Сера - одно из немногих веществ, которыми уже несколько тысяч лет назад оперировали первые «химики». Она стала служить человечеству задолго до того, как заняла в таблице Менделеева клетку под №16. Вещества, содержащие серу, могут быть как полезны для человека, так и вредны.

Происхождение серы

Сера встречается в природе в свободном (самородном) состоянии, поэтому она была известна человеку уже в глубокой древности. Сера привлекала внимание характерной окраской, голубым цветом пламени и специфическим запахом, возникающим при горении (запах сернистого газа). Считалось, что горящая сера отгоняет нечистую силу. В Библии говорится об использовании серы для очищения грешников. У человека средневековья запах «серы» ассоциировался с преисподней. Применение горящей серы для дезинфекции упоминается Гомером. В Древнем Риме с помощью сернистого газа отбеливали ткани. Издавна использовалась сера в медицине - ее пламенем окуривали больных, ее включали в состав различных мазей для лечения кожных заболеваний. В 11 в. Авиценна (Ибн Сина), а затем и европейские алхимики, полагали, что металлы, в том числе золото и серебро, состоят из находящихся в различных соотношениях серы и ртути. Поэтому сера играла важную роль в попытках алхимиков найти «философский камень» и превратить недрагоценные металлы в драгоценные.

Строение атома серы

Находится в главной подгруппе шестой группы. Так как порядковый номер серы в таблице Менделеева - шестнадцать, то можно сделать вывод, что в ее ядре находится именно такое количество протонов. Исходя из этого, можно сказать, что и электронов, вращающихся вокруг, тоже шестнадцать. Количество же нейтронов можно узнать, отняв от молярной массы порядковый номер химического элемента: 32 - 16 = 16. Каждый электрон вращается не хаотично, а по определенной орбите. Так как сера - химический элемент, который относится к третьему периоду таблицы Менделеева, то и орбит вокруг ядра три. На первой из них расположено два электрона, на второй - восемь, на третьей - шесть. Электронная формула атома серы записывается следующим образом: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴.

Как уже говорилось, сера может проявлять разные степени окисления. Это связано с строением ее атома. Атом серы может принять два электрона и будет иметь заряд -2. Сера может также отдать два электрона и тогда она примет степень окисления +2. Для того чтобы сера имела степень окисления +4 или +6, нужно задействовать d-орбиталь, на которую перейдут электроны. Сера имеет валентности II, IV, VI. Валентности IV соответствует степень окисления +4, валентности VI - +6. При валентности IV перейдет один электрон с p-орбитали на d-орбиталь, при валентности VI - один с p-орбитали и один с s-орбитали на d-орбиталь.

Нахождение в природе. Природные минералы серы

Сера является шестнадцатым по химической распространённости элементом в земной коре. Встречается в свободном (самородном) состоянии и связанном виде.

Важнейшие природные минералы серы: FeS₂ - железный колчедан или пирит, ZnS - цинковая обманка или сфалерит (вюрцит), PbS - свинцовый блеск или галенит, HgS - киноварь, Sb₂S₃ - антимонит. Кроме того, сера присутствует в нефти, природном угле, природных газах и сланцах. Сера - шестой элемент по содержанию в природных водах, встречается в основном в виде сульфат-иона и обусловливает «постоянную» жёсткость пресной воды. Жизненно важный элемент для высших организмов, составная часть многихбелков, концентрируется в волосах.

сера атом медицинский очищенный

Известны три аллотропные модификации серы: ромбическая, моноклинная и пластическая. Наиболее устойчивая - ромбическая, именно в такой модификации встречается сера в природе в свободном состоянии. Ромбическая сера состоит из циклических молекул S₈, в которых атомы серы соединены одинарными ковалентными связями. Такая сера представляет собой твердое кристаллическое вещество желтого цвета.

Биологическая роль и применение соединений серы в медицине

Сера - жизненно необходимый элемент, относится к макроэлементам. Суточная потребность в сере около 4 - 5 г. Она входит в состав многих биомолекул - белков, аминокислот, гормонов, витаминов. Большое количество серы содержится в волосах, костях, нервной ткани.

Аминокислоты, которые содержат серу, в некоторой степени защищают организм от радиационных поражений. Это связано с тем, что свободные радикалы Н* и ОН*, которые образуются в результате радиолиза воды, очень активны, а водородсульфидные группы аминокислот, вступая в реакции, уменьшают их активность.

При взаимодействии серы с органическими веществами организма образуются сульфиды и пентатионовая кислота, от присутствия которых зависят противомикробные и противопаразитарные свойства серы. Сера входит в состав серной мази, мази Вилькинсона, применяющейся при чесотке, грибковых и других заболеваниях кожи, и жидкости Флеминкса, применяемой для лечения чесотки. В медицинской практике используют очищенную и осажденную серу.

Сера очищенная.

Сера осажденная.

Сера осажденная, или серное молоко,- мельчайший бледно-желтый порошок, нерастворимый в воде. Назначают в тех же случаях и дозах, что и очищенную серу.

Серная кислота H₂SO_4.

v Образующаяся в организме серная кислота участвует в обезвреживании ядовитых соединений (фенола, крезола, индола), связывает многие чужеродные для организма соединения. Со всеми этими веществами она образует относительно безвредные вещества - конъюгаты, в виде которых они выводятся из организма (например, с мочой).

v В медицине кислота серная используется для производства и консервации медицинских препаратов. Например, магнезия MgSO4, с которой связана метаморфоза превращения серной кислоты - вещества ядовитого и опасного для жизни человека - в препарат, сберегающий эту жизнь буквально в зародыше: сульфат магния назначается, в том числе, беременным женщинам при угрозе преждевременных родов.

Натрий тиосульфат Na₂S₂O₃*5H₂O.

v применяют в медицине как противотоксическое средство: используют при отравлениях соединениями ртути, свинца, синильной кислотой и ее солями. Это связано с окислением тиосульфат-иона до серы и сульфат-иона.

v Если это ионы свинца или ртути, то образуются плохо растворимые нетоксичные сульфиты

v Если это цианид-ионы, то они взаимодействуют с серой, образуя менее ядовитые тиоцианаты.

v Применяют также и для лечения чесотки. Для этого втирают в кожу раствор тиосульфата, а после него делают повторные втирания шестипроцентного раствора соляной кислоты. В результате этого образуются сера и ее диоксид, которые губительно влияют на чесоточных клещей.

Сульфат натрия Na₂SO₄*10H₂O.

Сульфат магния MgSO₄*7H₂O.

v внутривенно используется с целью достижения мочегонного эффекта, кроме того, она расслабляет мускулатуру сосудистой стенки и, соответственно, снижает давление и нормализует сердечный ритм, снимая возбужденное состояние.

Медный купорос CuSO₄*5H₂O.

v Традиционные средства с применением медного купороса снимают воспалительные процессы, успокаивают боль, ускоряют созревание нарывов, помогают избежать заразные заболевания, стимулируют защитные силы организма.

v Также используют для устранения грибка на ногтях

Сульфат цинка ZnSO₄*7H₂O.

v Если необходимо вызвать рвоту, то принимают в больших дозах внутрь.

v Также принимают при дефиците цинка.

Сульфат бария BaSO₄

v Контрастное вещество при рентгенологическом исследовании пищевода и желудка. Безопасен к применению внутрь, так как нерастворим, в отличие от большинства других солей бария.

Вывод

Сера - несомненно, очень важный элемент для нашего организма. Она является биогенным элементом, обладает разносторонними свойствами и используется для разных целей. В медицине серу и ее соединения используют в качестве слабительного средства, а также для очищения организма, против воспалительных процессов. Вещества, содержащие серу, применяют при конъюнктивите, ларингите, для рентгенологических исследований и других целей.

Литература

2. http://fb.ru/article/156095/himicheskie-svoystva-seryi-harakteristika-i-temperatura-kipeniya-seryi - химические свойства серы. Характеристика и температура кипения серы.

3. Репетитор по химии под редакцией А. С. Егорова. Изд 37-е. 2012. 762 стр. - Параграф 8.5. Сера и ее важнейшие соединения. Стр. 400-413.

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Сера - Википедия. Свободная энциклопедия. Сера.

5. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. Под редакцией Ю.А. Ершова. Изд. 3. 2002 г. 560 стр. - Биологическая роль р-элементов шестой А группы. Применение их соединений в медицине. Сера. Стр. 357-362, 365-366.

6. http://www.medkurs.ru/lecture1k/chemistry/qc43/2934.html - Информационный сервер. Получение и применение серной кислоты.

7. http://nmedicine.net/mednyj-kuporos-o-primenenie-v-medicine/ - Народная медицина. Медный купорос: о применении в медицине.

8. http://www.medical-enc.ru/17/sera.shtml - Медицинская энциклопедия. Сера.

Размещено на Allbest.ru