Металлы жизни
ммиака). В этой и предыдущей реакции образующийся MgCl2
можно определить с помощью реакции
MgCl2+2AgNO3=2AgCl(+Mg(NO3)2.
MgO+MgCl2+H2O=2MgOHCl (образование магнезиального цемента). Через
некоторое время цемент затвердевает.
MgO+H2O=Mg(OH)2 (реакция идет при нагревании). Образующийся Mg(OH)2 в этой
и следующей реакции можно определить по фиолетовому окрашиванию
добавляемого раствора фенолфталеина.
MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2(+Na2SO4 (выпадает желтоватый осадок Mg(OH)2).
MgCl2+Na2CO3=MgCO3(+2NaCl (выпадает белый осадок MgCO3).
MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2+H2
MgCl2+2AgNO3=2AgCl(+Mg(NO3)2
Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O.
MgCl2+NaOH=Mg(OH)2+2NaCl
Кальций – один из пяти (O, C, H, N, Ca) наиболее распространенных
элементов в организме человека. Содержание его в организме составляет около
1700г на 70кг массы. Ионы Ca2+ участвуют в структурообразовании (Ca
составляет основу костной ткани), сокращении мышц, функционировании нервной
системы. От содержания ионов Ca2+ зависит проницаемость клеточных мембран.
Кальций нужен для роста костей и зубов, образования молока у кормящих
женщин, регулирования нормального ритма сокращений сердца, а также
осуществления процесса свёртывания крови. Свёртывание крови можно ускорить,
вводя в организм избыточное количество солей кальция, например при
кровотечении. Ежедневная доза кальция, необходимая организму, составляет
примерно 1г. При понижении содержания Ca в крови он начинает вымываться
кровью из костной ткани, что в свою очередь приводит к размягчению и
искривлению костного скелета. Недостаток Ca в плазме крови может вызвать
судороги мышц и даже конвульсии (сильные судороги всех мышц). Образование
камней в желчных и мочевыводящих путях, склеротические изменения
кровеносных сосудов также связаны с отложением в организме солей Ca в
результате нарушения нормальной жизнедеятельности организма.
Из соединений Ca и Mg имеют большое значение следующие:
Гидроксид Ca (гашёная известь) Ca(OH)2 используется в санитарной
практике для дезинфекций. Кроме того, в форме известковой воды (насыщенный
водный раствор Ca(OH)2) применяется наружно и внутрь в качестве
противовоспалительного, вяжущего и дезинфицирующего средства.
Сульфат магния (горькая соль) MgSO4(7H2O применяется внутрь как
слабительное. Сульфат Mg применяют также при лечении столбняка, хори и
других судорожных состояний. При гипертонии его вводят в вену, а как
желчегонное – в двенадцатиперстную кишку.
Хлорид кальция CaCl2 применяют как успокаивающее средство при лечении
неврозов, при бронхиальной астме, туберкулёзе.
Жжёный гипс 2CaSO4(H2O получается путём прокаливания природного гипса
CaSO4(2H2O при 150-180 0С. При замешивании с водой он быстро твердеет,
превращается опять в кристаллический гипс CaSO4(2H2O. На этом свойстве
основано применение его в медицине для гипсовых повязок при переломах
костей.
Карбонат кальция CaCO3 практически нерастворим в воде. Применяется
внутрь не только как кальциевый препарат, но и средство, адсорбирующее и
нейтрализующее кислоты. Особо чистый препарат идёт также для изготовления
зубного порошка.
D-ЭЛЕМЕНТЫ.
Ионы d-элементов (Zn,Mn,Fe,Cu,Co,Mo,Ni) имеют незаполненные d-
электронные слои. Это обуславливает различные степени окисления d-
элементов, их способность участвовать в различных окислительно-
восстановительных превращениях, возможность образовывать комплексные
соединения.
По сравнению с рассмотренными выше s-элементами, d-элементы
содержатся в организме в значительно меньших количествах. Однако их роль в
течении физиологических и патологических процессов в организме человека
огромна.
ЦИНК.
Цинк входит в состав большого числа ферментов и гормона инсулина. В
последние годы Zn особенно “повезло” в смысле обнаружения его новых
физиологических функций. Доказано, что он необходим для поддержания
нормальной концентрации витамина А в плазме. Дефицит Zn вызывает замедление
роста животных, нарушение кожного и волосяного покрова. Высказано
предположение, что постоянный недостаток цинка в рационе приводит к
появлению низкорослых людей.
Согласно последним данным, Zn оказывает значительное влияние на синтез
нуклеиновых кислот и активно участвует в хранении и передаче генетической
информации, играя роль своеобразного биологического переключателя.
Соединения цинка – весьма важные лечебные препараты. Препараты Zn
применяются в медицине как вяжущие и дезинфицирующие средства.
Сульфат цинка ZnSO4(7H2O входит в состав глазных капель как средство
при конъюктивитах.
Хлорид цинка ZnCl2 применяется в пастах как прижигающее средство, в
растворах – при язвах, как вяжущее и антисептическое средство.
МАРГАНЕЦ.
Марганец принадлежит к весьма распространённым элементам, составляя
0,03% от общего числа атомов земной коры. Среди тяжёлых металлов (атомный
вес больше 40), к которым относятся все элементы переходных рядов, марганец
занимает по распространенности в земной коре третье место вслед за железом
и титаном. Небольшие количества марганца содержат многие горные породы.
Вместе с тем, встречаются и скопления его кислородных соединений, главным
образом в виде минерала пиролюзита - MnO2. Большое значение имеют также
минералы гаусманит - Mn3O4 и браунит - Mn2O3.
Получение.
Чистый марганец может быть получен электролизом растворов его солей.
Однако, поскольку 90% всей добычи марганца потребляется при изготовлении
различных сплавов на основе железа, из руд обычно выплавляют прямо его
высокопроцентный сплав с железом - ферромарганец (60-90% - Mn и 40-10% -
Fe). Выплавку ферромарганца из смеси марганцовых и железных руд ведут в
электрических печах, причём марганец восстанавливается углеродом по
реакции:
MnO2 + 2C + 301 кДж = 2СО + Mn
Небольшое количество металлического марганца в лаборатории легко
приготовить алюмотермическим методом:
3Mn3O4 + 8Al = 9Mn + 4Al2O3; (H0 = -2519 кДж
Марганец - простое вещество и его свойства.
Марганец - серебристо-белый твёрдый хрупкий металл. Известны четыре
кристаллические модификации марганца, каждая из которых термодинамически
устойчива в определённом интервале температур. Ниже 7070 С устойчив (-
марганец, имеющий сложную структуру - в его элементарную ячейку входят 58
атомов. Сложность структуры марганца при температурах ниже 7070 С
обусловливает его хрупкость.
Некоторые физические константы марганца приведены ниже:
Плотность, г/см3 7,44
Т. Пл., 0С 1245
Т.кип., 0С ~2080
S0298, Дж/град(моль 32,0
(Hвозг. 298, кДж/моль. 280
E0298 Mn2+ + 2e = Mn, В -1,78
В ряду напряжений марганец располагается до водорода. Он довольно
активно взаимодействует с разбавленной HCl и H2SO4.В соответствии с
устойчивыми степенями окисления взаимодействие марганца с разбавленными
кислотами приводит к образованию катионного аквокомплекса [Mn(OH2)6]2+:
Mn + 2OH3- + 4H2O = [Mn(OH2)6]2+ + H2
Вследствие довольно высокой активности, марганец легко окисляется, в
особенности в порошкообразном состоянии, при нагревании кислородом, серой,
галогенами. Компактный металл на воздухе устойчив, так как покрывается
оксидной плёнкой (Mn2O3), которая, в свою очередь, препятствует дальнейшему
окислению металла. Ещё более устойчивая плёнка образуется при действии на
марганец холодной азотной кислоты.
Для Mn2+ менее характерно комплексообразование, чем для других d-
элемен-тов. Это связано с электронной конфигурацией d5 иона Mn2+. В
высокоспиновом комплексе электроны заполняют по одному все d-орбитали. В
результате, на орбиталях содержатся d-электроны как с высокой, так и с
низкой энергией; суммарный выигрыш энергии, обусловленный действием поля
лигандов, равен нулю.
Соединения Mn (II)
Большинство солей Mn(II) хорошо растворимы в воде. Мало растворимы
MnO, MnS, MnF2, Mn(OH)2, MnCO3 и Mn3(PO4)2. При растворении в воде соли
Mn(II) диссоциируют, образуя аквокомплексы [Mn(OH2)6]2+, придающие
растворам розовую окраску. Такого же цвета кристаллогидраты Mn(II),
например Mn(NO3)2 ( 6H2O, Mn(ClO4)2 ( 6H2O.
По химическим свойствам бинарные соединения Mn(II) амфотерны
(преобладают признаки основных соединений). В реакциях без изменения
степени окисления для них наиболее характерен переход в катионные
комплексы. Так, оксид MnO, как и гидроксид Mn(OH)2, легко взаимодействуют с
кислотами:
MnO + 2OH3+ + 3H2O = [Mn(OH2)6]2+
Со щелочами они реагируют только при достаточно сильном и длительном
нагревании:
Mn(OH)2 + 4OH- = [Mn(OH)6]4-
Из гидроксоманганатов (II) выделены в свободном состоянии
K4[Mn(OH)6], Ba2[Mn(OH)6] (красного цвета) и некоторые другие. Все они в
водных растворах полностью разрушаются. По этой же причине ни металлический
марганец, ни его оксид и гидроксид в обычных условиях со щелочами не
взаимодействуют.
Оксид MnO (серо-зелёного цвета, т.пл. 17800 C) имеет переменный
состав (MnO-MnO1,5), обладает полупроводниковыми свойствами. Его обычно
получают, нагревая MnO2 в атмосфере водорода или термически разлагая MnCO3.
Поскольку MnO с водой не взаимодействует, Mn(OH)2 (белого цвета)
получают косвенным путём - действием щелочи на раствор соли Mn (II):
MnSO4 (р) + 2KOH (р) = Mn(OH)2 (т) + K2SO4 (р)
Кислотные признаки соединения Mn (II) проявляют при взаимодействии с
однотипными производными щелочных металлов. Так
| |  скачать работу |
Металлы жизни |
