20120707_Golubev_PR

3.З якими простими речовинами взаємодіють елементи підгрупи Титану? Як одержують оксиди і гідроксиди елементів підгрупи Титану? Як змінюються кислотно-основні властивості ЕО2 (Е – Ti, Zr, Hf)?

4.Як реагує металічний титан з: а) лугом; б) з розведеною сульфатною кислотою; в) концентрованою нітратною кислотою?

5.„Царська горілка” та концентрована H2SO4 окиснюють Ti, Zr і Hf до комплексних кислот, в яких координаційне число цих елементів дорівнює 6. Напишіть відповідні рівняння реакцій.

6.Яка сполука називається α-титанатною кислотою, як її добути, які вона має властивості? Яка сполука називається β-титанатною кислотою, як її добути, які вона має властивості?

7.Які солі називаються титанатами? Як їх одержують? Як вони гідролізують? Яка формула титаніл-іону? Напишіть рівняння реакції одержання титанілсульфату.

8.Як одержують сполуки тривалентного Титану? Які властивості вони мають? Як одержують Ті(ОН)3 і які властивості він має?

9.При взаємодії ТіО з розведеними H2SO4 і HCl виділяється водень. Як це можна пояснити? Напишіть рівняння цих реакцій, враховуючи, що розчин набуває фіолетового кольору.

10.Чому чорний Ті(ОН)2 на повітрі поступово набуває темно-коричневого кольору, який потім переходить у бурий? Напишіть рівняння відповідних реакцій.

11.Поясніть хімізм дії суміші концентрованих HNO3 i HF на металічні Zr i Hf. Яка біологічна роль і токсична дія сполук елементів підгрупи Титану?

Біологічна функція d-елементів ІV групи

Титан відноситься до мікроелементів. Основними титановмісними мінералами є: ільменіт (FeTiO3), рутил (ТіО2), лейкоксен, лопаріт та ін.

Присутній Титан у морській (0,6-1,0 мкг/л) та в річковій (3,0 мкг/л) воді, в ґрунтах – близько 5 г/кг, у рослинах – майже 1,0 мг/кг сухої маси.

Антропогенними джерелами Титану, що потрапляє в навколишнє середовище, є підприємства, на яких спалюють кам'яне вугілля, нафту, мазут. Джерелами забруднення є процеси спалювання титановмісних продуктів (паперу з чорнилом або типографською фарбою, полімерів, фарбованого дерева). Пилоподібний титан і титан оксид спричиняють хронічні хвороби горла та бронхів, фіброз легень.

Біологічна роль Титану не з'ясована.

В організм людини Титан потрапляє з водою та продуктами харчування. Вміст Титану в мкг% (в золі) становить: у пшениці – 42,5-52,8; у житі –

175,3; у вівсі – 172,0; в ячмені – 141,7; у гречці – 90,0; у горосі – 80; у сої – 67.

Цирконій відноситься до мікроелементів. У природі утворює мінерали: бадделеїт (ZrO2), циркон ZrSiO4. Присутній Цирконій у сланцях, глинах, ґрунті. Вміст Цирконію в річковій воді становить 2,6 мкг/л, у морській – 0,026-0,030 мкг/л. Цирконій міститься в усіх організмах.

111

Антропогенними джерелами надходження Цирконію в довкілля є димові викиди паливно-енергетичних підприємств, де спалюють вугілля, мазут, вугільний пил. Забруднювачами довкілля є тверді відходи промислових галузей, де використовують цирконійвмісні сполуки. З димових викидів у промислових містах протягом доби випадає на поверхню міста до 14 мг Zr у перерахунку на одну людину. У виробничих приміщеннях з виробництва цирконій карбіду вміст його досягає 190 мг/м3.

Шкідливий вплив сполук Цирконію виявляється у змінах у кишковошлунковому тракті. Потрапляння ZrCl4 в організм спричиняє хронічні хвороби органів верхніх дихальних шляхів, некрози шлунка, кишечника, нирок і печінки. У робітників цирконієвого виробництва виникають загальна втома, болі в ділянці серця, головні болі. Під впливом сполук Цирконію вміст гемоглобіну зменшується, в легенях виникають пневмофіброз і гранулеми.

В організм людини Цирконій потрапляє з продуктами харчування. Протягом доби в організм людини його надходить близько 4,2 мг.

Вміст Цирконію в продуктах харчування (млн–1): овес – 6,6; пшениця – 2,8; рис – 3,0; масло – 6,0; бобові – 4,0; червоний перець – 9,0; чай – 12,0; олія –

4,0; баранина – 4,0.

Гафній відноситься до мікроелементів. У природі Гафній не має власних мінералів, він супутник Цирконію. Присутній Гафній у мінералах Цирконію бадделеїті та цирконі. У поверхневих річкових водах його концентрація дорівнює 0,004 мкг/л, у морській воді – 0,0007 мкг/л. Присутній в атмосфері, з якої потрапляє в дощову та снігову воду, в якій концентрація Hf становить відповідно 0,05 та 0,125 мкг/л.

Антропогенними джерелами надходження Гафнію в навколишнє середовище є розробки родовищ цирконієвих руд, виробничі приміщення з переробки й очистки цирконію та галузі використання гафнію та його сполук в металургії, авіаційній, ракетній галузях.

Токсичний вплив. Сполуки Гафнію в пилоподібному стані в разі потрапляння на шкіру спричиняють некроз поверхневих шарів. Внутрішні органи, зокрема легені, печінка, нирки, селезінка, м'язи серця зазнають впливу сполук Гафнію. У цих органах виникає зерниста дистрофія, а в бронхах – гнійний бронхіт. Біологічна роль не з'ясована.

В організм людини Гафній потрапляє з повітрям, питною водою та продуктами харчування.

Підгрупа Ванадію …(n-1)d3ns2

Теоретичні питання: Загальна характеристика елементів підгрупи Ванадію. Поширення в природі, одержання металів. Ступені окиснення елементів в сполуках. Фізичні та хімічні властивості простих речовин. Оксиди та гідроксиди. Солі Ванадію та його аналогів. Гідроліз солей. Комплексні сполуки елементів підгрупи Ванадію. Застосування простих речовин та сполук елементів підгрупи Ванадію.

Література: [1] с.300-302; [3] с.412-419

Контрольні запитання:

1.Яке місце займає Ванадій, Ніобій і Тантал в періодичній системі елементів? Яка будова атомів елементів та які ступені окиснення

112

характерні для них? У вигляді яких сполук вони зустрічаються у природі? Як одержують метали? Де використовують метали та їх сполуки?

2.Як змінюються фізичні та хімічні властивості в ряду елементів V, Nb, Ta? Дайте загальну характеристику властивостей елементів підгрупи Ванадію.

3.Як ванадій та його аналоги взаємодіють за киснем, галогенами, вуглецем? Напишіть формули всіх оксидів Ванадію. Покажіть, як поступово

змінюються кислотно-основні властивості оксидів в ряду VO – V2O3 – VO2 – V2O5? Наведіть рівняння реакцій.

4.Як ванадій, ніобій і тантал реагують з кислотами і лугами? Які умови необхідні для перетворення простих речовин у сполуки? Наведіть відповідні рівняння реакцій.

5.Нітратна кислота окиснює Ванадій до метаванадатної кислоти, а Ніобій і Тантал є стійкими по відношенню до мінеральних кислот, але добре

розчиняються у суміші HF i HNO3, а також у концентрованих розчинах лугів у присутності окисників. Наведіть відповідні рівняння реакцій.

6.Як одержують VO, V2O3, VO2 і відповідні їм гідроксиди V(OН)2, V(ОН)3, VО(OН)2? Наведіть рівняння реакцій, що підтверджують наявність у їх сполуках основних чи амфотерних властивостей.

7.Найбільш важливою сполукою Ванадію є його оксид V2O5. Як його добути? Яка його розчинність у воді? Як реагує V2O5 з розчинами лугів та кислот? Напишіть відповідні рівняння реакцій.

8.Яка формула катіону ванаділу і яке забарвлення він має у водному розчині? Як добувають солі ванаділу?

9.В яких галузях техніки застосовують Ванадій і його аналоги та їх сплави?

10.Яка біологічна функція елементів підгрупи Ванадію і токсична дія їх сполук?

Біологічна функція d-елементів V групи

Ванадій належить до мікроелементів. У природі поширений у вигляді солей ортованадатної кислоти (Н3VO4) – ванадатів. З поміж 40 відомих мінералів Ванадію найбільш відомими є ванадиніт (Pb5(VO4)3Cl), деклаузит

(Pb(Zn,Cu)(VO4)ОН), карнотит (К2(UO2)2(VO4)2×3Н2O) та ін. Ванадій є супутником у мінералах: титаномагнетиті, магномагнетиті, магнетиті, рутилі, бокситах, фосфоритах та в ванадійвмісних нафтах. У річковій воді середня концентрація розчинної форми Ванадію становить 0,9 мкг/л, а в ґрунтах – 0,01 %. Сполуки Ванадію присутні в повітрі, яких взимку більше, ніж влітку.

Антропогенними джерелами надходження Ванадію в довкілля є викиди аерозолів підприємств з виробництва ванадію та його сполук; aepoзолі й стічні води підприємств, що спалюють вугілля та нафтопродукти, збагачувальні комбінати, автомобільний транспорт, тракторний парк. Сполуки Ванадію містяться в стічних водах металургійних, хімічних, папе-рових, скляних, текстильних, гумотехнічних, лакофарбових і нафтопереробних підприємств.

113

Біологічна роль Ванадію виявляється в регуляції жирового обміну. Ванадій приймає активну участь у синтезі тригліцеридів, відіграє важливу роль у метаболізмі глюкози й глутаміну, в багатьох окисно-відновні процесах є каталізатором. Без Ванадію неможливий процес мінералізації кісткової тканини.

Токсичний вплив. Отруєння сполуками Ванадію і, зокрема, V2O5, можливе в робітників на виробництвах ванадію та його сполук. Вдихання аерозолів, якії містять V2O5 у малих кількостях, призводить до ринітів, кашлю та загальної слабкості. Від більшої концентрації V2O5 у людей виникают кон'юнктивіти (запалення очей), катар, бронхіт, бронхоспазми. Під час важкої форми отруєння виникають головні болі, блювота, пронос, серцебиття, тремор пальців рук, на шкірі з'являються висипи та екземи.

Природні сполуки Ванадію потрапляють в організм людини переважно з їжею та водою. Середній вміст Ванадію в продуктах харчування (мкг/100 г): у картоплі – 2-201; у капусті – 111-355; у буряках – 39-224; у моркві – 69-112; у

цибулі – 58-159; у редисі – 40-302; у часнику – 3-63; у щавлі – 115-199; в

яблуках – 21-33; у грушах – 1-2,4; у сливах – 15-2,8. Вміст Ванадію в питній воді становить 4-280 нг/100 г; у коров'ячому молоці – 7-300 мг/100 г; в маслі й маргарині – 0,1-0,4 мкг/100 г; у м'ясі – 0,1-2,2 мкг/100 г.

Ніобій відноситься до мікроелементів. Середній вміст Ніобію в земній корі становить 2×10–3 %, а в лужних вулканічних породах – 1×10–3–1×10–2 %. У цих породах міститься 23 мінерали Ніобію та близько 130 мінералів, в яких вміст Ніобію підвищений. У мінералах Ніобій знаходиться разом з Та, Ті, Са, Na, Th, Fe, Ba. Промислове значення для виробництва ніобію мають пірохлор

((Na;Ca,U,Tr)2(Nb,Ta,Th)2O6(OH,F)) та колумбіт ((Fe,Mn)(Mb,Ta)2О6). Вміст Ніобію в пірохлорі становить 75% Nb2О5. Вміст Nb в морській воді становить

1×10–9 %.

Антропогенними джерелами надходження Ніобію в довкілля є аерозолі, що утворюються під час переробки ніобійових концентратів, та стічні води металургійних і машинобудівних виробництв. Біологічна роль Ніобію не з'ясована.

Токсична дія Ніобію на організм людини не виражена. У робітників, зайнятих на виробництві тугоплавких металів, доведено відсутність вираженого впливу контакту з Ніобієм на аналізи крові. Спостерігаються окремі випадки легкого зниження кількості еритроцитів і гемоглобіну, підвищення вмісту ретикулоцитів.

Тантал відноситься до мікроелементів. У природі Тантал існує в сполуках. Середній вміст Танталу в земні корі 2,5×10–4%. Це розсіяний елемент. У природі Тантал утворює 17 власних мінералів (танталіт, колумбіт, лопаріт, пірохлор та ін.), присутній у складі понад 60 мінералів інших елементів. У природних вод Тантал не знайдений.

Антропогенними джерелами надходження Танталу в довкілля є стічні води металургійних, радіотехнічних, хімічних, хіміко-фармацевтичних,

114

гумотехнічних, приладобудівних, скляних виробництв. Пил калій гептафторотанталату спричиняє подразнення слизових оболонок дихальних шляхів.

Біологічна роль Танталу не з'ясована. Але відомо, що металічний тантал утворює на своїй поверхні оксидну плівку Та2О5, що добре співіснує з тканинами в організмі людини. Це дає можливість використовувати тантал у медицині (ортопедії) для виготовлення стержнів, скоб, цвяхів.

Лабораторна робота № 20

d-Елементи ІVВ і VВ груп. Підгрупа Титану. Підгрупа Ванадію

Мета роботи. Ознайомлення з хімічними властивостями сполук Титану та Цирконію; Ванадію та Ніобію.

Матеріали та реактиви:

Прилади та посуд: штатив з пробірками; пробіркотримач; газовий пальник; скляна паличка; порцеляновий тигель і порцеляновий трикутник; щипці.

Індикатори: розчин лакмусу; йодкрохмальний папір.

Тверді речовини: титан (порошок); цинк (гранули); NH4VO3; V2O3, V2O5.

Розчини: дистильована вода; HCl (конц. та 2н); H2SO4 (конц., 2н, та 4н); NaOH (2н); КОН (40%); Ti(SO4)2 (0,5н); TiCl4 (0,5н); ZrCl4 (0,5н); BaCl2 (0,5н); CuSO4 (0,5н); AgNO3 (0,1н); Pb(NO3)2 (0,5н); KNbO3 (0,5н); NaVO3 або NH4VO3 (нас.).

Дослід 1. Утворення і властивості титан (IV) гідроксиду (α-титанатної кислоти)

В пробірку внести 3-5 крапель розчину Ті(SO4)2 та 2-3 краплі 2 н NaOH. Відмітити колір утвореного осаду титан гідроксиду. Дослідити відношення титан гідроксиду до дії розведених кислот і лугів. Написати рівняння реакцій.

Дослід 2. Утворення і властивості цирконій (IV) гідроксиду (α-цирконатної кислоти)

Виконати дослід аналогічно досліду 1 з цирконій (ІV) хлоридом. Для дослідження розчинності цирконій (ІV) гідроксиду в кислоті використати концентровану хлоридну кислоту. Написати рівняння реакцій.

Дослід 3. Гідроліз солей Титану (ІV)

Скляну паличку, змочену в розчині титан (ІV) хлориду, потримати на повітрі. Спостерігати утворення білого диму, який є продуктом гідролізу цієї солі при взаємодії з парами води, які знаходяться у повітрі. Написати рівняння реакції.

Дослід 4. Гідроліз солей Цирконію (ІV)

В пробірку внести 2-3 мл дистильованої води і 3-4 краплі розчину цирконій (ІV) хлориду. Розчин прокип’ятити до утворення білого осаду. Написати рівняння гідролізу солі Цирконію (ІV) на холоді та при нагріванні, враховуючи, що при кімнатній температурі реакція закінчується на другій стадії з утворенням ZrOCl2, розчинним у воді. При кип’ятінні гідроліз відбувається далі з утворенням осаду оксоцирконій дигідроксиду ZrO(OH)2.

Дослід 5. Взаємодія титану з розведеними кислотами

В пробірку внести трохи порошку титану і 2-3 мл розведеної сульфатної кислоти, обережно нагріти протягом 5 хвилин. Спостерігати виділення водню.

115

Відзначити фіолетовий колір розчину, характерний для іону Ti3+. Написати рівняння реакції.

Дослід 6. Відновлення солей Титану (ІV)

В пробірку внести 2 мл розчину титан (ІV) сульфату і гранулу цинку. Нагріти пробірку і спостерігати фіолетовий колір розчину, характерний для іону Ti3+. Написати рівняння реакції.

Дослід 8. Утворення ванадій (V) оксиду (демонстраційний)

В порцеляновий тигель внести 0,2 г амоній ванадату NH4VO3. Тигель нагріти в невеликому полум’ї пальника. Що спостерігається? Написати рівняння реакції. Зберегти одержаний V2O5 для досліду 2.

Дослід 9. Властивості ванадій (V) оксиду

Утворений в досліді 1 продукт (V2O5) розділити на дві пробірки. Додати в кожну з них по 0,5 мл: в першу – H2O, в другу – розчин NaOH та розчинити осади. Написати рівняння реакцій, враховуючи те, що ванадій оксид V2O5 у воді утворює метаванадатну кислоту HVO3 (перевірити реакцію розчину на лакмус), а з лугом – натрій метаванадат.

Дослід 10. Утворення малорозчинних ванадатів

В чотири пробірки внести по 0,5 мл розчинів солей Барію, Купруму, Аргентуму та Плюмбуму (наприклад, барій хлориду, купрум сульфату, аргентум нітрату, плюмбум нітрату), в кожну пробірку додати по 0,5 мл натрій або амоній метаванадату (NaVO3 або NH4VO3). Спостерігати утворення осадів, визначити їх колір. Написати рівняння реакцій, враховуючи, що утворюються барій та плюмбум метаванадати, аргентум ортованадат, та в залежності від рН розчину, утворюється купрум метаванадат (осад синьо-зеленого кольору), або купрум ортованадат (осад жовто-зеленого кольору).

Дослід 11. Окисні властивості сполук Ванадію (V)

В пробірку внести невелику кількість порошку V2O5, додати 0,5 мл концентрованого розчину HCl і нагріти суміш. До відкритого отвору пробірки піднести вологий йодкрохмальний папір для виявлення хлору, який утворився. Зафіксувати колір розчину, зумовлений утвореним ванаділ-іоном VO2+ (VOCl2). Написати рівняння реакції.

Дослід 12. Властивості ванадій (ІІІ) оксиду

Невелику кількість V2O3 внести у пробірку і додати 2 н розчин HCl. Який колір має розчин утвореного ванадій (ІІІ) хлориду? Додати у пробірку надлишок NaOH. Який осад утворився? Написати рівняння реакцій.

Дослід 13. Утворення cполук Ніобію (V)

Вдві пробірки внести по 3-5 крапель калій ніобату KNbO3 та 3-5 крапель 4 н розчину H2SO4. Осад, що утворився, має білий колір та склад Nb2O5×xH2O.

Впершу пробірку додати 5-6 крапель 40%-ного розчину КОН, в другу –

3-5 крапель концентрованої H2SO4 до розчинення осаду. Написати рівняння реакцій утворення метаніобатної кислоти, розчинення її в лузі та в кислоті (в кислому середовищі утворюється сіль диоксоніобій сульфату (NbO2)2SO4 ).

Тема 17 d-Елементи VІВ-групи (n-1)d5ns1

116

Теоретичні питання: Загальна характеристика елементів підгрупи Хрому. Поширення в природі, одержання металів. Ступені окиснення елементів в сполуках. Фізичні та хімічні властивості простих речовин.

Хром. Хром (ІІІ) оксид та гідроксид, їх амфотерність. Солі Хрому (ІІІ), їх розчинність у воді та гідроліз. Комплексні сполуки Хрому (ІІІ). Відновні властивості сполук Хрому (ІІ). Хром (VI) оксид. Хроматна та дихроматна кислоти. Хромати, дихромати. Вплив рН середовища на рівновагу в розчині хромат дихромат. Окисні властивості сполук Хрому (VI). Пероксосполуки Хрому. Оксиди, кислоти, солі Молібдену та Вольфраму. Ізополікислоти і гетерополікислоти. Використання сполук Хрому, Молібдену та Вольфраму в промисловості.

Література: [1] с.270-278; [2] с.414-423; [3] с.420-430

Контрольні запитання:

1.Яке місце займає Хром, Молібден, Вольфрам в періодичній системі елементів? Яка будова атомів елементів та які ступені окиснення характерні для них? Які сполуки Хрому, Молібдену та Вольфраму зустрічаються в природі? Як добувають відповідні метали та де їх використовують?

2.Чи однаково змінюються хімічні властивості простих речовин та сполук елементів (оксидів, гідроксидів) в ряду Cr – Mo – W? Відповідь обгрунтуйте.

3.З якими простими речовинами безпосередньо взаємодіють елементи підгрупи Хрому? Які сполуки при цьому утворюються? Напишіть рівняння відповідних хімічних реакцій.

4.Як реагують метали підгрупи Хрому з кислотами, їх сумішами, лугами? Наведіть відповідні рівняння реакцій.

5.Які відомі оксиди Хрому? Як одержують CrO, Cr2O3, CrO2 i CrO3 та відповідні їм гідроксиди? Поясніть як змінюються властивості

гідроксидів в ряду Cr(OH)2 – Cr(OH)3 – Н2CrO4? Як змінюються окисні (відновні) властивості Хрому в різних ступенях окиснення?

6.Відомо, що Cr2O3 у водних розчинах кислот та лугів не розчиняється. Запропонуйте декілька способів добування з цього оксиду сполук Хрому (ІІІ), які є розчинними у воді. Напишіть рівняння реакцій. Які умови їх проведення?

7.Наведіть склад хромокалієвих (хромамонійних) галунів. Як їх можна добути?

8.Що таке метахроміти та як їх одержують?

9.Які існують оксиди Молібдену та Вольфраму? Як можна добути

молібдатний та вольфраматний ангідриди? Який з ангідридів CrO3, MoO3, WO3 є найбільш термічно стійкими? Яка з кислот - Н2CrO4, Н2MoO4, Н2WO4 - має найбільш виражені кислотні властивості та є найсильнішим

окисником? Як добувають ці кислоти?

10.Що таке хромати і дихромати? Які аніони Хрому (VI) існують у водних розчинах? Як можна здійснити їх взаємні перетворення? Напишіть рівняння відповідних хімічних реакцій.

11.Дією Н2О2 на К2Cr2O7 в присутності H2SO4 одержують хром пероксид (CrO5), що забарвлює розчин в синій колір. З якою метою використовують цю реакцію в аналітичній хімії? Напишіть рівняння реакцій і наведіть графічну формулу хром пероксиду.

117

12.Які ізота гетерополікислоти Хрому, Молібдену та Вольфраму відомі? Від яких простих кислот вони походять?

13.Які комплексні сполуки відомі для Хрому, Молібдену та Вольфраму? Наведіть приклади комплексних сполук, які належать до складу ізосполук, гетеросполук, аквакомплексів.

14.Що таке „хромпік”? Яку суміш називають „хромовою сумішшю”, як її виготовляють і де використовують?

15.В яких галузях техніки застосовують метали підгрупи Хрому та їх сплави?

16.Яка біологічна роль і токсична дія сполук елементів підгрупи Хрому?

Біологічна функція d-елементів VІВ групи

Хром належить до мікроелементів. У природі Хром утворює мінерал хроміт (хромистий залізняк) (FeО×Cr2O3). Присутній в аерозолях над континентами й водною поверхнею, у водах океанів, морів, річок та озер. Концентрація Хрому в питній воді становить 0,0023-0,079 мг/л. У рослинних і тваринних організмах Хром присутній в дуже малих кількостях.

Антропогенними джерелами надходження Хрому в навколишнє середовище є повітряні викиди та стічні води підприємств, що займаються виробництвом і використанням хрому, а також спалювання вугілля. Біологічна роль Хрому надзвичайно важлива. Катіон Сr6+ транспортує гормон інсулін крізь клітинні мембрани, цим самим бере участь в обміні вуглеводів в організмі тварин і людини. Разом з Кобальтом Хром регулює обмінні процеси серцевого м'яза та кровоносних судин, зокрема, коронарних. Відомо, що невідбілений цукор містить іони Сr6+ та Со2+. Люди, які вживають невідбілений цукор, не хворіють на серцеві хвороби. Діабетики, вживаючи відвар суміші шишок хмелю та стручків квасолі, які містять Хром, значно поправляють своє здоров'я.

Токсичний вплив. Найменш токсичними є аерозолі металічного хрому та сполуки Сr6+. Сполуки Сr3+ та Сr2+ є дуже отруйними. Хронічне отруєння сполуками Хрому призводить до захворювань нирок, печінки і підшлункової залози. Під впливом сполук Хрому виникають гастрити, вражаються кров і ЦНС, порушується пам'ять, увага, розвиваються бронхіти, на шкірі виникають висипи, виразки, екземи. Сполуки Хрому канцерогенні.

В організм людини Хром потрапляє з питною водою та продуктами харчування. Щоденно із їжею в організм людини надходить близько 60 мкг.

У 100 г продукту міститься Хрому (в мкг): у хлібі житньому – 2,7; у хлібі пшеничному – 1,6-33; у макаронних виробах – 2,2-2,7; у капусті – 5; у картоплі

– 10; у вишнях – 7; у сливах – 4; в яблуках – 4; у винограді – 3; у молоці – 2; у м'ясі – 8,2-13,5; у рибі – 55. В 100 г меду міститься 0,3-160 мкг Хрому.

Молібден відноситься до мікроелементів. У природі зустрічається у вигляді мінералів, зокрема, в молібденіті (MoS2), молібдіті, вульфеніті та ін.

Молібден присутній у поверхневих водах у кількості 0,0001-0,01 мг/л, інколи – до 0,1 мг/л. Середній вміст у ґрунтах становить 0,063 мг Молібдену на 1 кг

118

ґрунту. Зустрічаються біогеохімічні провінції, в яких вміст Молібдену в ґрунтах становить 20-100 мг/кг. У рослинах вміст Молібдену складає 2×10–2 -1,6×10–3 %.

Антропогенними джерелами надходження Молібдену в довкілля є атмосферні викиди підприємств з виробництва молібдену та його переробки, виробництва фосфорних добрив, цементу, з теплових електростанцій.

Молібден бере активну участь у тканинному диханні, синтезі аскорбінової кислоти, вуглеводному обміні, впливає на функцію статевих залоз. Разом з Ферумом він входить до складу активного каталітичного центру

– ферменту ксантиноксидази. Ксантиноксидаза прискорює азотний обмін в організмі, насамперед пуриновий, під час якого утворюється сечовина (уреатна кислота), яка виводиться з організму. У випадку порушення пуринового обміну виникає подагра.

Токсична дія Молібдену виявляється, в першу чергу, в робітників, зайнятих на виробництвах з одержання молібдену та його переробки. Під час хронічних отруєнь Молібденом виникають болі в суглобах і м'язах. Під впливом Молібдену зменшується життєва ємність легенів, виникають хвороби зубів, печінки, гастрит, хронічний холецистит. Зазнає впливу серцева діяльність людини, виникає гіпертонія. Надлишок Молібдену в організмі призводить до виникнення гінекологічних хвороб.

В організм людини Молібден надходить з питною водою та продуктами харчування. Добове надходження Молібдену в організм становить 100-500 мкг і залежить від вмісту мікроелемента в питній воді.

Вміст Молібдену в продуктах харчування (в мкг/100 г): у хлібі – 8-16; у макаронних виробах – 12,6-13,0; у капусті – 10; у картоплі – 8; у моркві – 20; в огірках – 1; у буряках – 10; у томатах – 7; у молоці коров'ячому – 5; у курячих яйцях – 6; у рибі – 4. 100 г меду містить 0,3-8,0 мкг Мо2+.

Вольфрам відноситься до мікроелементів. У природі Вольфрам зустрічається лише в сполуках. Найбільш важливими мінералами Вольфраму є вольфраміт ((Fe,Mn)WO4), шеєліт (CaWO4) та ін. Вміст Вольфраму в повітрі менший за 1,5 нг/м3, у дощовій воді – менший за 1 мкг/л, у питній воді може досягати 0,03-0,1 мкг/л. Вольфрам присутній в організмі рослин, тварин і людини.

Антропогенними джерелами надходження Вольфраму в навколишнє середовище є аерозольні викиди підприємств з виробництва вольфраму та переробки його для різних промислових виробів.

Біологічна роль Вольфраму в організмі людини дуже важлива. Доведено, що вольфрамати швидко окиснюють аскорбінову кислоту, цистеїн, глютатіон та інші активні речовини, що містяться в організмі. При рН=5-7 різко виражена взаємодія фосфовольф-рамату з гемоглобіном. Вольфрам разом з Молібденом, Ванадієм, Кобальтом та іншими біоелементами бере активну участь в окисновідновних процесах, що протікають на рівні клітини. Солі Вольфраму можуть виконувати роль активаторів та інгібіторів деяких ферментів. Під впливом Вольфраму рівень гемоглобіну крові підвищується на 3-11%, кількість еритроцитів – на 0,7-2 млн, лейкоцитів – на 1,8 тис.

119

Токсична дія Вольфраму спостерігається в працівників, які тривалий час вдихали сполуки цього мікроелемента. У них порушується вуглеводневий і ліпідний обмін у печінці. Змінюється детоксикаційна функція печінки. Зазнає змін білковий склад крові, нервова система. У робітниць під впливом аерозолів вольфраму виникають ускладнення вагітності. Під впливом пилу вольфраму та вольфрам карбіду розвиваються хвороби бронхів та легенів.

В організм людини Вольфрам потрапляє з продуктами харчування та водою. Протягом доби в організм людини надходить від 8,0 до 13,0 мкг Вольфраму.

Вміст Вольфраму на 100 г продукту (у мкг): у моркві – 0,14; у гречці – 105; в яловичому язику – 114,2.

Лабораторна робота № 21 d-Елементи VІВ-групи. Підгрупа Хрому

Мета роботи. Ознайомлення з хімічними властивостями сполук Хрому, Вольфраму та Молібдену.

Матеріали та реактиви:

Прилади та посуд: штатив з пробірками; пробіркотримач; газовий пальник; скляна паличка; мікрошпатель.

Тверді речовини: (NH4)2Cr2O7; NaBiO3.

Індикатори: лакмусовий папір; розчин метилоранжу.

Розчини: дистильована вода; HCl (2н); H2SO4 (конц. та 2н); NaOH або KOH (2н); СrCl3 або Cr2(SO4)3 (0,5н); Na2CO3 (0,5н); KI (0,5н); KBr (0,5н); KCl (0,5н); K2Cr2O7 (0,5н); K2CrO4 (0,5н); FeSO4 або FeCl2 (0,5н); (NH4)2MoO4 (нас.); Na2WO4 (нас.); CaCl2 (0,5н); MnSO4 (0,5н).

Дослід 1. Утворення та властивості хром (ІІІ) оксиду

В пробірку внести невелику кількість амоній дихромату (NH4)2Cr2O7. Нагріти пробірку в полум’ї пальника. Перевірити розчинність одержаного хром (ІІІ) оксиду у воді, кислоті, лузі. Що спостерігається? Написати рівняння реакції.

Дослід 2. Утворення та властивості хром (ІІІ) гідроксиду

В пробірку внести 0,5 мл розчину солі Хрому (ІІІ) і додати по краплях розчин NaOH до утворення осаду. Відмітити його колір. Написати рівняння реакції. Вміст пробірки розділити на дві частини. До першої прилити розчин H2SO4, до другої – розчин NaOH. Порівняти колір утворених розчинів. Гексагідроксохроміти забарвлюють розчин у зелений колір. Зробити висновок про хімічний характер хром (ІІІ) гідроксиду. Напишіть рівняння реакцій.

Дослід 3. Гідроліз солей Хрому (ІІІ)

а) гідроліз хром (ІІІ) сульфату

В пробірку внести 1 мл розчину хром (ІІІ) сульфату. Розчин розбавити водою до послаблення його забарвлення. На індикаторний папір скляною паличкою нанести краплю розчину. Яке середовище має розчин солі Хрому? Написати рівняння гідролізу хром сульфату по стадіях в молекулярному та іонному вигляді.

б) гідроліз хром (ІІІ) сульфату в присутності Na2CO3

120