Što su KATIONI i čemu služe
The kationi Oni su kemijske vrste koje igraju temeljnu ulogu u mnogim vitalnim procesima i imaju višestruku primjenu u industriji i medicini. Ako želite znati detaljno što su kationi i čemu služe, pročitajte ovu lekciju od UČITELJA gdje vam to objašnjavamo.
The kationi Oni su atoma ili molekule koje imaju a neto pozitivni naboj. Odnosno, oni su oni atomi ili molekule u kojima broj protona u cjelini premašuje broj elektrona.
Ova se kemijska vrsta uvijek proizvodi gubitkom elektrona, budući da su to jedine nabijene čestice koje mogu napustiti ili se pridružiti atomima ili molekulama. To je tako, budući da elektroni vrte se oko jezgra atoma u skupu orbita (koje se nazivaju orbitale) i koje u cjelini tvore elektronički korteks, koji je najudaljeniji dio atoma.
Kationi se javljaju samo u slobodnom obliku u otopini u polarnim otapalima poput vode. U solidnom obliku nalazimo ih tvoreći dio ionskih spojeva, u kombinaciji s anionima; formirajući Izađi van. Također se nalaze čineći dio metalnih tvari, u kojem kationi tvore mrežu između koje se elektroni kreću u slobodnom obliku.
Sad kad znate što su to kationi, otkrijmo različite vrste koje postoje. Postoje dva:
- Monatomski kationi: Monatomski kationi su oni koje tvori jedan atom. To su ioni metalnih elemenata koji imaju vrlo nisku energiju ionizacije. To znači da su to atomi koji se vrlo lako odvajaju od elektrona njihove najudaljenije ljuske (valentne ljuske) da bi dosegli strukturu plemenitih plinova iz prethodnog razdoblja. Ova elektronička konfiguracija podrazumijeva visoku stabilnost, a metalni elementi vrlo lako poprimaju kationske oblike.
- Poliatomski kationi: U ovom su slučaju riječ o kemijskim spojevima koji se sastoje od atoma različitih elemenata i koji imaju neto pozitivni naboj. Nisu u izobilju, neki primjeri su: amonijev ion (NH4+), hidronij (H3O+) ili nitronija (NO2+).
Unutar polikatomskih kationa moramo uzeti u obzir i organske katione, oni su organski spojevi (koje ugljik stvara kao glavni element) s pozitivnim nabojem. Te su vrste kationa obično aromatične prirode, odnosno sastoje se od benzenskih prstenova.
Slika: Kemija II
Kationi su kemijske vrste, njegovo postojanje ne podrazumijeva unutarnju "korisnost". Međutim, moguće je govoriti o "korisnosti" u odnosu kako na fizikalno-kemijsku tako i na biološku važnost kationa u mnoštvu procesa ili pojava. fizički koji su možda bitni za pravilno funkcioniranje tijela ili njegove medicinske primjene ili industrijske procese od interesa ekonomski. Ako želite znati čemu služe kationi, ovdje vam ostavljamo pregled njegovih najčešćih upotreba, uzmite na znanje!
Postavite elektrokemijske gradijente
Općenito, kationi se nalaze u različitim koncentracijama u unutarnjem i vanjskom okruženju. To omogućuje uspostavljanje elektrokemijskih gradijenata u podlogama odvojenim polupropusnom membranom poput stanične membrane. The kationi natrija i kalija Oni su od vitalne važnosti za održavanje elektrokemijskog gradijenta u unutarnjem okruženju živih organizama. Dok je kation K+ Najzastupljeniji je u unutarnjem okruženju stanica, natrij je najzastupljeniji kation u okolišu (biotop). Oba su kationa uključena u složene transportne mehanizme.
Regulacija osmotskih pojava
Osmoza se sastoji od pasivne difuzije (javlja se spontano i ne zahtijeva unos energije) vode, kroz membranu polupropusan, od medija s visokim koncentracijama spoja u otopini, do medija u kojem je koncentracija spomenutog spoja niže. Stoga je prolazak vode kroz membranu određen razlikama u koncentraciji između unutarnjeg i vanjskog okoliša stanice.
Utvrdite pH unutarnjeg medija
PH otopine je razina koncentracije vodikovih iona (H +) u otopini. Ovaj je parametar od vitalne važnosti za preživljavanje organizama i mora se držati u uskim granicama; kako bi se osiguralo pravilno funkcioniranje enzima koji reguliraju metaboličke reakcije i druge vitalne funkcije.
Specifične biološke funkcije kationa
Uz sudjelovanje u održavanju homeostaze, pH medija ili elektrokemijski gradijenti; Neki kationi izvršavaju određene funkcije u tijelu. Na primjer, njega kation kalcija (Ca2+) je bitan u kontrakciji mišića Y kationi natrija (Na +) i kalija (K +) su temeljni u prijenos električnog impulsa duž aksona neurona.
Također nalazimo i katione povezane s organskim tvarima poput proteina ili drugih biomolekula. Je li slučaj kation željeza (Fe2+) koji čini dio aktivnog središta hemoglobin a bitan je za transport kisika u krvi. Sljedeći je primjer kation mangnezij (Mg2 +) koji je dio aktivnog središta klorofila, fotosintetski pigment biljaka.
Kao dio soli nalazimo Kalcij u krutom obliku čineći dio potpornih ili zaštitnih struktura kao što su školjke, školjke i od kostur.
Medicinska i industrijska primjena kationa
Kationi imaju višestruku primjenu u industriji i medicini, kako u slobodnom obliku (u otopini), tako i kao dio soli. U nastavku ćemo vidjeti neke primjere uporabe kationa ili soli kako u industriji, tako i u medicini.
Metalni kationi kao antimikrobna sredstva
The kation srebra (Ag +) Djeluje baktericidno u niskim koncentracijama, a u medicini se koristi prije svega u liječenju opeklina.
Na industrijskoj razini, kationi metala, poput bakra, cinka ili titana, uključeni u nanočestice, također se koriste kao antimikrobna sredstva. U područjima primjene koja su raznolika poput proizvodnje tekstila, stočne hrane i farmaceutske i kozmetičke industrije.
Proizvodnja električnih baterija
U proizvodnji električnih baterija punjivaLitij-ion (Li+). Riječ je o izuzetno učinkovitim baterijama s brzim punjenjem s korisnim vijekom trajanja do 10 godina. Druga prednost je što su relativno jeftini za proizvodnju. Ove baterije imaju višestruku primjenu jer se koriste u mobilnim telefonima, prijenosnim računalima i električnim automobilima. Izumitelji ovih baterija, Goodenough, Whittingham i Yoshino, dobili su Nobelovu nagradu za kemiju 2019. godine.
MRI snimanje
Kationi su paramagnetski, odnosno imaju tendenciju poravnavanja paralelno s magnetskim poljem. Ovo se svojstvo koristi u medicini za dobivanje slika za dijagnozu bolesti ili ozljede. Točnije, tehnika dobivanja magnetske rezonancije s kontrastom. Kontrast je "boja" koja omogućuje slikanje i prethodno se daje pacijentu intravenozno. Rješenja sustava Kation gadolinija (Gd3+) koji se veže za organske spojeve omogućujući stvaranje slika.
