Устойчивость КС характеризует константа равновесия (Кр)

Кр=Кнест.

Кнест=[Ag+]*[CN-]^2/[Ag(CN)2]

Чем меньше Кнест, тем прочнее КС.

Комплексонометрическое титрование и его применение в медицинских исследованиях:

Метод КМТ – это метод, где в качестве рабочих растворов используют вещества, называемые комплексонами.

Комплексоны – производные поли-амино-карбоновых кислот, которые с катионами Ме (кроме щелочных) образуют прочные внутрикомплексные соединения.

Комплексон I

Комплексон II – ЭДТА (трилон А)

Комплексон Ш – ЭДТА (трилон Б)

Титрование проводят в щелочной среде, для этого добавляют буферную аммонийную смесь.

Точкой ковалентности в МКТ используют металлические индикаторы, такие как эриохром (НInd2-). Это сложное органическое соединение, которое с катионом Ме также как комплексоны образуют внутрикомплексное соединение, которые менее окрашены, чем комплексы с комплексонами.

1)Ме2+ + HInd2- <=> MeInd-(вино-красн) + H+

2) MeInd- + Н2I2- <=>MeI-(бесцв) + Hind2- (синяя)+ H+

В точке эквивалентности вино-красная окраска переходит в синюю.

В медицинской практике метод используется для анализа лекарственных препаратов для определения содержания Ме. Комплексон 3 используется для вывода из организма тяжелых Ме. Используется в онкологической практике.

Теория электролитической диссоциации Аррениуса:

1) электролиты в растворах состоят частично из диссоциированных молекул, количество которых растет при разбавлении раствора;

2) в бесконечно разбавленных растворах молекулы существуют только в виде ионов.

3) Количественной характеристикой является константа и степень диссоциации

Недостатки:

1) Не указывает причин диссоциации

2) Не учитывает межионное взаимодействие

Причины диссоциации: Взаимодействие электролита с диполями воды.

У теории электролитической диссоциации в ученом мире были очень серьезные противники. Так, Д. И. Менделеев резко критиковал не только саму идею Аррениуса о диссоциации, но и чисто "физический" подход к пониманию природы растворов, не учитывающий химических взаимодействий между растворенным веществом и растворителем. Впоследствии выяснилось, что и Аррениус, и Менделеев были каждый по-своему правы, и их взгляды, дополняя друг друга, составили основу новой - протонной - теории кислот и оснований.

Конст дисс-ии Kд в-ва AB = [A+][B-]/[AB]

Слабые электролиты: электролиты со степенью диссоциации <3% (H2S, H2CO3, HCN, H2O, NH4OH, орг кислоты)

Закон разбавления Оставальда – справедлив только для слабых электролитов.

Kд слабых = ca*a/(1-a)

a – степень диссоциации

c – молярная концентрация электролита

У достаточно слабых электролитов в неслишком разбавленных растворах степень диссоциации а очень мала, а величина (1-а) близка к единице. Поэтому для них ca*a=K или a=квадрат корень из K/c

Константа диссоциации слабых электролитов - величина постоянная, что подтверждает правильность представлений о наличии равновесия между недиссоциированными молекулами и ионами. Константой диссоциации характеризуют силу кислот или оснований. Чем больше величина константы, тем более электролит диссоциирован в растворе.

Сильные электролиты:

Теория Дебая и Гюккеля: Сильные электролиты, в противоположность слабым полностью ионизированы в водных растворах.

В концентрированных растворах сильных электролитов присутствует большое количество ионов, которые оказывают мешающее влияние друг на друга. Электропроводность таких растворов оказывается меньше чем ожидается. Это связано с тем, что ионы мешают движению друг друга. Каждый отрицательный ион окружён ионной атмосферой из положительных ионов, а положительный – из отрицательных.

Активностью иона называют эффективную или условную концентрацию его, соответственно которой он действует при химических реакциях.

Между активностью иона а и его действительной концентрацией существует зависимость:

a = fc

a(H+)=f(H+)*c(H+)

a(CN-)=f(CN-)*c(CN-)

Коэффициент активности f характеризует влияние электростатических сил на способность иона к химическим действиям.

f<1, Ионы влияют друг на друга. Движение ионов в растворе замедлено. (Концентрированные растворы электролитов)

f=1, ионы не мешают действию друг на друга (разбавленные растворы сильных электролитов)

Уравнение Дебая-Гюккеля:

lgf=-1/2|z+*z-|*корень(J)

J- ионная сила раствора

J=1/2*Ec₁*Z₊*Z- Сильные электролиты, в противоположность слабым полностью ионизированы в водных растворах Ec1*Zi*Zi

Ионная теория: Согласно этой теории, к-та - водородсодержащее соед., при электролитич. диссоциации к-рого в воде образуются ионы водорода и анионы, а основание-соед., диссоциирующее с отщеплением ионов гидроксила и катионов.

Электронная теория Льюиса: к-та - в-во, к-рое может использовать неподеленную.пару электронов атома др. молекулы для образования устойчивой электронной группировки одного из своих атомов, основание - в-во, обладающее неподеленной парой электронов, к-рая м. б. использована для образования устойчивой электронной группировки др. атома. Часто такой группировкой является октет электронов.

В 1923 году Бренстед и Лаури предложили теорию кислот и оснований, получившую название протолитической (или прототонной ). Согласно этой теории к кислотам относят вещества (или ионы), способные отдавать протоны, а к основаниям – вещества (или ионы), способные их присоединять. Поэтому и те и другие получили общее название протолитов.

Поскольку отдача протонов кислотой – процесс обратимый, то получившийся при этом остаток кислоты может снова присоединить протон и, следовательно, будет основанием. Поэтому с каждой кислотой сопряжено основание, в которое она переходит, теряя протон:

Кислота <=> Основание + Н+

Не следует забывать, что в водных растворах все ионы гидратированы, т.е. соединены с электрическим моментом диполя воды.

Вода является слабым электролитом, диссоциируя в незначительной степени:

2Н2О = Н3О+ + ОН-, или Н2О = Н+ + ОН-.

При 25 градусах по Цельсию константа диссоциации воды составляет:

К = ([H+]*[OH-])/[H2O] = 1,8*10 в степени -16.

Так как доля распавшихся на ионы молекул воды мала, можно принять концентрацию недиссоциированных молекул воды равной общей концентрации воды:

[H2O] = 1000/18 = 55,55 моль/л,тогда [H+]*[OH-] = K(H2O),

K(H2O) = 1,8*10 в степени -16 * 55,55 = 1*10 в степени -14 (25 градусов Цельсию).

Для воды и разбавленных водных растворов произведение концентраций ионов Н+ и ОН- является постоянной величиной при постоянной температуре и называется ионным произведением воды. Растворы, в которых концентрация ионов водорода и гидроксид – ионов равны между собой, называют нейтральными. Таким образом, при стандартных условиях в нейтральных растворах

[H+] = [OH-] = 10 в степени -7 моль/л;

в кислых растворах:

[H+]>[OH-], т.е. [H+]>10 в степени -7 моль/л;

в щелочных растворах наблюдается обратное соотношение:

[H+]<[OH-], т.е. [H+]<10 в степени -7 моль/л.

Вместо равновесных концентраций ионов Н+ и ОН- для характеристики среды удобнее пользоваться десятичными логарифмами равновесных концентраций ионов Н+ и ОН-, взятыми с противоположными знаками. Эти величины называются соответственно водородными и гидроксильными показателями (рН и рОН):

рН = -lg[H+];

рОН = -lg[OH-].

В разбавленных растворах кислот и щелочей выражение ионного произведения воды принимает вид:

рН + рОН = 14.

Кислота <=> Основание + Н+

Вода является слабым электролитом, диссоциируя в незначительной степени:

2Н2О = Н3О+ + ОН-, или Н2О = Н+ + ОН-.

При 25 градусах по Цельсию константа диссоциации воды составляет:

К = ([H+]*[OH-])/[H2O] = 1,8*10 в степени -16.

[H2O] = 1000/18 = 55,55 моль/л,тогда [H+]*[OH-] = K(H2O),

K(H2O) = 1,8*10 в степени -16 * 55,55 = 1*10 в степени -14 (25 градусов Цельсию).

[H+] = [OH-] = 10 в степени -7 моль/л;

в кислых растворах:

[H+]>[OH-], т.е. [H+]>10 в степени -7 моль/л;

в щелочных растворах наблюдается обратное соотношение:

[H+]<[OH-], т.е. [H+]<10 в степени -7 моль/л.

рН = -lg[H+];

рОН = -lg[OH-].

В разбавленных растворах кислот и щелочей выражение ионного произведения воды принимает вид:

рН + рОН = 14.

Метод кислотно-основного титрования – это метод, когда при титровании протекает реакция кислотно-основного взаимодействия (Н+ + ОН- = Н2О)

Рабочие растворы в этом методе это растворы сильных кислот и щелочи.

Качество индикаторов для установления ТЭ (точки эквивалентности) используется в кислотно-основном индикаторе (лакмус, метилоранж, фенолфталеин)

Различают:

1) ацидиметрия (рабочие растворы – растворы кислот) – Н2SO4

2) алкалиметрия (растворы щелочей) – NaOH, KOH

4 случая кислотно-основного титрования:

1) титрование сильной кислоты сильным основанием (рН = 7) гидролиз не идет

2) сильная кистлота + слабое основание (рН<7, кисл.среда)

3) слабая кислота + сильное основание (рН>7,щелочная среда)

4) слабая ктслота + слабое основание (рН приблиз равно 7)

Метод кислотно-основного титрования (метод нейтрализации) используют в лабораториях для определения кислотности желудочного сока, буферной емкости плазмы крови. В фармакологии применяют для колическтвенного анализа неорганических (НСl) и органических кислот (уксусной, лимонной)

ОВР – это реакции, которые сопровождаются изменением степени окисления одного или нескольких элементов.

Степень окисления:

1) низшая

2) высшая

3) промежуточная

ОВР – это сложные процессы, которые зависят от концентрации, рН раствора, от t…

Для составления уравнений ОВР используют 2 способа:

1) метод электронного баланса

2) метод полуреакции (ионно-электронный)

Колическтвенной характеристикой силы окислителя и восстановителя является окислительно-восстановительный потенциал.

Е*-стандартный ОВ потенциалы

Е – ОВ потенциалы при заданных условиях

Уравнение Нернста: Е = Е* + 0,059/n * lg [окисл.]/[восст.]

Чем меньше Е*, тем сильнее восстановитель в данной ОВ паре.

Чем больше Е*, тем сильнее окислитель в данной ОВ паре.

3 типа ОВР:

1) межмолекулярная ОВР: 2 вещеттва = 2 вещества

2) внутримолекулярная: 1 вещество = 2 вещества

3) реакция самоокисления, самовосстановления (реакция деспропорционирования)

Биогенные элементы – элементы, необходимые для построения и жизнедеятельности клеток организма. В составе живого вещества найдено более 70 элементов.

Классификация:

I. По содержанию:

1) Макроэлементы (>10^-2 %):

Органогенные (по сод-ю 97%) – C,H,O,N,P,S;

Другие: K, Na, Ca, Mg, Cl

Органогенные – лёгкие элементы, находящиеся в правом верхнем углу, небольшие r, промежуточные электроотрицательности, что способствует образованию прочных ковалентных связей => образуют РАСТВОРИМЫЕ и ГАЗООБРАЗНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Основная функция: построение тканей, поддержание постоянства Осмотического давления, ионного и кислотно-основного баланса в организме.

ДЕФИЦИТ:

Ca: Замедление роста скелета, разрежение костной ткани

К: Аритмия сердечных сокращений

Mg: Мышечные судороги, сердечные спазмы, потрея жидкости

2) Микроэлементы (10^-2 - 10^-5 %):

Cu, F, J, Fe, Mn, Mo, Zn, Se, As, Cr, Ni, Si, Sn, V

Присутствуют в виде различных биокомплексов, выполняют функцию биометаллов.

ПРИМЕР: гемоглобин крови – комплекс Fe

Витамин B12 – биокомплекс Co

Mn входит в состав 12 ферментов

ферм Ксантиноксидаза – Mo

Избыток Mo (раст пища)=> подагра-заболевание суставов

ДЕФИЦИТ:

Mo: Замедл-е клеточного роста, склон к кариесу

Сu: Слабость артерий, нарушение деятельности печени, 2-чная анемия

F: (зубн эмаль) => кариес зубов

J: (щитовидная железа) => заб-е эндемический зоб

Fe: анемия, нарушения иммунной системы, усталось и апатия

Mn: Бесплодие, ухудшение роста скелета

Zn: Повреждения кожи, замедл-е роста, пол созрев-я, анемия

Se: слабость сердечной мышцы

Cr: симптомы диабеита

Co: Злокачественная анемия

Ni: Учащение дпрессий, дерматиты

Si: нарушение роста скелета

3) Ультрамикроэлементы (<10^-5 %)

U, Hg, Ag, Au

II. По необходимости для живых организмов:

1)Незаменимые – входят в состав белков, липидов, нуклеотидов, ферментов, гормонов, витаминов. ДЕФИЦИТ => нарушение жизнедеятельности. H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, Cl, J, Mn, Cu, Co, Fe, Zn, Mo, V РЕШАЮЩУЮ РОЛЬ в основных процессах жизнедеятельности играют: Fe, Mg, Na, K, Co, Ca, Mg.

2)Примесные – входят в состав примесей. Постоянно содержатся в организме, но их биороль не всегда установлена. Ga, Sb, Cs, Cr, Br, F, B, Be, Li, Si, Sn, Al, Ba, Ge, As, Rb, Pb, Ra, Bi, Cd, Ni, Ag, Th, Hg, V, Se

3)Микропримесные – обнаруживаются в организме, но их содержание и биороль не установлена Se, Tl, La, Pr, Sm, W, Re, Tb

В организме наблюдается концентрационный гомеостаз элементов, нарушение которого связано с различными заболеваниями. Избыток и недостаток большинства элементов связано с различными патологическими состояниями. Содержание некоторых элементов меняется с возрастом (Cd, Mo – увелич; Cr, V - уменьш)

Закономерности распределения:

Органогенные и большинство биогенных элементов являются в основном элементами малых периодов (I-III) таблицы

Классификация:

I. По содержанию:

1) Макроэлементы (>10^-2 %):

Органогенные (по сод-ю 97%) – C,H,O,N,P,S;

Другие: K, Na, Ca, Mg, Cl

ДЕФИЦИТ:

Ca: Замедление роста скелета, разрежение костной ткани

К: Аритмия сердечных сокращений

Mg: Мышечные судороги, сердечные спазмы, потрея жидкости

2) Микроэлементы (10^-2 - 10^-5 %):

Cu, F, J, Fe, Mn, Mo, Zn, Se, As, Cr, Ni, Si, Sn, V

Присутствуют в виде различных биокомплексов, выполняют функцию биометаллов.

ПРИМЕР: гемоглобин крови – комплекс Fe

Витамин B12 – биокомплекс Co

Mn входит в состав 12 ферментов

ферм Ксантиноксидаза – Mo

Избыток Mo (раст пища)=> подагра-заболевание суставов

ДЕФИЦИТ:

Mo: Замедл-е клеточного роста, склон к кариесу

Сu: Слабость артерий, нарушение деятельности печени, 2-чная анемия

F: (зубн эмаль) => кариес зубов

J: (щитовидная железа) => заб-е эндемический зоб

Fe: анемия, нарушения иммунной системы, усталось и апатия

Mn: Бесплодие, ухудшение роста скелета

Zn: Повреждения кожи, замедл-е роста, пол созрев-я, анемия

Se: слабость сердечной мышцы

Cr: симптомы диабеита

Co: Злокачественная анемия

Ni: Учащение дпрессий, дерматиты

Si: нарушение роста скелета

3) Ультрамикроэлементы (<10^-5 %)

U, Hg, Ag, Au

II. По необходимости для живых организмов:

Микропримесные – обнаруживаются в организме, но их содержание и биороль не установлена Se, Tl, La, Pr, Sm, W, Re, Tb

Закономерности распределения:

Органогенные и большинство биогенных элементов являются в основном элементами малых периодов (I-III) таблицы

К блоку s-элементов относятся 13 элементов, общим для которых является застраивание в их атомах 5-подуровпя внешнего энергетического уровня. Электронная формула внешней оболочки элементов IA группы — ns1, а элементов ПА группы — ns². При потере 1 или 2 электронов элементы IA и НА групп дают в растворе ионы с зарядами +1 (Na+, К+) и +2 (Mg²⁺, Ca²⁺, Ва²⁺). Эти ионы в растворе бесцветны. Большинство солей Na⁺, К⁺, NH₄+ хорошо растворимы в воде. Катионы Mg²⁺, Ca²⁺, Ва²⁺ образуют ряд труднорастворимых соединений (карбонаты, фосфаты, оксалаты и др.). Многие из солей при растворении подвергаются гидролизу. Минеральные соли катионов 5-элементов, растворенные в воде, играют очень важную роль во всех физико-химических процессах организма, создают определенное осмотическое давление в крови и тканях, участвуют в процессах диффузии, транспорте газов крови, способствуют сохранению коллоидного состояния живой протоплазмы и т. д.

Натрий и калий относятся к жизненно необходимым макроэлементам, а остальные щелочные металлы (литий, рубидий, цезий) — примесным микроэлементам.

Натрий является основным внеклеточным ионом. В организме человека находится в виде растворимых солей — хлорида, фосфата, гидрокарбоната. Натрий распределен по всему организму: в сыворотке крови, спинно-мозговой жидкости, глазной жидкости, почках, коже, костной ткани, легких, мозге и т. д.

Калий является основным внутриклеточным катионом. Он также распространен по всему организму: в печени, почках, сердце, костной ткани, мышцах, крови, мозге.

Биологическая роль лития пока до конца не выяснена. Доказано только, что его ионы конкурируют с ионами натрия при проникновении в клетки. Некоторые соединения лития оказывают положительное влияние на больных маниакальной депрессией.

Бериллий — примесный ультрамикроэлемент. Его биологическая роль также изучена недостаточно. Известно, что соединения бериллия токсичны и вызывают ряд заболеваний (берилловый рахит, бериллиоз и т. д.). Его токсичность объясняется способностью образовывать прочные связи с биолигандами и хорошей растворимостью фосфатов бериллия.

Магний и кальций — макроэлементы. Ион Mg²⁺ является внутриклеточным катионом, находится в жидкостях и тканях организмакак в виде акваиона, так и в связанном с белками состоянии. Ион Mg²⁺ вследствие меньшего радиуса иона и большей энергии ионизации образует более прочные связи, чем ион Са²⁺, поэтому является более активным катализатором ферментативных процессов. Кальций содержится в каждой клетке организма. Основная его масса находится в костной и зубной тканях в виде нерастворимого кристаллического минерала — гидроксиапатита (Са₁₀ (Р0₄)₆(ОН)₂). В крови и лимфе кальций находится как в ионизированном, так и неионизированном состоянии — в соединениях с белками, углеводами и др.

Многие соединения катионов i'-элементов используются как лекарственные средства. Так, изотонический раствор NaCl (0,9%) при меняют для инъекций при обезвоживании организма и при интоксикациях, для промывания ран, глаз, слизистой оболочки носа, для растворения различных лекарственных препаратов. Гипертонические растворы NaCl (3, 5, 10 %) применяют наружно в виде компрессов и примочек при лечении гнойных ран. Гидрокарбонат натрия (питьевая сода — NaHC0₃) назначают при различных заболеваниях, сопровождающихся повышенной кислотностью, например ацидозом (сахарный диабет и т. д.). Сульфат натрия (глауберова соль) (Na₂S0₄ • 10Н₂О) применяют в качестве слабительного средства; тетраборат натрия (Na₂B₄0₇ • 10Н₂О) — наружно как антисептическое средство.

Радиоактивный изотоп ²⁴Na в качестве метки используют для определения скорости кровотока, а также для лечения некоторых форм лейкемии.

Рубидий и цезий относятся к микроэлементам. Радиоактивные изотопы ¹³⁷Cs и ⁸⁷Rb используют в радиотерапии злокачественных опухолей. Франций — это радиоактивный элемент, полученный искусственным путем. Имеются данные, что он способен накапливаться в опухолях па самых ранних стадиях их развития.

Многие соли Са и Mg также находят применение в медицине. MgS0₄ • 7Н₂0 — сульфат магния (горькая соль), оказывает успокаивающее действие па центральную нервную систему; Mg(OH)₂ • 4MgS0₃ • Н₂0 — белая магнезия, обладает антацидным легким слабительным действием; 2MgSiO3 • Mg(HSi0₃)₂ — тальк, используют в качестве адсорбирующего и обволакивающего средства, а также для приготовления лекарств; CaS0₄ • 1/2 Н₂0 — жженный гипс, применяют для приготовления гипсовых повязок при пере ломах, а также в качестве слепочного материала при протезировании зубов. СаС0₃ обладает антацидпым и адсорбирующим действием. Его назначают внутрь при повышенной кислотности желудочного сока.

Поскольку ионы бария и стронция обладают токсическим действием, их соединения практически не применяются в медицине. Исключение составляет BaS0₄, который используют в качестве контрастного вещества для рентгеновской диагностики заболеваний пищеварительного тракта. Радиоактивные изотопы 89Sr и 90Sr применяют в лучевой терапии при лечении костных опухолей.

ПЕРЕКИСЬ ВОДОРОДА окисляет органические вещества с фермент пероксидазой.

К блоку d-элементов относятся 32 элемента периодической системы. В атомах d-элементов заполняется электронами d-подуровень второго снаружи уровня. В периодической системе d-элементы расположены в больших периодах (4 — 7) и I В — VIII в группах.

Валентные электроны этих элементов находятся как на последнем, так предпоследнем слоях. Высшая валентность их равна номеру группы.

Строение внешних электронных оболочек атомов d-блока описывается общей формулой:

(n - 1) • d^^1-10 • ns^^1-2.

Важные свойства d-элементов — переменная валентность и разнообразие степеней окисления, а также способность образовывать комплексные соединения с разнообразными лигандами.

В растворах кислородсодержащие анионы d-элементов с высшей степенью окисления проявляют кислотные и окислительные свойства. Катионные формы низших степеней окисления характеризуются основными и восстановительными свойствами. d-Элементы в промежуточной степени окисления проявляют амфотерные свойства.

В организме человека присутствуют в основном соединения d-элементов в промежуточных степенях окисления, проявляющих мягкие окислительно-восстановительные свойства, что способствует плавному протеканию биохимических реакций. Уменьшение окислительно-восстановительного потенциала создает предпосылки для более тонкой «регулировки» биологических процессов. Функционирование организма становится менее энергоемким, а значит, более экономичным по потреблению пищевых продуктов.

d-Элементы составляют более 1/3 всех микроэлементов организма, в котором они существуют в виде комплексных соединений или гидратированных ионов со временем обмена гидратной оболочки от 10^-1 до 10^^-10 с. Свободных ионов металлов в организме не существует: это либо их гидраты, либо продукты гидролиза.

В биохимических реакциях d-элементы проявляют себя в основном как металлы-комплексообразователи. Лигандами при этом выступают биологически активные вещества, как правило, органического характера или анионы неорганических кислот.

Белковые молекулы образуют с d-элементами бионеорганические комплексы-кластеры, точнее, биокластеры. Наиболее известные металлоферменты: карбоангидраза, ксантиноксидаза, цитохромы, рубредоксин и др. Они представляют собой биокластеры, полости которых образуют центры связывания субстратов с ионами металлов.

Почти все изучаемые d-элементы имеют жизненно важное значение, а их соединения находят применение в медицинской практике. В крови человека 14,5 % ее веса приходится на долю гемоглобина — красного пигмента эритроцитов, в центре молекулы которого находится ЖЕЛЕЗО. Основная его функция — участие в кислородном обмене и окислительных процессах. Нарушение обмена железа в организме влечет за собой различные формы малокровия. Препараты железа, применяемые внутрь, стимулируют деятельность кроветворных органов и восполняют недостаток Fe в организме.

МАРГАНЦА в организме человека содержится 12 мг. Этот элемент входит в состав некоторых окислительных ферментов (аргиназа, холинэстераза, фосфоглюкомутаза, пируваткарбоксилаза), активизирует окислительно-восстановительные процессы в клетках и тканях, оказывает существенное влияние на кроветворение и т. д. Наиболее известное соединение марганца, применяемое в медицине, — пермангаиат калия (КМn0₄). Применяют 0,01 — 5% его водные растворы, так как они обладают кровоостанавливающими и антисептическими свойствами, которые определяются высокой окислительной способностью этого элемента. Из других соединений марганца следует отметить MnS0₄ и МпС1₂, которые используют при лечении малокровия.

Как и железо, КОБАЛЬТ также является одним из самых важнейших биогенных элементов. Общая его масса в организме взрослого человека составляет примерно 1,2 мг. В основном он находится в форме цианокобаламина (жирорастворимый витамин В₁₂) и его аналогов. Наиболее важную роль витамин В₁₂ играет в развитии и формировании эритроцитов, его дефицит приводит к тяжелому заболеванию — злокачественной анемии. Изотоп кобальта (⁶⁰Со) используется для лечения злокачественных опухолей.

МЕДЬ — биогенный элемент, содержится в организме взрослого человека (100 мг). В значительных количествах она находится в мышцах. Медь участвует в процессах кроветворения и ферментативного окисления. Из ее соединений широко применяют сульфат меди (CuS0₄ • 5Н₂0) внутрь в растворах как рвотное средство при отравлениях фосфором, наружно в виде 0,25% раствора при воспалении слизистых оболочек и конъюнктивитах. Малые дозы этого препарата могут применяться при малокровии.

В организме взрослого человека обнаруживается около 1 мг серебра (10^^-6 %) и до 10 мг золота (10^^-5 %). Антисептические свойства солей СЕРЕБРА известны с древних времен («серебряная» вода). В клинической медицине применяют многочисленные препараты, содержащие серебро в небольших дозах (ляпис, протаргол, колларгол и др.).

Применять ЗОЛОТО в медицине стали еще в Китае для лечения проказы. В настоящее время соединения золота назначают в основном для лечения ревматоидного артрита. Это хризолан (Na₃[Au(S₂0₃)₂]) (от греч. хризос — золото), а также ряд органических производных (миокризин, солганол, тетрасукцин, имидозолото (III)).

Цинк, кадмий, ртуть — микроэлементы, которые также содержатся в организме человека (у взрослого — 1,8 г Zn, 50 мг Cd, 13 мг Hg).

КАДМИЙ и РТУТЬ — токсичные примесные элементы. Около 70 % ртути сосредоточено в жировой и мышечной тканях. Кадмий локализуется на 30 % в почках, затем в печени, легких, поджелудочной железе.

ЦИНК — жизненно необходимый элемент (65 % в мышцах, 20 % — в костях; остальное количество приходится па плазму крови, печень, эритроциты, предстательную железу). Ион цинка входит в состав более 40 металлоферментов, катализирующих гидролиз эфи-ров и белков. Цинк образует бионеорганический комплекс с инсулином — гормоном, регулирующим содержание сахара в крови. Препараты цинка применяются в медицине как вяжущее и дезинфицирующее средство: сульфат цинка (ZnS0₄) для лечения конъюнктивитов глаз, оксид цинка (ZnO) входит в состав мазей, паст, суспензий, используемых для лечения кожных болезней. Токсичное действие па организм кадмия и ртути, как и других металлов, проявляется в том, что их ионы вступают во взаимодействие с сульфгидрильными SH-группами белков, ферментов и аминокислот:

При этом образуются слабодиссоциирующие и, как правило, нерастворимые соединения, которые вызывают подавление активности ферментов и свертывание белков. SH-группы входят в состав более 100 ферментов, активность которых может быть подавлена из-за блокирования этих групп. Поэтому очевидно, насколько важно знать механизм блокирования и методы лечения при отравлении организма металлами.

Известно, что токсические свойства элементов зависят от той химической формы, в какой они попадают в организм. Наиболее токсичны те из них, которые растворяются в липидах и легко проникают через мембрану в клетку.

Несмотря па ядовитые свойства солей ртути, многие из них используются в медицине. HgCl₂ (сулема) применяется для лечения кожных заболеваний и дезинфекции. Для лечения кожных и венерических заболеваний назначают мази, содержащие HgO и HgS. Hg₂Cl₂ (каломель) плохо растворяется в воде и поэтому малоядовита. Ее используют в ветеринарии как слабительное средство. Цисизомер [Pt(NH₃)2Cl₂] — дихлородиамминплатина (II) (препарат ЦИС-ДДП) оказывает лечебное действие при раковых заболеваниях. Действие этого комплекса основано на том, что в нем происходит постепенное замещение хлорид-ионов, а далее и групп NH₃ xeлатирующими лигандами. Установлено, что ЦИС-ДДП связывается в опухолевой клетке с молекулой ДНК и ингибирует ее синтез (репликацию).

К р-элементам относятся 30 элементов IIIА — VIIIA групп периодической системы. p-Элементами заканчиваются все периоды, кроме первого и последнего. В атомах p-элементов электронами заполняется р-подуровень внешнего энергетического уровня. Строение внешних электронных оболочек атомов элементов р-блока соответствует общей формуле ns^²np^(1-6). Валентные электроны р-элементов находятся па внешнем р-подуровне. Однако на свойства р-элементов влияет также структура предпоследнего энергетического уровня. У элементов II периода предпоследний слой содержит 2 электрона (1s²), у элементов III периода — 8 (2s²2p⁶), у элементов всех остальных периодов — 18 (ns^2p^⁶d^¹⁰). Атомы p-элементов за счет распаривания электронов на свободные орбитали р- или d-подуровней могут переходить в возбужденное состояние. В связи с этим p-элементы часто проявляют переменную степень окисления.

Катионы p-элементов имеют законченные внешние энергетические уровни (As⁵⁺, Sb⁵⁺, Sn⁴⁺) или содержат 2 электрона на ns-орби тали (As³⁺, Bi³⁺, Sb³⁺, Sn²⁺, Pb²⁺). Изучение р-элементов особенно важно для медиков, так как в этот блок входят пять элементов-органогенов: С, N, Р, О, S. Они составляют основу живых систем.

Так как в данном разделе описываются реакции обнаружения катионов р-элементов, то остановимся лишь на биогенных свойствах и применении в медицине алюминия, олова, свинца, висмута, мышьяка. В организме человека содержатся А1 — 10^^-5 %, Sn — 10^^-4%, Pb — 10^^-6 %, As - 10^^-6 %, Sb - 10^^-6 %, Bi - 10^^-6 %.

АЛЮМИНИЙ концентрируется главным образом в сыворотке крови, легких, печени, костях, почках, ногтях, волосах, входит в структуру нервных оболочек мозга человека. Его избыток в организме тормозит синтез гемоглобина, так как благодаря довольно высокой комплексообразующей способности блокирует активные центры ферментов, участвующих в кроветворении. ОЛОВО относится к микроэлементам. Сведения о его биологической роли противоречивы. В медицинской практике находят применение различные материалы, в частности пломбировочные, содержащие олово. СВИНЕЦ и его соединения, особенно органические, весьма токсичны. Они могут влиять на синтез белка, энергетический баланс клетки и ее генетический аппарат. В медицинской практике нашли применение как наружные вяжущие антисептические средства: ацетат свинца (Рb(СН₃СОО)₂) (примочки) и оксид свинца РbО (входит в состав свинцового пластыря). МЫШЬЯК, СУРЬМА и ВИСМУТотносятся к микроэлементам. Если мышьяк относят к незаменимым микроэлементам, то для сурьмы и висмута необходимость их живым организмам пока не установлена. Являясь синергистами, As, Sb, Bi блокируют сульфгидрильные группы биолигандов, и в относительно больших дозах токсичны.

В медицинской практике используют NaH₂As0₄ ■ 7Н₂0 в виде 1% раствора при нервных расстройствах, легких формах малокровия. Оксид висмута Bi₂0₃ применяется в фармацевтической промышленности для изготовления многих лекарств от желудочно-кишечных заболеваний и антисептических средств. Соединения сурьмы применяют в медицине для лечения некоторых инфекционных заболеваний, при лечении сонной болезни.

Устойчивость КС характеризует константа равновесия (Кр)

Поиск по сайту