Материал: полезная метода

ЗРb2+ (р) + 2PO43– (р) = Рb3(РО4)2

Массовая доля свинца в организме человека 10–6 %.

В медицинской практике нашли применение как наружные вяжущие антисептические средства: свинец ацетат Рb(СН3СОО)2 3Н2О (примочки) и свинец (II) оксид РbО (входит в состав пластыря свинцового простого).

Биологическая активность свинца определяется его способностью проникать в организм и накапливаться в нем.

Свинец и его соединения относятся к ядам, действующим преимущественно на нервно-сосудистую систему и непосредственно на кровь. Химизм токсического действия свинца весьма сложен. Ионы Рb2+ являются сильными комплексообразователями по сравнению с катионами остальных р-элементов IVA-rpyппы. Они образуют прочные комплексы с биолигандами.

Ионы Рb2+ способны взаимодействовать и блокировать сульфгидрильные группы SH белков, в молекулах ферментов, участвующих в синтезе порфиринов, регулирующих синтез гема и других биомолекул:

Часто ионы Pb2+ вытесняют естественные ионы М2+, ингибируя металлоферменты ЕМ2+:

Вступая в реакции с цитоплазмой микробных клеток и тканей, ионы свинца образуют гелеобразные альбуминаты. В небольших дозах соли свинца оказывают вяжущее действие, вызывая гелефикацию белков. Образование гелей затрудняет проникновение микробов внутрь клеток и снижает воспалительную реакцию. На этом основано действие свинцовых примочек

По мере увеличения концентрации ионов Pb2+ образование альбуминатов приобретает необратимый характер, накапливаются альбуминаты белков R—COOH поверхностных тканей:

Pb2+ + 2R—СООН = Pb(R—COO) 2 + 2Н+

Поэтому препараты свинца (II) оказывают преимущественно вяжущее действие на ткани. Их назначают исключительно для наружного применения, поскольку, всасываясь в желудочно-кишечном тракте или дыхательных путях, они проявляют высокую токсичность.

Олово. По содержанию в организме человека (10–4 %) олово относится к микроэлементам. Сведения о биологической роли противоречивы.

Олово попадает в организм человека с кислыми продуктами, консервированными в жестяных банках, покрытых слоем олова. В кислой среде олово растворяется и в форме соли поступает в. кровь, проявляя токсическое действие:

Однако в опытах на крысах установлено, что олово в малых количествах стимулирующее действует на рост крыс. Это дает основание предполагать его необходимость и для человека. Безусловно, выяснение

261

биологической роли этого микроэлемента требует дополнительного изучения.

Вмедицинской практике находят применение различные материалы,

вчастности пломбировочные, содержащие олово. Так, олово входит в состав серебряной амальгамы (28 %) для изготовления пломб.

Применение олова фторида как средства против кариеса зубов основано на превращении гидроксилапатита в Sn2PO4(OH) (образуется при низкой концентрации SnF2) или в Sn3(PO4)F3 (образуется при высокой концентрации SnF2):

Неорганические соединения олова (II) не очень ядовиты в

противоположность органическим соединениям олова.

Германий. По содержанию в организме человека (10–5 – 10–6 %) германий относится к микроэлементам. Биологическая роль окончательно не выяснена. Соединения германия усиливают процессы кроветворения в костном мозге. Известно также, что соединения германия малотоксичные. Для медицинских нужд наиболее широко германий применяют в Японии. В 1968 г. доктор К. Асаи обнаружил, что одно из соединений германия обладает широким спектром биологического действия, в том числе и противоопухолевой активностью. С этого момента интерес к биологически активным соединениям германия резко возрос. Синтезированы многочисленные органические и комплексные соединения германия, обладающие нейротропной, анальгезирующей, гипотензивной, фунгицидной, бактерицидной, противовирусной, антималярийной, антирадиационной и противоопухолевой активностью. При этом используемые германийорганические соединения являются менее токсичными, чем их кремневые и даже углеродные аналоги.

§6. Лабораторная работа «Свойства элементов IVA группы ПС Д.И.Менделеева и их соединений»

Химические свойства элементов IVА группы и их соединений Опыт 1. Адсорбционные свойства угля.

Впробирку до 1/2 объема налейте светло-розовый раствор фуксина. Добавьте немного активированного угля. Плотно закройте пальцем и энергично встряхивайте в течение 2-3 мин. Дайте раствору отстояться и, если нужно, отфильтруйте. Отметьте изменение окраски раствора.

Опыт 2. Получение нерастворимых силикатов.

В4 пробирки внесите по 4-5 капель растворов: в первую - соли кальция, во вторую - соли кобальта (II), в третью - свинца (II), в четвертую

-соли меди (II). Добавьте в каждую пробирку по 2-3 капли раствора силиката натрия. Отметьте цвет каждого осадка. Напишите уравнения реакций.

262

3.100 г.свинцового сурика было обработано избытком азотной кислоты, а после реакции раствор отфильтрован и упарен досуха. Сухой остаток был растворен, раствор был отфильтрован и разбавлен до 2 л. Определите молярную и нормальную концентрацию раствора.

4.Составьте уравнения гидролиза карбоната калия, карбоната аммония. В каком случае гидролиз идет до конца?

5.К каким заболеваниям может привести отравление СО2? Для чего применяют сжиженный СО2?

6.На чем основано применение NaHCO3 и CaCO3 в качестве антацидных средств?

7.Назовите растворимые соли угольной и кремниевой кислот. Что такое растворимое стекло, жидкое стекло? Составьте уравнения гидролиза силиката натрия, учитывая, что при этом образуется двуметасиликат натрия.

8.Составьте уравнения реакций, которые протекают при получении хлорида свинца (II) из плюмбита калия.

9.Какой тип диссоциации преобладает у гидроксида свинца (II) (кислотный или основной), если известно, что соль нитрата свинца менее гидролизована, чем плюмбита калия?

10.Какая химическая реакция лежит в основе токсического действия иона Pb2+?

11.Закончите уравнения реакций. Составьте электронные и ионноэлектронные схемы:

SnCl2 + KBrO3 + HCl = KBr +...

SnCl2 + HgCl2 = Hg +...

SnCl2 + Bi(NO3)3 + NaOH = Bi +...

PbO2 + MnSO4 + HNO3 = Pb(MnO4)2 + ...

PbO2 + HCl = Cl2 +...

264

ТЕМА 7.ЭЛЕМЕНТЫ VA ГРУППЫ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Д.И.МЕНДЕЛЕЕВА

Вопросы к занятию

1.Общая характеристика элементов V A группы на основе их электронной структуры, их характерные степени окисления.

2.Физические свойства элементов.

3.Химические свойства элементов V A группы: отношение к воде, кислотам, щелочам, неметаллам.

4.Свойства основных соединений: оксидов, гидридов, гидроксидов, солей.

5.Окислительно-восстановительные свойства соединений.

6.Биологическая роль элементов V A группы.

7.Фармакопейные препараты, содержащие азот и мышьяк. Применение этих соединений в фармации.

§1.Общая характеристика элементов V A группы на основе их электронной структуры, их характерные степени окисления.

В VА группу входят азот, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут. Это р- элементы

На внешней оболочке атомов имеется 5 электронов - s2p3 (2 спаренных s- электрона и 3 неспаренных р-электрона). Особенностью азота является отсутствие d-подуровня. Азот за счет трех неспаренных электронов способен образовывать три связи.

Четвертая связь может возникать по донорно-акцепторному механизму за счет неподеленной пары s-электронов. Т.е. азот проявляет валентность равную 3 и 4. В атомах фосфора, мышьяка, сурьмы и висмута имеется d- подуровень и при возбуждении s-электроны могут разъединяться. Поэтому фосфор, мышьяк, сурьма и висмут могут проявлять валентность равную 3 и 5.

Азот проявляет степень окисления -3 (NH3); -2 (N2H4), -1 (NH2OH), 0 (N2), +1 (N2O), +2 (NO), +3 (N2O3), +4 (NO2), +5 (N2O=). Фосфор проявляет степени окисления +3 и +5, реже +1 и -3. Для мышьяка, сурьмы и висмута характерны степени окисления +3 и +5, -3.

Азот имеет высокую электроотрицательность (3,07), фосфор меньше

-2,1, мышьяк 2,2, сурьма 1,8, висмут 1,67. Азот и фосфор – типичные неметаллы, мышьяк проявляет некоторые металлические свойства, сурьма

-значительные металлические свойства, висмут - металл.

Основные свойства гидридов наиболее выражены у аммиака, который при взаимодействии с водой образует гидроксид аммония, а в реакциях с кислотами образует соли. Основные свойства PH3 проявляются

265

только в реакциях образования солей с сильными кислотами. AsH3, SbH3, BiH3 основными свойствами не обладают.

С кислородом элементы образуют оксиды типа R2O3 и R2O5 и соответствующие им кислоты. В пределах группы свойства оксидов и гидроксидов изменяются. Например, N2O3 и P2O3 - кислотные оксиды, As2O3 - амфотерный оксид с преобладанием кислотных свойств, Sb2O3 - амфотерный оксид с преобладанием основных свойств, Bi2O3 - основной оксид.

Таблица 1. Характеристики атомов и физические свойства элементов

266