Составьте конспект.
Выполненные задания присылать в личном сообщении ВК в виде фото или скринов (не перевернутые). Под своим именем.
Срок сдачи: до 16-00 29.09.2021г.
Применение соединений VI группы в медицине
Из р-элементов VI группы — халькогенов — только для теллура и полония не доказана жизненная необходимость.
Особое значение для организма имеет кислород, который входит в состав молекулы воды и многих биологически активных соединений.
Сера является структурной единицей молекул аминокислот, пептидов, белков и ряда других биологически активных соединений. По содержанию в организме человека кислород и сера относятся к макроэлементам, селен — к необходимым микроэлементам.
Кислород 02 — составная часть воздуха — 20,95 % по объему, 23,15 % по массе. Кислород необходим для дыхания. Он обладает высокой реакционной способностью, участвует в окислительно-восстановительных процессах в организме. Образует чрезвычайно активные в химическом отношении пероксид- радикалы — Н02 и R02. Последние инициируют неконтролируемые процессы пероксидного окисления липидов в организме, протекающие по цепному механизму и приводящие к различным патологическим изменениям в организме, в частности, к образованию канцерогенных соединений и развитию раковых опухолей.
При ультрафиолетовом облучении и в присутствии катализаторов образуется аллотропическая модификация кислорода — озон 03. Озон еще более сильный окислитель, чем кислород. В фармацевтической практике наибольшее значение имеют вода Н20 и пероксид водорода Н202.
Сера находит применение в фармации в элементной форме в виде аморфного или кристаллического (S8) высокодисперсного порошка (мази), в виде сульфатов (слабительные средства — кристаллогидраты сульфатов натрия и магния), а также в виде натрия тиосульфата (Na2S203 — антидот при отравлениях цианидами и катионами тяжелых металлов).
Особая роль в проявлении биологической активности отводится селену, обладающему антиоксидантной активностью. Это свойство селена объясняет широкое использование его соединений в различных ЛС и в виде биологически активных добавок (БАД).
Теллур и радиоактивный полоний проявляют токсичные свойства, замещая в метаболических превращениях серу и селен в соответствующих идентичных по структуре природных соединениях.
Кислород (О2).
Кислород для медицины, а также промышленного применения, получают двумя способами:
· из воздуха
· электролизом воды.
2 H2O = 2 H2 + O2
K+: 2 H2O + 2 e- = H2 + 2 OH-
A-: 2 H2O – 4 e- = O2 + 4 H+
В первом случае воздух охлаждают под давлением до жидкого состояния и температуры несколько ниже чем -200°. Затем полученную жидкость подвергают фракционной перегонке. Вначале испаряется азот (т.кип. -195,6°), затем кислород (т.кип.-183°). Для очистки полученный кислород пропускают через раствор щелочи, а затем через воду.
По свойствам это бесцветный газ без запаха и вкуса. 1 объём растворим приблизительно в 43 объёмах воды.
Подлинность.
Тлеющая лучинка, внесённая в пробирку или колбу с кислородом, ярко разгорается. Второе испытание: при смешивании с равным объёмом оксида азота (П) появляется красный дым (оксид азота (IV))
2 NO + O2 = 2 NO2
Чистота.
1. Кислород должен быть нейтральным. Наличие в нем кислотных или основных примесей определяют по изменению окраски индикатора.
2. Примесь оксида углерода (II) обнаруживают с помощью аммиачного раствора серебра:
СО + 2 [Ag(NH3)2]NO3 + 2 H2O = 2 Ag + (NH4)2CO3 + 2 NH4NO3
3. Примесь диоксида углерода определяют, используя баритовую воду.
CO2 + Ba(OH)2 = BaCO3 + H2O
4. Озон и другие окислители обнаруживают, пропуская через раствор йодида калия, к которому прибавлен раствор крахмала и капля ледяной уксусной кислоты:
O3 + 2 KI + H2O = O2 + I2 + 2 KOH (раствор синеет)
Количественное определение.
Проводится газометрическим методом и основано на реакциях:
2 Сu + O2 = 2 CuO
CuO + 2 NH3 + 2 NH4Cl = [Cu(NH3)4]Cl2 + 2 H2O
Для реализации этого метода служит прибор Гемпеля, состоящий из газовой бюретки, реакционного сосуда и уравнительного сосуда (схема прибора приведена в ГФ-1Х, стр.350).
Упаковка и хранение.
В аптеки кислород поступает в стальных баллонах под давлением от 100 до 150 атмосфер. Баллоны окрашены в синий цвет, имеют чёрную надпись «Кислород». Их следует хранить в вертикальном положении, прикреплёнными к стене (лучше в специальном шкафу), вдали от обогревательных приборов и прямых солнечных лучей.
Форма отпуска.
Отпускают кислород из аптек в специальных кислородных подушках (небольшие мешки из прорезиненной ткани), снабжённых мундштуком для вдыхания. На вентиль баллона наворачивается редуктор для снижения давления, а затем на штуцер редуктора надевается шланг кислородной подушки. Редуктор имеет два манометра. Один показывает давление в баллоне, а второй - на выходе из редуктора.
В ряде случаев применяют кислород с добавлением 5% углекислого газа (для стимулирования дыхательного центра). Такая смесь называется каобогеном.
Водород (Н2)
Водород — самый распространѐнный элемент во Вселенной. На его долю приходится около 92 % всех атомов (около 8 % составляют атомы гелия, доля всех остальных вместе взятых элементов — менее 0,1 %). Причина такой распространѐнности в том, что наиболее часто встречающийся изотоп водорода — протий — представляет собой простейший атом, состоящий из одного протона и одного электрона.
Массовая доля водорода в земной коре составляет всего 1 % — это десятый по распространѐнности элемент. В то же время доля атомов водорода среди остальных элементов составляет 17 % (второе место после кислорода, доля атомов которого равна ≈ 52 %). Как в примере с распространѐнностью водорода в земной коре, так и в других случаях (например, с составом органических соединений) мольная доля водорода значительно выше, чем его массовая доля.
Поскольку водород содержит один единственный электрон, он может проявлять свойства восстановителя в реакциях с более электроотрицательными неметаллами. По этой причине водород находится в IA группе периодической системы элементов вместе со щелочными металлами.
Ниже приведены примеры реакций с различными неметаллами, в которых водород выступает в качестве восстановителя.
H2 + F2 → 2HF
hv или tº
H2 + Cl2→ 2HCl
tº
H2 + Br2→ 2HBr
tº
H2 + I2 → 2HI
tº
H2 + S→H2S
tº
3H2 + N2→2NH3
tº
2H2 + C→CH4
tº
2H2 + O2→2H2O
Газовая смесь, в которой соотношение водорода к кислороду равно 1: 2, называется «гремучей смесью», поскольку реакция водорода с кислородом протекает со взрывом.
В качестве восстановителя водород используется в процессе получения чистых металлов из их оксидов.
tº
CuO + H2→Cu + H2O↑
tº
Fe2O3 + 3H2→2Fe + 3H2O↑
Оксид азота (II) в реакции с водородом восстанавливается до молекулярного азота.
tº
2NO + 2H2 →N2 + 2H2O
Интересно отметить, что водород способен восстанавливать хлорид железа (II) и хлорид меди (II) в водных растворах.
2FeCl3 + H2 → 2FeCl2 + 2HCl
CuCl2 + H2 → Cu↓ + 2HCl
До заполнения внешнего электронного слоя атому водорода необходим всего лишь один электрон. В реакциях с менее электроотрицательными неметаллами и с активными металлами водород выступает в качестве окислителя, присоединяя недостающий электрон. Данное свойство позволяет говорить о сходстве водорода с галогенами: в некоторых вариантах таблицы Д. И. Менделеева водород можно обнаружить не только в IA, но и в VIIA группе (над галогенами).
При обычных температурах водород реагирует только с активными металлами, образуя гидриды, и с единственным неметаллом — фтором, образуя фтороводород.
H2 + F2 → 2HF
2Na + H2 → 2NaH
H2 + Ca → CaH2
Гидриды активных металлов реагируют с водой с образованием щелочи и водорода.
KH + H2O → KOH + H2↑
CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2↑
При окислении гидридов активных металлов кислородом также образуется щелочь.
CaH2 + O2 → Ca(OH)2
Наиболее распространѐнные способы получения водорода в лаборатории приведены ниже. Все эти реакции основаны на взаимодействии твѐрдой фазы (гидрида кальция, алюминия, кремния, цинка) с жидкой фазой (с водой, водным раствором щелочи или кислоты соответственно). Для сбора газа в таких реакциях можно использовать традиционный прибор — аппарат Киппа.
CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2↑
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 2H2↑
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
Водород в промышленных масштабах обычно получают путѐм электролиза воды или водного раствора хлорида натрия. В любом случае водород выделяется на катоде.
2H2O (электролиз) → 2H2↑ + O2↑
2NaCl + 2H2O (электролиз) → 2NaOH + Cl2↑ + H2↑