Czym są KATIONY i do czego służą

kationy Są to związki chemiczne, które odgrywają fundamentalną rolę w wielu ważnych procesach i mają wiele zastosowań w przemyśle i medycynie. Jeśli chcesz poznać szczegóły czym są kationy i do czego służą, przeczytaj tę lekcję od NAUCZYCIELA, w której wyjaśnimy ci to.

kationy Oni są atomy lub cząsteczki, które mają ładunek dodatni netto. Oznacza to, że są to te atomy lub cząsteczki, w których liczba protonów jako całości przekracza liczbę elektronów.

Ten rodzaj chemiczny jest zawsze produkowany przez utratę elektronów, ponieważ są to jedyne naładowane cząstki, które mogą opuszczać lub łączyć atomy lub cząsteczki. Tak jest, ponieważ elektrony obracać się wokół jądro atomowe w zestawie orbit (zwanych orbitalami) i które jako całość tworzą korę elektronową, która jest najbardziej zewnętrzną częścią atomu.

Kationy występują tylko w postaci wolnej w roztworze w rozpuszczalnikach polarnych, takich jak woda. Znajdujemy je w postaci stałej wchodzący w skład związków jonowych, w połączeniu z anionami; formowanie

ty wyjdź. Są również znalezione wchodzące w skład substancji metalicznych, w którym kationy tworzą sieć, pomiędzy którymi elektrony poruszają się w postaci swobodnej.

Teraz, gdy już wiesz, czym są kationy, odkryjmy różne istniejące typy. Istnieją dwa:

• Kationy jednoatomowe: Kationy jednoatomowe to kationy utworzone przez pojedynczy atom. Są to jony pierwiastków metalicznych, które mają bardzo niską energię jonizacji. Oznacza to, że są to atomy, które bardzo łatwo odrywają się od elektronów ich zewnętrznej powłoki (powłoki walencyjnej), aby osiągnąć strukturę gazu szlachetnego z poprzedniego okresu. Ta konfiguracja elektroniczna implikuje wysoką stabilność, a pierwiastki metaliczne bardzo łatwo przybierają formy kationowe.
• Kationy wieloatomowe: W tym przypadku są to związki chemiczne, które składają się z atomów różnych pierwiastków i mają ładunek dodatni netto. Nie są one zbyt liczne, na przykład: jon amonowy (NH4⁺), hydronium (H3O⁺) lub azotanu (NO2⁺).

Wśród kationów wieloatomowych musimy również wziąć pod uwagę kationy organiczne, są to związki organiczne (utworzone przez węgiel jako główny pierwiastek) o ładunku dodatnim. Ten typ kationów ma zwykle charakter aromatyczny, to znaczy składają się z pierścieni benzenowych.

Kationy to związki chemiczne, jego istnienie nie oznacza samoistnej „użyteczności”. O „użyteczności” można jednak mówić w odniesieniu zarówno do fizyczno-chemicznego, jak i biologicznego znaczenia kationów w wielu procesach czy zjawiskach. fizyczne, które mogą być niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu lub jego zastosowań medycznych lub interesujących procesów przemysłowych industrial gospodarczy. Jeśli chcesz wiedzieć do czego służą kationy, tutaj zostawiamy przegląd jego najczęstszych zastosowań, zwróć uwagę!

Ustaw gradienty elektrochemiczne

Na ogół kationy występują w różnych stężeniach w środowisku wewnętrznym i zewnętrznym. Umożliwia to ustalenie gradientów elektrochemicznych w pożywce oddzielonej błoną półprzepuszczalną, taką jak błona komórkowa. kationy sodu i potasu Mają zasadnicze znaczenie dla utrzymania gradientu elektrochemicznego w środowisku wewnętrznym organizmów żywych. Podczas gdy kation K⁺ Najobficiej występuje w środowisku wewnętrznym komórek, sód jest najliczniejszym kationem w środowisku (biotop). Oba kationy biorą udział w złożonych mechanizmach transportowych.

Regulacja zjawisk osmotycznych

Osmoza polega na biernej dyfuzji (występuje samoistnie i nie wymaga wkładu energii) wody przez membranę półprzepuszczalny, od ośrodka o wysokich stężeniach związku w roztworze, do ośrodka, w którym stężenie tego związku jest bardziej niski. Dlatego o przechodzeniu wody przez błonę decydują różnice stężeń między środowiskiem wewnętrznym i zewnętrznym komórki.

Ustal pH pożywki wewnętrznej

pH roztworu to poziom stężenia jonów wodorowych (H+) w roztworze. Ten parametr ma kluczowe znaczenie dla przetrwania organizmów i musi być utrzymywany w wąskich granicach; aby zapewnić prawidłowe funkcjonowanie enzymów regulujących reakcje metaboliczne i inne funkcje życiowe.

Specyficzne funkcje biologiczne kationów

Oprócz uczestniczenia w utrzymaniu homeostazy, pH pożywki lub gradientów elektrochemicznych; Niektóre kationy pełnią w organizmie określone funkcje. Na przykład on kation wapnia (Ca²⁺) jest niezbędna w skurczu mięśni Tak kationy sodu (Na+) i potasu (K+) są fundamentalne w transmisja impulsu elektrycznego, wzdłuż aksonu neuronów.

Znajdujemy również kationy związane z substancjami organicznymi, takimi jak białka czy inne biomolekuły. Czy sprawa kation żelaza (Fe²⁺) która jest częścią aktywnego centrum hemoglobina i jest niezbędna do transportu tlenu we krwi. Innym przykładem jest kation magnez (Mg2+) który jest częścią aktywnego centrum chlorofilu, pigment fotosyntetyczny roślin.

W ramach soli znajdujemy Wapń w postaci stałej stanowiące część konstrukcji wsporczych lub ochronnych, takich jak: muszle, muszle i od szkielet.

Medyczne i przemysłowe zastosowania kationów

Kationy mają wiele zastosowań w przemyśle i medycynie, zarówno w postaci wolnej (w roztworze), jak i jako część soli. Poniżej zobaczymy kilka przykładów zastosowania kationów lub soli zarówno w przemyśle, jak iw medycynie.

Kationy metali jako środki przeciwdrobnoustrojowe

kation srebra (Ag+) Działa bakteriobójczo w niskich stężeniach.W medycynie znajduje zastosowanie przede wszystkim w leczeniu oparzeń.

Na poziomie przemysłowym jako środki przeciwdrobnoustrojowe stosuje się również kationy metali, takie jak miedź, cynk lub tytan, zawarte w nanocząsteczkach. W obszarach zastosowań tak różnorodnych, jak produkcja tekstyliów, pasza dla zwierząt oraz przemysł farmaceutyczny i kosmetyczny.

Produkcja baterii elektrycznych

W produkcji baterii elektrycznych ładowalnyJon litu (Li⁺). Są to niezwykle wydajne, szybko ładujące się akumulatory o żywotności sięgającej nawet 10 lat. Inną ich zaletą jest to, że są stosunkowo tanie w produkcji. Baterie te mają wiele zastosowań, ponieważ są używane w telefonach komórkowych, laptopach i samochodach elektrycznych. Wynalazcy tych baterii, Goodenough, Whittingham i Yoshino, otrzymali w 2019 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii.

Obrazowanie MRI

Kationy są paramagnetyczne, to znaczy mają tendencję do ustawiania się równolegle do pola magnetycznego. Ta właściwość jest wykorzystywana w medycynie do uzyskiwania obrazów do diagnozy choroby lub urazu. W szczególności technika obrazowania metodą rezonansu magnetycznego z kontrastem. Kontrast to obrazowy „barwnik”, który jest wstępnie podawany pacjentowi dożylnie. Rozwiązania kation gadolinu (Gd³⁺) który wiąże się ze związkami organicznymi, umożliwiając tworzenie obrazów.