Калий и натрий реферат

Обновлено: 05.07.2024

Щелочные металлы имеют огромное биологическое значение. Натрий и калий – это элементы, которые постоянно содержатся в организме животных и растений.

Совместно калий и натрий выполняют следующие функции:

§ Создание условий для возникновения мембранного потенциала и мышечных сокращений;

§ Поддержание осмотической концентрации крови;

§ Нормализация водного баланса;

§ Обеспечение мембранного транспорта;

Определение этих металлов важно как в природных и питьевых водах, так и в биологических жидкостях.
Актуальным является определение содержания ионов натрия и калия в природных водах и сравнение его с требованиями предельно допустимых концентраций, а также содержание данных ионов в питьевых водах и сравнение с суточными потребностями организма человека.

Объект исследования: природные и питьевые воды Волгоградской области.

Предмет исследования: содержание ионов натрия и калия в различных водах Волгоградской области.

Цель работы:

· Определить содержание ионов натрия и калия в природных и питьевых водах.

Для осуществления поставленных целей были сформулированы следующие задачи:

· Провести обзор литературы о свойствах щелочных металлов (натрия и калия);

· Освоить потенциометрический метод определения содержания ионов натрия и калия;

· Экспериментально определить содержание ионов натрия и калия в пробах различных источников природных вод;

· Провести сравнительный анализ содержания ионов натрия и калия в питьевых минеральных водах известных марок;

· Сравнить полученные результаты с требованиями ПДК.

Вложение	Размер
issledovatelskaya_rabota.doc	206 КБ

Предварительный просмотр:

муниципальное образовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 29

Тракторозаводского района г. Волгограда

им. В.И. Вернадского

ученик 10 класса МОУ СОШ №29

учитель химии МОУ СОШ №29

Травина Мария Евгеньевна.

ГЛАВА1. Обзор литературы_________________________________________5

1.1. Природные соединения и получение натрия и калия_________________5

1.2. Физические и химические свойства натрия и калия, их соединений_________________________________________________8

1.3. Применение натрия и калия_____________________________________12

1.4. Биологическая роль в живых организмах__________________________15

1.5. Суточная норма потребления калия и натрия для организма

ГЛАВА 2. Экспериментальная часть_________________________________19

2.1. Объект исследования__________________________________________19

2.2. Аппаратура и методика проведения анализа_______________________20

2.3. Результаты исследования образцов природных вод_________________21

2.4. Сравнительный анализ минеральных вод на содержание ионов натрия и калия___________________________________________________________22

Совместно калий и натрий выполняют следующие функции:

Создание условий для возникновения мембранного потенциала и мышечных сокращений;
Поддержание осмотической концентрации крови;
Поддержание кислотно-щелочного баланса ;
Нормализация водного баланса;
Обеспечение мембранного транспорта;
Активация многих энзимов .

Объект исследования: природные и питьевые воды Волгоградской области.

Предмет исследования: содержание ионов натрия и калия в различных водах Волгоградской области.

Определить содержание ионов натрия и калия в природных и питьевых водах.

Для осуществления поставленных целей были сформулированы следующие задачи :

Провести обзор литературы о свойствах щелочных металлов (натрия и калия);

Освоить потенциометрический метод определения содержания ионов натрия и калия;
Экспериментально определить содержание ионов натрия и калия в пробах различных источников природных вод;
Провести сравнительный анализ содержания ионов натрия и калия в питьевых минеральных водах известных марок;
Сравнить полученные результаты с требованиями ПДК.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Природные соединения и получение натрия и калия.

Натрий и калий относятся к числу довольно распространенных элементов. Содержание натрия в земной коре составляет 2,64%, калия – 2,6%.

В свободном виде калий и натрий в природе не встречаются. Эти щелочные металлы входят в состав различных соединений. Наиболее важным является соединение натрия с хлором NaCl, которое образует залежи каменной соли (Донбасс, Соликамск, Соль-Илецк и др.). Хлорид натрия содержится также в морской воде и соляных источниках. Обычно верхние слои залежей содержат калийные соли. Они имеются в морской воде, однако в значительно меньших количествах, чем соли натрия. Самые большие в мире запасы калийных солей находятся на Урале в районе Соликамска (минералы сильвинит NaCl * KCl * MgCl * 6H 2 O). Разведаны и эксплуатируются крупные залежи калийных солей в Белоруси (г. Солигорск).

Натрий впервые был получен английским химиком Хемфри Дэви в 1807 году электролизом твердого NaOH .

Кларк натрия в земной коре 25 кг/т. Содержание в морской воде в виде соединений — 10,5 г/л. Металлический натрий встречается как примесь, окрашивающая каменную соль в синий цвет. Данную окраску соль приобретает под действием радиации.

Первым способом получения натрия стала реакция восстановления карбоната натрия углем при нагревании тесной смеси этих веществ в железной ёмкости до 1000 °C:

Na 2 CO 3 + 2C → 2 Na + 3 CO

Затем появился другой способ получения натрия — электролиз расплава едкого натра или хлорида натрия . В настоящее время электролиз — основной способ получения натрия.

Натрий также можно получить циркониетермическим методом, а также термическим разложением азида натрия.

Калий (точнее, его соединения) использовался с давних времён. Так, производство поташа (который применялся как моющее средство) существовало уже в XI веке. Золу, образующуюся при сжигании соломы или древесины, обрабатывали водой, а полученный раствор ( щёлок ) после фильтрования выпаривали. Сухой остаток, помимо карбоната калия, содержал сульфат калия K 2 SO 4 , соду и хлорид калия KCl.

В свободном состоянии не встречается. Калий входит в состав сильвина KCl, сильвинита KCl·NaCl, карналлита KCl·MgCl 2 ·6H 2 O, каинита KCl·MgSO 4 ·6H 2 O, а также присутствует в золе некоторых растений в виде карбоната K 2 CO 3 ( поташ ). Калий входит в состав всех клеток . Кларк калия в земной коре составляет 2,4 % (5-й по распространённости металл, 7-й по содержанию в коре элемент). Концентрация в морской воде 380 мг/л.

Калий, как и другие щелочные металлы, получают электролизом расплавленных хлоридов или щелочей. Так как хлориды имеют более высокую температуру плавления (600—650 °C ), то чаще проводят электролиз расплавленных щелочей с добавкой к ним соды или поташа (до 12 %). При электролизе расплавленных хлоридов на катоде выделяется расплавленный калий, а на аноде — хлор :

K + + e − → K
2Cl − − 2e − → Cl 2

При электролизе щелочей на катоде также выделяется расплавленный калий, а на аноде — кислород :

4OH − − 4e − → 2H 2 O + O 2

Вода из расплава быстро испаряется. Чтобы калий не взаимодействовал с хлором или кислородом, катод изготовляют из меди и над ним помещают медный цилиндр. Образовавшийся калий в расплавленном виде собирается в цилиндре. Анод изготовляют также в виде цилиндра из никеля (при электролизе щелочей) либо из графита (при электролизе хлоридов).

1.2. Физические и химические свойства натрия и калия, их соединений.

Натрий — элемент с атомным номером 11 и атомным весом 22,98977. Является элементом главной подгруппы первой группы, третьего периода периодической системы химических элементов Дмитрия Ивановича Менделеева.

Натрий — серебристо-белый металл, в тонких слоях с фиолетовым оттенком, пластичен, даже мягок (легко режется ножом), свежий срез натрия блестит. Величины электропроводности и теплопроводности натрия достаточно высоки, плотность равна 0,96842 г/см³ (при 19,7 °C), температура плавления 97,86 °C, температура кипения 883,15 °C.

Щелочной металл, на воздухе легко окисляется. Для защиты от кислорода воздуха металлический натрий хранят под слоем керосина .

4Na + O 2 → 2Na 2 O

При горении на воздухе или в кислороде образуется пероксид натрия:

2Na + O 2 → Na 2 O 2

С водой натрий реагирует очень бурно, реакция идёт с выделением водорода , который может самовоспламениться или взорваться, куски металла всплывают на поверхность и могут расплавиться:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 ↑

Как и все щелочные металлы, натрий является сильным восстановителем и энергично взаимодействуют со многими неметаллами (за исключением азота, иода, углерода, благородных газов):

2Na +Cl 2 → 2NaCl

С разбавленными кислотами взаимодействует как обычный металл:

2Na + 2HCL→ 2 NaCl +H 2 ↑

С концентрированными окисляющими кислотами выделяются продукты восстановления:

8Na + 10HNO 3 → 8NaNO 3 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

Растворяется в жидком аммиаке , образуя синий раствор:

Na + 4NH 3 → Na[NH 3 ] 4

С газообразным аммиаком взаимодействует при нагревании:

2Na + 2 NH 3 → 2NaNH 2 +H 2

С ртутью образует амальгаму натрия, которая используется как более мягкий восстановитель вместо чистого металла. При сплавлении с калием даёт жидкий сплав.

Калий — серебристое вещество с характерным блеском на свежеобразованной поверхности. Очень лёгок и легкоплавок. Относительно хорошо растворяется в ртути , образуя амальгамы. Будучи внесённым в пламя горелки, калий (а также его соединения) окрашивает пламя в характерный розово-фиолетовый цвет.

Калий активно взаимодействует с водой. Выделяющийся водород воспламеняется, а ионы калия придают пламени фиолетовый цвет . Раствор фенолфталеина в воде становится малиновым, демонстрируя щелочную реакцию образующегося KOH.

Элементарный калий, как и другие щелочные металлы , проявляет типичные металлические свойства и очень химически активен, является сильным восстановителем. На воздухе свежий срез быстро тускнеет из-за образования плёнок соединений. При длительном контакте с атмосферой способен полностью разрушиться. С водой реагирует со взрывом. Хранить его необходимо под слоем бензина , керосина или силикона , дабы исключить контакт воздуха и воды с его поверхностью.

Калий при комнатной температуре реагирует с кислородом воздуха, галогенами; практически не реагирует с азотом . При умеренном нагревании реагирует с водородом с образованием гидрида (200—350 °C):

При сгорании калия на воздухе образуется надпероксид калия KO 2 (с примесью K 2 O 2 ):

Калий при комнатной температуре активно реагирует с водой, кислотами, растворяется в жидком аммиаке (−50 °C) с образованием тёмно-синего раствора.

2K + 2H 2 O→ 2KOH + H 2 ↑

2K + 2 HCl → 2 KCl + H 2 ↑

K+ 6NH 3 → [K(NH 3 )] 6

Калий глубоко восстанавливает разбавленные серную и азотную кислоты:

8K + 6H 2 SO 4 → 4K 2 SO 4 + SO 2 ↑ + S↓ + 6H 2 O

21K + 26HNO 3 → 21KNO 3 + NO↑ + N 2 O↑ + N 2 ↑ + 13H 2 O

При сплавлении металлического калия со щелочами он восстанавливает водород гидроксогруппы:

2K + 2KOH → 2K 2 O + H 2 ↑

При умеренном нагревании реагирует с газообразным аммиаком с образованием амида (65—105 °C):

2K + 2NH 3 → 2KNH 2 + H 2

Металлический калий реагирует со спиртами с образованием алкоголятов :

2K + 2C 2 H 5 OH → 2C 2 H 5 OK + H 2 ↑

При взаимодействии калия с кислородом воздуха образуется не оксид, а пероксид и супероксид :

Оксид калия может быть получен при нагревании металла до температуры не выше 180 °C в среде, содержащей очень мало кислорода , или при нагревании смеси супероксида калия с металлическим калием:

KO 2 + 3K → 2K 2 O

Оксиды калия обладают ярко выраженными основными свойствами, бурно реагируют с водой, кислотами и кислотными оксидами. Практического значения они не имеют. Пероксиды представляют собой желтовато-белые порошки, которые, хорошо растворяясь в воде, образуют щёлочи и пероксид водорода :

K 2 O 2 + 2H 2 O→ 2KOH + H 2 O 2

4KO 2 + 2H 2 O → 4KOH + 3O 2 ↑

4KO 2 + 2CO 2 → 2K 2 CO 3 + 3O 2 ↑

Пероксиды являются сильными окислителями, поэтому их применяют для отбеливания тканей в текстильной промышленности.

Получают пероксиды прокаливанием металлов на воздухе, освобождённом от углекислого газа .

Также известен озонид калия KO 3 , оранжево-красного цвета. Получить его можно взаимодействием гидроксида калия с озоном при температуре не выше 20 °C:

4KOH + 4O 3 → 4KO 3 + O 2 + 2H 2 O

Озонид калия является очень сильным окислителем, например, окисляет элементарную серу до сульфата и дисульфата уже при 50 °C:

6KO 3 + 5S → 4K 2 SO 4 + 2K 2 S 2 O 7

Гидроксид калия относится к щелочам. Он хорошо растворяется в воде с выделением большого количества тепла.

1.3. Применение натрия и калия.

Металлический натрий широко используется в препаративной химии и промышленности как сильный восстановитель, в том числе в металлургии. Натрий используется в производстве весьма энергоёмких натриево-серных аккумуляторов . Его также применяют в выпускных клапанах грузовиков как теплоотвод. Изредка металлический натрий применяется в качестве материала для электрических проводов, предназначенных для очень больших токов.

В сплаве с калием, а также с рубидием и цезием используется в качестве высокоэффективного теплоносителя. В частности, сплав состава натрий 12 %, калий 47 %, цезий 41 % имеет рекордно низкую температуру плавления −78 °C и был предложен в качестве рабочего тела ионных ракетных двигателей и теплоносителя для атомных энергоустановок.

Натрий также используется в газоразрядных лампах высокого и низкого давления. Эти лампы очень широко применяются в уличном освещении. Они дают ярко-жёлтый свет. Срок службы ламп составляет 12-24 тысяч часов. Поэтому газоразрядные лампы незаменимы для городского, архитектурного и промышленного освещения.

Металлический натрий применяется в качественном анализе органического вещества. Сплав натрия и исследуемого вещества нейтрализуют этанолом , добавляют несколько миллилитров дистиллированной воды и делят на 3 части, проба Ж. Лассеня, направлена на определение азота, серы и галогенов ( проба Бейльштейна ).

Хлорид натрия ( поваренная соль ) — древнейшее применяемое вкусовое и консервирующее средство.

Азид натрия (NaN 3 ) применяется в качестве азотирующего средства в металлургии и при получении азида свинца.

Цианид натрия (NaCN) применяется при гидрометаллургическом способе выщелачивания золота из горных пород, а также при нитроцементации стали и в гальванотехнике (серебрение, золочение).

Хлорат натрия (NaClO 3 ) применяется для уничтожения нежелательной растительности на железнодорожном полотне.

Жидкий при комнатной температуре сплав калия и натрия используется в качестве теплоносителя в замкнутых системах, например, в атомных силовых установках на быстрых нейтронах . Кроме того, широко применяются его жидкие сплавы с рубидием и цезием .

Соединения калия — важнейший биогенный элемент и потому применяются в качестве удобрений .

Соли калия широко используются в гальванотехнике, так как, несмотря на относительно высокую стоимость, они часто более растворимы, чем соответствующие соли натрия, и потому обеспечивают интенсивную работу электролитов при повышенной плотности тока .

Натрий и калий относятся к числу довольно распространенных элементов.

Содержание натрия в земной коре составляет 2,64%, калия – 2,6%.

В свободном виде калий и натрий в природе не встречаются. Эти щелочные металлы входят в состав различных соединений. Одним из таких соединений является – хлорид натрия NaCl (образует залежи каменной соли - Донбасс, Соликамск, Соль-Илецк и др).

Также хлорид натрия содержится в морской воде и соляных источниках.

Калийные соли также присутствуют в морской воде, но в значительно меньших количествах. Обычно калийные соли содержат верхние слои залежей. Самые большие в мире запасы калийных солей находятся на Урале в районе Соликамска. В Белоруссии (г.Солигорск) открыты крупные залежи калийных солей

Мы не случайно рассматриваем натрий и калий вместе, сходные своими физическими свойствами, они и открыты были одновременно.

В 1807 г. Дэви, путем электролиза слегка увлажненных твердых щелочей, были получены свободные металлы - калий и натрий. В то время они получили названия - потассий (Potassium) и содий (Sodium).

В следующем году Гильберт, издатель известных "Анналов физики",

предложил именовать новые металлы калием и натронием (Natronium).

Позднее Берцелиус сократил последнее название до "натрий" (Natrium).

Вообще, название "натрий" (англ. и франц. Sodium, нем. Natrium) происходит от древнего слова, распространенного в Египте, у древних греков (vixpov) и римлян и соответствует древнееврейскому нетер (neter).

В древнем Египте натроном, или нитроном называли щелочь, получаемую не только из природных содовых озер, но и из золы растений. Ее употребляли для мытья, изготовления глазурей, при мумификации

трупов. В конце XVIII в. Клапрот ввел для минеральной щелочи

название натрон (Natron), а для растительной - кали (Kali).

Известно, что в начале XIX в. в России натрий называли содием.

Что касается слова калий, то оно происходит от арабского термина

алкали (щелочные вещества, именуемые в средние века “щелочные соли”). В то время их еще не отличали друг от друга и называли именами, имевшими сходное значение: натрон, боракс, варек т. д. Слово кали (qila) впервые встречается в 850 г. у арабских писателей, затем начинает употребляться слово Qali (al-Qali), которое обозначало продукт, получаемый из золы некоторых

растений. В России, в первой четверти XIX в., калий назывался потассий, поташ, а также поташий. В 1828 г. в химической литературе наряду с названием поташ уже встречается название кали (едкое кали, кали соляный и др.).

Название калий стало общепринятым во всем мире после выхода в свет учебника Гесса.

Калий и натрий – серебристо-белые металлы, с плотностью

K = 0,86 г/см3, Na = 0,97г/см3,

Эти металлы очень мягкие, режутся ножом.

Обладают всеми свойствами, присущими веществам с металлической связью, а именно: металлический блеск, пластичность, мягкость, хорошая электрическая проводимость и теплопроводность.

Это обусловлено тем, что в атомах щелочных металлов один внешний электрон приходится на 4 и более свободные орбитали, а энергия ионизации атомов низкая, в следствии чего между атомами металлов возникает металлическая связь.

В природе натрий состоит из одного изотопа

калий – из двух стабильных изотопов

При химическом взаимодействии, атомы калия и натрия легко отдают валентные электроны, переходя в положительно заряженные ионы: K+ и Na+. Оба металла являются сильными восстановителями.

Быстро окисляются на открытом воздухе, поэтому необходимо хранить калий и натрий под слоем керосина.

Реакция с водой - бурная. Эти металлы легко взаимодействуют со многими неметаллами –серой, фосфором, галогенами и др.

Образуют гидриды NaH, KH, взаимодействуя с водородом, при нагревании. Эти гидриды легко разлагаются водой с образованием

соответствующей щелочи и водорода:

NaH + H2O = NaOH + H2

При сгорании натрия в избытке кислорода образуется пероксид натрия Na2O2, который в свою очередь взаимодействует с влажным углекислым газом воздуха, выделяя кислород:

2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2

На этой реакции основано применение пероксида натрия для получения кислорода на

подводных лодках и для регенерации воздуха в закрытых помещениях.

Едкими щелочами называются хорошо растворимые в воде гидроксиды. Важнейшие из них NaOH и KOH.

Гидроксид натрия и гидроксид калия – белые, непрозрачные, твердые

кристаллические вещества. В воде хорошо растворяются с выделением большого количества теплоты. В водных растворах практически нацело диссоциированы и являются сильными щелочами. Проявляют все свойства оснований.

Твердые гидроксиды натрия и калия и их водные растворы поглощают оксид углерода (IV):

NaOH + CO2 = NaHCO3

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

или в иной форме:

2OH- + CO2 = CO + H2O

В твердом состоянии на воздухе NaOH и KOH поглощают влагу, благодаря чему используются как осушители газов.

В промышленности гидроксид натрия и гидроксид калия получают электролизом концентрированных растворов соответственно NaCl и KCl. При этом одновременно получаются хлор и водород. Катодом служит железная сетка, анодом – графит.

Схему электролиза (на примере KCl) следует представлять так, KCl полностью диссоциирует на ионы K+ и Cl-. При прохождении электрического тока к катоду подходят ионы K+, к аноду – хлорид-ионы Cl-. Калий в ряду стандартных электродных потенциалов расположен до алюминия, и его ионы восстанавливаются

(присоединяют электроны) гораздо труднее, чем молекулы воды. Ионов же водорода H+ в растворе очень мало. Поэтому на катоде разряжаются молекулы воды с выделением молекулярного водорода:

2H2O + 2e- = H2 + 2OH-

Хлорид-ионы в концентрированном растворе легче отдают электроны (окисляются), чем молекулы воды, поэтому на аноде разряжаются хлорид-ионы:

Общее уравнение электролиза раствора в ионной форме:

2H2O + 2e- = H2 + 2OH- 1

2Cl- + 2H2O электролиз H2 + 2OH- + Cl2

2KCl + 2H2O электролиз H2 + 2KOH + Cl2

Аналогично протекает электролиз раствора NaCl. Раствор, содержащий NaOH и NaCl, подвергается упариванию, в результате чего выпадает в осадок хлорид натрия (он имеет намного меньшую растворимость и она мало изменяется с температурой), который отделяют и используют для дальнейшего электролиза. Гидроксид натрия получают в очень больших количествах. Он является одним из важнейших продуктов основной химической промышленности. Применяют его для очистки нефтяных продуктов – бензина и керосина, для производства мыла, искусственного шелка, бумаги, в текстильной, кожевенной, химической промышленности, а также в быту (каустик,каустическая сода).

Более дорогой продукт – гидроксид калия – применяется реже, чем NaOH.

Соли калия и натрия.

Практически все соли калия и натрия растворимы в воде.

Натрий способен образовывать соли со всеми кислотами.

Наиболее распространенными и используемыми в быту и промышленности являются – хлорид натрия NaCl (поваренная соль), сода и сульфат натрия Na2SO4.

Рассмотрим каждую из них в одельности.

Хлорид натрия NaCl – используется для консервирования пищевых продуктов, в качестве приправы при приготовлении пищи, является сырьем в промышленности при получения гидроксида натрия, хлора, соляной кислоты, соды и др.

Сульфат натрия Na2SO4 – используется в промышленности для приготовления глауберовой соли, путем кристаллизации десятиводного гидрата Na2SO4 * 10H2O.

Глауберова соль применяется в медицине как слабительное.

Соли натрия и калия (ионы натрия и калия), применяются при качественном обнаружении натрия и калия в соединениях.

Соли натрия окрашивают пламя горелки в желтый цвет.

Соли калия окрашивают пламя горелки в фиолетовый цвет.

Это очень чувствительный метод. Единственный его минус то, что в присутствии даже ничтожных количеств натрия в соединениях фиолетовый цвет маскируется желтым. В этом случае используют синее стекло, поглощающее желтые лучи.

Калийные соли используют главным образом как калийные удобрения.

Натрий получают в процессе электролиза расплавленного хлорида натрия или гидроксида натрия.

При электролизе расплава гидроксида натрия NaOH на катоде выделяется натрий:

а на аноде – вода и кислород:

4OH- -- 4e- = 2H2O + O2

При электролизе расплава хлорида натрия NaCl на катоде выделяется натрий:

А на аноде – хлор:

Предпочтительнее, с экономической точки зрения, вследствие дороговизны гидроксида натрия,использовать в качестве основного метода электролиз расплава NaCl.

Также как и натрий, калий можно получить в процессе электролиза хлорида калия KCl и гидроксида калия KOH.

Но этот способ не получил широкого распространения, т.к. в процессе электролиза возник ряд технических трудностей, в том числе, трудность обеспечения техники безопасности.

На сегодняшний день получение калия в промышленности основано на следующих реакциях:

1. KCl + Na Ы NaCl + K

При получении калия этим способом, через расплавленный хлорид калия пропускают пары натрия при 8000С, а выделяющиеся пары калия конденсируют.

2. KOH + Na Ы NaOH + K

Здесь взаимодействие между расплавленным гидроксидом калия и жидким натрием осуществляется противотоком при температуре 4400С в реакционной колонне из никеля.

Также этими способами можно получать сплав калия с натрием. Этот сплав применяется:

в атомных реакторах, как жидкий металлический теплоноситель.

в качестве восстановителя при производстве титана.

Широко используют калий и его соединения в различных отраслях хозяйства:

при получении некоторых красителей,
при гидролизе крахмала,
при производстве пороха,
при отбелке тканей.

С помощью пероксидов натрия и калия проводится регенерация воздуха в космических кораблях и подводных лодках.

Поташ в больших количествах идет на производство стекла. Используя едкий калий производят самое лучшее - жидкое туалетное мыло.

1. “Пособие по химии для поступающих в вузы”. Г.П.Хомченко. 1976 г.

2. “Основы общей химии”. Ю.Д.Третьяков, Ю.Г.Метлин. Москва “Просвещение” 1980 г.

Ошибка в тексте? Выдели её мышкой и нажми

Остались рефераты, курсовые, презентации? Поделись с нами - загрузи их здесь!

Эти два макроэлемента так тесно связаны между собой в организме, что, говоря об одном, невозможно не упомянуть о втором. Одним из основных условий жизнедеятельности клеток нашего организма является неравномерное распределение ионов натрия и калия в клетке и вокруг нее. Клетки активно накапливают калий и выбрасывают в окружающую среду натрий. В результате на клеточной мембране оболочки клетки с одной и с другой ее стороны создается разность концентраций каждого из этих двух химических элементов. Она необходима организму для ключевых реакций жизнедеятельности - проведения возбуждения в нервных и мышечных клетках, нормального водно-солевого обмена, а также регуляции клеточного обменавеществ.

Содержание работы

Введение 2
1)Общая характеристика натрия и калия. 3
2)Содержание и локализация в организме Na и K. 4
2.1)Na 4
2.2) К 5
3)Суточная потребность Na и K 6
3.1)Na 6
3.2)K 9
4) Биологическая роль Na и K в организме человека. 10
4.1)Na 10
4.2) K 12
5)Na-K насос. 14
Вывод 16
Список использованной литературы: 17

Файлы: 1 файл

реферат по химии.docx

Введение

Эти два макроэлемента так тесно связаны между собой в организме, что, говоря об одном, невозможно не упомянуть о втором. Одним из основных условий жизнедеятельности клеток нашего организма является неравномерное распределение ионов натрия и калия в клетке и вокруг нее. Клетки активно накапливают калий и выбрасывают в окружающую среду натрий. В результате на клеточной мембране оболочки клетки с одной и с другой ее стороны создается разность концентраций каждого из этих двух химических элементов. Она необходима организму для ключевых реакций жизнедеятельности - проведения возбуждения в нервных и мышечных клетках, нормального водно-солевого обмена, а также регуляции клеточного обменавеществ.
Интенсивность многих обменных процессов в клетке в большой мере зависит от концентраций ионов натрия и калия. В большинстве случаев ион калия ускоряет, а ион натрия замедляет ферментативные реакции. Исключение составляет синтез жиров, являющихся структурными элементами клеточной мембраны. Он активируется большим количеством натрия, благодаря чему происходит восстановление повреждений самих клеточныхмембран.
Калий и натрий играют важнейшую роль в поддержании кислотно-щелочного баланса организма - другими словами, относительного постоянства соотношения щелочей и кислот во внутренних средах организма. Такое постоянство - необходимое условие для полноценной жизнедеятельности всех его систем.

1)Общая характеристика натрия и калия.

На́трий — элемент главной подгруппы первой группы, третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 11.

Натрий – это мягкий серебристо-белый металл, быстро окисляющийся на воздухе. Всем известны природные соединения этого элемента – сода и поваренная соль, и о них люди знали уже в древности.

Другие соединения натрия были получены учёными в XVIII веке, а как металл он был получен в 1807 году. В некоторых странах натрий носит название Sodium.

Ка́лий — элемент главной подгруппы первой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 19. Обозначается символом K .Простое вещество калий — мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета.

В природе калий встречается только в соединениях с другими элементами, например, в морской воде, а также во многих минералах. Очень быстро окисляется на воздухе и очень легко вступает в химические реакции, особенно с водой, образуя щёлочь. Во многих отношениях химические свойства калия очень близки к натрию, но с точки зрения биологической функции и использования их клетками живых организмов они всё же различаются.

2)Содержание и локализация в организме Na и K.

Содержание натрия в организме человека массой 70 кг составляет около 60 г (2610 ммоль)- 0,08 %. Из этого количества 44% натрия находится во внеклеточной жидкости и 9% - во внутриклеточной. Остальное количество натрия в костной ткани, являющейся местом депонирования иона натрия в организме. Около 40 % натрия, содержащегося в костной ткани,участвует в обменных процессах и благодаря этому скелет является либо донором ,либо акцептором ионов натрия, что способствует поддержанию постоянства концентрации ионов натрия во внеклеточной жидкости.

Натрий является основным внеклеточным ионом. Общая массовая доля натрия в организме человека составляет 0,25 %. Натрий играет в организме человека важную биологическую роль. Ион натрия Na+ принимает участие в обеспечении осмотичекого давления в клетках (осмотическое давление на 60% обусловлено солями натрия), поддерживает кислотно-основное равновесие (pH) в организме. Ионы натрия и калия участвуют в передаче нервных импульсов через мембраны нервных клеток и поддерживают нормальную возбудимость мышечных клеток. При изменении содержания ионов натрия (а также ионов хлора) в организме происходят нарушения функций нервной, сердечно- сосудистой систем, гладких и скелетных мышц. Натрий оказывает влияние на работу ферментов и участвует в регуляции водного обмена. Кроме того, натрий обладает резко выраженной способностью усиливать на-бухание белков (связывание воды белками). При уменьшении содержания натрия во внеклеточной жидкости количество прочно связанной белками воды снижается и увеличивается количество свободной воды, выводимой из организма. На способности ионов натрия усиливать набухание белков основан метод борьбы с отеками, который заключается в ограничении поступления солеи натрия в организм.

В организме человека находится натрий в виде его растворимых солей, главным образом хлорида,фосфата и водородкарбоната. Натрий распределен по всему организму: в сыворотке крови, спинномозговой жидкости, глазной жидкости, пищеварительных соках, желчи, почках, коже, костной ткани, легких , мозге.

Содержание калия в организме человека массой 70 кг составляет примерно 160 г (4090 ммоль) – 0,23 %.

Общая массовая доля калия в организме составляет 0,22 %. Калий является основным внутриклеточным ионом. Внутриклеточная концентрация ионов К + зна чительно выше, чем ионов Na+. Это связано с тем, что мембраны клеток проницаемы" для ионов К + . Наоборот, в плазме крови концентрация ионов Na+ превышает со держание в ней ионов К+. Этим объясняется возникно вение мембранного потенциала клеток. В организме постоянно существует определенное соотношение ионов калия и натрия. Благодаря этому соотношению поддер живается нормальный ритм мышечной работы (напри мер, мышцы сердца). Ионы калия вместе с ионами натрия образуют систему, обеспечивающую изотонич- ность клеток и окружающей среды, а также нормальное течение биоэлектрических явлений, связанных с процес сами нервной и мышечной возбудимости и проводимости. Повышение содержания калия в организме сопровожда ется понижением возбудимости и проводимости, большие дозы его угнетают автоматизм и сократительную функцию миокарда. Ионы калия участвуют в синтезе белков, обмене углеводов, входят в состав некоторых ферментов и влияют на их активность.

Из общего количества калия ,содержащегося в организме, 98% находится внутри клеток и лишь около 2% -во внеклеточной жидкости. Калий распространен по всему организму: печень, почки, сердце, костная ткань, мышцы, кровь, мозг.

3)Суточная потребность Na и K

Суточная потребность человека в натрии обычно полностью удовлетворяется и даже перекрывается, так как большинство из нас употребляет достаточно поваренной соли: ведь мы привыкли подсаливать любые продукты, в том числе и те, в которых уже есть соль. Простой пример: кусочек обычного хлеба многие люди посыпают солью – так вкуснее, а ведь хлеб уже содержит соль. То же самое – бутерброды: с сыром, колбасой, икрой и другими солёными продуктами.

Однако в то же время считается, что людям, теряющим много натрия с потом или мочой, необходимо увеличивать его потребление: например, спортсменам, или тем, кто занят на тяжёлой физической работе – в горячем цеху; в жаркую погоду потребность в натрии тоже увеличивается.

Иногда человеку требуется до 20 г поваренной соли в сутки, но здесь речь идёт именно об экстремальных ситуациях.

Вообще официальных норм потребления натрия не существует, а предлагается такой расчёт: на каждый литр выпитой воды – 1 г поваренной соли. Учитывая то, что большинство людей просто не приучены пить воду в достаточном количестве, соли нам требуется не так уж много.

Недостаток натрия в организме

Недостаток натрия в организме может возникнуть не только при его недостаточном поступлении с пищей, но и при избыточном выведении через кожу и почки, при его потере при пищевых отравлениях, сопровождающихся частичным обезвоживанием тканей. Также нехватку натрия могут вызвать диеты с низким содержанием соли, лечение диуретиками, заболевания пищеварительного тракта.

Если человек получает с пищей и водой менее 0,5 г натрия в сутки, это приводит к появлению следующих симптомов: сохнет кожа, нарушается её тургор и снижается эластичность; появляются частые судороги в ногах; человека мучает жажда, тошнит, возникает рвота; снижается артериальное давление; может снизиться выделение мочи.

Со стороны нервной системы отмечается сонливость и апатия, спутанность сознания, нарушения равновесия при ходьбе, утомляемость, головокружение и галлюцинации. Ухудшается память, часто меняется настроение, теряется ощущение вкуса и аппетита, слабеют мышцы и снижается вес, человек часто болеет инфекционными заболеваниями.

Потеря натрия может долго компенсироваться организмом, благодаря использованию его накоплений в костной ткани. Однако, если вовремя не начать лечение, а также при быстрой и резкой потере организмом этого элемента человек может погибнуть: начнётся усиленный распад белков, снизится осмотическое давление, увеличится количество остаточного азота и разовьётся стойкая депрессия. В таком состоянии к летальному исходу может привести введение человеку гипотонического раствора или раствора глюкозы, или даже потребление им большого количества чистой воды.

Избыток натрия

При избытке натрия возникают отёки, так как в организме накапливается вода. При этом человек может проявлять гиперактивность, становится легковозбудимым и испытывает жажду.

Если недостаток натрия в организме чаще всего может быть вызван экстремальными условиями или заболеванием, то его избыток возникает в основном при злоупотреблении солью, а также при нарушении функции надпочечников, сахарном диабете и гипертонии, нарушениях работы почек и водно-солевого обмена, причём эти заболевания тоже обычно возникают у любителей солёной пищи.

Большинство людей, страдающих от избытка натрия, склонны думать, что они употребляют мало соли, и удивляются, когда им предлагают сократить её количество в рационе. Однако во всех продуктах, которые мы сегодня покупаем, почти всегда уже содержится соль – надо только внимательно читать состав на упаковке.

На самом деле увеличить количество натрия в организме чаще всего легко, а вот уменьшить сложно. Для этого требуется отказаться от колбасных изделий, консервов и острых приправ, исключить из рациона соду и пекарский порошок.

Натрий в продуктах.

Большая часть натрия поступает в организм при употреблении обыкновенной поваренной соли. Суточная норма микроэлемента содержится всего в одной чайной ложке этого продукта.

Кроме того, натрий встречается в некоторых овощах: в моркови, томатах, свекле. Ветчина, почки животных и их мозги, крабы и устрицы, морская капуста, артишоки, молоко и творог также содержат этот микроэлемент. Много натрия и в бобовых культурах и различных крупах. Такие травы как сельдерей, цикорий и одуванчик имеют в своем составе натрий, но в небольшом количестве.

Содержат натрий и многие приготовленные уже блюда, в частности, рассолы, соусы, особенно соевые, бульоны, приправы, консервы. В связи с тем, что натрий содержится в поваренной соли, он входит в состав домашних заготовок, маринованных и соленых. Различные виды сыров (особенно плавленые) и колбасных изделий, сухарики, соленые орехи, чипсы и прочие снеки также имеют в своем составе натрий. Встречаются и различные пищевые добавки с этим микроэлементом, например, некоторые ароматизаторы, консерванты и разрыхлители.

Суточная потребность в калии для ребенка составляет 16 – 30 мг на 1 кг массы тела. Для взрослого человека 1,5 – 2,5 грамма, при этом необходимый минимум составляет 1 грамм. Во время беременности потребность в нем может возрастать до 3,5 грамм в сутки. При интенсивных физических нагрузках потребность в калии также возрастает. К тому же обильное потоотделение способствует выведению его из организма. На содержание калия в организме влияют сезонные изменения – особенно мало калия весной, а осенью его количество увеличивается вдвое. Токсическая доза для человека составляет 6 грамм, а летальная - 14 грамм.

Недостаток калия в организме:

Дефицит калия в организме может возникнуть вследствие тяжелых физических нагрузок, стрессов, болезней, приема некоторых лекарств, чрезмерного употребления кофе, сладостей и алкоголя. В первую очередь нехватка калия проявляется в мышечной слабости, нарушениях в работе сердечнососудистой и нервной систем. Постоянный недостаток калия в организме может привести к очень серьезным заболеваниям внутренних органов, в том числе и к сердечным приступам и язвенной болезни.

Переизбыток калия в организме:

Переизбыток калия в организме может быть вызван неправильным питанием, некоторыми заболеваниями или приемом препаратов повышающих уровень калия в организме. Повышенное содержание калия в организме, также как и его недостаток может привести к развитию тяжелых заболеваний внутренних органов и систем человека.

В основном, соединения калия содержатся в продуктах, имеющих растительное происхождение. Это фрукты, бобовые, овощи, злаковые.

Что касается ягод и фруктов, более всего соединений этого элемента в мандаринах, апельсинах, бананах, яблоках, сушеных абрикосах, винограде, арбузах, землянике, шиповнике, изюме, алыче, черносливе, дынях, смородине (черной и красной). В достатке его в свежих огурцах, сое, репе, петрушке, ржаном хлебе, овсянке, капусте. Много его и в картофеле. Кстати, суточная норма, необходимая человеку, содержится в половине килограмма обычной картошки.

Довольно много калия в луке, помидорах, зеленых листовых овощах, чесноке, свекле, хрене, моркови. Надо сказать, что если мы употребляем все эти продукты в достатке, то и калия нашему организму вполне хватает. Единственная сложность состоит в удержании калия в нашем организме, и это удается далеко не всегда.

В норме можно поддерживать уровень калия в нашем организме, употребляя мед с яблочным уксусом.

Выполнила:
студентка 1 курса
группы 107 А ОМ
Абдрахманова Акбота
Принял:
преподаватель химии
Сычёва Е. С.

Алматы 2015 г.
Содержание:
1. Натрий
2. Роль натрия в организме
3. Усвояемость натрия в организме
4. Суточная потребность организма в натрии
5. Содержание натрия в продуктах питания
6. Недостаток натрия в организме
7.Избыток натрия в организме
8. Калий
9. Роль калия в организме
10. Калий суточная потребность
11. Калий в продуктах
12. Полезные советы
13. Недостаток калия в организме
14. Основные причины дефицита калия
15. Основные проявления дефицита калия в организме
16. Избыток калия в организме
17. Причины гиперкалиемии
18. Синергисты и антагонисты калия
19. Препараты содержащие калий
20. Использованнаялитература

НАТРИЙ
Натрий (обозначается символом Na) - мягкий серебристо-белый металл, в тонких слоях с фиолетовым оттенком, пластичен (легко режется ножом), свежий срез натрия блестит. Натрий и его соединения окрашивают пламя в ярко-желтый цвет. Величины электропроводности и теплопроводности натрия достаточно высоки, плотность равна 0,96842 г/см3 (при 19,7 °C), температура плавления 97,86°C, температура кипения 883,15 °C. Под давлением становится прозрачным и красным, как рубин.
Натрий высоко активное химическое соединение, поэтому он в чистом виде не встречается (для защиты от кислорода воздуха его хранят под слоем керосина). В природе встречается в виде различных соединений, некоторые из них, например, NaHCO3 (сода) и NaCl (соль поваренная) уже тысячи лет известны человеку ииспользуются им для различных целей.
Натрий – седьмой из наиболее распространенных элементов и пятый из наиболее распространенных металлов (после алюминия, железа, кальция и магния). Его содержание в земной коре составляет 2,27%. Неиссякаемые запасы хлорида натрия находятся в океанических водах (около 30 кг/ м3).
Натрий впервые был получен английским химиком Хемфри Дэви в 1807 году электролизомрасплава гидроксида натрия. Сейчас суммарное производство хлорида натрия из морской воды достигло 6 – 7 млн. тонн в год, что составляет около трети общей мировой добычи.
В живом веществе в среднем содержится 0,02% натрия; в животных его больше, чем в растениях.

РОЛЬ НАТРИЯ В ОРГАНИЗМЕ
Содержание натрия в организме составляет 70 - 110 грамм. Из них 1/3 находится в костях, 2/3 - в жидкости, мышечной и нервнойтканях. В организме человека он содержится во всех жидкостях, органах и тканях. Без него невозможен нормальный баланс жидкости в организме; в форме различных солей он входит в состав крови, лимфы и пищеварительных соков.
Натрий один из важных макроэлементов, необходимых нашему организму. Его биологическая роль в организме может быть представлена следующим образом:
1. Первостепенная роль натрия ворганизме человека заключается в регулировании водного и кислотно-щелочного баланса жидкости во внеклеточной среде организма.
2. Наиглавнейшая роль натрия в организме человека заключается в участии в процессе осмоса – обмене жидкостью между внутренней и внешней средой клетки.
3. Необходим для работы мышц и передачи нервных импульсов по нервным волокнам.
4. Натрий укрепляет сердечно-сосудистую систему,регулирует объем крови, нормализует артериальное давление, влияет на работу миокарда, является сосудорасширяющим макроэлементом.
5. Усиливает действие адреналина. Вместе с ионами хлора способствует образованию соляной кислоты в желудке, активизирует деятельность пищеварительных ферментов и стимулирует пищеварение.
6. Важнейшая роль натрия в организме заключается в своевременной доставке клеткам источника энергии –глюкозы.
7. Жизненно необходим для бесперебойной работы почек.
8. Транспортирует углекислый газ.
9. Оказывает влияние на обмен белков, участвуя в процессе гидратации.
10. Защищает от теплового удара во время жарких летних месяцев.

УСВОЯЕМОСТЬ НАТРИЯ В ОРГАНИЗМЕ
Натрий частично всасывается сразу после попадания в желудок, однако большая его часть все же.

Повышенное потребление натрия в виде поваренной соли плохо сказывается на здоровье, а именно способствует гипертонии, об этом знают все. Однако отнюдь не все считают натрий таким уж врагом человечества. Не исключено, что во всем виноват не именно натрий, а древний механизм регулирования в организме, придуманный для контроля его родного брата — калия.

Древний калий

Дальние предки людей были именно травоядными — питались фруктами, побегами и листьями растений тропического леса. Тогда-то в целом и сформировались органы пищеварения и механизмы регулирования химического состава тела. Есть мнение, что и гораздо позже калий в пище людей продолжал превосходить натрий; исследователи древней диеты утверждают человек каменного века в день съедал 15 граммов калия! При этом современный человек потребляет не более 2 граммов калия в день при рекомендации 3,5 грамма, натрия же он съедает в два раза больше: 4–5 граммов. Так соотношение этих двух щелочных металлов с близкими свойствами в современной диете оказалось обратным тому, к которому изначально был приспособлен человеческий организм.

Калий и ВОЗ

Исследователи, стремящиеся понять хитросплетения калий-натриевой игры, ведут наблюдения за потреблением людьми обоих элементов и пытаются связать полученные данные с информацией о здоровье. Иногда это удается сделать, иногда не очень. Сегодня можно считать доказанным, а ВОЗ именно так и считает, что у гипертоников увеличение потребления калия с гарантией снижает давление и чем выше при этом потребление натрия, тем сильнее действует калий. Почему только у гипертоников? А потому, что основные исследования проведены именно с участием таких пациентов. Например, когда в 2012 году ВОЗ готовила рекомендации по потреблению калия, ее эксперты отобрали 22 исследования, из которых только три было выполнены с участием людей без гипертонии.

Удивительно, но в этих работах не удалось выявить прямую связь потребления калия с риском развития сердечно-сосудистых заболеваний. Однако, как указывают эксперты ВОЗ, раз связь гипертонии с ними доказана, значит, увеличение потребления калия должно благотворно сказаться и на их статистике. А вот благотворное влияние повышенного потребления калия на статистику инсультов доказано строго.

Сколь велико снижение давления от потребления калия? В среднем, при рекомендуемом ВОЗ уровне, выходит 3 мм рт. ст., однако если потребление калия выше, тогда верхнее давление снижается на 5,8, а нижнее — на 3,5 мм рт. ст. Перевод этих чисел в социальные последствия таков. В США снижение артериального давления на 2 мм уменьшает на 17% риск развития гипертонии, на 6% число инфарктов и на 15% число инсультов. В Великобритании снижение давления на 5 мм уменьшает вероятность гипертонии в два раза.

Как показывает статистика, детям увеличение потребления калия в разумных пределах тоже полезно. Помимо того что калий способствует общему укреплению костей и мышц, он также слегка снижает давление, а ведь известно, что, если у ребенка в детстве есть склонность к гипертонии, она обязательно проявит себя в будущем. Правда, ВОЗ уточняет, что рекомендации действительны для возраста более 24 месяцев, а дозу калия надо соизмерять с весом ребенка; 3,5 грамма в день — это для людей старше 16 лет.

Калий увеличивает отток жидкостей из организма, поэтому у врачей были опасения, что из-за уменьшения объема крови в ней может подняться концентрация холестерина. Это опасение не подтвердилось. Также не было выявлено негативное влияние повышенного потребления калия на почки здорового человека. Причем повредить не могут даже огромные дозы калия, сравнимые с палеодиетой; по крайней мере исследования продолжительностью в несколько недель не выявили вреда. В целом, как считает ВОЗ, если источником калия служит пища, а не пищевые добавки, переборщить с этим элементом нельзя, в отличие от натрия. Однако именно калий может оказаться очень действенным средством против натрия. Более того, не исключено, что благотворное влияние калия на сердце и сосуды связано именно с противодействием разрушительному действию натрия на них.

Калий и человек

В среднем организме человека содержится 140 мг калия.

Внутри клеток находится в тридцать раз больше калия, чем в межклеточных жидкостях. Это создает трансмембранный электрический градиент, который поддерживается за счет регулирования соотношения натрия и калия в крови. Это градиент обеспечивает тонус клеток, передачу нервных сигналов, сокращение мышц и работу почек.

Независимо от потребления почки выводят с мочой 195 мг калия в день. Учитывая другие обязательные потери этого элемента, получается, что человек для поддержания калиевого баланса должен съедать не менее 400–800 мг калия в день. Понос, рвота, нарушения работы почек и прием некоторых препаратов могут нарушать калиевый баланс и приводить как к недостатку, так и к избытку калия в организме.

Недостаток калия можно восполнять не только орехами, сырыми овощами и прочими продуктами, богатыми калием, но и пищевыми добавками, витаминами и минеральными препаратами. В США запрещены таблетки, которые содержат более 99 мг калия. Причина в том, что при большем содержании этого элемента могут возникать поражения тонкого кишечника.

В разных заменителях соли доза калия может сильно меняться: от 440 до 2800 мг в чайной ложке.

Человек, съедающий в день 4 г калия, имеет на треть меньший риск получить камни в почках, нежели человек, съедающий 2,4 г.

Немного физиологии

В отличие от натрия, ионы которого в основном находятся в жидкостях организма, ионы калия главным образом сосредоточены во внутриклеточных жидкостях. В клетках находится 90% калия организма, причем основное его хранилище — клетки мышц. Остальной калий циркулирует в плазме крови, и его концентрация там должна быть строго постоянна. Однако поступление калия в организм человека в течение дня меняется очень сильно: от нуля в период покоя до граммов в час во время еды. Организм с такими всплесками вынужден бороться, для этого у него есть несколько механизмов.

Калий всасывается в кишечнике непосредственно, за счет диффузии, то есть не используя какие-то клеточные каналы. Значит, его всасывание организм регулировать не может. Поэтому он регулирует выведение, и, в сущности, весь съеденный калий должен вскоре выйти: 90% с мочой и 10% с калом. Похоже, что организм считает калий крайне нежелательным элементом и стремится избавиться от него как можно скорее. Так, каким-то непостижимым пока для физиологов образом, как только калий начинает поступать в кишечник, почки сразу же принимаются усиленно отгонять его из плазмы крови в мочу, будто зная, что нужно готовить свободное место для новых поступлений.

Прочь из почек!

Этот белок известен давно, и сведения о его роли помогают создавать, например, мочегонные препараты. Однако почти полвека биохимики не догадывались, что с этим белком активно работает калий. В 2009 году Волкер Валлон и его коллеги из Калифорнийского университета в Сан-Диего (American Journal Physiology. Renal Physiology, 297, 3) установили, что включением / отключением NCC заведует отнюдь не натрий, а калий: малое содержание калия в плазме крови его активирует, а большое — дезактивирует. Выходит, что, когда калия мало, организм, вопреки логике, перестает выводить в мочу прежде всего натрий! Сделано так потому, что калий попадает в мочу из соответствующих клеток почек в обмен на всасывание ионов своего брата. Чтобы заблокировать действие этого механизма, и нужно снизить содержание натрия в моче: не станет там натрия, и калий туда не попадет. Это разумно — зачем выводить калий, когда его и так мало?

Однако соучастие в этой операции натрия портит все дело: получается, что натрий возвращается в кровь независимо от своей концентрации, но в зависимости от содержания калия. Значит, при недостатке калия концентрация натрия в крови будет неизбежно повышаться, сколько бы натрия не было в еде. А у организма не так уж много способов бороться с таким ростом, и главный из них — добавлять воду в кровь: тогда концентрация натрия снизится, ведь подавляющая его часть находится именно в крови. Увеличение объема жидкости в замкнутой системе неизбежно ведет к росту давления. Если же калия много, белок NCC дезактивируется, натрий идет в мочу, увлекая за собой как калий, так и излишнюю воду. Объем жидкости в организме уменьшается, и давление падает. Причина этих сложных взаимоотношений двух элементов, видимо, в том, что организму надо поддерживать постоянный уровень калия в крови, но он не может это делать за счет манипуляции с объемом жидкости, как получается с натрием. Ведь в крови находится ничтожная доля всего калия организма.

Подготовлено с использованием обзоров:
1. Naohiro Nomura E. A. Clinical importance of potassium intake and molecular mechanism of potassium regulation // Clinical and Experimental Nephrology, 2019, 23.
2. Alicia A. McDonough E. A. Potassium Homeostasis: The Knowns, the Unknowns, and the Health Benefits // Physiology (Bethesda), 2017, 32, 2.

Читайте также: