3. Дія розчину тіосечовини (nh2)2cs (фармакопейна реакція)

Катіони Bi³⁺ утворюють з розчином тіосечовини комплекси різного складу жовтого кольору в залежності від концентрації Bi³⁺.

Bi(NO₃)₃ + 3(NH₂)₂CS → [Bi((NH₂)₂CS)₃](NO₃)₃

Bi³⁺ + 3(NH₂)₂CS F [Bi((NH₂)₂CS)₃]³⁺

Виконання досліду: до 5 крапель розчину солі Бісмут(ІІІ)-катіонів додати концентрований розчин тіосечовини. Спостерігати зміну забарвлення розчину в жовтий колір або появу осаду.

4. Дія розчину натрій сульфіду Na2s (фармакопейна реакція)

Катіони Bi³⁺ утворюють з розчином Na₂S осад коричневого кольору.

2Bi(NO₃)₃ + 3Nа₂S → Bi₂S₃↓ + 6NaNO₃

2Bi³⁺ + 3S^2- F Bi₂S₃↓

Якщо до осаду основної солі Бісмут(ІІІ)-катіона білого кольору додати розчини Nа₂S, колір осаду зміниться на коричневий внаслідок утворення осаду Bi₂S₃.

2BiOCl↓ + 3Nа₂S + 2H₂O→ Bi₂S₃↓ + 2NaCl + 4NaOH

2BiOCl↓ + 3S^2- + 2H₂O F Bi₂S₃↓ + 2Cl^- + 4OH^-

Виконання досліду: до 5-7 крапель основної солі Бісмут(ІІІ)-катіонів, отриманої після гідролізу, додати розчин Nа₂S. Спостерігати появу осаду коричневого кольору.

Контрольні питання

1. Назвіть катіони, що належать до V аналітичної групи.

2. Дія групового реагенту на катіони V аналітичної групи. Властивості катіонів V аналітичної групи і умови їх осадження груповим реагентом.

3. Вкажіть, що відбувається з осадами ферум(II) гідроксиду та манган(ІІ) гідроксиду у повітрі. Напишіть рівняння реакцій.

4. Дія розчину амоніаку на катіони V аналітичної групи. Наведіть рівняння реакцій.

5. Вкажіть, як відокремити магній гідроксид від інших гідроксидів V аналітичної групи. Наведіть реакцію відкриття катіонів Магнію.

6. Наведіть приклади окисно-відновних реакцій, що застосовуються для виявлення катіонів V аналітичної групи.

7. Поясніть специфічність реакцій катіонів Fe³⁺і Fe²⁺. Наведіть рівняння відповідних реакцій.

8. Особливості виявлення Бісмут(ІІІ)-іонів. Наведіть рівняння відповідних реакцій.

Біологічна роль та практичне застосування катіонів V аналітичної групи та їх сполук у медицині та фармації

Ферум належить до групи життєво необхідних елементів. Загальна масова частина його в організмі людини складає 1·10^-5%. Більша його частина знаходиться в еритроцитах (60-73% у складі гемоглобіну), а також у дихальних ферментах цитохромах, які беруть участь у переносі електронів. Потреба організму в Ферумі складає 15-20 мг на добу. Іони Феруму беруть активну участь у відновно-окислювальних процесах, які протікають в організмі, а також в імунобіологічних реакціях, необхідних для процесів росту і кровотворення.

Іони Феруму Fe²⁺, які входять до складу гемоглобіну як комплексоутворювачі, зв'язують молекули кисню і переносять його у тканини. На цій властивості іонів Феруму(II) засновується роль гемоглобіну як переносника кисню.

Органічні сполуки Феруму каталізують в тканинах процеси дихання безпосередньо в клітинах. Іони Fe²⁺ і Fe³⁺ беруть участь у біологічному окисненні та відновленні, віддаючи або приєднуючи один електрон:

Fe²⁺ – 1ē F Fe³⁺

Fe³⁺ + 1ē F Fe²⁺

Ферум бере участь у процесах кровотворення і його недостача в організмі призводить до розвитку анемій.

Препарати Феруму в комплексі з іншими мікроелементами (Cu, Co, Mn) широко застосовуються в медицині як протианемічні засоби. Для поповнення організму залізом, був запропонований препарат «Феррамід» – комплекс ферум(ІІІ) хлориду з амідом нікотинової кислоти. Сіль FeCl₃·6H₂O вживається зовнішньо як кровоспинний засіб.

В медичній практиці широко використовують різні сталі і чавуни. Так, із нержавіючої сталі виготовляють хірургічні ножі, скальпелі та інші медичні інструменти. Чавун використовують для виготовлення основ операційних столів, зуболікарських крісел, бормашин і т.д.

Магній та його сполуки знаходяться в органах і тканинах людини головним чином у внутрішньоклітинній речовині. Топографія Магнію в організмі людини наступна: емаль зубів, скелетні м'язи, кістки скелета, підшлункова залоза, нирки, мозок, печінка і серце. Загальна масова частка Магнію в організмі людини складає 0,04%. Добова потреба у Магнії дорослої людини – біля 10 мг на 1 кг маси тіла. В біологічних рідинах і тканинах Магній знаходиться як у вільному вигляді, так і в зв'язаному з білками стані. Дуже багато Магнію в рослинах. Він входить до складу молекули хлорофілу С₅₅Н₇₂O₅N₄Mg (до 2%), в якій іони Магнію є комплексоутворювачами.

Магній виконує особливу роль в організмі людини. Іони Магнію Mg²⁺ в залежності від концентрації блокують або забезпечують нервово-м'язову передачу, вони пригнічують центр дихання, а також судиноруховий центр, завдяки чому знижають артеріальний тиск. Магній входить до складу багатьох ферментних систем і є незамінним компонентом і активатором. З білками деяких ферментів (еналаза, фосфорилаза і т.д.) Магній утворює комплексні сполуки. Іони Магнію впливають на вуглеводно-фосфорний обмін та синтез білка. Іони Магнію є антагоністами іонів Кальцію.

Сполуки Магнію знаходять широке застосування в медицині та фармації. Магній сульфат MgSO₄ вживається при судорогах різного походження, гіпертонічній хворобі, захворюваннях жовчного міхура і жовчних шляхів. При призначенні усередину дає проносний, жовчогінний і сечогінний ефекти.

Глина біла (амоній силікат з домішками силікатів кальцію і магнію) володіє обволікаючими, адсорбуючими (підсушуючими) властивостями. Застосовується зовнішньо у вигляді присипок, мазей, паст у дерматології, усередину – при інтоксикаціях. Як основа використовується при виготовленні пігулок, входить до складу паст, які застосовуються у стоматологічній практиці.

Магній силікат (тальк) 3MgO·4SiO₂·H₂O як адсорбуючий (підсушуючий) засіб, застосовується зовнішньо для присипок, входить до складу основ для виготовлення пігулок і таблеток.

Магній тіосульфат MgS₂О₃ призначається усередину при гипертонічній хворобі, атеросклерозі, хронічній коронарній недостатності, захворюваннях стравоходу і жовчних шляхів. Відрізняється від магній сульфату тим, що майже не дає проносного ефекту.

Магній трисилікат Mg₂Si₃O₈·H₂O застосовується при гіперацидних гастритах, виразковій хворобі шлунка і дванадцятипалої кишки як адсорбуючий, обволікаючий, протикислотний (антацидний) засіб. Магній трисилікат не токсичний і гарно переноситься хворими.

Магній оксид MgO (палена магнезія) призначається при виразковій хворобі шлунка і дванадцятипалої кишки, гипертоцидному гастриті, отруєнні кислотами. Володіє антацидними властивостями, викликає алкалоз. Магній оксид входить до складу цинк-фосфатних цементів (порошок фосфат), які застосовуються у стоматологічній практиці як постійні пломбувальні матеріали. Магній оксид входить також до складу пломбувального матеріалу «Цемент фосфат» для фіксації незйомних протезів.

Магній пероксид (MgO₂ + MgO) володіє протимікробною і в'яжучою дією. Застосовується при бродінні у шлунку і кишках, диспепсії, метеоризмі, проносі.

Магнієвий мінерал бішофіт MgCl₂·6H₂O у медицині використовується як засіб від радикуліту та інших захворювань суглобів.

Манган. Загальна масова частка Мангану в організмі людини складає 1·10^-5 %. Більш за все його в легенях, м'язах (0,02-0,08 мг), печінці (0,015-0,5 мг), головному мозку, нирках, кістках і т.д. Він потрапляє до організму, головним чином, з рослинними харчовими продуктами. Добова потреба організму в Мангані складає 5-7 мг. Біологічна роль і значення Мангану як біогенного елемента дуже велика. Його біологічна дія зумовлюється здібністю утворювати комплекси з кисне- і азотовмістними лігандами, а також перемінним ступенем окиснення, внаслідок чого манган активно бере участь в окисно-відновних процесах.

Манган зв'язаний з ферментами, гормонами, вітамінами (В, Е) і, завдяки цьому, впливає на різні функції організму: жировий, білковий, вуглеводний обміни, бере участь у синтезі аскорбінової кислоти в організмі тварин. Манган специфічно впливає на процеси розмноження і клітинного ділення.

Позитивно впливає Манган на ріст і розвиток. Він також бере участь у білковому обміні, підвищує розпад тканевих білків. Манган проявляє ліпотропний ефект, знижуючи відкладення жиру в організмі.

Дуже сильно впливає Манган на мінеральний обмін: солі Мангану сприяють засвоєнню фосфору і кальцію. Встановлено, що із зниженням вмісту Мангану в організмі, порушується процес окостеніння. Це захворювання виліковується введенням до їжі солей Мангану.

Солі Мангану, наприклад манган(ІІ) хлорид MnCl₂, впливають на стан центральної нервової системи. Так, МnСl₂ у концентрації 10^-9% викликає тривале підвищення збудливості нерва.

Манган бере участь у засвоєнні йоду та синтезі гормонів щитовидної залози, його недостача в організмі відіграє певну роль у виникненні ендемічного зобу.

Солі МnСl₂, MnSO₄ застосовуються при лікуванні анемій, зв'язаних з вагітністю, разом з CuSO₄ і CaSO₄ – при функціональних маточних кровотечах. У комплексі з міддю, інсуліном та аскорбіновою кислотою Манган призначають при лікуванні ендартеріозів, а разом з вітаміном В₁ – для лікування радикулоневритів. Крім того, сполуки Мангану застосовують у боротьбі проти ожиріння, атеросклерозу, авітамінозу і т.д.

Бісмут. Загальна масова частка Бісміту в організмі людини складає 1·10^-6 %, Його біологічна роль не вивчена. У зв'язку з тим, що у Бісмута посиленні металевеві властивості, він складніше взаємодіє з сірковмісними сполуками і легше із сполуками, які містять аміногрупи. Цим можна пояснити токсичність солей Бісмуту, які пригнічують ферменти, які мають групу –NH₂.

Бісмут і його препарати володіють бактерицидною, бактеріостатичною, протизапальною та адсорбуючою дією. Солі Бісмуту, як і інших важких металів, при зовнішньому вживанні взаємодіють з білками клітин, утворюючи альбумінати. Солі Бісмуту роблять в'яжучу місцеву протизапальну, протипроносну і протимікробну дію. Протипроносний ефект, зумовлений здібністю Бісмуту зв'язувати сірководень, і утворювати плівку альбумінату на поверхні кишок.

Бісмут(ІІІ) нітрат основний BiONO₃ (фармакопейний препарат) вживається усередину при виразковій хворобі шлунка та дванадцятипалої кишки, ентеритах, колітах, зовнішньо – у дерматології у вигляді мазей і паст.