Co jsou CATION a k čemu slouží

The kationty jsou to chemické druhy, které hrají zásadní roli v mnoha životně důležitých procesech a které mají mnoho aplikací v průmyslu a medicíně. Pokud chcete vědět podrobně k čemu slouží kationy a k čemu slouží, přečtěte si tuto lekci od UČITELE, kde vám ji vysvětlíme.

The kationty Oni jsou atomy nebo molekuly, které mají a čistý kladný náboj. To znamená, že jsou to atomy nebo molekuly, ve kterých počet protonů jako celku převyšuje počet elektronů.

Tento chemický druh se vyrábí vždy ztrátou elektronů, protože to jsou jediné nabité částice, které mohou opustit atomy nebo molekuly nebo se k nim připojit. Je tomu tak, protože elektrony točí se kolem atomové jádro v sadě oběžných drah (které se nazývají orbitaly) a které jako celek tvoří elektronickou kůru, která je nejvzdálenější částí atomu.

Vyskytují se pouze kationty ve volné formě v roztoku v polárních rozpouštědlech, jako je voda. V pevné formě je najdeme tvořící součást iontových sloučeninv kombinaci s anionty; tváření jdete ven. Jsou také nalezeny

tvořící součást kovových látek, ve kterém kationty tvoří síť, mezi kterou se elektrony pohybují ve volné formě.

Nyní, když víte, co jsou to kationty, pojďme objevit různé typy, které existují. Existují dva:

• Monatomické kationty: Monatomické kationty jsou ty, které jsou tvořeny jediným atomem. Jedná se o ionty kovových prvků, které mají velmi nízkou ionizační energii. To znamená, že jsou to atomy, které se velmi snadno oddělují od elektronů jejich nejvzdálenějšího pláště (valenčního pláště), aby dosáhly struktury ušlechtilého plynu z předchozího období. Tato elektronická konfigurace znamená vysokou stabilitu a kovové prvky velmi snadno získávají kationtové formy.
• Polyatomické kationty: V tomto případě se jedná o chemické sloučeniny, které se skládají z atomů různých prvků a které mají čistý kladný náboj. Nejsou příliš hojné, některé příklady jsou: amonný iont (NH4⁺), hydronium (H30⁺) nebo nitronium (NO2⁺).

V rámci polyatomových kationů musíme také uvažovat o organických kationtech, jedná se o organické sloučeniny (tvořené uhlíkem jako hlavním prvkem) s kladným nábojem. Tento typ kationtů má obvykle aromatickou povahu, to znamená, že jsou tvořeny benzenovými kruhy.

Kationty jsou chemické druhy, jeho existence nenaznačuje vnitřní „užitečnost“. Je však možné hovořit o „užitečnosti“ ve vztahu k fyzikálně-chemickému i biologickému významu kationů v mnoha procesech nebo jevech. fyzická, která může být nezbytná pro správné fungování těla nebo jeho lékařských aplikací nebo sledovaných průmyslových procesů hospodářský. Pokud to chcete vědět k čemu jsou kationty, zde vám necháme přehled jeho nejčastějších použití, mějte na paměti!

Nastavit elektrochemické přechody

Kationty se obecně nacházejí v různých koncentracích ve vnitřním a vnějším prostředí. To umožňuje stanovit elektrochemické přechody v médiu odděleném semipermeabilní membránou, jako je buněčná membrána. The sodné a draselné kationty Mají zásadní význam pro udržení elektrochemického gradientu ve vnitřním prostředí živých organismů. Zatímco kation K⁺ Je nejhojnějším ve vnitřním prostředí buněk, sodík je nejhojnějším kationtem v životním prostředí (biotop). Oba kationy jsou zapojeny do složitých transportních mechanismů.

Regulace osmotických jevů

Osmóza se skládá z pasivní difúze (probíhá spontánně a nevyžaduje přísun energie) vody přes membránu semipermeabilní, z média s vysokými koncentracemi sloučeniny v roztoku, do média, ve kterém je koncentrace uvedené sloučeniny více nízko. Proto je průchod vody přes membránu určen rozdíly v koncentraci mezi vnitřním a vnějším prostředím buňky.

Stanovte pH vnitřního média

PH roztoku je úroveň koncentrace vodíkových iontů (H +) v roztoku. Tento parametr má zásadní význam pro přežití organismů a musí být udržován v úzkých mezích; zajistit správné fungování enzymů, které regulují metabolické reakce a další životně důležité funkce.

Specifické biologické funkce kationtů

Kromě účasti na udržování homeostázy, pH média nebo elektrochemických gradientů; Některé kationty plní v těle specifické funkce. Například jemu vápenatý kation (Ca²⁺) je nezbytný při svalové kontrakci Y kationty sodík (Na +) a draslík (K +) jsou zásadní v přenos elektrického impulsu podél axonu neuronů.

Nalezneme také kationty spojené s organickými látkami, jako jsou proteiny nebo jiné biomolekuly. Je tomu tak železnatý kation (Fe²⁺) která je součástí aktivního centra hemoglobin a je nezbytný pro transport kyslíku v krvi. Dalším příkladem je kation mangnesium (Mg2 +) který je součástí aktivního centra chlorofylu, fotosyntetický pigment rostlin.

Jako součást solí najdeme Vápník v pevné formě tvořící součást podpůrných nebo ochranných struktur, jako je mušle, mušle a od kostra.

Lékařské a průmyslové aplikace kationtů

Kationty mají mnoho aplikací v průmyslu a medicíně jak ve volné formě (v roztoku), tak jako součást solí. Níže uvidíme několik příkladů použití kationtů nebo solí v průmyslu i v medicíně.

Kovové kationty jako antimikrobiální látky

The kationt stříbra (Ag +) Má baktericidní účinky při nízkých koncentracích, v medicíně se používá především při léčbě popálenin.

Na průmyslové úrovni se jako antimikrobiální látky používají také kovové kationty, jako je měď, zinek nebo titan, obsažené v nanočásticích. V tak rozmanitých aplikačních oblastech, jako je textilní výroba, krmivo pro zvířata a farmaceutický a kosmetický průmysl.

Výroba elektrických baterií

Při výrobě elektrických baterií dobíjecíLithiový ion (Li⁺). Jedná se o extrémně efektivní, rychle se nabíjející baterie s životností až 10 let. Další výhodou, kterou mají, je, že se vyrábějí relativně levně. Tyto baterie mají mnoho aplikací, protože se používají v mobilních telefonech, laptopech a elektrických automobilech. Vynálezci těchto baterií, Goodenough, Whittingham a Yoshino, obdrželi v roce 2019 Nobelovu cenu za chemii.

MRI zobrazování

Kationty jsou paramagnetické, to znamená, že mají tendenci se srovnávat paralelně s magnetickým polem. Tato vlastnost se používá v medicíně při získávání snímků pro diagnostiku onemocnění nebo poranění. Konkrétně jde o techniku ​​zobrazování magnetickou rezonancí s kontrastem. Kontrast je zobrazovací „barvivo“, které se pacientovi předem podává intravenózně. Řešení Gadoliniový kation (Gd³⁺) který se váže na organické sloučeniny umožňující tvorbu obrazů.