Слайд 1Презентация на тему:
Химия и человек.
Токсичность химических элементов
Слайд 2Введение
Во все времена химия служит человеку в его практической деятельности. Еще
в древности возникли ремесла, в основе которых лежали химические процессы: получение металла, стекла, керамики, красителей. Большую роль играет химия в современной промышленности. Среди важнейших продуктов химии следует назвать кислоты, щелочи , слои, минеральные удобрения, растворители, масла, пластмассы, каучуки и резины, синтетические волокна и многое другое. В настоящее время химическая промышленность выпускает несколько десятков тысяч наименований продукции.
Для энергетических целей используются многие продукты переработки нефти(бензин, керосин, мазут), каменный и бурый уголь и торф. В связи с уменьшением природных запасов нефти вырабатывается синтетическое топливо путем химической переработки различного природного сырья и отходов производства.
Всё это в какой-то мере вызывает проблемы экологии,
а значит вредит нашему здоровью.
Слайд 3Соединения, представляющие опасность для нашего организма
Некоторые элементы, при неправильном их использовании
могут представлять опасность для человеческого организма.
Отравления соединениями тяжелых металлов известны с древних времен. Упоминание об отравлениях «живым серебром» (сулема) встречается в IV веке. В середине века сулема и мышьяк были наиболее распространенными неорганическими ядами, которые использовались с криминальной целью в политической борьбе и в быту. Отравления соединениями тяжелых металлов часто встречались в нашей стране: в 1924-1925 гг. Отравления соединениями меди преобладают в районах садоводства и виноделия, где для борьбы с вредителями используется медный купорос. В последние годы наиболее распространены отравления ртутью, входящей в состав серой ртутной мази, применяемой для лечения педикулеза. Нередки случаи массовых отравлений, например, гранозаном после употребления семян подсолнечника, обработанного этим средством.
Слайд 4Токсичность металлов
Летальность при отравлениях соединениями тяжелых металлов и мышьяка, ранее достигавшая
64-84%, при современных методах лечения равна 15-19%.
Корреляция ряда физических, химических, физико-химических свойств с токсичностью металлов.
Уже давно, еще в прошлом веке, делались попытки связать токсическое действие металлов с отдельными их свойствами. Так, Ричет(1882) сопоставил токсичность солей металлов в опытах на изолированном сердце лягушки и на рыбах.
Выяснилось, однако, что строгого соответствия между атомным весом и действующей концентрацией нет. Кроме того, токсичность одних и тех же металлов была неодинаковой в зависимости от объекта действия. Автор пришел к заключению, что токсичность металлов не строго соответствует их атомному весу даже для металлов одного семейства. Например, палладий токсичнее платины (при сопоставлении действия их солей), цезий менее токсичен, чем рубидий, и т.д.
Слайд 5
Но все же имеется тенденция к увеличению токсичности с увеличением атомного
веса, хотя есть и явные исключения, например бериллий, медь. Последняя для многих клеток много токсичнее, чем такие металлы, как барий, стронций и др., несмотря на меньший атомный вес. Различна и сила действия железа в двух- и трехатомном состоянии, несмотря на одинаковый в обоих случаях атомный вес элемента, что также говорит против преимущественного значения атомного веса для токсичности металлов.
М.П.Николаев (1948) заметил, что токсичность металлов с большим атомным весом, таких, как свинец, ртуть, золото, серебро и др., велика, а наличие их в животном организме либо оспаривается, либо очень невысоко.
Слайд 6Сравнительную токсичность металлов
Используя накопленные экспериментальные данные о токсичности металлов, некоторые исследователи
сделали попытку установить сравнительную токсичность металлов для теплокровных животных, а также связь между ядовитостью и теми или иными физическими и физико-химическими свойствами металлов и их соединений. Так, Левис(1958) по степени токсичности для белых мышей разделил металлы на три группы, взяв в качестве критерия дозы, которые вызывают гибель половины животных, взятых в опыт (DL50) при внутрибрюшинном или подкожном введении хлористых солей:
1) Hg, In, Tl, Au, As, Cd, V, Ba.
2) Mn, Co, Cu, Fe, Mo, W, Cs, Sr, U.
3) Ca, Li, K, Sm, Ce, Na, Mg.
Слайд 7
Наиболее ядовитыми оказались катионы ртути, индия, кадмия, меди, серебра, таллия, платины
и урана, т.е. те же металлы, что и для организмов, обитающих в водной среде, или для плесеней.
Сопоставляя порядок токсичности металлов с их положением в периодической системе элементов, французские учёные (1963) сделали заключение о периодических изменениях токсичности металлов, связанных с положением последних в этой системе:
Токсичность комплексных соединений металлов.
Не обнаружено сколько-нибудь значительной корреляции (взаимосвязи, взаимозависимости) между токсичностью солей металлов и их растворимостью. Однако установлено, что способность к комплексообразованию в известной степени характеризует поведение катионов в биологических средах.
Слайд 8
Была отмечена также зависимость токсичности хлористых солей от стабильности комплексов
металлов. Токсичность солей в его опытах нарастала в порядке: Mo а стабильность комплексов этих металлов: Mo < Fe < Co < Zn < Ni < Cu.
Так, например, порядок стабильности комплексов металлов таков: Fe > Ga > Cu > Ni > Pb > Y > Cd > Co > Mn > Ca, а порядок стабильности их комплексов с аминокислотами следующий: Hg > Cu > Ni > Pb > Zn > Co > Cd > Mn > Ca. Прочность комплексов металлов всегда больше, чем стабильность комплексов тех же металлов с такими комплексонами организма, как белки, аминокислоты, карбоновые кислоты, гидроксилы (Клемент, 1962).
Слайд 9
Для осуществления токсического действия имеют большое значение растворимость, определенная избирательность накопления
и действия, степень «сродства» металла к той или иной функциональной группе клеток, к имеющимся в последних химических группировках и т.д.
Однако при достаточной дозе введенного металла большое количество катионов поступает в циркуляцию, распределяется по всему организму, вступает в контакт со всеми тканями, нарушая их нормальную функцию, чем обуславливается токсический и летальный эффект. При этом важное значение может иметь как быстрота, так и прочность образующихся в биологических средах комплексов металлов.
Слайд 10
Особенности отравления отдельными металлами выявляются преимущественно при длительном контакте с ними.
Одни и те же элементы – металлы и неметаллы, последние особенно часто, встречаются в соединениях и в виде катионов, и в виде анионов. В свое время Н.В.Лазарев (1938) указывал на возможность неодинаковой токсичности катионов и анионов одних и тех же элементов, приводя пример разной токсичности бихроматов и хроматов и солей хрома.
Делались попытки сопоставить токсичность одних и тех же элементов в зависимости от того, играют ли они роль катионов или анионов, в равных условиях, и учитывая дозы элемента. Полученные данные оказались неравнозначными. Только для хрома и мышьяка их токсичность в виде аниона убедительно выше, чем при введении в организм в виде катиона.
Слайд 11
Данные говорят о том, что сила действия ряда неметаллов – анионов
зависит от степени окисления элемента в соединении. Как показано в экспериментах, токсичность снижается с повышением степени окисления, исключение составляет бор.
Таким образом, сила действия металла может быть связана как со степенью диссоциации, так и со способностью его соединений к гидролизу, так как от результата этих процессов будет зависеть число свободных ионов или стойких соединений металла.
Имеются данные, указывающие, что степень окисления основного элемента в аниона может влиять на токсичность солей.
Слайд 12Токсическое действие металлов в виде окислов.
Большая часть промышленных ядов – металлов
встречается в природе и производственных условиях в виде окислов. В основном из окислов состоит огромное количество руд, таких, как железные, марганцовые, ванадиевые, кобальтовые, титановые, алюминиевые и целый ряд других. Окислы образуются при процессах электросварки, что связано как с высокой температурой нагрева свариваемого материала, так и с составом сварочных электродов и флюсов. Окислы металлов образуются, выделяются в воздушную среду и вдыхаются чаще всего в виде аэрозолей, характер и степень дисперсности которых весьма различна.
Слайд 13
Такие физические свойства, как точка плавления и точка кипения, более важны
как факторы, определяющие интенсивность испарения и возможность достижения известных концентраций. Такое же физико-химическое свойство окислов, как растворимость, имеет непосредственное значение для токсичности. Растворимость окислов металлов, проникающих в организм через дыхательные пути, влияет на быстроту действия, так как растворение и резорбция могут происходить уже при соприкосновении со слизистыми верхних дыхательных путей. Растворимостью же может определяться локализация местного действия, как и быстрота и степень резорбции из легочного депо, из желудка и т.п.
Слайд 14Ядовитость окислов
Химические окислы металлов состоят из положительно заряженных ионов металлов и
отрицательных ионов кислорода. При контакте с водой окислы переходят в гидроокислы, которые постепенно диссоциируют, освобождая ион металла. Например для окислов двухвалентных металлов:
ЭО + H2O Э/ОН2 Э/ОН+ + ОН-
Э++ + ОН—
Таким образом, быстрота и степень диссоциации окислов также могут отражаться на ядовитости. Токсичность окислов находится в удовлетворительной зависимости также от стабильности гидратных комплексов. Ядовитость окислов солей металлов изменяется в одном направлении. Токсичности тех и других линейно связаны.
Слайд 15При работе над данной презентацией, я ставила перед собой цель –
рассказать о используемых химических соединениях, которые оказывают наиболее пагубное воздействие на организм человека, то есть токсичных соединениях, окислах и других вредных веществах. Данной цели достигла.