединениями (Geigy).
Основная роль
Значение для многочисленных процессов, управляемых ферментами
(регенерация клеток, утилизация кислорода и выделение энергии; Simon). Магний важен для гликолиза, различных ступеней цитратного цикла, окислительного фосфорилирования, активации фосфатов, нуклеаз, различных пептидаз (Hanze).
Тормозит перенос нервного возбуждения в конечную точку (подобно кураре; антагонист - ионы кальция), следствием чего является понижение нервно-мышечного возбуждения.
Депрессивное влияние на центральную нервную систему.
Уменьшение сократительной способности гладкой мускулатуры и миокарда.
Подавление возбуждения в синусовом узле и нарушение атриовентрикулярной проводимости (при очень высоких дозах остановка сердца в диастоле).
Расширение сосудов.
Содействие фибринолизу (Hackethal, Bierstedt).
Особенности
Наряду с абсорбцией и выделением через почки в регуляции содержания магния в организме участвует еще не до конца изученный гормон поджелудочной железы. Дефицит магния приводит к выведению ионов магния и кальция из костей. Абсорбцию понижает пища, богатая белками и кальцием, а также алкоголь (Simon).
В организме человека массой 70 кг содержится приблизительно 100 г хлора - 2800 мэкв (Rapoport). Концентрация в плазме: 103 (97-108) мэкв/л
Основная роль
Хлор - важнейшая часть анионов плазмы.
Ионы хлора участвуют в образовании мембранного потенциала.
Гидрокарбонат
Гидрокарбонат относится к изменяемой части ионов. Изменения в содержании анионов уравновешиваются благодаря гидрокарбонату. Система гидрокарбонат - угольная кислота является важнейшей внеклеточной буферной системой. Значение рН внеклеточного пространства можно рассчитать по отношению гидрокарбоната к угольной кислоте (дальнейшее рассуждение см. 1.3).
В теле взрослого человека содержится 500-800 г фосфата (1% массы тела). 88% находятся в скелете (Grossmann), остальная часть располагается внутриклеточно и лишь небольшая его часть - во внеклеточном пространстве (Rapoport).
Фосфат может быть как органическим (в качестве составной части фосфопротеинов, нуклеиновых кислот, фосфатидов, коферментов - Rapoport), так и неорганическим. Приблизительно 12% фосфатов плазмы связано с белками .
Концентрация в плазме (неорганический фосфор): 1,4- 2,6мэкв/л.
Основная роль
Вместе с кальцием образует нерастворимый гидроксилапатит (опорная функция костей).
Участие в метаболизме углеводов, а также в хранении и переносе энергии (АТФ, креатинфосфат).
Буферное действие.
Особенности
Фосфор находится во всех продуктах питания. Абсорбция стимулируется витамином D и цитратом, задерживается некоторыми металлами (например, алюминием), цианидами, а также повышенным введением кальция. Фосфаты, выделяемые мочой, действуют в качестве буфера.
Концентрация в плазме (неорганического сульфата) :0,65 мэкв/л
Сульфат образуется из серосодержащих аминокислот (например, цистеин, метионин) и выводится через почки.
При почечной недостаточности концентрация сульфатов в плазме повышается в 15-20 раз.
Органические кислотные радикалы
Лактат (молочная кислота).
Пируват (пировиноградная кислота).
Бета-гидроксибутират (бета-гидроксимасляная кислота).
Ацетоацетат (ацетоуксусная кислота).
Сукцинат (янтарная кислота).
Цитрат (лимонная кислота).
Концентрация в плазме: 6 мэкв/л (Geigy)
Молочная кислота является промежуточным продуктом в процессе обмена углеводов. При снижении уровня кислорода (шок, сердечная недостаточность) концентрация молочной кислоты повышается.
Ацетоуксусная кислота и бета-гидроксимасляная кислота (кетоновые тела) появляются при снижении количества углеводов (голод, пост), а также при нарушении утилизации углеводов (диабет) (см. 3.10.3).
Молекулы белков при рН крови 7,4 существуют главным образом в виде анионов (16 мэкв/л плазмы).
Основная роль
Жизнь связана с белками, отсюда без белков нет жизни Белки
Являются основной составной частью клеточных и межтканевых структур;
Ускоряют в качестве ферментов процессы обмена веществ;
Образуют межклеточное вещество кожи, костей и хрящей;
Обеспечивают деятельность мускулатуры благодаря контрактильным свойствам определенных белков;
Определяют коллоидно-осмотическое давление и тем самым водозадерживающую способность плазмы (1 г альбумина связывает 16 г воды);
Являются защитными веществами (антитела) и гормонами (например, инсулин);
Транспортируют вещества (кислород, жирные кислоты, гормоны, лекарственные вещества и др.);
Действуют в качестве буфера;
Участвуют в свертывании крови.
Это перечисление уже показывает основополагающее значение белков.
Особую нагрузку испытывает белковый баланс в состоянии стресса (см. также 3.8.2.1).
Указания для клинициста
Определяя состояние белков, обычно привлекают следующие параметры:
Клиническую оценку состояния пациента (похудание и пр.);
Концентрацию общего белка и альбумина в плазме;
Концентрацию трансферрина;
Состояние иммунитета (например, кожный тест, исследование с помощью БЦЖ и др., определение числа лимфоцитов и др.).
Чувствительный показатель состояния белкового питания, каковым является концентрация альбумина в плазме, представляет величину зкстраваскулярного запаса альбумина, измеряемого с помощью меченого альбумина. Экстраваскулярный, межтканевый альбумин можно рассматривать как белковый резерв. Он повышается при отличном питании и снижается при дефиците белков без изменения концентрации альбумина в плазме (Kudlicka и соавт.).
Внутрисосудистый запас альбумина составляет 120 г, межтканевый - от 60 до 400 г, у взрослых в среднем 200 г. При падении концентрации альбумина в плазме ниже предельной границы нормы значительно истощаются в первую очередь межтканевые запасы альбумина (Kudlicka, Kudlickova), что видно из табл. 2 и 3. У 46 больных, оперированных по поводу хронических гастродуоденальных язв, Studley установил корреляцию послеоперационной летальности с предоперационным похуданием (см. табл.3).
Таблица 2
Летальность в зависимости от концентрации сывороточного альбумина на клиническом материале терапевтических больных (Wuhmann, Marki)