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NaCl (s) –> Na + (aq) + Cl – (aq)
Na +などの正電荷を帯びた元素は陽イオンであり、「ナトリウム陽イオン」と呼ばれ、Cl –などの負電荷を帯びた元素は陰イオンであり、「塩化物陰イオン」と呼ばれます。括弧 (aq) は、それらが水性媒体中に見出されることを示します。つまり、NaCl は最初は固体状態であり、その後、そのイオンが発生する水性媒体に移行します。したがって、溶質は完全にイオン化されていると言われます。
対照的に、弱い電解質は、完全にイオン化されていない電解質です。つまり、生成物に向かって完全にシフトした反応ではなく、平衡が生じます。通常、弱い電解質は、ほとんどが酢酸 (CH 3 COOH)などの有機酸と、一部の弱塩基です。酢酸を例にとると、イオン化方程式は次のようになります。
CH 3 COOH (aq) <–> CH 3 COO – (aq) + H + (aq)
イオン化される物質の割合、つまり、イオンに分裂するか、イオン化される物質の割合は、多くの場合パーセンテージで表され、溶液の濃度に依存します。さらに、平衡が発生するため、次のように定義される前の反応の定数を確立できます。
?= ([H + ][CH 3 COO – ])/[CH 3 COOH]
水の自己イオン化定数
水はまた、イオン化または自己イオン化のプロセスを経ます。これは、次の式で表すことができます。
H 2 O (l) <–> H 3 O + (aq) + OH – (aq)
平衡定数は次のとおりです。 ?=([H 3 O + ][OH – ])/[H 2 O]
水または非常に希薄な水溶液で起こる多くの反応では、水の濃度を省略することができ、この方法で、イオン化定数または解離定数とも呼ばれる平衡定数の式が得られます。、自己イオン化定数または水のイオン積、およびこれは Kw によって記号化されます。
??=[H 3 O + ][OH – ]
1 気圧と 25 ºC (298 K) に相当する圧力と温度の標準条件下では、Kw の値は 10 -14です。さらに、水に溶質がなければ、[H 3 O + ] の濃度と [OH – ]の濃度は等しいことが知られています。
[H 3 O + ]=[OH – ]=10 -7
人体における電解質の重要性
人体は、他の多くのものの中でも、電解質溶液で構成されています。私たちの体が主に必要とする電解質は、カルシウム、カリウム、ナトリウム、マグネシウムなどの陽イオンです。塩化物、炭酸塩、アミノ酢酸塩、リン酸塩、ヨウ化物などの陰イオンも必要です。栄養学では、これらの物質は体が大量に必要とするため、マクロミネラルと呼ばれます。
電解質バランスは、多くの身体機能にとって重要です。電解質のバランスが取れていない場合に起こり得ることのいくつかの例は次のとおりです。
- 心臓の不整脈を引き起こす可能性のあるカリウム陽イオンのレベルの上昇。
- カリウム陽イオンの細胞外レベルが低く、麻痺につながります。
- 体液貯留の原因となる過度に高レベルのナトリウム陽イオン。
- 四肢の筋肉のけいれんを引き起こす可能性があるカルシウムおよびマグネシウム陽イオンの血漿レベルが低い。
参考文献
グリーンウッド、ノーマンN.; アーンショー、アラン。(1997)元素の化学(第 2 版)。バターワース・ハイネマン
ブラウン、セオドア L.; Jr、H. Eugene LeMay。Bursten、Bruce E.; バージ、ジュリア R. (2004)。化学。ピアソン教育。
