Презентация, доклад по химии на тему: Металлы, которые всегда с тобой

цвет руды с цветом крови. Сегодня мы знаем: и крови, и руде цвет придаёт железо, хотя оно содержится и не во всей крови, а только в красных тельцах — эритроцитах, где сосредоточено в гемоглобине.

— железосодержащего соединения, и белка — глобина.

Перенос кислорода в организме осуществляет не гемоглобин и даже не гем, а заключённое в нем железо.

время.  
Например: древние греки примерно до X века до н. э. железа не знали.
А папуасы Новой Гвинеи не знали железа во второй половине XIX века.

Даже и в наши дни существуют племена, по уровню развития пребывающие ещё в каменном веке и не ведающие о железе, хотя над ними летают реактивные лайнеры, а кинодокументалисты снимают их самой совершенной аппаратурой.

предков не очень смущало. С неба светило солнце, шёл дождь, по библейским преданиям, даже сыпалась манна. Так почему же с неба не могли падать камни? Так, видимо, и зародились первобытные представления о небесном происхождении металлов. В Древнем Египте железо называли «би-ни-пет», что буквально означало «небесный металл», древнегреческое название железа «сидерос» происходит от слова «звезда», а в древнеармянском языке железо — «ер-кат» значит «капнувший с неба».

связали происхождение металлов сначала с небесными явлениями, а потом и с планетами. Железо, например, отождествляли с планетой Марс, и, как оказалось сегодня — не случайно. Анализ марсианского грунта, по внешнему виду напоминающего ржавчину, показал, что он и в самом деле состоит из окислов железа. Они-то и придают всей планете зловещий красноватый цвет, побудивший древних назвать её именем кровавого бога войны — Марса.

рождения звёздных атомов. Начало всему — атом водорода, из которого, по существу, построена Вселенная.

— недаром ему присвоен первый номер. В условиях чудовищных звёздных давлений и температур атомы водорода, сливаясь, образуют атомы более тяжёлых элементов и, в первую очередь гелия — элемента номер два. Синтез гелия — ядерная реакция, знаменитый «термояд» — и есть та печка, от которой пляшут атомы остальных элементов.

млрд. градусов рождаются атомы железа. Все имеет свой предел, и цепочка ядерных превращений — тоже. С появлением железа она обрывается. На этом термоядерные ресурсы звезды исчерпаны. Преодолеть железный барьер ей не под силу. Звезда начинает сжиматься. Затем она взрывается, рассеивая вокруг своё вещёство. Астрономы говорят в таких случаях: вспыхнула сверхновая звезда. А это значит — родилось железо.

появились весьма обоснованные предположения, что наша Солнечная система образовалась именно в результате взрыва сверхновой звезды. Разлетевшиеся при этом осколки — это астероиды, минипланеты, со множеством из которых часто встречается Земля. Те из них, что сумели пробить броню нашей атмосферы, попадают к нам в виде метеоритов.

элементов. Но при всем при том мы не железные и вообще не металлические. Человеческий кларк железа составляет всего лишь 0,006, тогда как кислорода — 62, углерода — 21, водорода — 10.

Кларк - это числа, выражающие среднее содержание химических элементов в земной коре, гидросфере и др., по отношению к общей массе этой системы. Выражается в % или г/кг.

таблицы Менделеева, следовательно, атомы этих элементов имеют наименьшие размеры и способны к образованию устойчивых и кратных связей. А углерод к тому же образует длинные полипептидные цепи, из которых, как мы знаем, состоят белки. Однако в вареве жизни, помимо этих трёх важнейших компонентов, необходимы и приправы из других элементов: азота, серы, фосфора и некоторых металлов.

О2

С

H2

N2

S

P

из которых, как предполагают, и произошло все живое. Но у природы, варящей свой бульон, и у повара, готовящего это блюдо, задачи совершенно разные. У первой — создать белковые вещёства, у второго — их разрушать. Поэтому кипящее варево для создания белка не годится: при температуре более 50° он уже начинает свёртываться. Удивительно, как нам повезло с нашей планетой. Ведь на ней сложились поистине идеальные условия для существования живых организмов!

к комнатной, и атмосферном давлении. Такие условия называют мягкими.

Но если попробовать заставить соединиться в этих обычных условиях атомы жизни — активнейший кислород с углеродом или с водородом. Ничего не получится. Для того чтобы произошли такие реакции, нужно нагреть смесь этих элементов почти до 600 °С. Но как совместить жизнедеятельность белковых организмов с такой высокой температурой? Существует одно из важнейших явлений, без которого никак не могла бы возникнуть жизнь, не произошёл бы ни один из 100 тыс. процессов нашего организма — катализ. Это понятие означает ускорение химических реакций благодаря присутствию особых веществ — катализаторов, лучшими из которых оказались многие металлы и в особенности железо.

жизненных процессов. Их чудодейственность в полной мере проявляется в комплексе с белками, которые мы называем ферментами. В организме эти биологические катализаторы ускоряют ход реакций в миллионы раз по сравнению с катализаторами обычными.

ещё один, не менее важный. Это азот. Достаточно заметить, что он является неотъемлемой частью белков, входит в состав нуклеиновых кислот, ферментов, гормонов и многих витаминов.

Однако, складывается довольно странная ситуация. Мы, находясь, по существу, в атмосфере азота, слегка разбавленного кислородом, можем усваивать его только в связанном виде. Соединить же этот элемент с другими непросто из-за его инертности.

пьют воду. Углерод и азот в их организм могут попасть только с пищей. Растения к тому же легко усваивают ещё и углерод из углекислого газа атмосферы. Азот им достаётся не легче, чем животным: только из почвы, только в виде соединений, и в полной мере только тогда, когда его достаточно. Однако во все времена почти на всем земном шаре почвенный азот дефицитен. Это обстоятельство и побудило земледельца для повышения урожая применять лучшее из азотных удобрений — навоз. А сегодня и навоз, как известно, в дефиците.

один — синтез аммиака. Сегодня аммиак является исключительной важности сырьем для производства азотсодержащих веществ, применяемых в сельском хозяйстве, химии, медицине, военном деле. И что не менее важно, он является одним из продуктов белкового обмена в организме.

Хотя такой процесс в промышленности считается сегодня самым экономичным, но и он может происходить только при температуре в сотни градусов, давлении в сотни атмосфер и в обязательном присутствии катализаторов. И здесь лучшим катализатором оказалось железо.

гемоцианин, содержащий вместо железа медь. При переносе кислорода кровь, а вернее — гемолимфа этих животных голубого цвета.

что природная игра цветами вообще, а цветом крови в частности, не случайна. В её основе лежат опять же свойства атомов в соответствии с Великим Периодическим Законом, о которых мы уже говорили.

воздух не всегда был таким, каким мы вдыхаем его сейчас. Сегодня он состоит из 21 % кислорода, 78 % азота, остальное - инертные газы и углекислый газ. Но воздух сегодня составляет вторичную атмосферу, сформировавшуюся тогда, когда появилась жизнь. Ранее, считают учёные, состав атмосферы был иной: в ней преобладали аммиак, водород, вода, углекислый газ и метан. Чистый кислород практически отсутствовал. Иными словами, это была смесь газов, которые выходили из земных недр. Кстати, и в наше время эти газы выделяются при извержении вулканов.

незначительных количествах), и первые обитатели нашей планеты обходились без него. Несколько позднее появились сине-зелёные водоросли, или, как их ещё называют, цианобактерии, весьма распространённые и сегодня. Эти микроорганизмы, как и зелёные растения, существуют благодаря фотосинтезу. Иными словами, поглощая углекислый газ, воду и солнечную энергию, они поддерживают свою жизнедеятельность, побочным продуктом которой является кислород.

её кислородом. Затем произошло следующее. Кислород как активный элемент вступил в реакцию с аммиаком и перевёл его в весьма инертный азот. Вот так за долгое время эволюции и возникла наша азотно-кислородная атмосфера, которая пришлась по вкусу всем тем, кто появился после
сине-зеленых водорослей, в том числе и нам с вами.

всего интересуется содержанием гемоглобина. О чем говорят цифры? Кровь здорового человека содержит от 13 до 16 % гемоглобина, причём за 100 % принято его содержание в 100 мл, равное 16,7 г. Но так как в нормальной крови 100 % гемоглобина не бывает, то, скажем, 80 %, правильнее — единиц, означает содержание в 13,4 г.

Молекулярная масса гемоглобина примерно 66 500. На долю гема в этой молекуле приходится 3,15 %, а на долю железа — 0,35 %. В молекуле гемоглобина содержится всего четыре атома железа, но они умеют многое.

Этот процесс, как представляется сегодня, не может быть связан только простыми количественными соотношениями. Возможно, в крови происходят ещё какие-то, пока невыясненные каталитические процессы.

Не весь кислород, доставляемый гемоглобином, сразу же идёт в дело. Часть его остаётся в мышцах и вот для чего. Когда из-за сокращения мышц многие кровеносные сосуды оказываются сдавленными, доставка кислорода обычным путём крайне затруднена. Поэтому и приходится держать наготове запас кислорода.

«младший брат» гемоглобина. Окраска миоглобина также зависит от содержания в нем железа. Вот почему мясо красное. Традиционное же мнение — потому, что оно пропитано кровью,— не верно. Кровь тут совершенно ни при чем.

модель молекулы миоглобина, учитывая расположение почти каждого атома.

Гадкий утёнок

Что же увидели исследователи, взглянув на творение своих рук? Получился какой-то монстр. Казалось, молекула миоглобина представляла собой клубок переплетённых и извивающихся червей.

при более близком рассмотрении. По мере уточнения структуры миоглобина стали яснее внутренние причины, объясняющие странную форму его молекулы. Эта форма оказалась не уродством, а принципиальной закономерностью, свойственной, очевидно, миоглобинам и гемоглобинам всех позвоночных

(в мг):

Наиболее богаты железом продукты животного происхождения: говядина, баранина, свинина, печень, в меньшей степени рыба, куриное мясо и яйца. Из мясной пищи усваивается до 20 % железа, тогда как из растительной — только до 6 %.