BIOLOBIOLOŠKI VAŽNIŠKI VAŽNIKATJONIKATJONI

BIOLOBIOLOŠKI VAŽNIŠKI VAŽNIKATJONIKATJONI

Ivana Nikolić

• Negativno naelektrisan jon se zove anjon, jer ga privlači pozitivno naelektrisana anoda, a pozitivno naelektrisan jon je katjon, jer ga privlači negativno naeletrisana katoda

• Neorganske soli su takođe veoma rasprostranjene u ćelijama a njihovi katjoni i anjoni su neophodni za održavanje određenih bioloških struktura

• Kalcijum, natrijum, kalijum, fosfor, sumpor i hlor cine 70% mineralnih materija organizma. Joni pomenutih elemenata su veoma značajni za regulaciju osmotskog pritiska, formiranje skeleta, za normalnu aktivnost nervnog sistema i misića.

Najvažniji katjoni su:Aluminijum Al

Amonijum NH4

Antimon Sb

Arsen As

Bizmut Bi

Gvoždje Fe

Živa Hg

3+

+

3+

3+

3+

2/3+

2+

Kalijum K

Kalcijum Ca

Magnezijum Mg

Natrijum Na

Olovo Pb

Srebro Ag

Cink Zn

+

2+

2+

+

2+

+

2+

KALIJUM• Kalijum je i vrlo značajan sastojak intracelularne

tečnosti jer utiče na mišicnu aktivnost, naročito na aktivnost srčanog mišića. Njegova uloga u intracelularnoj tečnosti je slična ulozi Na u ekstracelularnoj tečnosti.

• Neophodan je za aktivnost mnogih intracelularnih enzima. Kalijum se unosi u organizam hranom.

• Katjoni kalijuma su glavni katjoni unutar ćelije, I neophodni su za fumkcionisanje ćeliske membrane

Dokazne reakcije:

KCl +

COOH

CHOH

CHOH

COOH

COOK

CHOH

CHOH

COOH

+ HCl

Vinska kiselina kalijum-hidrogen tatrarat

*Beo, kristalan talog

Vinska kiselina iz neutralnih rastvora taloži beli kristalni K-hidrogen-tatrarat. Reakciju ometaju samo Amonijum-joni.

U odsustvu NHU odsustvu NH44++-jona kalijum se dokazuje pomoću -jona kalijum se dokazuje pomoću

natrijum-heksanitrokobaltat(III)natrijum-heksanitrokobaltat(III), koji mora , koji mora biti biti sveže pripremljen.sveže pripremljen.

Nastaje kalijum-natrijum-heksanitrokobaltat(III) kao Nastaje kalijum-natrijum-heksanitrokobaltat(III) kao žuti talog.žuti talog.

pH sredine treba da je neutralan ili slabo kiselopH sredine treba da je neutralan ili slabo kiselo..

2KCl+Na2KCl+Na33[[Co(NOCo(NO22))66]] K K22Na Na [[Co(NOCo(NO22))66]](s)(s)+2NaCl+2NaCl

žuti talogžuti talog

Reakcija služi za identifikaciju KReakcija služi za identifikaciju K++-jona u odsustvu -jona u odsustvu amonijumovog jona, jer ovu reakciju daje i NHamonijumovog jona, jer ovu reakciju daje i NH44

++-jon.-jon.

KALCIJUM• Kalcijum je kvantitativno najzastupljeniji katjon

u organizmu. Gotovo sav kalcijum se nalazi u kostima i zubima. Od ostalih tkiva i organa najviše ga ima u skeletnim mišicima.

• Kalcijumovi joni slično natrijumu, nalaze se izvan celije. U celiji se nalazi oko 1000 puta niža koncentracija Ca nego u ekstracelularnoj tečnost

• Kalcijum u hrani se nalazi uglavnom u obliku nerastvorljivih soli ili u obliku organskih jedinjenja.

• U želucu pod uticajem HCl, Ca se prevodi u rastvorne soli: CaCl2, Ca(H2PO4)2 i u tom obliku se resorbuje u tankom crevu. Najveci deo kalcijuma krvi nalazi se u plazmi u jonizovanom (difuzibilni Ca), proteinski vezan (nedifuzibilni) i u kompleksu sa citratom.

• Jonizovani Ca ima nekoliko znacajnih uloga u organizmu:

• * neophodan je za koagulaciju,• * reguliše kontrakciju mišica• * uticu na oslobadjanje neurotransmitera,• * aktiviraju neke enzime,• * kao sastojci kostiju i zuba imaju mehanicku

ulogu

Dokazne reakcije:

OH

N CH CH N

OH

Glioksal-bis-(2-hidroksianil)

Kompleks crvene boje, rastvoren u hloroformu

Ratvoru se doda glioksalhidroksianil u alkoholu. Zatim se doda NaOH I Na2CO3. Rastvor se mućka sa 1-2ml hloroforma I doda se 1-2ml vode hloroformski rastvor se boji crveno

K2Ca Fe(CN)6 Ca2+ + 2 K+ + Fe(CN)6 4

*Beo, kristalan talog

K-heksacijanoferat(II)Rastvor ostaje bistar po dodatku kalijum-heksacijanoferata (II). Kada se zatim doda Amunijum-hlorid izdvaja se beo kristalan talog.

Magnezijum • Magnezijum je po količini, posle kalijuma,

drugi katjon intracelularne tecnosti. • Oko 60% ukupnog Mg zajedno sa Ca i P nalazi

se u kompleksnim solima kostiju. Ostatak se nalazi u mekim tkivima i može se smatrati

glavnim katjonom mekih tkiva • U mišicima ima ulogu u metabolizmi glukoze

na taj nacin što aktivira mnoge enzime

glikolize.

Dokazne reakcije:

Mg2+ + 2 NH4OH Mg(OH)2 + 2 NH4+

*Stvara se beo talog koji se rastvara u NH4Cl.

Natrijum-hidrogenfosfat ( NaNatrijum-hidrogenfosfat ( Na22HPOHPO44) taloži ) taloži

magnezijum u beli magnezijum-amonijum-fosfat. magnezijum u beli magnezijum-amonijum-fosfat. Taloženju ne smeta Taloženju ne smeta

prisustvo amonijačnih soliprisustvo amonijačnih soli..MgClMgCl22+Na+Na22HPOHPO44+NH+NH44OH MgNHOH MgNH44POPO4(s)4(s)+2NaCl+H+2NaCl+H22OO

Reakcija se izvodi tako, što se rastvoru MgClReakcija se izvodi tako, što se rastvoru MgCl22 dodaje dodaje

NHNH44OH. Nastaje Mg(OH)OH. Nastaje Mg(OH)22- talog. Talog treba rastvoriti u - talog. Talog treba rastvoriti u

NHNH44Cl i onda dodati NaCl i onda dodati Na22HPOHPO44. Nastaje beli talog . Nastaje beli talog

magnezijum-amonijum-fosfatamagnezijum-amonijum-fosfata. .

Natrijum• Najzastupljeniji katjon u ekstraćelijskoj tečnosti

Bitan za održavanje:• električnog naboja ćelijske membrane,

acidobazne ravnoteže,bilansa vode u organizmu. • Najveća količina natrijuma se unese putem

kuhinjske soli i preko druge hrane, naročito one životinjskog porekla

• Jon Natrijuma je rastvorljiv u vodi, te je prisutan u okeanima uglavnom u obliku NaCl. Na je element od velike važnosti za životinje, ljude i za neke vrste biljaka

• Katjon Na deluje suprotno katjonu K da bi izgradili električni naboj na ćeliskim membranama

Dokazne reakcije:

Na+ + Sb(OH)6 Na Sb(OH)6

Natrijum-heksahidroksoantimonat

Sa kalijum-karbonatom ne reaguje!!!

*Beo, kristalan talog

Kalijum-antimonat iz rastvora natrijumovih soli koji ne treba da budu kiseli taloži beli natrijum-heksahidroksiantimonat

COO

OCH3

+ Na+ COONa

OCH3

Na-metoksifenilacetatni

* Voluminozni,beo,kristalan talog,rastvoren u razb. amonijaku.

Kada se natrijumu doda K-metoksifenilacetatni reagens, on se hladi u ledenoj vodi.izdvaja se voluminozan beo kristalan talog koji se rastvara u razblazenom Amonijaku

Olovo

• Najrasprostranjeniji toksički element.Toksičnost olova uspoljava se kroz 4 mehanizma dejstva:

• 1. Olovo poseduje visok afinitet prema sulfidrilnim grupama. Enzimi sa SH grupama bivaju inhibirani od strane Olova (formira se merkaptid)

• 2. Mehanizam transporta isti kao i za Ca. Hamiska sličnost izmedju Pb I Ca- moguća je njihova zamena u biološkim sistemima,

• 3. Može da reaguje sa nukleinskim kiselinama. Povećava ili smanjuje sintezu proteina.

• 4. Negativno utiče na stvaranje crvenih krvih zrnaca

Dokazne reakcije:

P b 2+ + C rO42 P bC rO4

Olovo hromat

*Žuti talog

Olovo(II)- hromat je žute boje i da bi se potpuno taložio dodaje se Na-acetat. Ne rastvara se u sićetnoj kiselini,ali se rastvara u azotnoj,kao i u alkalnim hidroksidima i tada obrazuje hidroksokompleks

Pb(OH)4 2 + CrO42

+ 4 OH PbCrO4

Pb2+ + 2 I PbI2

*Žuti talog koji se rastvara u vreloj vodi

Olovu se doda jod. Izdvaja se žut talog. Zagreje se do ključanja 1 do 2 minuta. Talog se rastvara. Kada se rastvor ohladi ponovo se izdvoji talog u vidu svetlucavih žutih ljuspica.