Катион

Катио́н — положительно заряженный ион. Характеризуется величиной положительного электрического заряда: например, NH4+ — однозарядный катион аммония, Ca2+ — двухзарядный катион кальция. В электрическом поле, катионы притягиваются к отрицательному электроду — катоду.

Название происходит от греческого слова «καθιών»: нисходящий, идущий вниз. Термин введён Майклом Фарадеем, в 1834 году.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

Сама аббревиатура рН (potential hydrogen) расшифровывается как водородный потенциал. Кислоты – это сложные вещества, при растворении в воде которых всегда выделяются катионы водорода. Значение рН любого раствора есть не что иное, как уровень концентрации катионов водорода.

Ирина Филиппова, Кальций – жемчужина здоровья. «Строительный материал» нашего организма, 2017

Пусть имеет место процесс поглощения ионов амфолитоидом с преобладанием кислотных свойств над основными. В нейтральной среде у коллоидной частицы емкость поглощения катионов больше емкости поглощения анионов. При постепенном подкислении среды кислотные свойства амфолитоида ослабляются, а основные свойства усиливаются, поскольку уменьшается число отщепляемых ионов водорода.

Е. С. Мухачева, Коллоидная химия. Шпаргалка, 2009

Кровь человека вообще представляет собой смесь различных электролитов, то есть анионов и катионов. Основными являются натрий и калий, собственные магнитные моменты и магнитная восприимчивость которых существенно разнятся. Но и сама вода, которая составляет порядка 80 % всей массы человеческого тела, является соединение ионов кислорода и водорода. Она первой реагирует даже на те мизерные значения электрических потенциалов, которые создаются деятельностью головного мозга. Это тоже научный факт [56].

Николай Конюхов, Экономический кризис: Космос и люди, 2014

Начнем с кислоты. Как правило, кислотой называют молекулу, которая в водном растворе диссоциирует (это высоконаучный термин, означающий “распадается”) на катион водорода, то есть протон (H+), и некий анион. Например, уксусная кислота (CH3COOH) распадается в водном растворе на протон и ацетат-ион, имеющий формулу CH3COO–. Так же ведут себя и все остальные карбоновые кислоты. И не только карбоновые, но и любые другие. Например, соляная кислота (HСl) потому и называется кислотой, что распадается в воде на протон (H+) и ион хлора (Cl–). Правда, на самом-то деле протон не способен самостоятельно существовать в водном растворе – он всегда мгновенно захватывается водой, образуя так называемый ион гидроксония (H3O+). Концентрацию именно этих ионов реально измеряют при определении кислотности раствора.

Сергей Ястребов, От атомов к древу: Введение в современную науку о жизни, 2017

Говоря о химическом поглощении почвы, следует сказать и о ее обменной поглотительной способности. Она выражается в обмене частью катионов и анионов, которые грунт получает из поступающих растворов. В таком случае целесообразно говорить не о химическом поглощении в его чистом виде, а о физико-химическом, в процессе которого наблюдается равноценный обмен катионами. При этом последние из раствора поступают в прослойку компенсирующих ионов, составляющих частицы коллоидов грунта, а катионы из прослойки компенсирующих ионов, в свою очередь, передаются в раствор.

Группа авторов, Секреты плодородной почвы. Самые эффективные удобрения, 2015

В период быстрой деполяризации открываются быстрые натриевые каналы, и натрий устремляется в клетку. Каналы быстро инактивируются (закрываются) и открываются медленные Na-Caканалы, по которым в клетку входят ионы натрия и кальция. Это порождает достижение пика потенциала действия (овершута). Медленные Na-Ca-каналы не способны к быстрой инактивации и остаются открытыми в фазу быстрой реполяризации и плато. Реполяризация обусловлена входом в клетку ионов кальция. В период плато продолжается вход в клетку натрия и кальция по медленным каналам. Одновременно открываются калиевые каналы, и ионы калия выходят из кардиомиоцитов. Число входящих катионов (ионы натрия и кальция) равно числу выходящих катионов (ионы калия), в результате мембранный потенциал «застывает» – возникает плато потенциала действия. В фазу конечной реполяризации поток выходящих ионов калия становится сильнее.

Н. Н. Тятенкова, Физиология висцеральных систем. Часть 2. Физиология сердечно-сосудистой и дыхательной систем, 2013

Очень важной характеристикой является доступность элементов минерального питания: наиболее доступны ионы растворов, при их адсорбции на поверхности почвенных частиц доступность снижается. Значительно влияют на доступность и кислотно-основные свойства почвы. Д. А. Сабининым [21] отмечалось, что подкисление приводит к увеличению поглощения анионов, а подщелачивание – к поглощению катионов. С ростом щелочности наблюдается усиление поглощения катионов, приведенных в следующем ряду и являющихся важными элементами питания растений:

И. Н. Волкова, Экологическое почвоведение, 2013

На первый взгляд, учитывая обилие сульфидов – минералов серы, осаждение которых редко обходится без участия серных бактерий, – в этом нет ничего удивительного, но особая изотопная подпись видна не всегда, а остатки тех, кто «расписался», практически не сохраняются. Предполагается, что серные бактерии, подобные пурпурным и зеленым, были главными архейскими фототрофами и продуцентами (от лат. pro-duco – производить, создавать) органического вещества. Используя сероводород и сульфиды, они освобождали необходимые для фотосинтеза электроны и окисляли исходные молекулы до серы (S0) и в незначительной степени до сульфата (SO42–). Последние взаимодействовали с катионами железа и никеля, недостатка которых в архейском эоне не было, с образованием соответствующих сульфидов (например, пирита). Причем объемы серных соединений уравновешивали объемы органического вещества.

Андрей Журавлев, Сотворение Земли. Как живые организмы создали наш мир, 2018

Бентониты каждого класса могут быть представлены как щелочной, так и щелочноземельной разновидностями в зависимости от содержания обменных катионов щелочных и щелочноземельных металлов, в основном, натрия и кальция (табл. 2).

В. О. Ежков, Технология использования бентонитовых глин в качестве сорбентов солей тяжелых металлов из организма животных в регионах техногенной нагрузки Республики Татарстан, 2013

Итак, при выведении из организма кислых продуктов (а это фосфорная кислота, органические кислоты), чтобы сохранить натрий, клетки дистального канальца при помощи специальных химических реакций выделяют свободный ион водорода, который весьма активен. Ион водорода поступает из клеточек канальцев в просвет канальца и вытесняет натрий из его солей. Натрий благополучно возвращается в кровь, а в мочу отправляются кислые соли или свободные кислоты. Реакция мочи при этом бывает кислая, а сам процесс называется ацидогенезом. Но это способ имеет свои границы: он не работает в отношении сильных минеральных кислот (соляной, серной), а это чревато тем, что рН мочи может перейти нижнюю границу – рН = 4,5, еще как-то переносимую здоровой почкой. И вот, чтобы те самые нейтральные соли не выпали и вместе с собой не унесли драгоценный натрий и калий, организм вырабатывает специальные катионы аммония, которые и вытесняют натрий и калий из их соединений и отправляют их обратно в кровь. Выделение кислых продуктов в виде аммониевых солей сберегает организму гораздо больше щелочных веществ, чем выделение их в виде кислых солей или свободных кислот, но происходит это медленнее.

Ирина Калюжнова, Отложение солей, 2007

В разбавленной соляной кислоте полоний медленно растворяется с образованием розовых растворов (цвет ионов Ро2+): Po + 2HCl = = PoCl2 + H2. Разбавленная азотная кислота пассивирует полоний, а концентрированная быстро его растворяет. С неметаллами VI группы полоний роднит реакция с водородом с образованием летучего гидрида РоН2 (он кипит при +35 °С и легко разлагается) и реакция с металлами (при нагревании) с образованием твердых полонидов черного цвета, например Na2Po. С галогенами полоний реагирует с образованием тетрагалогенидов. В растворах полоний существует в виде катионов Ро2+, Ро4+, анионов РоО32–, РоО42–, а также разнообразных комплексных ионов, например PoCl62.

И. А. Леенсон, Занимательная химия для детей и взрослых, 2013

Ученые предложили два разных решения проблемы границ, которые по аналогии с «первичным бульоном» были названы «первичная пицца» и «первичный майонез». В модели «первичной пиццы», изложенной в книге «The Major Transitions in Evolution» (John Maynard Smith, Eörs Szathmáry, 1995), предполагается, что жизнь зарождалась в виде тонкого слоя органических молекул на поверхности глины (например, каолинита или смектита), частицы которой состоят из тонких алюмосиликатных слоев. Глина может набухать, потому что молекулы воды, как и другие катионы и анионы, внедряются между этими слоями, увеличивая расстояния между ними.

Михаил Никитин, Происхождение жизни. От туманности до клетки, 2016

Скандинавский ученый Олаф Линдал доказал, что боль могут вызывать катионы водорода. Исследователь впрыскивал в кожу добровольцев очень тонкую струйку раствора, содержащего катионы водорода. Этот раствор не повреждал клетки, а действовал непосредственно на нервные окончания. При введении этого раствора в кожу появлялась боль; причем с уменьшением рН раствора боль усиливалась.

А. И. Белов, Самооздоровление по Караваеву. Перед чем болезни бессильны, 2010

При анализе катионов металлов в медицинской и биологической практике широко используют атомно-абсорбционной спектроскопию, плазменную фотометрию, ионоэксклюзионную распределительную хроматографию, ионометрию. Эти методы обладают высокой чувствительностью и точностью, не требуют сложной подготовки проб к анализу, позволяют определять ионы металлов при наличии смеси элементов. Эти современные методы используются во всем мире для анализа незначительных примесей металлов в различных объектах.

М. А. Краснова, Полный справочник санитарного врача, 2013

Для нормального развития микроорганизмов необходимы катионы и анионы многих металлов, в том числе магния, кальция, железа. Микроэлементы участвуют в синтезе ферментов и активизируют их.

Аурика Луковкина, Полный курс за 3 дня. Микробиология, 2009

Сегодня многие едят мясо даже два раза в день, при этом кислотность повышается еще больше при употреблении алкоголя и никотина. Конечно, кислотность организма накапливается не сразу, потому что с ней борется кальций наших костей. Единицей измерения кислотности или щелочности растворов служит показатель рН. Значение рН любого раствора – это уровень концентрации катионов водорода.

И. А. Калюжнова, Остеопороз, -1

Если спросить человека: «Отчего море соленое?», он почти наверняка ответит: «Оттого же, отчего солоны бессточные озера (вроде озера Эльтон, снабжающего нас поваренной солью): впадающие в море реки несут некоторое количество солей, потом вода испаряется, а соль остается». Ответ этот неверен: соленость океана имеет совершенно иную природу, чем соленость внутриконтинентальных конечных водоемов стока. Дело в том, что вода первичного океана имела различные примеси. Одним источником этих примесей были водорастворимые атмосферные газы, другим – горные породы, из которых в результате эрозии (как на суше, так и на морском дне) вымываются различные вещества. «Кислые дымы», растворяясь в воде, давали галогеновые кислоты, которые тут же реагировали с силикатами (основным компонентом горных пород) и извлекали из них эквивалентное количество металлов (прежде всего щелочных и щелочноземельных – Na, Mg, Ca, Sr, K, Li). При этом, во-первых, вода из кислой становилась практически нейтральной, а во-вторых, соли извлеченных из силикатов элементов переходили в раствор; таким образом, вода океана с самого начала была соленой. Концентрация катионов в морской воде совпадает с распространенностью этих металлов в породах земной коры, а вот содержание основных анионов (Cl—, Br—, SO4—, HCO3—) в морской воде намного выше того их количества, которое может быть извлечено из горных пород. Поэтому геохимики полагают, что все анионы морской воды возникли из продуктов дегазации мантии, а все катионы – из разрушенных горных пород.

К. Ю. Еськов, Удивительная палеонтология, 2014

Белки сохраняют объем крови, так как связывают и задерживают воду в кровяном русле; участвуют в свертывании, иммунных процессах, поддерживают кислотность; нормализуют уровень некоторых катионов в сыворотке – железа, меди, кальция, магния, образуя с ними нерастворимые соединения; входят в состав ферментов, гормонов и других биологически активных веществ.

А. М. Соловьев, 250 показателей здоровья, 2013

Специальные методы обработки включают дезодорацию, умягчение, опреснение, обезжелезивание, дезактивацию и др. Дезодорация – это удаление посторонних запахов и привкусов воды, умягчение – полное или частичное освобождение воды от катионов кальция и магния. Под опреснением понимается удаление солей, обезжелезиванием – железа, дезактивацией – радиоактивных веществ.

Коллектив авторов, Гигиена и экология человека, 2015