Čo sú to KATÁCIE a na čo slúžia

The katióny Sú to chemické druhy, ktoré zohrávajú zásadnú úlohu v mnohých životne dôležitých procesoch a ktoré majú mnohostranné využitie v priemysle a medicíne. Ak to chcete vedieť podrobne čo sú to katióny a na čo slúžia, prečítajte si túto lekciu od UČITEĽA, kde vám ju vysvetlíme.

The katióny Oni sú atómy alebo molekuly, ktoré majú a čistý kladný náboj. To znamená, že sú to tie atómy alebo molekuly, v ktorých počet protónov ako celku presahuje počet elektrónov.

Tento chemický druh sa vyrába vždy stratou elektrónov, pretože sú to jediné nabité častice, ktoré môžu opustiť alebo sa spojiť s atómami alebo molekulami. Je to tak, keďže elektróny točí sa okolo atómové jadro v súbore obežných dráh (ktoré sa nazývajú orbitály) a ktoré ako celok tvoria elektronickú kôru, ktorá je najvzdialenejšou časťou atómu.

Vyskytujú sa iba katióny vo voľnej forme v roztoku v polárnych rozpúšťadlách, ako je voda. V pevnej forme ich nájdeme tvoriace súčasť iónových zlúčenínv kombinácii s aniónmi; formovanie Choď von

. Tiež sa nachádzajú tvoriace súčasť kovových látok, v ktorej katióny tvoria sieť, medzi ktorou sa elektróny pohybujú vo voľnej forme.

Teraz, keď viete, čo sú to katióny, poďme objaviť rôzne typy, ktoré existujú. Existujú dva:

• Monatomické katióny: Monatomické katióny sú katióny tvorené jedným atómom. Ide o ióny kovových prvkov, ktoré majú veľmi nízku ionizačnú energiu. To znamená, že sú to atómy, ktoré sa veľmi ľahko oddelia od elektrónov ich najvzdialenejšieho obalu (valenčného obalu), aby dosiahli štruktúru ušľachtilého plynu z predchádzajúceho obdobia. Táto elektronická konfigurácia znamená vysokú stabilitu a kovové prvky veľmi ľahko získavajú katiónové formy.
• Polyatómové katióny: V tomto prípade ide o chemické zlúčeniny, ktoré sú tvorené atómami rôznych prvkov a ktoré majú čistý kladný náboj. Nie sú veľmi početné, niektoré príklady sú: amónny ión (NH4⁺), hydrónium (H30⁺) alebo nitrónium (NO2⁺).

V rámci polyatómových katiónov musíme brať do úvahy aj organické katióny, sú to organické zlúčeniny (tvorené uhlíkom ako hlavným prvkom) s kladným nábojom. Tento typ katiónov je zvyčajne aromatickej povahy, to znamená, že sú zložené z benzénových kruhov.

Katióny sú chemické látky, jeho existencia neznamená skutočnú „užitočnosť“. Je však možné hovoriť o „užitočnosti“ vo vzťahu k fyzikálno-chemickému aj biologickému významu katiónov v mnohých procesoch alebo javoch. fyzická, ktorá môže byť nevyhnutná pre správne fungovanie tela alebo jeho lekárskych aplikácií alebo záujmových priemyselných procesov ekonomický. Ak to chcete vedieť na čo sú katióny, tu vám poskytneme prehľad jeho najbežnejších použití, všimnite si!

Nastaviť elektrochemické gradienty

Katióny sa všeobecne nachádzajú v rôznych koncentráciách vo vnútornom a vonkajšom prostredí. To umožňuje ustanoviť elektrochemické gradienty v médiu oddelenom polopriepustnou membránou, ako je bunková membrána. The sodné a draselné katióny Majú zásadný význam pre udržanie elektrochemického gradientu vo vnútornom prostredí živých organizmov. Zatiaľ čo katión K⁺ Je najhojnejším vo vnútornom prostredí buniek, sodík je najhojnejším katiónom v životnom prostredí (biotop). Oba katióny sú zapojené do zložitých transportných mechanizmov.

Regulácia osmotických javov

Osmóza spočíva v pasívnej difúzii (cez membránu spontánne a nevyžaduje prísun energie) vody semipermeabilné, z média s vysokými koncentráciami zlúčeniny v roztoku, do média, v ktorom je koncentrácia uvedenej zlúčeniny viac nízka. Preto je priechod vody cez membránu určený rozdielmi v koncentrácii medzi vnútorným a vonkajším prostredím bunky.

Stanovte pH vnútorného média

PH roztoku je úroveň koncentrácie vodíkových iónov (H +) v roztoku. Tento parameter má zásadný význam pre prežitie organizmov a musí sa udržiavať v úzkych medziach; na zabezpečenie správneho fungovania enzýmov, ktoré regulujú metabolické reakcie a ďalšie životné funkcie.

Špecifické biologické funkcie katiónov

Okrem účasti na udržiavaní homeostázy, pH média alebo elektrochemických gradientov; Niektoré katióny vykonávajú v tele špecifické funkcie. Napríklad jemu vápnikový katión (Ca²⁺) je nevyhnutný pri kontrakcii svalov Y. katióny sodík (Na +) a draslík (K +) sú zásadné v prenos elektrického impulzu pozdĺž axónu neurónov.

Nájdeme tiež katióny spojené s organickými látkami, ako sú proteíny alebo iné biomolekuly. Je to tak katión železnatý (Fe²⁺) ktorá je súčasťou aktívneho centra hemoglobín a je nevyhnutný pre transport kyslíka v krvi. Ďalším príkladom je katión mangán (Mg2 +) ktorý je súčasťou aktívneho centra chlorofylu, fotosyntetický pigment rastlín.

Ako súčasť solí nájdeme Vápnik v tuhej forme tvoriace súčasť podporných alebo ochranných štruktúr ako napr škrupiny, škrupiny a od kostra.

Lekárske a priemyselné aplikácie katiónov

Katióny majú rôzne použitie v priemysle a medicíne vo svojej voľnej forme (v roztoku) aj ako súčasť solí. Ďalej uvádzame niekoľko príkladov použitia katiónov alebo solí v priemysle aj v medicíne.

Kovové katióny ako antimikrobiálne látky

The katión striebra (Ag +) Má baktericídne účinky pri nízkych koncentráciách.V medicíne sa používa predovšetkým na liečbu popálenín.

Na priemyselnej úrovni sa ako antimikrobiálne látky používajú aj kovové katióny, ako je meď, zinok alebo titán, obsiahnuté v nanočasticiach. V tak rozmanitých aplikačných oblastiach ako textilná výroba, krmivo pre zvieratá a farmaceutický a kozmetický priemysel.

Výroba elektrických batérií

Pri výrobe elektrických batérií dobíjacieLítium ión (Li⁺). Jedná sa o mimoriadne efektívne rýchlo nabíjateľné batérie s životnosťou až 10 rokov. Ďalšou výhodou, ktorú majú, je, že sa vyrábajú pomerne lacno. Tieto batérie majú veľa aplikácií, pretože sa používajú v mobilných telefónoch, notebookoch a elektrických automobiloch. Vynálezcovia týchto batérií, Goodenough, Whittingham a Yoshino, dostali v roku 2019 Nobelovu cenu za chémiu.

MRI zobrazovanie

Katióny sú paramagnetické, to znamená, že majú tendenciu zarovnávať sa paralelne s magnetickým poľom. Táto vlastnosť sa používa v medicíne pri získavaní snímok na diagnostiku chorôb alebo poranení. Konkrétne technika zobrazovania magnetickou rezonanciou s kontrastom. Kontrast je zobrazovacie „farbivo“, ktoré sa pacientovi vopred podáva intravenózne. Riešenia Gadolíniový katión (Gd³⁺) ktorý sa viaže na organické zlúčeniny umožňujúce tvorbu obrazov.