الكهرليتات موادٌ ناقلةٌ للكهرباء عند انحلالها بالماء، وهي أساسيةٌ جدًا في الوظائف الحيوية لجسم الإنسان حيث تؤمن الشحنة الكهربائية الصغيرة اللازمة للعديد من العمليات الحيوية، كما أنها تشكل مكونًا أساسيًا في مختلف أنواع البطاريات، وسنتعرف في هذا المقال أكثر على الكهرليتات وأهميتها.

تعريف الكهرليتات

الكهرليتات مواد تتحول في المحاليل إلى أيونات وتكتسب القدرة على نقل الكهرباء، وهي أساسية في جسم الإنسان وتوازنها أمر هام جدًا لاستمرار خلايا وأعضاء الجسم بالقيام بوظائفها بشكلٍ طبيعيٍّ1، ويُعتبر الماء من أهم المحاليل القادرة على حل الكهرليتات، ويمكن تصنيف هذه المواد إلى حموضٍ وأسسٍ وأملاحٍ وينتج عنها عند انحلالها أيونات سالبة (Anions) وموجبة (Cations) تنقل الكهرباء بسبب حركتها.

يوجد نوعان من الكهرليتات؛ الكهرليتات القوية مثل كلور الصوديوم NaCL وحمض النتريك HNO3 والتي تتأيّن بالكامل عند انحلالها بالماء دون أن يتشكل في المحلول أي جزيئات متعادلة، والكهرليتات الضعيفة مثل الأمونيا NH4O4 وحمض الكربونيك H2CO3 والتي يتأين جزء صغير من جزيئاتها عند انحلالها ويتشكل في المحلول بعض الجزيئات المتعادلة، وتنتمي معظم الحموض والأسس العضوية إلى هذه الفئة.2

أهمية الكهرليتات في الجسم

يشير هذا المصطلح إلى المعادن الموجودة في الدم والعرق والبول والتي تتحلل في السوائل لتتحول بعدها إلى أيوناتٍ موجبةٍ أو سالبةٍ، وتُستخدم في عمليات الاستقلاب، وتشمل الصوديوم والبوتاسيوم والمغنيزيوم والكلورايد والكالسيوم والفوسفات والبيكربونات، وتكمن أهميتها في:

  • مساعدة الجهاز العصبي على القيام بوظائفه حيث أن الإشارات كهربائية (التي تدعى بالنبضات العصبية) التي يرسلها الدماغ عبر الخلايا العصبية إلى باقي أعضاء الجسم هي نتيجةٌ لتغير الشحنة الكهربائية لغشاء الخلية، وهنا يكمن دور الكهرليتات حيث تسبب حركة كهرليتات الصوديوم التي تعبر غشاء الخلية العصبية حدوث التغيرات في الشحنة الكهربائية مما يثير سلسلةً من التفاعلات تُسبب حركةً أكبر لأيونات الصوديوم وبالتالي حدوث تغيرات في الشحنة على طول محوار الخلية العصبية.
  • مساعدة العضلات على التقلص حيث يسمح الكالسيوم لألياف العضلة بالتحرك والانزلاق فوق بعضها أثناء تقلص العضلة بينما يساعد المغنيزيوم العضلة على الارتخاء عندما تحتاج الألياف العضلية إلى الانزلاق خارجًا بعد التقلص مما يسبب انبساط العضلة.
  • تسهم الكهرليتات في تأمين الترطيب الملائم للجسم وخاصة الصوديوم الذي يؤمن التوازن للسوائل داخل وخارج الخلية من خلال عملية التناضح، وهي عملية انتقال الماء من محلول مخفف ( يحوي ماء أكثر من الكهارل) عبر جدار غشاء الخلية باتجاه محلول أكثر تركيزًا (يحوي كهارل أكثر وماء أقل) مما يحمي الخلية من تجمع كميات كبيرة من الماء داخلها (الأمر الذي قد يسبب انفجارها) أو من حدوث تجفاف فيها نتيجة انخفاض كمية الماء.
  • المحافظة على مستوياتٍ ملائمة من PH في الدم (وهو مقياسٌ يحدد إذا ما كان السائل حمضيًا أو قلويًا) ويتم ذلك عبر حواجز كيميائية أو أسس وحموض للتقليل من تغيرات الوسط داخل الجسم قدر ما يمكن، حيث تبلغ قيمته الطبيعية بين 7.35 و7.45.3

اختلال توازن الكهرليتات في الجسم

يؤثر أي تركيز غير مناسب سلبًا على توازن الكهرليتات مما يؤثر على وظائف الجسم ويجب تعويض النقص فيها، وعند ازديادها تعمل الكلى وهرمونات متعددة على إعادة التوازن لها، وأشهر اختلالات الكهرليتات التي تصيب الجسم هي اختلال الصوديوم والبوتاسيوم.

أعراض الاختلال

يمكن أن ينجم عن اختلال الكهرليتات واحد أو أكثر من الأعراض التالية:

  • عدم انتظام ضربات القلب.
  • الشعور بالضعف.
  • التعب الشديد.
  • اضطرابات عظمية.
  • الارتعاش.
  • اضطرابات في ضغط الدم.
  • الارتباك والتشوش.
  • اختلاجات عصبية.
  • التنميل.
  • اضطرابات الجهاز العصبي.
  • تشنج العضلات.

أسباب الاختلال

  • أمراض الكلى.
  • عدم تعويض الكهرليتات المفقودة.
  • الإسهال أو الإقياء المزمن.
  • سوء التغذية.
  • التجفاف الشديد.
  • اختلال مستويات PH في الجسم.
  • قصور القلب الاحتقاني.
  • علاج السرطان.
  • بعض الأدوية كمدرات البول.
  • الشره المرضي.
  • التقدم بالعمر حيث يضعف عمل الكليتين.4

استخدام الكهرليتات في البطاريات

تتكون البطاريات من محلول كهرليتي وقطب سالب (Anode) وقطب موجب (Cathode) مغمورين في المحلول ومربوطين ببعضهما خارجيًا بواسطة سلكٍ ناقلٍ واصل بينهما. تُستخدم الكهرليتات في البطاريات لنقل الكهرباء عند انحلالها بالمحلول حيث تتفاعل الأيونات المتحررة من الكهرليتات مع القطب السالب لتُطلق الكترونًا أو اثنين، وعندما تتجمع الالكترونات عند القطب السالب تتحرك عبر السلك الواصل بينه وبين القطب الموجب الذي يملك الكترونات قليلة جدًا (وقد لا يملكها أبدًا) مما يُنتج تيارًا كهربائيًا.

أما بالنسبة للإلكترونيات التي تتجمع عند القطب الموجب فإنها تُستَهلك خلال العملية بواسطة مركب ينتج بسبب تفاعل القطب الموجب مع الكهرليت والإلكترونات.5

المراجع