Kaj so KATIONI in čemu so namenjeni?

The kationi So kemične vrste, ki igrajo temeljno vlogo v številnih vitalnih procesih in se v industriji in medicini večkrat uporabljajo. Če želite vedeti podrobno kaj so kationi in čemu so namenjeni, preberite to lekcijo od UČITELJA, kjer vam jo razložimo.

The kationi So atomi ali molekule, ki imajo a neto pozitivni naboj. To pomeni, da gre za tiste atome ali molekule, pri katerih število protonov kot celota presega število elektronov.

Ta kemična vrsta se vedno proizvaja z izgubo elektronov, saj so to edini nabiti delci, ki lahko zapustijo ali se pridružijo atomom ali molekulam. To je tako, saj elektroni vrteti se okoli atomsko jedro v nizu orbit (ki jih imenujemo orbitale) in ki kot celota tvorijo elektronsko skorjo, ki je najbolj zunanji del atoma.

Kationi se pojavijo samo v prosti obliki v raztopini v polarnih topilih, kot je voda. V trdni obliki jih najdemo ki tvorijo del ionskih spojinv kombinaciji z anioni; oblikovanje greš ven. So tudi najdeni ki so del kovinskih snovi, v katerem kationi tvorijo mrežo, med katero se elektroni gibljejo v prosti obliki.

instagram story viewer

Zdaj, ko veste, kaj so kationi, odkrijmo različne vrste, ki obstajajo. Obstajata dve:

• Monatomski kationi: Monatomski kationi so tisti, ki jih tvori en sam atom. To so ioni kovinskih elementov, ki imajo zelo nizko ionizacijsko energijo. To pomeni, da gre za atome, ki jih je zelo enostavno ločiti od elektronov njihove najbolj zunanje lupine (valentne lupine), da bi dosegli strukturo žlahtnega plina iz prejšnjega obdobja. Ta elektronska konfiguracija pomeni visoko stabilnost in kovinski elementi zelo enostavno pridobijo kationske oblike.
• Poliatomski kationi: V tem primeru gre za kemične spojine, ki so sestavljene iz atomov različnih elementov in imajo neto pozitivni naboj. Ni jih veliko, nekateri primeri so: amonijev ion (NH4⁺), hidronija (H3O⁺) ali nitronija (NO2⁺).

Znotraj polihatomskih kationov moramo upoštevati tudi organske katione, to so organske spojine (ki jih kot glavni element tvori ogljik) s pozitivnim nabojem. Te vrste kationov so običajno aromatične narave, to pomeni, da so sestavljene iz benzenskih obročev.

Kationi so kemične vrste, njegov obstoj ne pomeni lastne "uporabnosti". Vendar je mogoče govoriti o "uporabnosti" tako glede fizikalno-kemijskega kot biološkega pomena kationov v številnih procesih ali pojavih. fizično, ki je lahko bistvenega pomena za pravilno delovanje telesa ali njegove medicinske namene ali industrijske procese, ki nas zanimajo ekonomsko. Če želite vedeti čemu služijo kationi, tukaj vam puščamo pregled najpogostejših uporab, upoštevajte!

Nastavite elektrokemične gradiente

Na splošno najdemo katione v različnih koncentracijah v notranjem in zunanjem okolju. To omogoča vzpostavitev elektrokemijskih gradientov v gojiščih, ločenih s polprepustno membrano, kot je celična membrana. The natrijev in kalijev kation So ključnega pomena za vzdrževanje elektrokemičnega gradienta v notranjem okolju živih organizmov. Medtem ko kation K⁺ Največ je v notranjem okolju celic, natrij je največ kation v okolju (biotop). Oba kationa sta vključena v zapletene transportne mehanizme.

Regulacija osmotskih pojavov

Osmoza je sestavljena iz pasivne difuzije (pojavi se spontano in ne zahteva vnosa energije) vode skozi membrano polprepustna, od medija z visokimi koncentracijami spojine v raztopini, do medija, v katerem je koncentracija omenjene spojine nižje. Zato prehod vode skozi membrano določajo razlike v koncentraciji med notranjim in zunanjim okoljem celice.

Določite pH notranjega medija

PH raztopine je raven koncentracije vodikovih ionov (H +) v raztopini. Ta parameter je bistvenega pomena za preživetje organizmov in mora biti v ozkih mejah; zagotoviti pravilno delovanje encimov, ki uravnavajo presnovne reakcije in druge vitalne funkcije.

Specifične biološke funkcije kationov

Poleg sodelovanja pri vzdrževanju homeostaze, pH medija ali elektrokemičnih gradientov; Nekateri kationi opravljajo določene funkcije v telesu. Na primer on kalcijev kation (Ca²⁺) je bistvenega pomena pri krčenju mišic Y. kationi natrija (Na +) in kalija (K +) so temeljne v prenos električnega impulza vzdolž aksona nevronov.

Najdemo tudi katione, povezane z organskimi snovmi, kot so beljakovine ali druge biomolekule. Je tako kation železa (Fe²⁺) ki je del aktivnega središča hemoglobin in je bistvenega pomena za transport kisika v krvi. Drug primer je kation mangnezij (Mg2 +) ki je del aktivnega središča klorofila, fotosintetski pigment rastlin.

Kot del soli najdemo Kalcij v trdni obliki ki so del podpornih ali zaščitnih struktur, kot so školjke, školjke in od okostje.

Medicinska in industrijska uporaba kationov

Kationi se v industriji in medicini večkrat uporabljajo v prosti obliki (v raztopini) in kot del soli. Spodaj bomo videli nekaj primerov uporabe kationov ali soli tako v industriji kot v medicini.

Kovinski kationi kot protimikrobna sredstva

The srebrni kation (Ag +) V nizkih koncentracijah ima baktericidne učinke, v medicini pa se uporablja predvsem za zdravljenje opeklin.

Na industrijski ravni se kot protimikrobna sredstva uporabljajo tudi kovinski kationi, kot so baker, cink ali titan, vključeni v nanodelce. Na tako raznolikih področjih uporabe, kot so tekstilna industrija, živalska krma ter farmacevtska in kozmetična industrija.

Proizvodnja električnih baterij

Pri izdelavi električnih baterij polnilnaLitijev ion (Li⁺). To so izjemno učinkovite, hitro polnilne baterije z življenjsko dobo, ki lahko doseže 10 let. Druga prednost, ki jo imajo, je, da so relativno poceni za proizvodnjo. Te baterije imajo več aplikacij, saj se uporabljajo v mobilnih telefonih, prenosnih računalnikih in električnih avtomobilih. Izumitelji teh baterij Goodenough, Whittingham in Yoshino so leta 2019 prejeli Nobelovo nagrado za kemijo.

Slikanje z magnetno resonanco

Kationi so paramagnetni, se pravi, da se nagibajo k vzporednosti z magnetnim poljem. Ta lastnost se uporablja v medicini pri pridobivanju slik za diagnozo bolezni ali poškodbe. Natančneje, tehnika magnetne resonance s kontrastom. Kontrast je "barvilo", ki omogoča slikanje in se bolniku predhodno daje intravensko. Rešitve Gadolinijev kation (Gd³⁺) ki se veže na organske spojine, kar omogoča oblikovanje podob.