Что они?
Что такое электролиты?
Электролиты - единственное число: электролит - определяются как вещества, образующиеся в электропроводящем растворе и растворенные в полярном растворителе, например воде.
В области медицины это химическое определение играет более конкретную роль; Электролитами человеческого организма, по сути, являются: вещества, в основном ионные, диспергированные в физиологических жидкостях, внутри- и внеклеточные, в том числе: цитозоль, междоузлия, спинномозговая матрица, плазма / сыворотка крови, лимфатическая жидкость и т. д .; они не только имеют тенденцию насильственно балансировать в одних и тех же отделах, но также взаимодействуют между средами, биологически разделенными тканями, клетками и, следовательно, мембранами. В основе гомеостаза, следовательно, здоровья и самой жизни, лежит контроль и эксплуатация электролитов организмом.
Человек приобретает электролиты с помощью диеты, и они соответствуют или принадлежат тем, которые мы обычно определяем минеральными солями .
Знаете ли вы, что ...
Слово «электролит» происходит от греческого «lytós», что означает «может быть растворен».
Как реагируют электролиты?
Растворенные электролиты разделяются на катионы и анионы - которые имеют электрический заряд, соответственно положительный в первом случае и отрицательный во втором, - и диспергируются по химико-физическим механизмам случая равномерно в растворителе. Говоря электрически, решение, структурированное в равновесии, называется нейтральным . Если к этому раствору приложить электрический потенциал, то катионы раствора притягиваются электронно-обогащенным электродом, а анионы - электронно- бедным электродом . Движение анионов и катионов в растворе в противоположных направлениях эквивалентно току . Это включает большинство растворимых солей, кислот и оснований. Даже некоторые газы, такие как соляная кислота (HCl), в условиях высокой температуры и / или низкого давления могут вести себя точно так же, как электролиты. Электролитические растворы также могут быть получены путем растворения различных биологических полимеров - например, ДНК, полипептидов - и синтетических веществ - например, сульфонированного полистирола, которые, следовательно, называются полиэлектролитами, содержат заряженные функциональные группы. Согласно этим принципам раствор, который распадается на ионы, приобретает способность проводить электричество. Натрий, калий, хлорид, кальций, магний и фосфат являются примерами электролитов, неофициально известных даже как « ссоры ».
история
В 1884 году Сванте Аррениус объяснил, что кристаллические твердые соли при растворении распадаются на связанные заряженные частицы; За диссертацию Аррениус получил Нобелевскую премию по химии в 1903 году. Объяснение разъяснило, что при образовании раствора соль диссоциирует на заряженные частицы, которым Майкл Фарадей дал название «ионы» много лет назад. Фарадей верил, что ионы могут быть получены в процессе электролиза; Вместо этого Аррениус предположил, что даже в отсутствие электрического тока растворы солей могут содержать ионы, определяя, что химические реакции в растворе являются реакциями между ионами.
Как образуются электролиты?
Электролитические растворы обычно образуются, когда соль помещается в растворитель, подобный воде, и отдельные компоненты диссоциируют из-за термодинамических взаимодействий между молекулами растворителя и растворенного вещества в процессе, называемом « сольватация ». Например, когда поваренная соль - хлорид натрия (NaCl) - помещается в воду, соль, которая имеет твердую консистенцию, растворяется в составляющих ее ионах в соответствии с реакцией диссоциации:
NaCl (s) → Na + (aq) + Cl- (aq)
Также возможно, что определенные вещества, следовательно, не обязательно соли, реагируют с ионами воды. Например, газообразный диоксид углерода или диоксид углерода (CO2), растворяясь в воде, образует раствор, содержащий ионы гидроксония (H3O +), карбонат и гидрокарбонат (HCO3-).
Расплавленные соли могут дать жидкости способность проводить электричество . В частности, ионные жидкости, которые состоят из расплавленных солей, имеющих температуру плавления ниже 100 ° С, представляют собой высокопроводящие неводные электролиты и поэтому все чаще находят применение в топливных элементах и батареях.
Электролит в растворе может быть описан как концентрированный, если он имеет высокую концентрацию ионов, или разбавленный, если он имеет низкую концентрацию. Если большая часть растворенного вещества диссоциирует с образованием свободных ионов, электролит является сильным ; если большая часть растворенного вещества не диссоциирует, электролит слабый . Свойства электролитов можно использовать, используя электролиз для извлечения составляющих и / или составных элементов, содержащихся в растворе.
Щелочноземельные металлы образуют гидроксиды, которые являются сильными электролитами с ограниченной растворимостью в воде из-за сильного притяжения между составляющими их ионами. Это ограничивает их применение ситуациями, когда высокая растворимость не требуется.
физиология
Важность электролитов в физиологии
В физиологии первичными ионами электролитов являются:
- Натрий (Na +)
- Калий (К +)
- Кальций (Ca2 +)
- Магний (Mg2 +)
- Хлорид (Cl-)
- Водород фосфат (HPO42-)
- Гидрокарбонат (HCO3-).
Символы электрического заряда плюс (+) и минус (-) указывают на то, что вещество имеет ионную природу и имеет несбалансированное распределение электронов, вызванное химической диссоциацией. Натрий является основным электролитом, обнаруживаемым во внеклеточных жидкостях, а калий является основным внутриклеточным электролитом; оба участвуют в балансе жидкости и контроле артериального давления .
Все известные высшие формы жизни требуют тонкого и сложного электролитного баланса между внутриклеточной и внеклеточной средой. В частности, поддержание точных осмотических градиентов электролитов играет фундаментальную роль. Эти градиенты влияют и регулируют гидратацию организма и рН крови, и имеют важное значение для нервной и мышечной функции . Существуют различные механизмы в живых видах, которые держат концентрации различных электролитов под строгим контролем .
И мышечная ткань, и нейроны считаются электрическими тканями организма. Мышцы и нейроны активируются электролитической активностью между внеклеточной или межклеточной жидкостью и внутриклеточной жидкостью. Электролиты могут входить или выходить из клеток через специализированные белковые структуры, встроенные в плазматические мембраны, называемые ионными каналами . Например, сокращение мышц зависит от присутствия кальция (Ca2 +), натрия (Na +) и калия (K +). Без достаточного уровня этих ключевых электролитов могут возникнуть такие нарушения, как мышечная слабость или даже непроизвольные сокращения .
Электролитный баланс поддерживается с помощью диеты и различных физиологических механизмов, регулируемых гормонами, которые обычно взаимодействуют с почечной функцией, которая имеет тенденцию устранять избыток электролитов - с мочой - и сохранять как можно больше дефицитных, избегая их высылки. У людей электролитный гомеостаз регулируется различными гормонами, такими как антидиуретики, альдостерон и паратиреоидные гормоны.
медицина
Медицинское использование электролитов
В медицине используются электролиты, такие как пищевые добавки или даже внутривенные инъекции - хотя всегда в растворе - когда человек демонстрирует их дисбаланс; это, которое может быть легким или тяжелым, часто вызывается: рвотой, диареей, чрезмерным потоотделением, недоеданием, интенсивной спортивной активностью и т. д.
На рынке доступны добавки для разбавления или растворы электролитов, особенно для детей и пожилых пациентов, а также для спортсменов. Мониторинг электролитов особенно важен при лечении анорексии и нервной булимии .
Тяжелые электролитные нарушения, такие как обезвоживание и гипергидратация, могут привести к сердечным и неврологическим осложнениям и, если они не будут быстро устранены, к потенциально смертельной неотложной медицинской помощи.
Измерение электролита
Измерение электролита является довольно распространенной диагностической процедурой, выполняемой анализом крови с помощью ионоселективных электродов или анализом мочи лаборантами. Однако хорошо помнить, что без оценки истории болезни интерпретация отдельных значений не особенно полезна. Наиболее часто измеряемыми электролитами являются натрий и калий. Уровни хлора обнаруживаются почти исключительно для оценки газов артериальной крови, поскольку они неразрывно связаны с уровнями натрия. Особенно важным тестом, проводимым на моче, является тест удельного веса для определения возникновения дисбаланса электролитов.
Регидратация
Электролиты и регидратация
При пероральной регидратационной терапии - мы напоминаем вам, что обезвоживание считается одним из дисбалансов электролитов или связанных с ними состояний - электролитические напитки, содержащие соли натрия и калия, вводятся для восстановления концентрации воды в организме и электролитов. Это происходит особенно в случае обезвоживания, вызванного:
- недоедание
- Диафорез - слишком сильное потоотделение - вызвано интенсивными и продолжительными физическими упражнениями, неблагоприятными погодными условиями или обоими
- Чрезмерное потребление алкоголя
- понос
- рвота
- Интоксикации и любые осложнения.
Спортсмены, которые тренируются в экстремальных условиях - в течение трех или более часов подряд, как это происходит, например, в марафонах или триатлонах, - и которые не потребляют электролиты, рискуют обезвоживаться или гипонатриемией - недостаток натрия в крови.
Пример электролитического напитка, который будет производиться в домашних условиях с комфортом, может быть основан на: воде, сахарозе и поваренной соли, при условии, что пропорции адекватны . Кроме того, на рынке доступны различные формулы, как сухие, так и разбавленные, и готовые к употреблению, в том числе для ветеринарного применения.
Электролиты обычно встречаются в продуктах питания; для получения более точных сведений о питательных источниках натрия, калия, магния, кальция и хлора рекомендуется прочитать соответствующие статьи. В целом, учитывая, что натрия и хлора в изобилии содержится в западной диете - учитывая обильное использование поваренной соли - и что в среднем наиболее дефицитными электролитами являются магний и калий, целесообразно увеличить потребление овощей, фруктов - также соки - молоко, масличные и спортивные напитки.
