Hvad er KATIONER, og hvad er de beregnet til

Det kationer de er kemiske arter, der spiller en grundlæggende rolle i mange vitale processer, og som har flere anvendelsesmuligheder inden for industri og medicin. Hvis du vil vide mere detaljeret hvad er kationer, og hvad er de beregnet til, læs denne lektion fra en LÆRER, hvor vi forklarer det for dig.

Det kationer De er atomer eller molekyler, der har en positiv nettoladning. Det vil sige, det er de atomer eller molekyler, hvor antallet af protoner som helhed overstiger antallet af elektroner.

Denne kemiske art produceres altid ved tab af elektroner, da disse er de eneste ladede partikler, der kan forlade eller forbinde atomer eller molekyler. Dette er sådan, siden elektroner kredser omkring atomkerne i et sæt kredsløb (som kaldes orbitaler) og som som helhed danner den elektroniske cortex, som er den yderste del af atomet.

Kationer forekommer kun i fri form i opløsning i polære opløsningsmidler, såsom vand. I fast form finder vi dem udgør en del af ioniske forbindelser, kombineret med anioner; formning

du går ud. Findes også udgør en del af metalliske stoffer, hvor kationer danner et netværk mellem hvilke elektroner bevæger sig i fri form.

Nu hvor du ved, hvad kationer er, lad os opdage de forskellige typer, der findes. Der er to:

• Monatomiske kationer: Monatomiske kationer er dem, der dannes af et enkelt atom. Dette er ioner af metalelementer, som har en meget lav ioniseringsenergi. Dette betyder, at de er atomer, der meget let løsnes fra elektronerne i deres yderste skal (valensskal) for at nå den tidligere ædelgasstruktur. Denne elektroniske konfiguration indebærer en høj stabilitet, og de metalliske elementer erhverver kationiske former meget let.
• Polyatomiske kationer: I dette tilfælde er det kemiske forbindelser, der består af atomer med forskellige grundstoffer, og som har en positiv nettoladning. De er ikke særlig rigelige, nogle eksempler er: ammoniumionen (NH4⁺), hydronium (H3O⁺) eller nitronium (NO2⁺).

Inden for de polyatomiske kationer skal vi også overveje organiske kationer, de er organiske forbindelser (dannet af kulstof som hovedelement) med en positiv ladning. Denne type kationer er normalt aromatiske, dvs. de består af benzenringe.

Kationer er kemiske arter, dets eksistens indebærer ikke en iboende "nytte". Det er imidlertid muligt at tale om "nytte" i relation til både den fysisk-kemiske og biologiske betydning af kationer i en lang række processer eller fænomener. fysisk, der kan være afgørende for, at kroppen fungerer korrekt eller dets medicinske anvendelser eller industrielle processer af interesse økonomisk. Hvis du vil vide det hvad er kationer til, her giver vi dig en gennemgang af dens hyppigste anvendelser, vær opmærksom!

Indstil elektrokemiske gradienter

Kationer generelt findes i forskellige koncentrationer i det indre og eksterne miljø. Dette gør det muligt at etablere elektrokemiske gradienter i medier adskilt af en semipermeabel membran, såsom cellemembranen. Det natrium- og kaliumkationer De er af vital betydning for vedligeholdelsen af ​​den elektrokemiske gradient i det indre miljø af levende organismer. Mens kation K⁺ Det er den mest forekommende i det indre miljø af celler, natrium er den mest rigelige kation i miljøet (biotop). Begge kationer er involveret i komplekse transportmekanismer.

Regulering af osmotiske fænomener

Osmose består af den passive diffusion (det forekommer spontant og kræver ikke energiindgang) af vand gennem en membran semipermeabel, fra et medium med høje koncentrationer af en forbindelse i opløsning til et medium, hvor koncentrationen af ​​nævnte forbindelse er mere lav. Derfor bestemmes vandets passage gennem membranen af ​​forskellene i koncentration mellem det indre og det ydre miljø i cellen.

Fastlægg pH for det interne medium

PH i en opløsning er niveauet af koncentration af hydrogenioner (H +) i en opløsning. Denne parameter er vigtig for organismernes overlevelse og skal holdes inden for snævre grænser. for at sikre, at de enzymer, der regulerer metaboliske reaktioner og andre vitale funktioner, fungerer korrekt.

Specifikke biologiske funktioner af kationer

Ud over at deltage i vedligeholdelsen af ​​homeostase, pH i mediet eller de elektrokemiske gradienter; Nogle kationer udfører specifikke funktioner i kroppen. For eksempel ham calciumkation (Ca²⁺) er afgørende for muskelsammentrækning Y kationerne natrium (Na +) og kalium (K +) er grundlæggende i transmission af elektrisk impuls langs neuronernes axon.

Vi finder også kationer forbundet med organiske stoffer såsom proteiner eller andre biomolekyler. Er det tilfældet jernholdig kation (Fe²⁺) der er en del af det aktive centrum af hæmoglobin og det er vigtigt for transport af ilt i blodet. Et andet eksempel er kationen mangnesium (Mg2 +) som er en del af det aktive centrum for klorofyl, fotosyntetisk pigment af planterne.

Som en del af salte finder vi Calcium i fast form udgør en del af støtte- eller beskyttelsesstrukturer såsom skaller, skaller og fra skelet.

Medicinske og industrielle anvendelser af kationer

Kationer har flere anvendelser inden for industri og medicin både i deres frie form (i opløsning) og som en del af salte. Nedenfor ser vi nogle eksempler på brugen af ​​kationer eller salte både industrielt og inden for medicin.

Metalliske kationer som antimikrobielle stoffer

Det sølvkation (Ag +) Det har bakteriedræbende virkninger ved lave koncentrationer. I medicin bruges det frem for alt til behandling af forbrændinger.

På industrielt niveau anvendes metalkationer, såsom kobber, zink eller titanium, inkluderet i nanopartikler, også som antimikrobielle midler. I anvendelsesområder så forskellige som tekstilfremstilling, dyrefoder og den farmaceutiske og kosmetiske industri.

Fremstilling af elektriske batterier

Til fremstilling af elektriske batterier genopladeligLithiumion (Li⁺). Disse er ekstremt effektive hurtigopladende batterier med en brugstid, der kan nå 10 år. En anden fordel, de har, er, at de er relativt billige at producere. Disse batterier har flere applikationer, da de bruges i mobiltelefoner, bærbare computere og elbiler. Opfinderne af disse batterier, Goodenough, Whittingham og Yoshino, modtog Nobelprisen i kemi i 2019.

MR-billeddannelse

Kationer er paramagnetiske, det vil sige de har en tendens til at justere sig parallelt med et magnetfelt. Denne egenskab bruges i medicin til opnåelse af billeder til diagnose af sygdom eller tilskadekomst. Specifikt teknikken til magnetisk resonansbilleddannelse med kontrast. Kontrast er et billeddannende "farvestof", som præ-administreres til patienten intravenøst. Løsningerne til Gadolinium kation (Gd³⁺) der binder til organiske forbindelser, der tillader dannelse af billeder.