電解質

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引言

“電解質”一詞指的是帶正電荷或負電荷的粒子。從營養學的角度來看，它對應於血液、汗液和尿液中發現的重要營養物質。氯離子、碳酸氫根離子、鈉離子、鎂離子、鉀離子、磷酸根離子、鈣離子以及其他電解質存在於我們的體內。它們在許多身體過程中發揮著重要作用，包括神經和肌肉功能、維持體內適當的pH值以及保持水分。電解質是含有電荷的礦物質。

當某些成分溶解在水中$\mathrm{(H_{2}O)}$時，它們會發生物理或化學變化，導致溶液中產生離子。這些成分屬於一類重要的化合物，稱為電解質。非電解質是不溶解時不產生離子的成分。它們幫助你的身體調節化學變化，維持細胞內外液體的平衡等等。它們也是診斷各種臨床症狀和疾病的重要工具。透過測量含有該成分的水溶液的電導率，可以將其分類為強電解質、弱電解質，或者非電解質。物質必須包含自由移動的帶電粒子才能導電。

為什麼我們需要電解質？

我們體內需要電解質，因為它們有助於一系列重要的身體功能，例如：

維持神經系統

訊號透過神經細胞從中央神經系統 (CNS) 傳輸到身體的各個部位。這些訊號，稱為神經衝動，是由神經細胞膜上的電荷產生的。這些變化是由於電解質，特別是鈉離子，進出細胞膜而發生的。這引發了一系列反應，有助於訊號沿神經細胞長度的傳輸。

肌肉功能

鈣$\mathrm{(Ca)}$是一種電解質，是肌肉收縮所必需的。𝐶𝑎2+離子的活動導致肌纖維滑動並相互重疊，從而導致肌肉收縮和放鬆。

水合作用

維持體內每個細胞內外液體的平衡至關重要。必須保持適當的水分含量。電解質，特別是鈉離子，透過滲透作用幫助維持體液平衡。

控制體內pH值

pH值是酸性或鹼性物質的衡量標準，它受緩衝液、弱酸和鹼的調節。身體正常運作需要大約7.5的pH值。

即使pH值發生微小變化，也可能導致你生病。體內適當的電解質平衡有助於確保體內正確的pH值平衡。

電解質失衡很常見，但在某些情況下可能是致命的。脫水是最常見的電解質失衡的原因，脫水可能是由過度高溫、喝水過少或腹瀉引起的。因此，你必須始終多喝水以補充體內的電解質。嚴重的電解質失衡會導致疲勞、虛弱、頭暈、意識混亂、抽筋以及其他症狀。

電解質檢測

體內電解質檢測主要用於確定體內特定電解質的失衡。當開出特定藥物時，也會進行這些檢測。電解質檢測還可以確定特定治療方法在你體內的有效性。

體液和電解質平衡

電解質是一種在體內含有電荷的物質，通常存在於血液、尿液和組織液中。由於體內水位變化，電解質水平可能過高或過低。一般來說，你應該喝多少水，就應該透過排尿或出汗排出多少水。這種平衡由於脫水或其他機制而發生變化。

體液通常含有許多溶解的化學物質，這些化學物質可以是電解質或非電解質。電解質中存在離子鍵，而非電解質中存在共價鍵。

但即便如此，由於在需要時電解質的流動，體內仍然保持著適當的平衡。例如，在食用大量酸性或鹼性食物後，血液的濃度或pH值保持不變。這主要歸功於適當的碳酸氫鹽電解質平衡。

電化學電池

這些電池分為三類：原電池、濃差電池和電解池。這些電池都具有類似的方法。

在水相中，電解質充當電子$\mathrm{(e^{-})}$在陽極和陰極之間傳輸的導電介質。陽極是與電解質接觸並能與其他化學物質結合導電的介質。陰極是質子含量高且能接受電子$\mathrm{(e^{-})}$的成分。導體是連線陽極和陰極並有助於電流流動的成分。

電解質的型別

它們分為兩種型別：強電解質和弱電解質。強電解質在水中完全電離，這意味著每個溶解的化合物都被分解成陰離子和陽離子。即便如此，我們也不應該認為該複合物完全溶解在水中。它只是意味著溶解在水中的整體混合物被分解成陰離子和陽離子。強酸、強鹼和鹽是強電解質的例子。弱電解質在水中部分電離。一部分複合物會解離。例如，弱酸和弱鹼。

結論

電解質是一種化學成分，當溶解在極性溶劑中時會產生導電溶液。根據它們所帶的電荷，它們被分類為正電荷 (+ve) 或負電荷 (-ve) 電解質。電解質是人體細胞外液和細胞內液的重要組成部分。健康個體血液中這些離子的濃度保持恆定，稱為電解質平衡。電解質失衡可能發生在各種醫學症狀中。帶正電荷的離子包括鈉、鎂、鉀和鈣，而帶負電荷的離子包括氯、碳酸氫根和磷酸根。

常見問題

1. 電解質缺乏的症狀是什麼？

疲勞、頭暈、體液失衡、頭痛、肌肉痙攣、低能量、噁心、血壓變化、心律不齊以及感覺不適都是電解質低的跡象。如果在高溫下沒有攝入足夠的電解質，可能會發生中暑。電解質會透過汗液、尿液、嘔吐和腹瀉流失。

2. 電解質的一些例子是什麼？

包括鈣、氯、鎂、磷酸鹽、鉀和鈉，人們可以透過食用富含這些維生素和礦物質的食物來獲得它們。

3. 氯化鈉$\mathrm{(NaCl)}$是非電解質嗎？

$\mathrm{(NaCl)}$是由鈉陽離子和氯陰離子組成的離子化合物。已知這種化合物在與水或其他極性溶劑混合時會解離成𝑁𝑎+和𝐶𝑙−離子。因此，𝑁𝑎𝐶𝑙不是非電解質。

4. 純水是否被歸類為電解質？

一些資料稱水是弱電解質，因為它部分解離成$\mathrm{H^{+}}$和$\mathrm{OH^{-}}$離子。根據其他參考資料，這種化合物被認為是非電解質，因為只有少量的水解離成離子。

5. 氨是水溶液中的非電解質嗎？

許多資料認為氨（化學式為$\mathrm{NH^{3}}$的化學化合物）是弱電解質。由於它在溶液中解離時會形成離子，因此這種化合物被歸類為弱電解質。氨透過與水$\mathrm{(H_{2}O)}$分子反應產生銨離子$\mathrm{NH^{+}}$和氫氧根離子$\mathrm{OH^{-}}$來做到這一點。