Comúnmente, los electrolitos existen como disoluciones de
ácidos, bases o sales. Más aún, algunos gases pueden comportarse como
electrolitos bajo condiciones de alta temperatura o baja presión. Las
soluciones de electrolitos pueden resultar de la disolución de algunos
polímeros biológicos (por ejemplo, ADN, polipéptidos) o sintéticos (por
ejemplo, poliestirensulfonato, en cuyo caso se denominan polielectrolito) y
contienen múltiples centros cargados. Las soluciones de electrolitos se forman
normalmente cuando una sal se coloca en un solvente tal como el agua, y los
componentes individuales se disocian debido a las interacciones entre las
moléculas del solvente y el soluto, en un proceso denominado solvatación. Por
ejemplo, cuando la sal común, NaCl se coloca en agua, sucede la siguiente
reacción:
NaCl(s) → Na+ + Cl−
También es posible que las sustancias reaccionen con el agua
cuando se les agrega a ella, produciendo iones. Por ejemplo, el dióxido de
carbono reacciona con agua para producir una solución que contiene iones
hidronio, bicarbonato y carbonato.
En términos simples, el electrolito es un material que se
disuelve completa o parcialmente en agua para producir una solución que conduce
una corriente eléctrica.
Las sales fundidas también pueden ser electrólitos. Por
ejemplo, cuando el cloruro de sodio se funde, el líquido conduce la
electricidad.
Si un electrólito en solución posee una alta proporción del
soluto se disocia para formar iones libres, se dice que el electrólito es
fuerte; si la mayoría del soluto no se disocia, el electrólito es débil. Las
propiedades de los electrólitos pueden ser explotadas usando la electrólisis
para extraer los elementos químicos constituyentes.
¿Cuál es su importancia?
En fisiología, los iones primarios de los electrólitos son
sodio (Na+), potasio (K+), calcio (Ca2+), magnesio (Mg2+), cloruro (Cl−),
hidrógeno fosfato (HPO42−) y bicarbonato (HCO3−).
Todas las formas de vida superiores requieren un sutil y
complejo balance de electrólitos entre el medio intracelular y el extracelular.
En particular, el mantenimiento de un gradiente osmótico preciso de
electrólitos es importante. Tales gradientes afectan y regulan la hidratación
del cuerpo, pH de la sangre y son críticos para las funciones de los nervios y
los músculos, e imprescindibles para llevar a cabo la respiración. Existen
varios mecanismos en las especies vivientes para mantener las concentraciones
de los diferentes electrólitos bajo un control riguroso.
Tanto el tejido muscular y las neuronas son considerados
tejidos eléctricos del cuerpo. Los músculos y las neuronas son activadas por la
actividad de electrólitos entre el fluido extracelular o fluido intersticial y
el fluido intracelular. Los electrólitos pueden entrar o salir a través de la
membrana celular por medio de estructuras proteicas especializadas, incorporadas
en la membrana, denominadas canales iónicos. Por ejemplo, las contracciones
musculares dependen de la presencia de calcio (Ca2+), sodio (Na+), y potasio
(K+). Sin suficientes niveles de estos electrólitos clave, puede suceder
debilidad muscular o severas contracciones musculares.
El balance de electrólitos se mantiene por vía oral o, en
emergencias, por administración vía intravenosa (IV) de sustancias conteniendo
electrólitos, y se regula mediante hormona, generalmente con los riñones
eliminando los niveles excesivos. En humanos, la homeostasis de electrólitos
está regulada por hormonas como la hormona antidiurética, aldosterona y la
paratohormona. Los desequilibrios electrolíticos serios, como la deshidratación
y la sobrehidratación pueden conducir a complicaciones cardíacas y neurológicas
y, a menos que sean resueltas rápidamente, pueden resultar en una emergencia
médica.
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