Биологическая роль фосфора и применение.

Фосфор содержится во всех частях зелёных растений, ещё больше его в плодах и семенах. Фосфор также содержится в животных тканях, входит в состав белков и других важнейших органических соединений, является элементом жизни.

Общее содержание фосфора в организме человека составляет приблизительно 500 г у мужчин и 400 г у женщин.

Фосфор во внеклеточных жидкостях составляет лишь 1% от общего фосфора организма. Большая часть (70%) общего фосфора в плазме обнаружена как составная часть органических фосфолипидов. Фосфор обнаружен во всех клетках организма. Основные места, содержащие его, это –кости и скелетная мускулатура.

Фосфор присутствует в живых клетках в виде орто- и пирофосфорной кислот, входит в состав нуклеотидов, нуклеиновых кислот, фосфопротеидов, фосфолипидов, коферментов, ферментов. Мембраны клетки состоят в значительной степени из фосфолипидов. Кости человека состоят из гидроксилапатита, который представляет собой сложную соль и участвует в белковом обмене. Содержание его в клетках в 50 раз больше, чем в крови.

Вопрос 47

Кислород

КИСЛОРОД. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ и применение.

Кислород в организме человека 62,4% по массе. Кислород участвует во всех видах обмена веществ в организме. Он входит в состав белков, витаминов, гормонов, жиров, углеводов, ферментов и других биологически важных веществ. Кислород участвует в процессах разложения погибших животных и растений, при которых сложные органические вещества превращаются в более простые.

В медицине кислород применяют при лечении многих сердечно-сосудистых заболеваний, злокачественных опухолей, инфекционных заболеваний. Кислород оказывает снотворное действие, способствует восстановлению угнетенных дыхательных ферментов, стимулирует

деятельность центральной нервной системы. Кислород используется при гипоксии, при заболеваниях верхних дыхательных путей, при отравлениях угарным газом, цианидами.

Озон обладает сильным бактерицидным действием и поэтому применяется для обеззараживания (озонирования) воды и дезинфекции воздуха. При вдыхании смеси воздуха с озоном (озонотерапия) улучшается обмен веществ, работа почек, усиливаются защитные функции организма, улучшается аппетит, сон и общее самочувствие. Под действием озона погибают не только бактерии, но и грибковые образования и вирусы. Озон ядовит. Озон задерживает вредное для жизни ультрафлолетовое излучение Солнца и поглощает инфракрасное излучение Земли, препятствует ее охлаждению. Поэтому озонный пояс играет большую роль в обеспечении жизни на Земле.

Вопрос 48

Сера. Химические свойства. Применение соединений серы

Химические свойства:

1. проявляет восстановительные свойства при взаимодейств. с кислородом и галогенами:

S + 3F₂ = SF₆ S + Cl₂ = SCl₂

2. С концентрированными кислотами-окислителями (HNO₃, H₂SO₄) сера реагирует только при длительном нагревании, окисляясь:

S + 6 HNO₃ (конц.) = H₂SO₄ + 6NO₂ ↑ + 2H₂O S + 2 H₂SO₄ (конц.) = 3SO₂ ↑ + 2H₂O

3. проявляет окислительные свойства при взаимодейств. с металлами (кроме золота и платины)образует сульфиды. 2Na + S = Na₂S

- При нагревании сера реагирует с углеродом, кремнием, фосфором, водородом:

C + 2S = CS₂ (сероуглерод)

4. Сера при нагревании растворяется в щелочах — реакция диспропорционирования

3S + 6KOH = K₂SO₃ + 2K₂S + 3H₂O

Применение соединений серы

Для медицинских целей люди издавна использовали дезинфицирующие свойства серы, которую применяли при лечении кожных болезней, а также бактерицидное действие сернистого газа, образующегося при горении серы.

При приеме внутрь элементарная сера действует как слабительное. Порошок очищенной серы используют в качестве противоглистного средства при энтеробиозе. Соединения серы в виде сульфаниламидных препаратов (бисептол, сульфацил-натрия, сульгин и др.) обладают противомикробной активностью.

- Стерильный раствор 1-2% серы в персиковом масле применяют для пирогенной терапии при лечении сифилиса.

- Сера и ее неорганические соединения применяются при хронических артропатиях, при заболеваниях сердечной мышцы (кардиосклероз), при многих хронических кожных и гинекологических заболеваниях, при профессиональных отравлениях тяжелыми металлами (ртуть, свинец) - Тиосульфат натрия.

- Очищенную и осажденную серу применяют наружно в мазях и присыпках при кожных заболеваниях (себорея, сикоз); при лечении себореи волосистой части головы используют селена дисульфид. Тиосульфат натрия также применяется как наружное средство при лечении больных чесоткой и некоторыми грибковыми заболеваниями кожи.

 

Вопрос 56

Железо.

Нахождение в природе.

Железо - самый раср. металл.. содержание железа в земной коре - 4%. Встречается виде соединений:Fe₃O₄- магнитный железняк, Fe₂O₃ – красный железняк, FeS₂-пирит.

Химические свойства

Проявляет восстановительные св-ва

1. На воздухе железо легко окисляется в присутствии влаги (ржавление):

4Fe + 3O₂ + 6H₂O = 4Fe(OH)₃

2. На воздухе образуется защитная оксидная пленка, препятствующая ржавлению:

3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄

3. Железо реагирует с неметаллами при нагревании: 2Fe + 3Br₂ = 2FeBr₃

Fe + S = FeS

4. Железо вытесняет из растворов их солей металлы, в ряду напряжений после него:

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu

5. Железо вытесняет водоод из разбавленных кислот: Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑

Fe + H₂SO₄ (разб.) = FeSO₄ + H₂↑

6. В концентрированных кислотах железо растворяется только при нагревании

2Fe + 6 H₂SO₄ (конц.) = Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑ + 6H₂O

Fe + 6 HNO₃ (конц.) = Fe(NO₃)₃ + 3NO₂↑ + 3H₂O

(на холоде концентрированные азотная и серная кислоты пассивируют железо).

Биологическая роль железа

Железо незаменимо в процессах кроветворения и внутриклеточного обмена. Этот элемент входит в состав гемоглобина крови, отвечающего за транспорт кислорода и принимает участие в окислительно-восстановительных реакциях.

Из 4 г железа, содержащегося в организме взрослого человека, большая часть приходится на гемоглобин, около 0,4 г - активное железо, входящее в состав различных гемопротеидов, участвует в формировании красящего вещества мышц (миоглобина). Остальная часть железа находится в депонированном состоянии, то есть откладывается "про запас" в печени и селезенке.

Железо играет важную роль в процессах выделения энергии, в ферментативных реакциях, в обеспечении иммунных функций, в метаболизме холестерина.

Насыщение клеток и тканей железом происходит с помощью белка трансферрина, который способен переносить ионы трехвалентного железа.

Дефицит, так же как и избыток железа, отрицательно влияют на здоровье человека.

Недостаток железа вызывает развитие железодефицитной анемии.

Увеличение количества запасов железа может наблюдаться при перемещении железа из

ПОЛУЧЕНИЕ

Т.к. металлы данной подгруппы сильные восстановители, то получение возможно только путем электролиза расплавов солей. CaCl₂= Ca + Cl₂

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Сa и Mg

1.С кислородом 2Mg +O₂=2Mg O

2.С галогенами Mg +Cl₂=MgCl₂

3.С серой, азотом, водородом при нагревании: Mg +S=MgS (сульфид);

3Mg +N₂=Mg₃N₂ (нитрид) Mg +H₂=MgH₂ (гидрид)

4.С водой: Mg +2H₂O=Mg(OH)₂+H₂ Ca+ 2H₂O= Ca(OH)₂+H₂ Ca(OH)₂ – сильное основание

ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ

Жесткость воды обусловлена наличием в воде растворимых солей Ca²⁺, Mg²⁺.

Обусловливает образование накипи. В жесткой воде плохо мылится мыло.

Жесткость воды

карбонатная - временная некарбонатная - непостоянная

наличие в воде гидрокорбанатов Ca, Mg наличие в воде хлоридов, сульфитов Ca, Mg

Ca(HCO₃)₂, Mg(HCO₃)₂, CaCl₂, CaSO₄, MgCl₂, MgSO₄ и др.

Устранение жесткости:

Кипячением Ca(HCO₃)₂=CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O

добавлением соды

Ca(HCO₃)₂+Na₂CO₃=CaCO₃+2NaHCO₃ CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃+2NaCl

MgSO₄+Na₂CO₃=MgCO₃+Na₂SO₄

Применение соединений кальция

В медицине широко применяют многие соли кальция (Хлорид кальция, Глюконат кальция, лактат кальция, глутаминат кальция). Лечебный эффект этих препаратов иллюстрирует многообразное действие кальция на организм:

- Хлорид кальция, Глюконат кальция, Лактат кальция применяют при состояниях, связанных с усиленным выведением кальция из организма (так например, при длительной иммобилизации больных), при аллергических заболеваниях, при осложнениях, связанных с приемом некоторых лекарств (сывороточная болезнь, крапивница, сенная лихорадка, ангионевротический отек), при васкулитах (в качестве средства, уменьшающего проницаемость сосудистой стенки), при отравлениях солями магния, фтористой кислоты, токсических поражениях печени.

- Глутаминат кальция применяется при различных психических расстройствах.

При изготовлении кальцийсодержащих лекарственных препаратов и биологически активных добавок к пище используются такие соединения как кальция цитрат, аспартат, доломит, комбинация солей кальция с витамином D.

Осажденный карбонат кальция (Гевискон, Ренни) обладает выраженной антацидной активностью, усиливает секрецию желудочного сока, входит в состав зубных порошков.

- Глицерофосфат кальция применяют как общеукрепляющее средство при недостаточном питании, переутомлении, истощении нервной системы, рахите.

- Пангамат кальция, витамин В ₁₅ благоприятно влияет на метаболизм, улучшает липидный обмен, увеличивает усвоение кислорода тканями, повышает содержание креатинфосфата в мышцах, гликогена в мышцах и печени. Применяется как одно из средств в комплексной терапии атеросклероза, хронического гепатита, хронической алкогольной интоксикации, зудящего дерматита.

- Окись кальция применяется в санитарии и гигиене как дезинфицирующее средство.

- Гипс - при наложении гипсовых повязок.

Применение соединений бария В медицине используется способность сульфата бария поглощать рентгеновские лучи, его используют как контрастное вещество при рентгенологических исследованиях желудочно-кишечного тракта.

Применение соединений стронция В медицине радиоактивные изотопы применяют в лучевой терапии костных опухолей.

Применение соединений магния

- В медицине карбонат магния и окись магния применяют в качестве средств нейтрализующих соляную кислоту желудка и как легкие слабительные (Гастал, Ренни, Алмагель).

- Перекись магния назначают в качестве дезинфицирующего средства при диспепсии, брожении в желудке и при поносах.

- Сульфат магния применяется в качестве слабительного, желчегонного (при этом введение препарата осуществляется через дуоденальный зонд) и болеутоляющего средства при спазмах желчного пузыря.

- Раствор сернокислой магнезии вводят парентерально в качестве противосудорожного

средства при эклампсии, эпилепсии, хорее, тетании и в качестве антиспастического лекарства при задержке мочеиспускания, бронхиальной астме, гипертонической болезни.

- Аспарагинат, цитрат и другие органические соли магния используют при изготовлении БАД и лекарственных препаратов с широким спектром лечебно-профилактического действия, таких как хронический стресс, заболевания сердечно-сосудистой системы, мочекаменная болезнь и др.

 

 

Вопрос 59

Медь

Получение Пирометаллургия:CuO + C = Cu + CO

CuO + CO = Cu + CO2

Электролиз: 2CuSO₄ + 2H₂O = 2Cu + O₂ + 2H₂SO₄

(на катоде) (на аноде)

Химические свойства

Сплавы меди с оловом - бронзы, с цинком - латуни.

1. Взаимодействует с неметаллами при высоких температурах: 2Cu + O₂ = 2CuO

Cu + Cl₂ = CuCl₂

Медь стоит в ряду напряжений после водорода, поэтому не реагирует с разбавленными соляной и серной кислотами, но растворяется в кислотах – окислителях:

3Cu + 8HNO₃(разб.) 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 2H₂O

Cu + 4HNO₃(конц.) Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Cu + 2H₂SO₄(конц.) CuSO₄ + SO₂+2H₂O

Биологическая роль меди

Медь является жизненно важным элементом, который входит в состав многих витаминов, гормонов, ферментов, дыхательных пигментов, участвует в процессах обмена веществ, в тканевом дыхании и т.д. Медь имеет большое значение для поддержания нормальной структуры костей, хрящей, сухожилий (коллаген), эластичности стенок кровеносных сосудов, легочных альвеол, кожи (эластин). Медь входит в состав миелиновых оболочек нервов. В организме взрослого человека половина от общего количества меди содержится в мышцах и костях и 10% - в печени.

Действие меди на углеводный обмен проявляется посредством ускорения процессов окисления глюкозы, торможения распада гликогена в печени. Медь присутствует в системе антиоксидантной защиты организма, являясь кофактором фермента супероксиддисмутазы, участвующей в нейтрализации свободных радикалов кислорода. Этот биоэлемент повышает устойчивость организма к некоторым инфекциям, связывает микробные токсины и усиливает действие антибиотиков. Медь обладает выраженным противовоспалительным свойством, смягчает проявления аутоиммунных заболеваний (ревматоидного артрита), способствует усвоению железа.

Медь необходима для регулирования процессов снабжения клеток кислородом, образования гемоглобина и "созревания" эритроцитов. Она также способствует более полной утилизации организмом белков, углеводов и повышению активности инсулина. Медь не только участвует в процессе усвоения кислорода и многих ферментативных реакциях, но и увеличивает скорость кровообращения при интенсивной физической нагрузке. По этой причине медь - один из наиболее важных микроэлементов для спортсменов.

Применение соединений меди

В медицине применяют сернокислую медь в качестве противомикробного и прижигающего средства. Препараты различных солей меди используют наружно для промываний и спринцеваний; в виде мазей при воспалительных процессах слизистых оболочек; в физиотерапии.

- Медь в сочетании с железом применяется при лечении детей с гипохромной анемией.

- Широкое распространение получило использование медной внутриматочной спирали в качестве средства контрацепции.

- Медьсодержащие препараты и БАД к пище используются в лечении и профилактике заболеваний опорно-двигательного аппарата, гипотиреоза.

- Фосфор (элемент) входит в состав зубов, костей, мышц, нервных тканей и мозга. Он участвует в передаче энергии в организме (АТФ), наследственной информации (ДНК и РНК), в поддержании постоянства кислотности крови. Фосфор используют в фармации при изготовлении лекарств (фосфакол — при глаукоме).

- Углерод - активированный уголь назначают внутрь по 20-30 г в виде взвеси в воде при отравлении солями тяжелых металлов, пищевых интоксикациях. Адсорбируя токсичные вещества, он препятствует их всасыванию в желудочно-кишечном тракте и проявлению их токсического действия. Таблетки активированного угля назначают внутрь при метеоризме (газах в кишечнике) и расстройствах пищеварения.

Смесь углекислого газа СO₂ (5%) с кислородом или воздухом (карбоген) - средство для возбуждения дыхательного центра — применяют в медицине в случаях резкого угнетения дыхания. Углекислый газ используют также как охлаждающий агент («сухой лед»),

Карбонат кальция СаСO3 используют в производстве зубных порошков, паст.

Гидрокарбонат натрия (питьевая сода) NaHCO₃ (1-2%-ные растворы) применяют для промывания глаз, полости рта и носа при поражении их отравляющими веществами. Раствор питьевой соды используют для устранения изжоги, вызванной повышением кислотности желудочного сока, а также при отравлении в химической лаборатории кислотами.

Тальк 3MgO • 4SiO2 • Н2O применяют в медицине при изготовлении таблеток и паст.

 

Металлы.

Ионы натрия и калия играют важнейшую роль в жизнедеятельности организма человека. Натрий участвует в передаче нервных импульсов, способствует удержанию воды в тканях.

Сульфат натрия Na₂SO₄ применяют при отравлении солями бария и свинца.

Хлорид калия КС1 применяют внутрь в виде 10%-ного раствора в качестве противоаритмического средства, для регуляции сердечной деятельности.

Соли лития применяют при лечении психических заболеваний (карбонат лития Li₂СОз), а также заболеваний, связанных с отложением солей, например подагры.

Кальций входит в состав костей. При его недостатке происходит нарушение роста, искривление костей скелета.

Хлорид кальция СаС1₂ применяют при лечении неврозов, а также как противоаллергический, противоотечный, противовоспалительный препарат.

Сульфат магния MgSO₄ уменьшает спазмы сосудов, применяется как слабительное и желчегонное средство.

Сульфат бария BaSO₄ применяют в качестве рентгеноконтрастного средства при рентгенологическом исследовании желудочно-кишечного тракта.

Ацетат алюминия А1(СН₃СОО)₃, алюмокалиевые квасцы KA1(SO₄) • 12Н₂О применяют для лечения кожных заболеваний.

Гидроксид алюминия А1(ОН)₃ входит в состав адсорбирующего и обволакивающего средства, применяемого при язвенной болезни желудка, гастритах.

Марганец влияет на процессы кроветворения, ускоряет образование антител, нейтрализующих вредное влияние чужеродных белков. Например, внутривенная инъекция сульфата марганца MnSO₄ спасает от укуса паука-каракурта.

Перманганат калия КМпO₄ используют в качестве дезинфицирующего, антисептического и кровоостанавливающего средства.

Сульфат цинка ZnSO₄ как антисептическое средство входит в состав глазных капель.

Оксид цинка применяют как вяжущее, подсушивающее и дезинфицирующее средство при кожных заболеваниях.