2. Токсична дія

Високий вміст частинок сажі в атмосфері викликає захворювання верхніх дихальних шляхів та легенів. Патологічні процеси починаються внаслідок окиснення під дією біологічних рідин з утворенням розчинних сполук.

Монооксид Карбону (СО) діє безпосередньо на клітини, порушуючи дихання тканин і зменшуючи споживання тканинами кисню. СО взаємодіє із залізовмісними біохімічними системами (гемоглобін, міоглобін). Спорід­неність гемоглобіну до СО більша ніж до кисню, що і зумовлює його токсичну дію. СО порушує фосфорний обмін, підвищує проникність судин, сприяє відкладанню холестерину.

СО₂ виявляє наркотичну дію, подразнює шкіру і слизові оболонки, викликає ацидоз, підвищення вмісту адреналіну в крові. СО₂ викликає зниження вмісту амінокислот, проявляє загальну судинорозширюючу та місцеву судинозвужуючу дію.

Сильну токсичну дію проявляє ціановоднева кислота (НСN) та її солі. Дані речовини викликають швидку задуху через блокування дихальних ферментів та порушення тканинного дихання.

Тіоціанова кислота (НSСN) та її солі викликають подразнення слизових оболонок.

ДОДАТОК № 2.

Хімічні властивості Карбону та його похідних .

Електронна формула атома карбону - 1s²2s²2р².

У більшості своїх сполук карбон має валентність IV і ступінь окислення +4.

Оскільки карбон володіє великою енергією іонізації і малою енергією спорідненості до електрона, для нього не характерне утворення іонних зв'язків. Зазвичай вуглець утворює ковалентні малополярні зв'язки.

Відмітною особливістю карбону є здатність його атомів з'єднуватися один з одним з утворенням вуглець-вуглецевих ланцюгів: лінійних, розгалужених і циклічних:

| | | | | | |

- C - C - C - C - - C - C - C -

| | | | | | |

- C -

|

Разом із звичайними одинарними зв'язками, між атомами вуглецю утворюються також подвійні і потрійні зв'язки:

> C = C < - C ≡ C -

Вільний вуглець - одна з перших простих речовин, з якими познайомилася людина. У вигляді вугілля і алмазів він відомий людству з незапам'ятних часів, але термін «вуглець» з'явився тільки в другій половині XVIII в.

Вільний вуглець існує в природі у вигляді таких алотропних модифікацій - алмазу і графіту, що різко розрізняються між собою по фізичних властивостях.

За змістом в організмі людини (21,15%) вуглець відноситься до макроелементів. Він входить до складу всіх тканин і кліток у формі білків, жирів, вуглеводів, вітамінів, гормонів.

Вуглець є основою для всіх органічних сполук, це органоген номер один. Входить до складу кліток і тканин, всіх біологічно активних сполук . У організмі гідрокарбонати натрію і калія з вугільною кислотою утворюють буферну систему, що бере участь в підтримці КОС (кислотний-основного стану організму). Гідрокарбонат натрію (питна сода) застосовується як антацидний засіб. Активоване вугілля як засіб, що сорбував, застосовують при метеоризмі, при отруєннях, а також при отруєннях алкалоїдами і солями важких металів.

Діоксид вуглецю (вуглекислий газ). Діоксид вуглецю (оксид вуглецю (IV), вуглекислий газ, вугільний ангідрид) СО₂ є за звичайних умов газом без кольору і запаху, важче за повітря в 1,5 разу.

При кімнатній температурі під тиском близько 60 атм діоксид вуглецю концентрується в рідину, яку зберігають в сталевих балонах. При швидкому випаровуванні рідкого СО₂ поглинається так багато теплоти, що він перетворюється на тверду білу снігоподібну масу («сухий лід»).

«Сухий лід» при нормальному тиску переганяється (сублімація), тобто переходить з твердого в газоподібний стан, минувши рідку фазу. «Сухий лід» широко використовується для зберігання швидкопсувних продуктів. В порівнянні із звичайним льодом він має ряд переваг: продукти, що знаходяться у контакті з «сухим льодом», не промокають, а атмосфера вуглекислого газу затримує зростання бактерій та цвілевих грибків.

Вуглекислий газ не підтримує горіння і дихання, і в його атмосфері тварини гинуть не від отруєння, а від відсутності кисню.

Розчинність СО₂ у воді невелика: 1 об'єм води при 20 °С розчиняє 0,88 об'єму СО₂.

При пониженні температури розчинність СО₂ (як і всіх інших газів) значно збільшується.

По хімічних властивостях діоксид вуглецю - типовий кислотний оксид і проявляє властивості даного класу з'єднань.

Взаємодія з водою :

СО₂ + Н₂О ↔ Н₂СО₃ вугільна кислота

Ця реакція обратима, причому рівновага сильно зміщена вліво, тобто лише дуже невелика кількість СО₂ (менше 1 % ) перетворюється на вугільну кислоту.

Взаємодія з лугами :

СО₂ + NaOH = NaHCO₃ гідрокарбонат натрію (питна сода)

Соду використовують для нейтралізації кислоти. При попаданні кислоти на тіло спочатку промивають водою, а потім розчином питної соди.

Вугільна кислота Н₂СО₃ існує тільки у водних розчинах, де її концентрація зникаюче мала, оскільки вона розпадається на Н₂О і СО₂. У цьому неважко переконатися, бо газована вода є не що інше як розчин вугільної кислоти.

Молекули Н₂СО₃ піддаються 2-х ступінчастій дисоціації. Унаслідок малої концентрації вугільної кислоти у водному розчині, вона є дуже слабким електролітом:

Н₂СО₃ ↔ Н⁺ + НСО^- К₁ = 4,3 • 10^-7

НСО^- ↔ Н⁺ + С0₃^-2 К₂ = 5,6 • 10^-11

Оскільки константа дисоціації по 1-у ступеню набагато більша, ніж по 2-ій, у водних розчинах переважають гидрокарбонат-аніони НСО^3- .

Будь-яка вода на Землі (річкова, морська, підземна і ін.) розчиняє в собі вуглекислий газ з навколишнього середовища, причому розчинність СО₂ в морській воді в кілька разів вище, чим в прісній. Рівновага в системі

Н₂О + СО₂ ↔ Н₂СО₃ ↔ Н⁺ + НСО^-

має дуже важливе значення в протіканні багатьох природних процесів.

Якісна реакція на газ, що виділився, - СО₂ буде пропускання його через вапняну воду, яка каламутніє унаслідок утворення осаду СаСО₃ :

СО₂ + Са(ОН)₂ = СаСО₃↓ + Н₂О

Існує окрема хімія вуглецю (карбону) - органічна .

ДОДАТОК № 3.

Блок-схема …

ДОДАТОК № 4.

Медико – біологічне значення інших елементів ІV-А групи.

Силіцій

Вміст Силіцію в організмі людини становить 10^-3 % мас. Більше всього силіцію знаходиться в печінці, наднирниках, волоссі, кришталику ока. В організм людини попадає не тільки через травний канал, але й через легені у вигляді оксиду Силіцію (IV). Силіцій і його сполуки впливають на формування і нормальне функціонування епітеліальних і сполучних тка­нин, надаючи їм міцність, еластичність і непроникність. Сполуки Силіцію перешкоджають проникненню ліпідів у плазму крові і відкладанню їх на стінках судин. З порушенням обміну Силіцію зв'язують виникнення ба­гатьох патологічних процесів в організмі (гіпертонія, ревматизм, виразка шлунка, гепатит, недокрів'я, деякі захворювання шкіри, кісток і т.д.). Вміст Силіцію в плазмі крові при інфекційному гепатиті збільшується, що може служити діагностичним тестом.

Силіцій і його сполуки знаходять застосування в медичній практиці. У кількості 2,5 % кремній входить до складу нержавіючої хромонікелевої сталі, що застосовується в ортопедичній практиці. Карбід Силіцію (зелений або чорний) застосовується в стоматології для шліфування пломб і пластмасових протезів. Оксид Силіцію (IV) вхо­дить у склад силаура (пакувальна маса), що використовується в ортопе­дичній практиці для виготовлення форм при відливці дрібних золотих зуболікарських виробів: вкладок, зубів, дужок і т.д. Крім того, оксид Силіцію є складовою частиною багатьох цементів, які застосовуються в стоматологічній практиці для пломбування зубів під коронки, для фіксації одиночних коронок, мостів, постійних протезів і т.д.

Германій, Станум, Плюмбум

Загальний вміст цих елементів в організмі людини становить відпо­відно 10^-6, 10^-4 і 10^-6 % мас. Біологічна роль цих елементів не вивчена. Плюмбум і його сполуки дуже отруйні і викликають хронічні отруєння. Станум в кількості 28 % входить до складу порошку (сплав, у який входять Аргентум, Купрум і Станум), що застосовується в стоматології для одер­жання "Амальгами срібної", тобто металевих пломб. Крім того, Станум входить до складу цементу і рідини (евтектичного сплаву Талій - Станум), що використовуються для одержання металевих пломб без Нg.

Із сполук Плюмбуму з медицині знаходять застосування такі, як оксид Плюмбуму (II), ацетат Плюмбуму (II) (фармакопейні препарати), свинцева вода [2 %-ний розчин основного ацетату свинцю (СН₃СОО)(ОН)РЬ], пластир свинцевий простий, їх застосовують у дерматології для примочок і сприн­цювань як в'яжуючі, протизапальні і антимікробні засоби.