- •Общая и неорганическая химия учебно-методическое пособие
- •Введение
- •Основные теории и законы химии
- •Часть I общая химия
- •1. Основные закономерности протекания химических процессов
- •1.1. Энергетика, направление и глубина протекания химических реакций. Химическое равновесие.
- •1.2. Окислительно-восстановительные реакции
- •1.2.1. Типы окислительно-восстановительных реакций.
- •1.2.2. Направление самопроизвольного протекания окислительно-восстановительных реакций
- •1.3. Учение о растворах
- •1.3.1.Растворимость газов
- •1.3.2. Коллигативные свойства растворов
- •1.3.3. Теория электролитической диссоциации.
- •1.3.4. Теория растворов сильных электролитов.
- •1.3.5. Равновесие между раствором и осадком малорастворимого сильного электролита.
- •1.3.6. Ионизация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель. РН растворов сильных кислот и оснований.
- •1.3.7. Растворы слабых электролитов.
- •1.3.8. Теории кислот и оснований.
- •2. Строение вещества
- •2.1. Строение атома
- •2.1.1. Распределение электронов по орбиталям.
- •2.1.2 Периодический закон.
- •Основные характеристики атомов элементов.
- •Химическая связь.
- •Квантово-механическое описание химической связи.
- •2.2. Комплексные соединения
- •2.2.1. Международная (Женевская) номенклатура комплексных соединений
- •2.2.2. Классификация комплексных соединений.
- •2.2.3. Изомерия комплексных соединений.
- •2.2.4. Свойства комплексных соединений.
- •2.2.5. Образование комплексных соединений.
- •2.2.6. Разрушение комплексных соединений.
- •Часть II химия элементов
- •3.1. Водород
- •3.1.1 Вода как важнейшее соединение водорода.
- •4.1.1. Общая характеристика элементов iiiб группы.
- •4.1.2. Общая характеристика элементов ivб и vб групп.
- •Хром и его соединения.
- •Молибден и вольфрам.
- •4.2.3. Биологическая роль d-элементов VI группы и применение в медицине.
- •4.3.1. Марганец и его соединения.
- •4.4.1. Железо и его соединения.
- •4.4.2. Кобальт и никель.
- •4.4.3. Семейство платины (общая характеристика).
- •4.4.4. Биологическая роль d-элементов VIII группы и применение в медицине.
- •4.5.1. Медь и ее соединения.
- •4.5.2. Серебро и его соединения.
- •4.5.3. Золото и его соединения.
- •4.5.4. Биологическая роль d-элементов I группы и применение в медицине.
- •4.6.1. Цинк и его соединения.
- •4.6.2. Кадмий и его соединения.
- •4.6.4. Ртуть и ее соединения.
- •4.6.4. Биологическая роль d-элементов II группы и применение в медицине.
- •Бор и его соединения.
- •Алюминий и его соединения.
- •Биологическая роль р-элементов III группы и применение в медицине.
- •5.2.1. Углерод и его соединения.
- •5.2.2. Кремний.
- •5.2.3. Элементы подгруппы германия и их соединения.
- •5.2.4. Биологическая роль р-элементов IV группы и применение в медицине.
- •5.3.1. Азот и его соединения.
- •5.3.2. Фосфор и его соединения.
- •5.3.3. Химические свойства важнейших соединений мышьяка, сурьмы и висмута.
- •5.3.4. Биологическая роль р-элементов V группы и применение в медицине.
- •5.4.1. Кислород.
- •5.4.2. Сера и ее соединения.
- •5.4.3. Селен и теллур.
- •5.4.4. Биологическая роль р-элементов VI группы и применение в медицине.
- •5.5.1. Галогены и их соединения.
- •5.5.2. Биологическая роль р-элементов VII группы и применение в медицине.
- •Рекомендуемая литература Основная:
- •Дополнительная:
- •Содержание
5.5.2. Биологическая роль р-элементов VII группы и применение в медицине.
Галогены в виде различных соединений входят в состав живых тканей. В организме все галогены имеют степень окисления –1. Хлор и бром существуют в виде ионов Cl- и Br-, а фтор и иод – в связанном виде.
Различная окислительная способность галогенов проявляется и в их действии на организм. Газообразные хлор и фтор, из-за очень сильных окислительных свойств являются отравляющими веществами, вызывающими тяжелые поражения легких и слизистых оболочек глаз, носа, гортани. Йод – более мягкий окислитель, проявляющий антисептические свойства, поэтому он широко используется в медицине.
В организме человека фтора 7 мг. Соединения фтора являются компонентами костной ткани, ногтей и зубов. Больше всего фтора в эмали. Недостаток фтора в организме приводит к кариесу зубов. Фторид-анион, замещая в гидроксиапатите гидроксид-ион, образует слой защитной эмали из твердого фторапатита:
Ca5(PO4)3OH+F-→Ca5(PO4)3F+OH-.
Фторирование питьевой воды до концентрации 1 мг/л и добавление NaF в зубную пасту значительно снижает кариес зубов у населения. В то же время при концентрации фторид-аниона в питьевой воде выше 1,2 мг/л повышает хрупкость костей, зубной эмали и появляется общее истощение организма, называемое флуорозом. Механизм токсического действия фтора – образование комплексных соединений с кальцием, магнием и другими элементами – активаторами ферментов, вследствии чего фтор угнетает активность ряда ферментов. Избыток фтора угнетает функцию щитовидной железы, т.к. фтор-конкурент иода в синтезе гормонов щитовидной железы.
В организме человека хлора ≈ 100 г. Хлорид-анионы обеспечивают ионные потоки через клеточные мембраны, участвуют в поддержании осмотического гомеостаза, создают благоприятную среду для действия и активации протолитических ферментов желудочного сока. Соляная кислота как компонент желудочного сока играет важную роль в процессе пищеварения. В основном за счет соляной кислоты, массовая доля которой в желудочном соке составляет 0,3 %, его рН поддерживается в интервале от 1 до 3. Соляная кислота способствует переходу фермента пепсина в активную форму.
Пепсин обеспечивает переваривание белков путем гидролитического расщепления пептидных связей:
R -CO-NH-R1+H2O пепсин, HCl RCOOH+R/NH2.
Суточная потребность хлорида натрия составляет 5-10 г. Хлорид натрия необходим для выработки соляной кислоты в желудке. Соляная кислота, помимо участия в пищеварении, уничтожает бактерии холеры, брюшного тифа.
Элементарный хлор – высокотоксичный газ.
Масса брома в организме человека составляет около 7 мг. Бромид-анионы локализуются преимущественно в гипофизе и других железах внутренней секреции. Наиболее чувствительна к брому ЦНС. Бромид-анионы накапливаются в отделах мозга и действуют успокаивающе при повышенной возбудимости.
В организме человека содержится около 25 мг иода. Иод и его соединения влияют на синтез белков, жиров и гормонов. Больше половины количества иода находится в щитовидной железе в связанном состоянии в виде тиреоидных гормонов. При недостаточном поступлении иода в организм развивается эндемический зоб.
В организме галогены взаимозамещаемы, при этом наблюдаются как случаи синергизма, так и антагонизма.
Вопросы для самоконтроля:
Кислородные соединения хлора и фтора. Определите степени окисления элементов в этих соединениях. Почему наблюдаются различия?
Как изменяются кислотные свойства водных растворов водородных соединений галогенов и почему?
Какой из галоген-ионов является лучшим восстановителем и почему?
Какие закономерности наблюдаются в изменении окислительной способности галогенов и в их действии на организм?
Чем можно объяснить токсическое действие избытка фторид-ионов на организм?
Почему в медицинской практике используют раствор иода с добавлением KI?
В какой посуде и почему необходимо хранить раствор KI? Приведите уравнение реакции.
Окислительно-восстановительные свойства гипохлористой кислоты. Объясните причину отбеливающего и бактерицидного действия этой кислоты.
Безопасно ли применять гипохлористую кислоту для хлорирования питьевой воды?
Что такое «жавелевая вода»? Ее использование в бытовых, медицинских и санитарно-гигиенических нуждах. Химизм действия.
Охарактеризуйте кислотные и окислительные свойства кислородных кислот хлора. Объясните причину наблюдаемых закономерностей.
На чем основано введение в организм больших количеств NaCl при отравлении бромом?
Химизм действия NaF как средства, повышающего сопротивляемость зубов к кариесу.
Какое вещество применяют при лечении гипертиреоза и гипотиреоза?
Почему плавиковую кислоту нельзя хранить в стеклянной таре?