Металлы жизни

комплекс);  обычно  октаэдрическая  координация  в  них  несколько  искажена

вследствие  эффекта Яна - Теллера.

      Известно, что фотосинтез  в шпинате невозможен  в  отсутствие  Mn  (II);

вероятно, то  же  относится  и  к  другим  растениям.  В  организм  человека

марганец  попадает с растительной пищей;  он  необходим  для  активации  ряда

ферментов,  например  дегидрогеназ   изолимонной   и   яблочной   кислот   и

декарбоксилазы  пировиноградной  кислоты. 

      Некоторые реакции  с участием марганца: 

2Mg+O2=2MgO (магний горит  в кислороде воздуха  ослепительно-белым  пламенем). 

Mg+2HCl=MgCl2+H2( (выделяемый кислород можно определить по пузырькам на

поверхности металла и по взрыву при поджигании). 

Mg+H2O=Mg(OH)2+H2( (реакция идет  очень медленно  при кипячении). 

Mg+2H2O+2NH4Cl=MgCl2+2NH4OH+H2( (при проведении  реакции ощущается

характерный запах аммиака). 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