Химия и биологическая роль элементов IIБ-группы

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФБОУ ВПО «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КАФЕДРА ХИМИИ И ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

РЕФЕРАТ

По дисциплине «Неорганическая химия»

На тему:

Химия и биологическая роль элементов IIБ группы

Выполнила:

студентка 114 группы

лечебного факультета

Шайбекова Д.Р.

Проверила:

К.б.н., ассистент кафедры химии

и фармацевтической химии

Ковалева Ф.Ф.

Оренбург, 2015

Содержание

Введение

Глава 1. Общая характеристика, краткие сведения об истории открытия элементов и их распространенности в природе

Глава 2. Изменения в группе величины радиусов атомов и ионов, потенциала ионизации

Глава 3. Свойства простых веществ: реакции с кислотами

Глава 4. Закономерности в изменении устойчивости комплексных соединений элементов IIБ-группы с различными лигандами

Глава 5. Медико-биологическое значение соединений цинка

Глава 6. Применение соединений цинка и ртути в качестве лекарственных средств

Глава 7. Кадмий как токсикант окружающей среды

Заключение

Список литературы

Введение

Цинк, кадмий и ртуть являются элементами побочной подгруппы II группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Все элементы этой группы являются металлами.

Актуальность изучения элементов группы II B заключается в том, что металлы подгруппы цинка являются микроэлементами, имеющими токсикологическое значение. Они имеют пределы доз, определяющие их дефицит, оптимальный уровень и уровень токсического действия.

Задачи данной работы состоят в том, чтобы изучить:

- Общую характеристику каждого из представителей побочной подгруппы II группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева.

- Свойства простых веществ каждого элемента

- Определить пределы доз, определяющие их дефицит, оптимальный уровень и уровень токсического действия.

Цель исследований данной темы состоит в том чтобы, выявить при каких дозах цинк, ртуть и кадмий не оказывают вредного действия, а наоборот их применяют в качестве лекарственных средств.

Глава 1. Общая характеристика, краткие сведения об истории открытия элементов и их распространённости в природе

Подгруппа цинка -- химические элементы 12-й группы периодической таблицы химических элементов. В группу входят цинк Zn, кадмий Cd и ртуть Hg. Все три иона металлов образуют тетраэдрические молекулярные формы.

У элементов IIБ-группы (Zn, Сd, Нg) предпоследний электронный слой полностью заполнен, «неспаренных» электронов нет.

Это и определяет стабильность и особенности химических свойств элементов. Элементы IIБ-группы имеют два спаренных электрона на s-подуровне внешнего уровня. Эти электроны и определяют постоянную валентность, равную двум. В соединениях элементы этой группы имеют степень окисления +2. Для ртути характерна степень окисления +1 в результате образования атомных димеров Нg22+.

Zn, Сd, Нg находятся на границе между неметаллами (p-элементами) и металлами (d-элементами), поэтому оксо- и гидроксосоединения Zn, Сd и Нg проявляют амфотерный характер. Амфотерность соединения от Zn к Нg резко уменьшается. Цинк растворяется в щелочи при нагревании.

Краткая история открытия элементов.

Цинк является тем элементом, который человек знает и использует с древних времен. Цинк человеком применялся для приготовления латуни, сплава меди и цинка. Латунь применялась повсеместно, и в Китае, и в Индии, и в Греции и в Риме. Историки и археологи установили, что впервые получили латунь римляне. Это произошло во времена правления императора Августа, в начале нашей эры по летоисчислению. И этот способ применялся до XIX века. Когда был получен цинк установить точно не удалось. В развалинах Дакии археологи нашли идола, который содержал более 27% цинка. Предположительно, цинк получали как побочный продукт при получении латуни. Искусство получения цинка в Европе было утеряно в X--XI вв. Но цинк требовался для получения латуни, поэтому его приходилось завозить из Китая и Индии. Первое промышленное производство было открыто в Китае. Но способ был очень простым. Для получения цинка каламин засыпали в глиняные горшки, которые плотно закрывались, складывались в пирамиду, промежутки между ними заполнялись углем и нагревались горшки до высоких температур. Горшки нагревались докрасна. После данной операции горшки охлаждали, разбивали их и извлекали металлический цинк в виде слитков. В Европе цинк стали получать вторично в XVI веке. Задачей химиков было совершенствование способов получения металлического цинка. Огромная заслуга в этом принадлежит А. Маргграфу, который занимался методами выделения цинка из природных минералов. Название цинка произошло от аналогичного по звучанию слову из латинского языка, которое означало белый налет. Хотя есть другое мнение, что название металла произошло от немецкого слова цинн, что означало олово.

В 1817 году ученый-химик Ф.Штромейер, доцент химии Геттингенского университета, который к тому же был главным инспектором по контролю за аптеками, прокаливая карбонат цинка, который продавался, практически, в каждой аптеке, обнаружил вещество желтого цвета. Примесей железа, которые могли бы придать такую окраску веществу, в образцах не было. Появление желтой окраски он списывал на присутствие неизвестного оксида металла. Ф.Штромейер отделил неизвестный оксид от оксида цинка и восстановил его до металла. Его метод получения металла был относительно сложным: первоначально он растворил оксид цинка с примесями в растворе серной кислоты, затем через получившийся раствор пропустил газ сероводород. Образовавшиеся нерастворимые сульфиды отфильтровал и промыл, а затем растворил в высококонцентрированной хлороводородной (соляной) кислоте, выпарил досуха. Остаток растворил в воде и добавил в больших количествах карбонат аммония. Карбонат неизвестного металла не растворялся в присутствии избытка карбоната аммония. Осадок переводился вновь в оксид и восстанавливал углем до металла при нагревании. Ф.Штромейером в результате эксперимента удалось получить около 3 граммов металла с голубовато-серым оттенком. малые количества металла не позволили ему исследовать физические и химические свойства. Только через год ему удалось провести более тщательные исследования металла. Назван металл по способу получения при прокаливании карбоната цинка (кадмиа- по-гречески название природного карбоната цинка). Практически одновременно, независимо от Ф. Штромейера открыли кадмий В. Майсснер и К. Керстен.

Ртуть входит в число семи металлов древности. Она была известна по крайней мере за 1500 лет до н.э., уже тогда ее умели получать из киновари. Ртуть употребляли в Египте, Индии, Месопотамии и Китае; она считалась важнейшим исходным веществом в операциях священного тайного искусства по изготовлению препаратов, продлевающих жизнь и именуемых пилюлями бессмертия. В IV - Ш вв. до н.э. о ртути как о жидком серебре ( от греч. вода и серебро) упоминают Аристотель и Теофраст. Позднее Диоскорид описал получение ртути из киновари путем нагревания последней с углем. Ртуть считали основой металлов, близкой к золоту и поэтому называли меркурием (Mercurius), по имени ближайшей к солнцу (золоту) планеты Меркурий. С другой стороны, полагая, что ртуть представляет собой некое состояние серебра, древние люди именовали ее жидким серебром (откуда произошло лат. Hydrargirum).

Распространённость в природе

Земная кора содержит 1,5*10-3% цинка по массе. Это 23-е место среди других элементов. Ртуть же занимает 66-е место 7,0*10-6% по массе. Важнейший минерал цинка -- сфалерит или цинковая обманка. ZnS -- входит в состав многих сульфидных руд. При постепенном окислении сульфида в природе образовывались цинкит ZnO, смитсонит ZnCO3 и другие минералы цинка. Обычно цинковые руды -- полиметаллические; они содержат также минералы меди, свинца и других металлов. Ртуть -- рассеянный металл. В месторождениях ртути сконцентрировано лишь 0,02% от всех известных ее запасов в земной коре. Иногда встречается самородная ртуть, причем чаще ее находят в виде сплавов (амальгам) с золотом, серебром и палладием. Основной рудный минерал ртути -- киноварь HgS.

Содержание кадмия в земной коре составляет 1,6·10-5%. Он близок по распространенности к сурьме (2·10-5%) и в два раза более распространен, чем ртуть (8·10-6%). Для кадмия характерна миграция в горячих подземных водах вместе с цинком и другими химическими элементами, склонными к образованию природных сульфидов. Он концентрируется в гидротермальных отложениях. Вулканические породы содержат до 0,2 мг кадмия на кг, среди осадочных пород наиболее богаты кадмием глины - до 0,3 мг/кг, в меньшей степени - известняки и песчаники (около 0,03 мг/кг). Среднее содержание кадмия в почве - 0,06 мг/кг. У кадмия есть собственные минералы - гринокит CdS, отавит CdCO3, монтепонит CdO. Однако своих месторождений они не образуют. Единственным промышленно значимым источником кадмия являются руды цинка, где он содержится в концентрации 0,01-5%. Кадмий накапливается также в галените (до 0,02%), халькопирите (до 0,12%), пирите (до 0,02%), станните (до 0,2%). Общие мировые ресурсы кадмия оцениваются в 20 млн. т, промышленные - в 600 тыс. т.

Глава 2. Изменения в группе величины радиусов атомов и ионов, потенциала ионизации

вещество кадмий соединение потенциал

К элементам группы II В относятся элементы d-семейства, поэтому d-подуровень предвнешнего уровня полностью заполнен и устойчив. Поэтому в образовании химических связей могут участвовать только два S-электрона внешнего уровня. Радиусы атомов (ra) и ионов (rЭ2+) в подгруппе цинка сверху вниз увеличиваются, но незначительно; и у кадмия, и ртути радиусы атомов почти одинаковые, так как от цинка к ртути размер атома почти не изменяется, а масса атома и число электронов существенно возрастают (у ртути атомная масса Ar в 3 раза больше, чем у цинка), поэтому происходит уплотнение электронной структуры атома и оторвать электрон от атома ртути труднее, чем от атома цинка, поэтому значение энергии ионизации (ЕЭо > Э+) сверху вниз в подгруппе увеличивается; если значение энергии ионизации возрастает сверху вниз, то химическая активность металлов от цинка к ртути уменьшается; стандартный электродный потенциал (Ео) возрастает от цинка к ртути, то есть цинк будет проявлять наиболее сильные восстановительные свойства, а ртуть будет самым слабым восстановителем. Кроме того, электродные потенциалы цинка и кадмия отрицательны, а у ртути электродный потенциал положительный (+0,85 в), поэтому цинк и кадмий способны вытеснять водород из растворов кислот, а ртуть водород из кислот не вытесняет.

Глава3. Свойства простых веществ: реакции с кислотами

Металлы IIБ-группы реагируют при нагревании с галогенами (если без нагревания, то необходимо увлажнение), кислородом, серой. Цинк и кадмий реагируют также с фосфором.

При взаимодействии с кислородом образуются оксиды общей формулы МО. Оксиды имеют характерную окраску: ZnО -- белый, СdO -- коричневый, НgО -- желтый или красный. Оксиды не растворяются в воде, но растворяются в кислотах.

Оксидам МО соответствуют гидроксиды типа М(ОН)2, нерастворимые в воде. Термическая устойчивость гидроксидов Zn (II) и Сd(II) значительно выше гидроксида ртути (II), который разлагается в момент осаждения из раствора.

Цинк и кадмий в ряду стандартных электродных потенциалов расположены до водорода, а ртуть - после водорода. Поэтому Zn, Cd способны вытеснять водород из таких кислот, как соляная, разбавленная серная и т.д.: Zn+2HCl=ZnCl2+H2.

Однако с водой при обычных условиях они не реагируют, поскольку их поверхность покрыта нерастворимой оксидной пленкой. В разбавленных же кислотах цинк и кадмий растворяются, причем кадмий менее энергично, чем цинк.

Также цинк реагирует и с кислотами-окислителями (концентрированной серной и азотной кислотами) с образованием соответствующих оксидов неметаллов:

Zn+4HNO3(конц)=Zn(NO3)2+2NO2+Н2О

4Zn+10НNO3(разб)=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O

Ртуть стоит в ряду напряжений после водорода и поэтому не вытесняет его из кислот. В азотной и концентрированной серной кислотах ртуть растворяется. Если взять избыток ртути, то получается соль Hg22+, а при избытке кислоты -- образуется соль Hg2+:

Hg+2H2SO4=HgSO4+SO2+2H2O

2Hg+2H2SO4=Hg2SO4+SO2+2H2O

Hg+4HNO3(конц)=Hg(NO3)2+2NO2 +4H2O

6Hg+8HNO3=3Hg2(NO3)2+2NO+4Н2О

Цинк, в отличие от ртути, взаимодействует с растворами щелочей, с образованием комплексов:

Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn(OH)4]+H2О

В этом проявляется его особенность -- амфотерность.

При обработке оксидов элементов подгруппы IIB кислотами образуются соли нитраты, сульфаты, галогениды, фосфаты и карбонаты. Карбонаты, нитраты и сульфаты при термической диссоциации разлагаются с образованием CO2, NO2, SO3 (SO2 + O2) соответственно. Карбонат ртути(I) Hg2CO3 получается при смешении растворов Hg2(NO3)2 и карбоната щелочного металла. Образование Hg2CO3 свидетельствует об отсутствии гидролиза иона Hg(I).

Глава 4. Закономерности в изменении устойчивости комплексных соединений элементов II Б - группы с различными лигандами

Способность цинка и его аналогов к комплексообразованию определяется, во-первых, наличием у атомов и ионов этих металлов свободных валентных орбиталей и, во-вторых, способностью d-электронов предпоследнего уровня этих элементов участвовать в донорно-акцекторных взаимодействиях с лигандами. При этом по мере увеличения размеров орбиталей от цинка к ртути электроно-донорная способность их возрастает, поэтому прочность однотипных комплексов от цинка к ртути увеличивается.

При растворении солей Э(II) в воде или при взаимодействии оксидов ЭО и гидроксидов Э(ОН)2 с кислотами образуются устойчивые аквакомплексы [Zn(H2O)4]2+, [Cd(H2O)6]2+, [Hg(H2O)6]2+. При растворении Zn, ZnO, Zn(OH)2 в растворах щелочей образуются гидроксокомплексы К2[Zn(OH)4].

Могут образовываться комплексы, в которых лигандами являются ионы CN-, J-, Cl- и другие:

Hg(NO3)2 + 2KJ = 2KNO3 + HgJ2v;

HgJ2 + 2KJ = K2[HgJ4];

Zn(NO3)2 + 2KCN = 2KNO3 + Zn(CN)2v;

Zn(CN)2 + 2KCN = K2[Zn(CN)4].

Из катионных комплексов наиболее устойчивы аминокомплексы, легко образующиеся действием аммиака на растворы солей:

ZnSO4 + 4H3N = [Zn(NH3)4]SO4;

CdSO4 + 6H3N = [Cd(NH3)6]SO4.

Комплексные аммиакаты ртути образуются только при большом избытке H3N и в присутствии солей аммония NH4Cl:

Hg(NO3)2 + 4NH3 = [Hg(NH3)4](NO3)2.

Для соединений ртути при их взаимодействии с аммиаком типичнее не продукты присоединения NH3, а продукты замещения водорода в аммиаке на ртуть:

HgCl2 + 2H3N = NH2HgClv + NH4Cl (NH2HgCl - амидохлорид ртути).

Глава 5. Медико-биологическое значение соединений цинка

В организме человека содержится 1,8 г (2,4*10-3%) цинка, 7•10-5% кадмия, 2•10-5% ртути, 10-4% меди, 10-6% серебра, 10-5% золота. По своей роли уникальны цинк и медь: здоровье зависит от строгого соблюдения их баланса - опасны недостаток и избыток этих элементов. Цинк играет в организме человека не менее важную роль, чем железо.

Карбоангидраза фермент, являющийся цинкопротеидом. Цинк находится в нем в 0,33-0,34%. Карбоангидраза содержится в эритроцитах крови всех животных и человека. В 1л крови млекопитающих примерно 1 г карбоангидразы. Наличие этого фермента дает организму возможность освобождаться от избытка СО2.

Цинк оказывает влияние на активность половых и гонадотропных гормонов гипофиза. Цинковые соли усиливают лютеинизирующую и ослабляют фолликулостимулирующую активность гипофизарных препаратов. Цинк усиливает также и тиреотропное действие гипофизарных экстрактов.

Цинк входит в состав кристаллического инсулина, который в настоящее время применяется больше, чем аморфный инсулин, так как оказывает менее резкий гипогликемический эффект. Цинк увеличивает активность ферментов: фосфатаз кишечной и костной, катализирующих гидролиз.

Тесная связь цинка с гормонами и ферментами объясняет его влияние на углеводный, жировой и белковый обмен веществ, на окислительно-восстановительные процессы, на синтетическую способность печени. По новым исследованиям цинк обладает липотропным эффектом, т.е. способствует повышению интенсивности распада жиров, что проявляется уменьшением содержания жира в печени. Кроме того, отмечено, что ткань злокачественных новообразований захватывает больше цинка, чем нормальная ткань.

Всасывание цинка происходит в верхнем отделе тонкого кишечника. Процессу мешают карбонаты, с которыми цинк образует трудно-растворимые соли. Даже при питании продуктами, богатыми цинком, не удается повысить содержание цинка в крови.

Поступающий в кровь цинк задерживается в основной массе печенью. Отложение цинка в печени доходит до 500-600мг/1 кг веса. Затем цинк отлагается преимущественно в мышцах и костной системе. Выделение из организма происходит в основном через кишечник. Суточная потребность человека в цинке составляет 12-16 мг для взрослых и 4-6 мг для детей. Наибольшая потребность в цинке имеет место в периоды бурного роста и полового созревания.

Цинк находится во всех растениях. Наиболее богаты цинком дрожжи, пшеничные, рисовые и ржаные отруби, зерна злаков и бобовых, какао. Наибольшее количество цинка содержат грибы, в них содержится 130-202,3 мг на 1 кг сухого вещества. В луке 100,0 мг, в картофеле 11,3 мг. Молоко бедно цинком: женское содержит 1,3-1,4 мг в 1 л, козье и коровье от 2,3 до 3,9 мг в 1 л.

При дефиците цинка наблюдается задержка роста, перевозбуждение нервной системы и быстрое утомление. Поражение кожи напоминает пеллагрозный дерматит. Гистологическое исследование показывает гиперкератинизацию, утолщение эпидермиса, отек кожи, слизистых оболочек рта и пищевода. Недостаточность цинка приводит к бесплодию. В основе цинковой недостаточности лежат изменения углеводного и азотистого обмена, нарушение химизма тканей. Недостаток цинка отражается на продолжительности жизни. Экспериментально доказано, что крысы, получавшие достаточное количество витаминов, но находившиеся на бесцинковой диете, погибали.

Глава 6. Применение соединений цинка и ртути в качестве лекарственных средств

Применение соединений ртути

Ртуть и её соединения применяются в технике, химической промышленности, медицине. Желтый оксид ртути (II) входит в состав глазной мази и мазей для лечения кожных заболеваний. Красный оксид ртути (II) применяется для получения красок. Хлорид ртути (I), который называется каломель, используется в пиротехнике, а также в качестве фунгицида. Сулема применялась в медицине как дезинфицирующее средство, в технике она используется для обработки дерева, получения некоторых видов чернил, травления и чернения стали. В сельском хозяйстве сулема применяется как фунгицид. Амидохлорид ртути (белый преципитат ртути) входит в состав некоторых мазей. В ветеринарии амидохлорид ртути применяется как средство против паразитарных заболеваний кожи. Нитрат ртути (II) применяется для отделки меха и получения других соединений этого металла. Многие органические соединения ртути используются в качестве пестицидов и средств для обработки семян. Отдельные органические соединения ртути применяются как диуретические средства.

Применение соединений цинка

Соединения цинка в медицине используют в качестве лекарственных средств. Недостаток или избыток в организме цинка вызывает нарушение синтеза и свойств соответствующих металлопротеидов, а также других, необходимых организму металлорганических соединений. Многие соединения цинка применяют в качестве инсектицидов, фунгицидов, консервантов для древесины, присадок к смазочным маслам, составных частей ряда красителей, люминофоров и др.

Первая помощь и неотложная терапия при острых отравлениях растворимыми солями цинка, особенно при их пероральном поступлении, состоит в промывании желудка через зонд 3% раствором гидрокарбоната натрия или 2% раствором танина, назначении унитиола, внутривенном введении глюкозы с аскорбиновой кислотой, хлористого кальция, питье щелочных минеральных вод, теплого молока, слизистых отваров, назначении солевых слабительных. При ингаляционных отравлениях цинком и его соединениями применяют преднизолон или другие глюкокортикоиды.

Дальнейшее лечение, так же как и лечение хронических отравлений цинком и его соединениями, симптоматическое.

Профилактика отравлений цинком и его соединениями заключается в механизации и герметизации процессов, связанных с плавлением цветных металлов и другими работами, создании рациональной местной и общей вентиляции, применении индивидуальных средств защиты - респираторов, промышленных противогазов. защитных мазей или жирных кремов и др., мытье рук щелочными растворами.

В качестве препаратов цинка, используемых в современной мед. практике, применяют цинка сульфат и цинка окись.

Цинка сульфат относится к хорошо диссоциирующим солям цинка, а цинка окись является практически нерастворимым в воде и почти не диссоциирующим его соединением. Цинка сульфат при местном применении проявляет антисептические свойства и в зависимости от концентрации оказывает вяжущее (0,1-0,5% растворы), раздражающее или прижигающее (более высокие концентрации) действие, что обусловлено специфическим биологическим действием ионов цинка, образующихся в процессе диссоциации цинка сульфата.

Противомикробный (антисептический) эффект препаратов цинка сульфата связывают с тем, что ионы цинка подобно ионам других тяжёлых металлов взаимодействуют с сульфгидрильными группамиферментов микробной клетки и вызывают их инактивацию, способствуя тем самым гибели микроорганизмов. Вяжущий и прижигающий эффекты цинка сульфата обусловлены способностью ионов цинка образовывать с белками тканей альбуминаты, что приводит к образованию на повреждённой поверхности кожи или слизистой оболочки защитной пленки или (в случае прижигающего эффекта) к некрозу тканей.

При приёме внутрь сульфат цинка рефлекторно вызывает рвоту за счет раздражающего действия на слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта; вследствие всасывания ионов цинка может развиться интоксикация этими ионами. Всосавшиеся в кровь ионы цинка депонируются в основном в эритроцитах, а также в печени, поджелудочной железе и некоторых других органах. Выделение ионов цинка из организма (до 30% принятой дозы) происходит медленно, в основном с мочой и калом. Цинка сульфат используется главным образом наружно как антисептическое и вяжущее средство. Как прижигающее и рвотное средство этот препарат в современной практике почти не применяется.

Цинка окись в отличие от цинка сульфата обладает в основном адсорбирующими свойствами и оказывает относительно слабое антисептическое и вяжущее действие. Последнее обусловлено весьма низкой степенью диссоциации окиси цинка по сравнению с цинка сульфатом. По той же причине после приёма внутрь цинка окиси не наблюдается рвотного эффекта и признаков резорбтивного действия ионов цинка. Цинка окись применяют наружно как адсорбирующее, вяжущее и антисептическое средство.

Цинка сульфат (Zinci sulfas; Zincum sulfuricum); ZnS04-7H20 - бесцветные прозрачные кристаллы или мелкокристаллический порошок без запаха. На воздухе выветривается. Водные растворы имеют кислую реакцию. Очень легко растворим в воде, практически нерастворим в спирте, медленно растворим в 10 ч. глицерина; мол. вес (масса) 287,54. Применяют как антисептическое и вяжущее средство при конъюнктивитах (0,1; 0,25 и 0,5% растворы), хроническом ларингите (0,25 и 0,5% растворы), а также для спринцеваний при уретритах и кольпитах (0,1 и 0.5% растворы). Как рвотное средство его назначают внутрь по 0,1-0,3 г на приём. Высшая разовая доза для взрослых внутрь 1 г (однократно).

Цинка окись (Zinci oxydum; Zincum oxydatum) ZnO - белый или белый с желтоватым оттенком аморфный порошок без запаха. Практически нерастворим в воде и спирте, растворим в растворах щелочей, разведённых минеральных кислотах, а также в уксусной кислоте; мол. вес (масса) 81,37. Применяют наружно в виде присыпок, мазей и паст в качестве подсушивающего, вяжущего и антисептического средства при различных кожных заболеваниях. Окись цинка входит также в состав ряда готовых лекарственных форм.

Глава 7. Кадмий как токсикант окружающей среды

Тяжелый металл кадмий вообще представляет собой один из самых опасных токсикантов (токсичнее свинца). В природной среде кадмий встречается лишь в очень малых количествах, поэтому его отравляющее действие выявлено лишь недавно. Он содержится в мазуте и дизельном топливе, в сплавах (в качестве присадки), в гальванических покрытиях, в кадмиевых пигментах (используемых в производстве лаков, эмалей, керамики), в пластмассах (как стабилизатор), электрических батарейках и т.д.

В результате сжигания отходов пластмасс и промышленных производств кадмий попадает в воздух. В Балтийское море (по данным Хаянена, 1993) ежегодно поступает около 200 тонн кадмия. А во всем мире в окружающую среду ежегодно выбрасывается около 5000 тонн этого металла.

Кадмий опасен в любой форме. Доза в 30 - 40 мг смертельна. Даже питье лимонада из сосудов, содержащих кадмий в эмали, чревато опасностью. Выводится из организма очень плохо, лишь 0,1% в сутки. Ранними симптомами отравления кадмием являются поражение почек и нервной системы, белок в моче, нарушение функции половых органов (воздействие на семенники), острые костные боли в спине и ногах. Кроме того, кадмий вызывает нарушение функции легких и обладает канцерогенным действием, накапливается в почках (содержание 0,2 мг Cd на 1 г массы почек вызывает тяжелое отравление).

Причиной попадания кадмия в пищевые цепи являются промышленные газообразные выбросы. Человек получает кадмий в основном с растительной пищей, так как он легко усваивается растениями из почвы (до 70%). Очень большую опасность в этом отношении представляют грибы. Луговые шампиньоны могут накапливать до 170 миллиграмм на килограмм грибов. Федеральные власти Германии рекомендуют меньше употреблять в пищу дикорастущие грибы, а также свиные и говяжьи почки.

Недостаток железа в организме усиливает аккумуляцию кадмия. Поэтому женщины больше подвержены отравлению кадмием, так как во время менструальных циклов теряют вместе с кровью много железа, Особенно опасно это беременным женщинам, потому что много железа забирает печень ребенка. В этих случаях необходима профилактика восстановления содержания железа и защита от аккумуляции кадмия.

Недопустимо использовать ил донных отложений при очистке русла рек в качестве удобрений, так как сахарная свекла, картофель, сельдерей концентрируют кадмий.

Источники загрязнения кадмием:

- сжигание каменного угля (1 тонна угля содержит 2 г кадмия);

- фосфатные удобрения;

- отходы производства пластмасс;

- почки животных. Содержание кадмия в почках животных накапливается с возрастом. С повышением дозы удобрений повышается содержание кадмия в почве, а затем и в растениях, которыми питаются животные.

Заключение

Побочную подгруппу элементов второй группы периодической системы составляют: цинк (Zn), кадмий (Cd), ртуть(Hg). Электронные конфигурации имеют вид: nD10nS2. Они в соединениях проявляют степени окисления +2, для ртути характерна степень окисления +1. Сверху вниз в подгруппе ослабевают основные и восстановительные свойства, т.е. возрастает неметалличность элементов.

Ртуть. Один из самых опасных и высокотоксичных элементов, обладающий способностью накапливаться в организме растений, животных и человека. Токсичность ртути зависит от вида ее соединений, которые по-разному всасываются, метаболизируются и выводятся из организма.

Цинк. Цинк присутствует во многих пищевых продуктах и напитках, особенно в продуктах растительного происхождения. Суточная потребность в цинке взрослого человека составляет 15 мг. Цинк и его соединения малотоксичны. Однако избыток цинка вызывает токсическое действие на организм. Токсические дозы солей цинка действуют на желудочно-кишечный тракт.

Кадмий. Кадмий представляет собой один из самых опасных токсикантов из внешней среды. Кадмий опасен в любой форме - принятая внутрь доза в 30 - 40 мг уже может оказаться смертельной. Больше всего кадмия мы получаем с растительной пищей.

Роль этой группы элементов в жизни человека очень велика. От применения в быту до участия некоторых из них множествах биохимических реакциях организма животных и в частности человека.

Поэтому изучение их очень важно как для специалиста химико-биологического факультета так и для людей других специальностей.

Список использованной литературы

1. Книга для чтения по неорганической химии. Кн. для учащихся. В 2 ч. Ч. 1 / сост. В. А. Крицман -- 3-е изд. -- М.: Просвещение, 1993. -- 192 с., 8 л ил.: ил. -- ISBN 5-09-002972-5

2. Н.Л. Глинка. Общая химия. Л.: Химия, 1979

3. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: учебник для вузов / Ю.А. Ершов, В.А. Попков, А.С. Берлянд; Под.ред. Ю.А. Ершова. - 10-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во Юрайт, 2014. - 560 с. - Серия: Бакалавр. Базовый курс

Интернет-ресуры:

1.http://zadocs.ru/fizika/51698/index.html?page=4

2.http://medznate.ru/docs/index-67923.html?page=6

Размещено на Allbest.ru