Przemiana wody i soli

mineralnych

Woda…

..



Tlenek wodoru (nazwa systematyczna IUPAC: oksydan) –

związek chemiczny o wzorze H2O, występujący w

warunkach standardowych w stanie ciekłym. W stanie

gazowym wodę określa się mianem pary wodnej, a w

stałym stanie skupienia – lodem. Słowo woda jako nazwa

związku chemicznego może się odnosić do każdego stanu

skupienia.



Woda jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem dla substancji

polarnych. Większość występującej w przyrodzie wody jest

"słona" (około 97,38%), tzn. zawiera dużo rozpuszczonych

soli, głównie chlorku sodu. W naturalnej wodzie

rozpuszczone są gazy atmosferyczne, z których w

największym stężeniu znajduje się dwutlenek węgla.



Woda naturalna w wielu przypadkach przed zastosowaniem

musi zostać uzdatniona. Proces uzdatniania wody dotyczy

zarówno wody pitnej jak i przemysłowej.

Występowanie wody



Woda jest na Ziemi bardzo rozpowszechniona.

Występuje głównie w oceanach, które pokrywają

70,8% jej powierzchni, ale także w rzekach, jeziorach

i w postaci stałej w lodowcach. Część wody znajduje

się pod powierzchnią ziemi lub w atmosferze

(chmury, para wodna). Niektóre związki chemiczne

zawierają cząsteczki wody w swojej budowie (hydraty

– zawierają tzw. wodę krystalizacyjną). Woda

występująca w przyrodzie jest roztworem soli i

gazów. Najwięcej soli mineralnych zawiera woda

morska i wody mineralne; najmniej woda z opadów

atmosferycznych. Wodę o małej zawartości

składników mineralnych nazywamy wodą miękką,

natomiast zawierającą znaczne ilości soli wapnia i

magnezu – wodą twardą.

Właściwości fizyczne
wody



temperatura topnienia pod ciśnieniem 1 atm: 0°C = 273,152519 K



temperatura wrzenia pod ciśnieniem 1 atm: 99,97 °C = 373,12 K



punkt potrójny 0,01 °C = 273,16 K, 611,657 Pa



gęstość w temperaturze 3,98 °C: 1 kg/l (gęstość maksymalna).



temperatura krytyczna: 647,096 K[2] (ok. 374 °C)



ciśnienie krytyczne: 22,064 MPa[2]



ciepło właściwe: 4187 J/(kg·K) = 1 kcal



masa cząsteczkowa: 18,01524 Da



względna przenikalność elektryczna w stałym polu elektrycznym: 87,9 (0 °C),

78,4 (25 °C), 55,6 (100 °C)



barwa (woda chemicznie czysta: bezbarwna; w warstwach wielometrowych

niebieska[3])



mętność/ilość zawiesin w wodzie (woda chemicznie czysta: klarowna)



zapach (woda chemicznie czysta: bezwonna)



konduktywność, σ, lub rezystywność, ρ (dla dobrej jakości wody destylowanej

lub demineralizowanej ρ > 18 MΩm)



twardość (woda chemicznie czysta: 0)



twardość ogólna



twardość węglanowa (przemijająca)



twardość niewęglanowa (trwała)



odczyn (woda chemicznie czysta: pH 7,0)



utlenialność wody (woda chemicznie czysta: 0)

Znaczenie biologiczne



Woda jest powszechnym rozpuszczalnikiem związków

ustrojowych i niezbędnym uzupełnieniem pokarmu wszystkich

znanych organizmów. Uczestniczy w przebiegu większości reakcji

metabolicznych, stanowi środek transportu

wewnątrzustrojowego: np. produktów przemiany materii,

substancji odżywczych, hormonów, enzymów. Reguluje

temperaturę. Stanowi płynne środowisko niezbędne do usuwania

końcowych produktów przemiany materii. Woda stanowi średnio

70% masy dorosłego człowieka, w przypadku noworodka ok. 15%

więcej, 60-70% limfy, 95% osocza krwi, 90% liści, owoców, 20%

kości, 10% szkliwa zębów, tkanki tłuszczowej.



Spotykany pogląd, że picie bardzo dużej ilości wody (ok. 2,5 l na

dobę) jest niezbędne dla zdrowia jest fałszywy. Wystarczająco

dużo wody dostarczają codziennie spożywane płyny, a nadmiar

wody może być bardzo szkodliwy[4].



Aż miliard ludzi na świecie nie ma bezpośredniego dostępu do

wody pitnej. Każdego dnia choroby wynikające z niedostatku

czystej wody powodują śmierć wielu tysięcy ludzi, głównie dzieci.

Woda na ciałach

niebieskich



NASA odkryła wodę na

Marsie 31 lipca 2008 r.[1]

Obecność wody na Księżycu

w głębi zacienionego krateru

została wykazana podczas

misji LCROSS 8 października

2009 r. Występowanie

znaczących ilości wody na

innych ciałach niebieskich

nie zostało wykazane,

chociaż istnieją pośrednie

dowody jej występowania,

np. na niektórych księżycach

Jowisza.

Zastosowanie wody



Jako substancja użytkowa
woda ma wiele zastosowań.
Najważniejsza jest woda
pitna, w gospodarstwach
domowych jest używana
woda do celów sanitarno-
bytowych, w rolnictwie zaś
do nawadniania pól.
Znaczne ilości wody
zużywają zakłady
przemysłowe. Woda
przemysłowa może służyć
jako substancja będąca
przekaźnikiem ciepła,
magazynująca ciepło lub je
odbierająca (substancja
chłodząca), poza tym jako
reagent, rozpuszczalnik itp.

Rodzaje wody



woda surowa



woda opadowa np.

deszczówka



woda powierzchniowa

np. rzeka



woda podskórna



woda gruntowa



woda adhezyjna



woda błonkowata



woda głębinowa



woda źródlana



woda słona np. morska



woda słodka np. z

jeziora



woda zaburtowa



woda użytkowa (zasoby

wodne)



woda wodociągowa



woda pitna



woda przemysłowa



przygotowanie wody



woda twarda



woda miękka



woda demineralizowana



woda gorzka



woda odgazowana



woda zasilająca



woda kotłowa



woda obiegowa



skropliny (kondensat)



woda destylowana



woda podwójnie destylowana

(woda redestylowana)



ścieki



ścieki komunalne



ścieki bytowe



ścieki
przemysłowe



woda zęzowa



fekalia



gnojowica



mocz

Czysta woda fundamentem

zdrowia



Człowiek zbudowany jest w 70% z wody

Funkcje wody w organizmie

człowieka:



1.

Rozpuszczanie pokarmu oraz jego transport



2. Wchłanianie pożywienia z jelit i odżywianie komórek



3. Usuwanie szkodliwych produktów przemiany materii



4. Udział w reakcjach biochemicznych



5. Regulacja temperatury



6. Zwilżanie błony śluzowej, stawów, gałki ocznej.

Dr medycyny Karl-Heinz
Braun stwierdza:



"Woda w organizmie spełnia oprócz transportu

substancji odżywczych do komórki również

funkcje oczyszczające tzn. wchłania

pozostałości przemiany materii i usuwa je przez

limfę i krew z organizmu. Jeśli proces taki nie

zachodzi w wystarczającym stopniu, następuje

odkładanie się toksyn w tkance tłuszczowej,

kościach, tkance łącznej i innych organach.

Czym większe jest to obciążenie tym bardziej

ważną rolę spełnia dostarczanie wody ze

zdolnością oczyszczającą. Jeśli woda, którą

używamy do celów spożywczych zawiera sama

w sobie dużą ilość zarówno toksyn, jak i innych

związków chemicznych, mniejsza jest jej

zdolność oczyszczania naszego organizmu."

Bilans wody w

organizmie

Woda dostarczana organizmowi:



z pożywieniem stałym 1000 ml



z napojami 1500 ml



woda metaboliczna (z procesów spalania) 300 ml

Razem

2800 ml

Woda wydalana z organizmu:



z wydychanym powietrzem 550 ml



z potem (przez skórę) 600 ml



z moczem i kałem 1650 ml

Razem ok.

2800 ml

Zapotrzebowanie na

wodę

Dzienne zapotrzebowanie dorosłego człowieka

na wodę mieści się w szerokich granicach od 30

do 45 ml na kilogram masy ciała, zależnie

przede wszystkim od aktywności fizycznej, a

także temperatury, wilgotności i ruchu

otaczającego powietrza oraz rodzaju

pożywienia. Waha się od 2 litrów u osoby o

masie ciała 50 kg i lekkiej aktywności fizycznej

do 12 litrów i więcej u osoby o masie ciała 90 kg

i wytężonej aktywności fizycznej. W wysokiej

temperaturze człowiek w stanie spoczynku

może tracić nawet pół litra wody na godzinę. W

tej sytuacji do utrzymania równowagi wodnej

konieczne jest przyjmowanie odpowiedniej ilości

wody i soli mineralnych, zwłaszcza chlorku sodu

(nawet do 30 g dziennie).

Uczucie pragnienia z reguły pozostaje w tyle za

zapotrzebowaniem organizmu na wodę. Odstęp

czasu, który upływa od pojawienia się uczucia

pragnienia i podjęcia odpowiednich działań

(wypicia szklanki napoju, jego strawienia,

zmetabolizowania i uzupełnienia

zapotrzebowania organizmu na wodę), jest na

tyle długi, że zagraża wystąpieniem objawów

odwodnienia. Utrata 3% wody powoduje uczucie

zmęczenia, ból głowy, zawroty głowy,

przegrzanie ciała, większa - zatrzymanie pocenia

się i udar cieplny. Przy utracie 10 % wody

odwodnienie zagraża życiu. Ciężkie wymioty i

biegunka stanowią bezpośrednie zagrożenie

życia.

Zapobieganie odwodnieniu polega na wypijaniu

dużej ilości wody, często i bez ograniczeń, nawet

o połowę więcej niż potrzeba dla ugaszenia

pragnienia. Jest oczywiste, że może to być woda

tylko dobrej jakości i bez szkodliwych domieszek.

Równowaga wodna



U ludzi zdrowych w normalnych
warunkach istnieje równowaga
między wydalaniem a pobieraniem
wody. W bilansie należy uwzględnić,
że w procesach przemiany materii
powstaje w organizmie od 200 do
600 ml wody. Przy spaleniu 1g białka
powstaje 0,41 ml wody, 1g
węglowodanów - 0,6 ml, 1g tłuszczu
-1,07 ml.



Na równowagę wodną wpływa stężenie jonów w

krwi, wśród których wyróżnia się kationy (sodowy,

potasowy, wapniowy, magnezowy) i aniony

(chlorkowy, węglowodorowy, fosforowy,

siarczanowy). Wymioty i biegunka prowadzą nie

tylko do gwałtownego ubytku wody (w przypadku

cholery ilość wody w stolcu może przekroczyć 30

litrów na dzień!), lecz także strat jonów

niezbędnych do zachowania czynności życiowych.

Z tych powodów biegunka u niemowląt i małych

dzieci jest stanem zagrażającym życiu i wymaga

interwencji lekarskiej. W razie nagłej potrzeby

udzielenia pomocy osobie odwodnionej wlew

dożylny roztworu wieloelektrolitowego może być

zastąpiony podanym doustnie roztworem o

następujących składnikach do rozpuszczenia w 1

litrze wody: 3,5 g chlorku sodu, 2,5 g dwuwęglanu

sodu, 1,5 g chlorku potasu i 20 g glukozy. Z

obowiązku ratowania życia ludzkiego nie może

zwolnić brak tych składników.

Odwodnienie

Stan, w którym zawartość wody w organizmie spada poniżej

wartości niezbędnej do jego prawidłowego funkcjonowania. Stan

odwodnienia zagraża życiu pacjenta, jest szczególnie

niebezpieczny dla niemowląt, małych dzieci oraz ludzi

starszych[1]. Do najczęściej spotykanych przyczyn odwodnienia

organizmu należą: biegunka, wymioty, przyjmowanie

niedostatecznej ilości płynów podczas choroby przebiegającej z

podwyższoną temperaturą ciała, niewyrównanie strat wody

poniesionych w czasie intensywnego uprawiania sportu oraz picie

zbyt małej ilości wody przez pacjentów zażywających leki

diuretyczne[2]. Bez wody człowiek może przeżyć od 4 do

maksymalnie 7 dni. Długotrwałe odwodnienie prowadzi do utraty

siły, osłabienia odporności organizmu, utraty świadomości,

uszkodzenia organów wewnętrznych, a następnie śmierci.

Leczenie odwodnienia polega na podawaniu pacjentowi

dodatkowej ilości wody w celu uzupełnienia strat oraz drobnych

słonych przekąsek, np. precelków[3]. Odwodnieniu mogą

towarzyszyć zaburzenia gospodarki elektrolitowej i zmiany w

molalności surowicy, w takich przypadkach konieczne jest szybkie

skonsultowanie się z lekarzem[4]. W aptekach dostępne są

mieszanki nawadniające, które po rozpuszczeniu w wodzie podaje

się do picia, aby wyrównać niedobory wody i soli mineralnych.

ubytek wody do 2%

masy ciała pacjenta:



uczucie silnego pragnienia



utrata masy ciała (można
stwierdzić poprzez zważenie
pacjenta)

ubytek wody 2 – 4% masy ciała pacjenta



suchość w ustach



utrzymujący się ból głowy



zmniejszona ilość oddawanego moczu, aż do pojawienia się bezmoczu



uczucie osłabienia



zawroty głowy



zaburzenia widzenia



omdlenie



nudności, czasami wymioty



tachykardia



niedociśnienie



przyspieszony oddech



podwyższenie temperatury ciała



mocz o ciemnym zabarwieniu



zmniejszenie pocenia



ustanie wydzielania śliny



suchy język



utrudniona mowa



skurcze i bóle mięśni



suche i popękane usta



utrata elastyczności skóry (skóra uszczypnięta i puszczona wyrównuje się

bardzo powoli)



utrata siły, wycieńczenie



zapadnięte oczy



zaparcie

ubytek wody 5 – 6% masy ciała pacje

nta



senność



parestezje

ubytek wody 10 – 15% masy ciała pacjenta



mówienie niemożliwe



drgawki



zaburzenia świadomości i kontroli
postępowania



delirium



obrzęk języka



utrata przytomności

ubytek wody > 15% masy ciała pacjenta



śmierć

Sole mineralne

Nazwę "sole mineralne" odnosi się

przede wszystkim do soli spotykanych

w naturze (w organizmach żywych,

pożywieniu ...). Sole mineralne są

ważnym składnikiem diety człowieka,

spełniają bowiem rolę budulcową oraz

regulatorową. Stanowią około 4%

organizmu człowieka (przy czym

najważniejsze to chlorek sodu, a także

sole wapnia i magnezu).

Niedostateczna ilość soli mineralnych w

diecie może prowadzić do poważnych

zaburzeń w organizmie człowieka .

W skład soli mineralnych

wchodzą:

makroelementy

- występują w większych

ilościach w organizmie. Spełniają funkcję

budulcową dla tkanek zębów, kości, skóry,

włosów głównie (np. węgiel, azot, tlen,

wapń);

mikroelementy

- występują w mniejszych

ilościach w organizmie, są jednak niezbędne

do jego prawidłowego funkcjonowania,

regulują wiele procesów zachodzących w

komórkach; należą do nich m.in.miedź,

mangan, jod, miedź, cynk i fluor.

Przyczyny niedoboru soli

mineralnych:



nieprawidłowe, monotonne
odżywianie



duża potliwość (np. utrata soli w
trakcie uprawiania sportu)



biegunka, nudności i wymioty



nadmierne wydalanie lub
zmniejszone przyjmowanie płynów

Najważniejsze sole

mineralne to

:



Chlorek sodu



Sole magnezu



Sole wapnia

W organizmie człowieka

dorosłego przeciętnie znajduje

się:



Chloru – 90-100 g;



Chromu – 1-6 mg;



Cynku – 1600-2300 mg;



Fosforu – 700-900 g;



Jodu – 90-100 g;



Kobaltu – 1,1-1,5 mg;



Magnezu – 25-35 g;



Manganu – 10-20 mg;



Miedzi – 60-80 g;



Potasu – 110-140 mg;



Siarki – 120-200 g;



Sodu – 90-100 d;



Wapnia – 1200 g;



Żelaza – 3500-4500 mg

Sole mineralne, podobnie jak witaminy, są

niezbędne do prawidłowego rozwoju

organizmów żywych. Muszą być one

dostarczane wraz z pożywieniem, ponieważ

nasze ciała nie potrafią ich wyprodukować.

Rola soli mineralnych w organizmie

człowieka:



sole mineralne są materiałem budulcowym

(kości, zębów, skóry, włosów);



wchodzą w skład: hemoglobiny, mioglobiny,

tyroksyny, witaminy B12, ATP, ADP, enzymów;



stanowią podstawę w gospodarce wodno-

elektrolitowej;



odgrywają podstawową rolę w utrzymaniu

równowagi kwasowo-zasadowej;



są podwaliną pobudliwości nerwowo-mięśniowej.

Stany, w których najczęściej

dochodzi do podawania soli

mineralnych w postaci

suplementów:



W stanach niedoboru składników

mineralnych;



W ciąży;



W trakcie karmienia piersią (laktacji);



W czasie intensywnego wzrostu (np. u

dzieci, nastolatków);



Podczas przeziębień;



Przy odwodnieniach;



Podczas stosowania diety niskobiałkowej,

np. u ludzi z niewydolnością nerek;



W diecie wegetariańskiej, pozbawionej

mięsa, jaj oraz mleka.

Natalia Egier
III TM

2009/2010