Wat zijn ze?
Wat zijn elektrolyten?
Elektrolyten - enkelvoudig: elektrolyt - worden gedefinieerd als: stoffen geproduceerd in een elektrisch geleidende oplossing en opgelost in een polair oplosmiddel, bijvoorbeeld water.
Op medisch gebied krijgt deze chemische definitie een meer specifieke rol; de elektrolyten van het menselijk lichaam zijn in feite: de substanties - voornamelijk ionisch - gedispergeerd in de fysiologische vloeistoffen, intra- en extracellulair, waaronder: cytosol, interstices, cerebrospinale matrix, plasma / bloedserum, lymfatische vloeistof enz; ze neigen niet alleen om krachtig te balanceren in dezelfde compartimenten, maar ook om interacties tussen omgevingen biologisch gescheiden door weefsels, cellen en dus membranen. Aan de basis van homeostase, dus van gezondheid en leven zelf, is er de controle en exploitatie van elektrolyten door het lichaam.
De man verwerft de electolieten met het dieet en ze corresponderen, of horen er thuis, bij die we in het algemeen minerale zouten definiëren.
Wist je dat ...
Het woord "elektrolyt" komt van het Griekse "lytós", wat betekent "in staat om te worden opgelost".
Hoe reageren elektrolyten?
De opgeloste elektrolyten scheiden zich in kationen en anionen - die een elektrische lading hebben respectievelijk positief in het eerste geval en negatief in het tweede - en dispergeren, in relatie tot de chemisch-fysische mechanismen van het geval, uniform in het oplosmiddel. Elektrisch gesproken wordt een oplossing die zo gestructureerd is, in evenwicht, neutraal genoemd . Als een elektrische potentiaal op deze oplossing wordt toegepast, worden de kationen van de oplossing aangetrokken door de elektronenrijke elektrode, terwijl de anionen worden aangetrokken door de elektronenarme elektrode . De beweging van anionen en kationen in tegengestelde richtingen binnen de oplossing is equivalent aan een stroom . Dit omvat de meeste oplosbare zouten, zuren en basen. Zelfs bepaalde gassen, zoals zoutzuur (HCl), onder hoge temperatuur en / of lage druk kunnen zich precies gedragen als elektrolyten. Elektrolytische oplossingen kunnen ook worden verkregen door het oplossen van verschillende biologische polymeren - bijvoorbeeld DNA, polypeptiden - en synthetica - bijvoorbeeld gesulfoneerd polystyreen - die daarom polyelectrolyten worden genoemd - bevatten geladen functionele groepen. Volgens deze principes verkrijgt een oplossing die dissocieert in ionen de mogelijkheid om elektriciteit te geleiden. Natrium, kalium, chloride, calcium, magnesium en fosfaat zijn voorbeelden van elektrolyten, informeel ook bekend als " ruzies ".
geschiedenis
In 1884 verklaarde Svante Arrhenius dat de kristallijne, vaste zouten, wanneer ze zijn opgelost, dissociëren in gekoppelde geladen deeltjes; Voor zijn dissertatie won Arrhenius de Nobelprijs voor de chemie in 1903. De verklaring verduidelijkte dat zout, in het vormen van een oplossing, dissocieert in geladen deeltjes - waaraan Michael Faraday vele jaren eerder de naam 'ionen' had gegeven. Faraday was van mening dat ionen konden worden geproduceerd in het elektrolyseproces; Arrhenius stelde in plaats daarvan voor dat de oplossingen van zouten, zelfs bij afwezigheid van elektrische stroom, ionen kunnen bevatten, die definiëren dat de chemische reacties in oplossing reacties tussen ionen zijn.
Hoe worden elektrolyten gevormd?
Elektrolytische oplossingen worden gewoonlijk gevormd wanneer een zout in een oplosmiddelachtig water wordt geplaatst en de afzonderlijke componenten dissociëren als gevolg van de thermodynamische interacties tussen oplosmiddel en opgeloste moleculen, in een proces dat " solvatatie " wordt genoemd. Bijvoorbeeld, wanneer koken zout - natriumchloride (NaCl) - in water wordt gebracht, lost het zout - dat een vaste consistentie heeft - op in zijn component ionen, volgens de dissociatie reactie:
NaCl (s) → Na + (aq) + Cl- (aq)
Het is ook mogelijk dat bepaalde stoffen, dus niet noodzakelijk zouten, reageren met waterproducerende ionen. Het kooldioxidegas of koolstofdioxide (CO2), dat in water oplost, produceert bijvoorbeeld een oplossing die hydroniumionen (H3O +), carbonaat en waterstofcarbonaat (HCO3-) bevat.
Gesmolten zouten kunnen de vloeistof het vermogen geven om elektriciteit te geleiden . In het bijzonder zijn ionische vloeistoffen, die zijn samengesteld uit gesmolten zouten met een smeltpunt lager dan 100 ° C, sterk geleidende niet-waterige elektrolyten en hebben daarom in toenemende mate toepassing gevonden in brandstofcellen en batterijen.
Een elektrolyt in een oplossing kan worden beschreven als geconcentreerd als het een hoge concentratie ionen heeft, of verdund als het een lage concentratie heeft. Als een groot deel van de opgeloste stof dissocieert om vrije ionen te vormen, is de elektrolyt sterk ; als het grootste deel van de opgeloste stof niet dissocieert, is de elektrolyt zwak . De eigenschappen van elektrolyten kunnen worden benut door elektrolyse te gebruiken om bestanddeel en / of samengestelde elementen die in de oplossing aanwezig zijn te extraheren.
De aardalkalimetalen vormen hydroxiden die sterke elektrolyten zijn met beperkte oplosbaarheid in water, vanwege de sterke aantrekking tussen hun samenstellende ionen. Dit beperkt hun toepassing tot situaties waar hoge oplosbaarheid niet vereist is.
fysiologie
Het belang van elektrolyten in de fysiologie
In de fysiologie zijn de primaire ionen van elektrolyten:
- Natrium (Na +)
- Kalium (K +)
- Calcium (Ca2 +)
- Magnesium (Mg2 +)
- Chloride (Cl-)
- Waterstoffosfaat (HPO42-)
- Waterstofcarbonaat (HCO3-).
De elektrische ladingssymbolen plus (+) en min (-) geven aan dat de stof ionisch van aard is en een ongebalanceerde verdeling van elektronen heeft, veroorzaakt door chemische dissociatie. Natrium is het belangrijkste elektrolyt dat wordt gevonden in extracellulaire vloeistoffen en kalium is het belangrijkste intracellulaire elektrolyt; beide zijn betrokken bij vochtbalans en bloeddrukregeling .
Alle bekende hogere levensvormen vereisen een dunne en complexe elektrolytbalans tussen intracellulaire en extracellulaire omgevingen. In het bijzonder neemt het handhaven van nauwkeurige osmotische gradiënten van elektrolyten een fundamentele rol op zich. Deze gradiënten beïnvloeden en reguleren de hydratatie en bloed- pH van het lichaam en zijn essentieel voor de zenuw- en spierfunctie . Er zijn verschillende mechanismen in levende soorten die de concentraties van verschillende elektrolyten onder strikte controle houden .
Zowel spierweefsel als neuronen worden beschouwd als de elektrische weefsels van het lichaam. Spieren en neuronen worden geactiveerd door de elektrolytische activiteit tussen de extracellulaire of interstitiële vloeistof en de intracellulaire vloeistof. Elektrolyten kunnen cellen binnenkomen of verlaten door gespecialiseerde eiwitstructuren opgenomen in plasmamembranen, ionkanalen genaamd. Spiercontractie is bijvoorbeeld afhankelijk van de aanwezigheid van calcium (Ca2 +), natrium (Na +) en kalium (K +). Zonder voldoende niveaus van deze belangrijke elektrolyten, kunnen afwijkingen zoals spierzwakte of zelfs onwillekeurige contracties optreden.
De elektrolytbalans wordt gehandhaafd met het dieet en verschillende fysiologische mechanismen gereguleerd door de hormonen, die in het algemeen een interactie aangaan met de nierfunctie die overmatige elektrolyten elimineert - met de urine - en om zoveel mogelijk te behouden dat die deficiëntie hun uitzetting vermijdt. Bij mensen wordt de homeostase van de elektrolyt gereguleerd door verschillende hormonen zoals antidiuretica, aldosteron en bijschildklierhormonen .
geneeskunde
Medisch gebruik van elektrolyten
In de geneeskunde worden elektrolyten gebruikt, zoals voedingssuppletie of zelfs intraveneuze injectie - hoewel altijd in oplossing - wanneer een persoon een onevenwichtigheid vertoont van hetzelfde; deze, die mild of ernstig kan zijn, wordt vaak veroorzaakt door: braken, diarree, overmatig zweten, ondervoeding, intense atletische activiteit, enz.
Op de markt zijn supplementen beschikbaar om te worden verdund of elektrolytoplossingen, in het bijzonder voor kinderen en oudere patiënten, en voor atleten. Elektrolytbewaking is met name belangrijk bij de behandeling van anorexia en boulimia nervosa .
Ernstige elektrolytenstoornissen, zoals uitdroging en hyperhydratie, kunnen leiden tot cardiale en neurologische complicaties en, tenzij ze snel worden opgelost, een potentieel dodelijke medische noodsituatie.
Elektrolytmeting
Elektrolytmeting is een vrij algemene diagnostische procedure, uitgevoerd door bloedanalyse met ion-selectieve elektroden of urine-analyse door laboratoriumtechnici. Het is echter goed om te onthouden dat, zonder een evaluatie van de klinische geschiedenis, de interpretatie van de enkele waarden niet bijzonder nuttig is. De meest frequent gemeten elektrolyten zijn natrium en kalium. Chloorgehaltes worden bijna uitsluitend gedetecteerd voor beoordelingen van arteriële bloedgassen, omdat ze intrinsiek gekoppeld zijn aan natriumgehaltes. Een bijzonder belangrijke test uitgevoerd op urine is de soortelijke zwaartekrachttest om het begin van elektrolyt-onevenwichtigheden te bepalen.
rehydratatie
Elektrolyten en rehydratie
Bij orale rehydratatietherapie herinneren we u eraan dat uitdroging wordt beschouwd als een van de verstoringen van de elektrolytenbalans of een daaraan gerelateerde aandoening - elektrolytische dranken met natrium- en kaliumzouten worden toegediend om zowel de water- als elektrolytconcentraties te herstellen. Dit gebeurt vooral in het geval van uitdroging veroorzaakt door:
- ondervoeding
- Diaforese - te intens zweten - veroorzaakt door intense en langdurige lichaamsbeweging, ongunstige weersomstandigheden of beide
- Overmatig alcoholgebruik
- diarree
- braken
- Bedwelmdheden en eventuele complicaties.
Sporters die onder extreme omstandigheden sporten - gedurende drie of meer opeenvolgende uren, zoals bijvoorbeeld gebeurt in marathons of triatlons - en die geen elektrolyten consumeren, riskeren uitdroging of hyponatriëmie - gebrek aan natrium in het bloed.
Een voorbeeld van een elektrolytische drank die comfortabel thuis kan worden geproduceerd, kan zijn gebaseerd op: water, sucrose en keukenzout, mits de verhoudingen voldoende zijn . Als alternatief zijn er verschillende formules op de markt beschikbaar, zowel droog tot verdund als gebruiksklaar - ook voor diergeneeskundig gebruik.
Elektrolyten worden vaak aangetroffen in voedingsmiddelen; voor meer precisie over de voedingsbronnen van natrium, kalium, magnesium, calcium en chloor is het raadzaam om de speciale artikelen te lezen. Over het algemeen kan het, gezien het feit dat natrium en chloor overvloedig aanwezig zijn in het westerse dieet - gezien het overvloedige gebruik van keukenzout - en dat de gemiddelde meest tekortschietende elektrolyten magnesium en kalium zijn, het raadzaam zijn het gebruik van groenten, fruit te verhogen - ook sappen - melk, oliehoudende zaden en sportdranken.
