مقدمة حول الكاتيونات
الكاتيون هو عبارة عن ذرة أو جزيء يحمل شحنة كهربائية موجبة. تنشأ هذه الشحنة الموجبة عندما تفقد الذرة أو الجزيء إلكترونًا أو أكثر. هذا الفقد للإلكترونات يؤدي إلى زيادة في عدد البروتونات (الجسيمات الموجبة) مقارنة بعدد الإلكترونات (الجسيمات السالبة)، مما ينتج عنه شحنة موجبة صافية.
الكاتيونات تلعب دورًا حيويًا في العديد من العمليات الكيميائية والبيولوجية. تتشكل الكاتيونات نتيجة لتفاعل المواد مع بعضها البعض، حيث يفقد أحد العناصر إلكترونات ويمنحها لعناصر أخرى لتحقيق التفاعل الكيميائي المطلوب. يشار إلى العنصر الناتج بعد فقده لعدد من الإلكترونات بالكاتيون.
يُعرف الكاتيون بأنه ناتج عملية تفاعل كيميائية؛ حيث أن العنصر الذي يفقد الإلكترونات يصبح كاتيونًا. بما أن عدد الإلكترونات في الذرة قبل التفاعل يساوي عدد البروتونات، ولكن بعد فقد عدد من الإلكترونات يصبح عدد البروتونات أكبر من عدد الإلكترونات في الكاتيون الناتج.
يشار للكاتيون علميًا بإشارة (+) وبجانب هذه الإشارة يضاف عدد الإلكترونات التي تم فقدها مثل: Na+، Al+3، ومما يجدر ذكره أن العنصر يفقد إلكترونات حسب التفاعل حتى يصل إلى حالة مشابهة للعناصر النبيلة.
تفاعلات تكوين الكاتيونات
العديد من التفاعلات الكيميائية تؤدي إلى تكوين الكاتيونات. فيما يلي بعض الأمثلة على المعادلات التي تمثل عملية تكون الكاتيونات:
- معادلة أيون الصوديوم
- معادلة أيون المغنيسيوم
- معادلة أيون الألمنيوم
- معادلة أيون القصدير
أمثلة على معادلات تمثل عملية تكون الأيونات الموجبة:[1]
معادلة أيون الصوديوم
معادلة أيون المغنيسيوم
معادلة أيون الألمنيوم
معادلة أيون القصدير
أشهر الكاتيونات شيوعاً
بعض العناصر لديها ميل أكبر لتشكيل كاتيونات مستقرة. هذه الكاتيونات شائعة في الطبيعة وفي العديد من التطبيقات الصناعية. من بين الكاتيونات الأكثر شيوعًا:
- الألومنيوم: Al+3
- الكالسيوم: Ca+2
- الهيدروجين: H+
- المغنيسيوم: Mg+2
- الزئبق: Hg+2
- البوتاسيوم: K+
- الفضة: Ag+
- الصوديوم: Na+
- النحاس: Cu+2
- الحديد: Fe+2، Fe+3
اشتهرت العديد من العناصر بقدرتها على تكوين أيونات موجبة وهي الأكثر شيوعًا بين باقي للعناصر وهذه الأيونات الموجبة الأكثر شيوعًا هي:[1]
الألمنيوم: Al+3
الكالسيوم: Ca+2
الهيدروجين: H+
المغنيسيوم: Mg+2
الزئبق: Hg+2
البوتاسيوم: K+
الفضة: Ag+
الصوديوم: Na+
النحاس: Cu+2
الحديد: Fe+2، Fe+3
التأثيرات المحتملة للكاتيونات
على الرغم من أهمية الكاتيونات في العديد من العمليات، إلا أن وجودها بكميات كبيرة قد يكون له تأثيرات سلبية. تعتبر الكاتيونات المتواجدة بشكل وفير في الطبيعة وبعدد أكبر من الأيونات السالبة المسؤولة عن الكثير من المخاطر والمتسببة بها. فيما يلي بعض المخاطر المحتملة المرتبطة بالكاتيونات:
- تلوث البيئة: تحمل العديد من الملوثات والمواد الكيميائية السامة، وكذلك حبوب اللقاح ووبر الحيوانات، شحنة موجبة، مما يجعلها كاتيونات.
- تلوث الهواء: يحتوي الهواء المحيط بنا على كمية كبيرة من الكاتيونات، مما يشكل مشكلة خاصة في المناطق المزدحمة والصناعية.
- التسمم الأيوني الإيجابي: التعرض لكميات كبيرة من الكاتيونات قد يؤثر على الصحة، ويزيد من القلق، والحساسية، والاكتئاب، وضيق التنفس، وتقلب المزاج. يمتص جسم الإنسان الكاتيونات عن طريق الجلد والرئتين.
- التهابات وتقليل المناعة: امتصاص الكاتيونات قد يرفع من نسب الالتهابات ويقلل من مناعة الجسم والشعور بالألم.
- التأثير على المنازل والمكاتب: تواجد الكاتيونات بكثرة داخل المنازل والمكاتب وكثرة المواد المنتجة لهذا النوع من الأيونات يعتبر خطرًا على الصحة ويعتبر أي شيء يصدر موجات كهرومغناطيسية منتجًا للأيونات الموجبة.
- التأثير على الحيوانات والنباتات: قد تتعرض الحيوانات والنباتات لأمراض ومشاكل عديدة بسبب الكاتيونات.
تعتبر الأيونات الموجبة المتواجدة بشكل وفير في الطبيعة وبعدد أكبر من الأيونات السالبة المسؤولة عن الكثير من المخاطر والمتسببة بها ويتم تصنيف أي شيء يصدر موجات كهرومغناطيسية منتجًا لهذا النوع من الأيونات وأبرز المخاطر التي تشكلها الأيونات الموجبة على الصحة نذكرها فيما يلي:[3]
تلوث البيئة وذلك بسبب حمل أغلب الملوثات والمواد الكيميائية والسامة وكذلك حبوب اللقاح ووبر الحيوانات شحنة موجبة وهي عبارة عن أيونات موجبة حيث اكتسبت شحنتها من احتكاكها بغيرها أو تفاعله مع غيرها.
تلوث الهواء بسبب حمل الغلاف الجوي والهواء المحيط بنا كمية كبيرة من الأيونات الموجبة ما يشكل مشكلة كبير خاصة في المناطق المزدحمة والمناطق الصناعية كونها مناطق تحتوي على أعلى نسب من الأيونات الموجبة.
التسمم الأيون الإيجابي والذي بدوره يصيب الإنسان نتيجة تعرضه لكميات كبيرة من الأيونات الموجبة ما يتسبب بتأثير على الصحة وزيادة القلق والحساسية والاكتئاب وضيق التنفس وتقلب المزاج حيث يمتص جسم الإنسان الأيونات الموجبة عن طريق الجلد والرئتين.
امتصاص الأيونات الموجبة من قبل جسم الإنسان يتسبب بارتفاع نسب الالتهابات في جسم الإنسان وتقليل مناعته والشعور بالألم.
تواجد الأيونات الموجبة بكثرة داخل المنازل والمكاتب وكثرة المواد المنتجة لهذا النوع من الأيونات حيث يعتبر ذلك خطرًا على الصحة ويعتبر أي شيء يصدر موجات كهرومغناطيسية منتجًا للأيونات الموجبة.
تأثير الأيونات الموجبة السلبي على الحيوانات والنباتات وتعرضها لأمراض عديدة ومشاكل وتحديات يصعب حلها.
مصادر إنتاج الكاتيونات
تتولد الكاتيونات من مصادر متعددة، منها:
- الأجهزة الإلكترونية مثل التلفاز والهاتف وأجهزة الكمبيوتر.
- نظام إضاءة فلورسنت.
- بعض أنواع الطلاء السامة.
- المكاتب والمنازل والمباني.
من أبرز الأمثلة على مولدات الأيون الموجب:[3]
الأجهزة الإلكترونية مثل التلفاز والهاتف وأجهزة الكمبيوتر.
نظام إضاءة فلورسنت.
بعض أنواع الطلاء السامة.
المكاتب والمنازل والمباني.
المراجع
- ^أبت”أيون”،عريق، اطّلع عليه بتاريخ 6/2/2022. بتصرّف.
- ^أب”الأيون وأنواعه وأهميته”،شركة الكيميائي للتجارة والتويلات التجارية، 14/12/2019، اطّلع عليه بتاريخ 7/2/2022. بتصرّف.
- ^أب”The Harmful effects of positive ions on your health “,Ion loop, 11/10/2017, Retrieved 7/2/2022. Edited.
