Валеология на уроках экологии: бром и здоровье человека

К открытию брома привели исследования французского химика А. Балара, который в 1825 году, действуя хлором на водный раствор, полученный после промывания золы морских водорослей, выделил темно-бурую дурно пахнущую жидкость. Эту жидкость он назвал муридом (от лат. muria -рассол) и послал сообщение о своем открытии в Парижскую академию наук. Комиссия назвала новый элемент бромом в связи с тем, что у брома тяжелый, неприятный запах паров.

бром йод галогены здоровье человек

Глава 1. ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ БРОМА

Глава 2. БРОМ И ЙОД И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

2.1 Биологическая роль брома и его соединений

Содержание брома в организме человека (масса тела 70 кг) составляет 260 мг. Бром находится в крови, мозге, печени, почках. Больше всего его в мозге. В гипофизе (придаток мозга) брома в 25-50 раз больше, чем в крови, и в 15-20 раз больше, чем в печени.

Физиолог И.П. Павлов сказал: «Человечество должно быть счастливо тем, что располагает таким драгоценным для нервной системы препаратом, как бром». При нервных заболеваниях количество брома в крови и мозге снижается. Бромиды, широко используемые как лекарственные средства, при поступлении в организм распадаются с выделением ионов брома, которые не подавляют процессы возбуждения, а усиливают процессы торможения, т. е. способствуют восстановлению правильного соотношения этих процессов в головном мозге. В этом и заключается целительное действие препаратов брома на нервную систему.

«Знаете что, Андрей Ильич? Попробуйте-ка на минуточку лечь спать да хватим на ночь ложечку-другую брому. Оно полезно в вашем настроении, а вреда все равно никакого не будет» (Куприн А.И. Молох. М.: Художественная литература, 1986, с. 22).

Физиологическая роль брома и его соединений в нашем организме проявляется также и в его действии на щитовидную железу. Для образования гормонов щитовидной железы необходим йод. Ионы же брома, поступая в организм в течение длительного времени, препятствуют накоплению в щитовидной железе ионов йода и тем самым угнетают ее деятельность.

Источники поступления брома в организм человека

Бром поступает в организм главным образом с пищевыми продуктами растительного происхождения, а также при употреблении бромсодержащих минеральных вод. В настоящее время на разлив поступают минеральные воды трех видов: лечебные - «Талицкая» и «Лугела» (применяют по назначению врача) и лечебно-столовая - «Нижне-Сергинская». Чем меньше хлоридов и других солей содержит вода, тем отчетливее проявляется действие брома на организм человека. С этой точки зрения наиболее подходящей является именно «Нижне-Сергинская», в 1 стакане которой содержится не менее 6 мг брома. С пищей ежедневно поступает 0,8-24 мг, и 1/5 часть его накапливается в организме человека.

Применение брома и его соединений

Токсичность бромидов невелика. Их применяют в основном при истерии, неврастении и других неврозах. Однако при очень длительном применении бромидов и вследствие медленного выделения их из организма ионы Br могут накапливаться в организме в больших количествах, что приводит к развитию хронического отравления - бромизму. Бромизм характеризуется признаками угнетения высшей нервной деятельности: наблюдаются апатия, сонливость, ослабление памяти; на коже появляется сыпь (чаще угревидная), наблюдаются катаральные явления - набухают слизистые оболочки, начинаются кашель и насморк. Для ускорения выведения бромидов из организма следует назначить диету с большим содержанием в ней хлорида натрия (до 10-20 г в сутки) и обильное питье (до 3-5 л воды в сутки). С целью предупреждения бромизма рекомендуется следить за чистотой кожи (частое мытье), полоскать рот и систематически (1 раз в неделю) принимать солевые слабительные средства (сульфат магния или натрия).

Токсическая доза брома для организма - 3 г, летальная - больше 35 г. Очень токсичен Вr₂.

Бром применяется в медицине для лечения ожирения, в ультрамалых дозах лечит эндокринные заболевания без гормональных препаратов. При злоупотреблении препаратами брома возможны психические и двигательные расстройства, понижается кожная чувствительность, ослабляется память, походка становится неустойчивой.

Бромат калия KBrO₃ используют в качестве отбеливателя муки, но его применение приводит к разрушению витаминов В₁, РР и метионина (серосодержащая аминокислота).

2.2 Йод и здоровье человека

Содержание йода в организме человека (масса тела 70 кг), по некоторым данным, составляет 25-30 мг. Из этого количества 15 мг находится в щитовидной железе. Она расположена на передней поверхности шеи и имеет форму бабочки - две доли и перешеек. В нормальном состоянии она не должна быть видна.

Усвоение организмом йода происходит довольно быстро уже в желудке. С током крови он попадает в щитовидную железу.

Биологическая роль йода

Йод необходим для нормального функционирования щитовидной железы. Щитовидная железа вырабатывает гормоны тироксин и трийодтиронин, для синтеза которых необходим йод. Без йода гормоны щитовидной железы, контролирующие скорость обмена веществ в организме, образоваться не могут.

Через щитовидную железу весь объем циркулирующей в организме крови проходит в течение 17 мин. Если щитовидная железа обеспечена йодом, то за эти 17 мин йод убивает нестойкие микробы, попадающие в кровь через повреждения кожи, слизистую оболочку носа или горла, при адсорбции пищи в пищеварительном тракте. Стойкие микроорганизмы при прохождении через щитовидную железу становятся слабыми, пока окончательно не погибнут при условии нормального обеспечения ее йодом. В противном случае микроорганизмы, циркулирующие в крови, сохраняются.

Йод оказывает успокаивающее действие на организм и нервную систему. При нервном напряжении, раздражительности, бессоннице возникает необходимость в йоде для расслабления организма и его оптимистического настроя. При нормальном обеспечении организма йодом наблюдается повышение умственной активности.

Йод - один из лучших катализаторов окисления в организме. При его недостатке происходит неполное сгорание пищи, что приводит к нежелательному образованию жировых запасов.

Йод восстанавливает энергию человека.

Источники поступления йода в организм человека

Источники поступления йода в организм изображены на схеме.

«Подходили после обеденного отдыха дачники, садились за столики... говорили о пользе йодистого лечения, о морском купании» (Толстой А. Хождение по мукам, т. 1, с. 80).

«Представь, за месяц купанья на этом пляже организм поглощает йода больше, нежели за это время можно искусственно ввести его внутрь» (там же, с. 82).

Однако организм может терять йод, если человек ест соленую пищу или пьет хлорированную воду. Это явление объясняется свойством замещения галогенов, которое выражается законом: любой из четырех галогенов может замещать элемент с более высокой атомной массой и не может замещать элемент с более низкой атомной массой.

Фтор может замещать хлор, бром, йод, т. к. имеет более низкую атомную массу. Подобно фтору, хлор вытесняет йод. Обратный процесс невозможен. При тепловой обработке пищи теряется в среднем 20-60% йода. Йод также теряется, если не соблюдаются правила хранения йодированной соли (6 месяцев в деревянной таре, в сухом месте). Поступление йода уменьшается при употреблении в пищу кочанной и цветной капусты.

Реакция организма на недостаток йода

При недостаточном поступлении йода в организм снижается функция щитовидной железы и развивается гипотиреоз. Щитовидная железа закладывается на 4-5-й неделе внутриутробного развития, а в 6-8 недель появляются первые признаки ее гормональной активности. При недостаточном количестве йода в организме, особенно во внутриутробный период и первые месяцы жизни, может возникнуть заболевание кретинизм (тяжелые нарушения психики и физического развития) - самая тяжелая форма гипотиреоза. Очень важно поставить правильный диагноз именно в первый месяц жизни ребенка, а это возможно только по анализу крови, т. к. клинические проявления заболевания в большинстве случаев появляются гораздо позже (на 3-4-м месяце жизни). К ним относятся повышенная сонливость ребенка, плохой аппетит, запоры, плохая прибавка в весе, сухость кожи, пупочная грыжа и др.

Во всем мире принято, что лечение должно быть начато в первый месяц жизни ребенка. Диагноз можно точно установить за 2-3 недели. Это заболевание характеризуется задержкой роста, физического развития и глубокой умственной отсталостью. Очень важна ранняя диагностика с целью предотвращения нежелательного исхода.

Детский организм - растущий, ему требуется гормонов щитовидной железы больше, чем взрослому человеку. Их действие очень разнообразно, они влияют на рост ребенка и его умственное развитие. Чем позже начато лечение, тем хуже прогноз для ребенка, особенно в плане его психического, интеллектуального развития, т. к. больше всего от недостатка гормонов щитовидной железы страдает центральная нервная система.

«Йоддефицитные заболевания столь легко предотвратить, что рождение даже одного ребенка с умственной отсталостью по причине йодной недостаточности является преступлением», - писал Б.Хетцель в книге «Повесть о йодной недостаточности».

При недостатке йода у взрослых щитовидная железа увеличивается в размерах, чтобы захватить йода из кровотока как можно больше и обеспечить организм достаточным количеством гормонов. Внешне это проявляется в увеличении самой щитовидной железы в виде припухлости на передней поверхности шеи (зоб). Развивается состояние, называемое микседемой. Симптомы недостатка гормонов щитовидной железы в организме - снижение обмена веществ, падение температуры тела, мозоли на пальцах ног, онемение и мурашки рук ночью, выпадение волос, вялость, слабость, сухая желтоватая кожа, возникает одутловатость. Микседема поддается лечению, но больным всю жизнь приходится регулярно принимать соответствующие гормональные препараты, получаемые из щитовидных желез сельскохозяйственных животных. Чтобы предупредить развитие зоба, дефицит йода восполняют, принимая йодированную поваренную соль NaCl, в которую введен KI (25 г на 1000 кг соли). Реакция организма на избыток йода (радиоактивный изотоп) Особенно опасны последствия дефицита стабильного йода в районах России, Белоруссии и Украины, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС. При испытании ядерного оружия, обработке радиоактивных руд, а также при выбросах или авариях на атомных электростанциях в биосферу попадают осколки от деления ядер атомов урана и плутония - радиоактивные изотопы йода ¹³¹I, бария ¹⁴⁰Вa, цезия ¹³⁷Сs, стронция ⁹⁰Sr. Громадную опасность представляет радионуклид ¹³¹I, который концентрируется в щитовидной железе и излучает мощные g-лучи. Пораженная железа получает дозу, примерно в 100 раз превышающую фоновое излучение йода, содержащегося в теле человека или почве. Следствием этого процесса являются онкологические заболевания щитовидной железы. Одно и то же количество ¹³¹I, накопившееся в щитовидной железе при поступлении в организм, значительно опаснее для ребенка, чем для взрослого человека. Нуклид ¹³¹I имеет короткий период полураспада, и опасная ситуация сохраняется относительно небольшой период времени. Основным продуктом, с которым радиоактивный йод поступает в организм, является молоко животных, пасшихся на зараженных пастбищах. Поэтому в условиях радиоактивного заражения внешней среды следует пользоваться запасами кормов, находившимися в период выпадения радионуклидов в закрытых помещениях, или организовать их доставку из незагрязненных зон. Введение препаратов стабильного йода в рацион скота желаемого эффекта не дает. Удаление радионуклидов йода из молока неэффективно из-за глубоких изменений его природных свойств. В этом случае целесообразно переводить молоко в формы, позволяющие хранить продукт достаточное время, необходимое для снижения его радиоактивности за счет естественного распада радионуклидов (сухое, сгущенное молоко).

Однако наиболее рациональным является снабжение населения, прежде всего детей, молоком и молочными продуктами из незагрязненных районов.

Знаете ли вы, что...

· Барабуля океаническая и японский карась содержат так много йода, что их невозможно употреблять в пищу из-за лекарственного запаха.

· Если у женщины возникло заболевание щитовидной железы, это в большом количестве случаев может приводить к нарушениям менструальной и даже детородной функции. Но эти изменения обратимы, при правильном лечении все может нормализоваться.

· При избытке в почве йода (более 40 мг/кг почвы) наблюдается ослабление синтеза йодистых соединений щитовидной железой.

Заболевания, связанные с дефицитом йода, Всемирная организация здравоохранения на пороге следующего тысячелетия определила как глобальную проблему, стоящую в одном ряду с сердечно-сосудистыми и онкологическими. В целях профилактики заболеваний щитовидной железы ни в коем случае нельзя использовать спиртовой раствор йода, т. к. вы не знаете, сколько в одной капле содержится йода, да и этот препарат предназначен для других целей. Спиртовой раствор йода или водные растворы йодидов калия и натрия - препараты, содержащие простое вещество I2. Они оказывают противомикробное действие, поэтому их широко применяют для подготовки операционного поля перед хирургическими операциями, а также для обработки краев ран. По оценке Всемирной организации здравоохранения более 1 млрд людей живут в йоддефицитных районах, т. е. там, где в почве находится йода менее 2-5 мг/кг. К ним относятся предгорья, горные местности, т. к. горные реки и ледники вымывают йод из почвы, районы Алтая и Урала, северной и европейской части, отдельные районы Сибири и Дальнего Востока.

Глава 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ ПО ТЕМЕ "ГАЛОГЕНЫ

КАК ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА"

Продолжительность 2 часа. Учебник: Л.С. Гузей. Химия. 8 класс.

Тип урока: обобщение, систематизация и углубление знаний по теме “Галогены”.

Форма урока: работа в группах.

Цели:

1. На основе ранее полученных знаний о строении атомов, типах химических связей, периодическом изменении свойств химических элементов сформировать представление о галогенах как простых веществах; о причинно-следственных связях между строением, свойствами и применением галогенов; о различиях в химической активности галогенов.

2. Развивать умения переводить графическую информацию в текстовую; анализировать материалы, опубликованные в СМИ.

3. Развивать навыки работы в группе.

4. Воспитывать культуру умственного труда (качественное оформление результатов работы и их представление, фиксация информации по ходу устной беседы и т.п.), культуру участия в беседе, обсуждении.

Оборудование:

образцы галогенов, формулы галогенов на доске, видеофильмы; лотки с оборудованием: раствор бромида натрия, иодида калия, хлорная вода, крахмал пробирки для проведения реакций, инструкции для выполнения опыта; на отдельном лотке: раствор йода, картофель, резаный, хлеб, кукуруза, яблоко, рис.

Ход урока

1. Организационный момент.

Проверка готовности класса к уроку. Организация групп.

2. Новый материал.

Учитель:

- О галогенах вы получили начальное представление, когда изучали периодический закон, химическую связь, основные классы неорганических соединений. Наша задача сегодня на уроке обобщить и привести в систему ранее полученные знания, и приобрести в ходе самостоятельной творческой работы новые знания.

Сообщение плана урока.

Учитель:

Есть у меня шестерка слуг,

Проворных, удалых.

И все, что вижу я вокруг, -

Все знаю я от них.

Они по знаку моему

Являются в нужде.

овут их: как и почему,

Кто, что когда и где.

Ученик:

Мы изучим непременно,

Элементы галогены

(А по-русски - солероды),

Все от фтора и до йода.

Даже новенький астат

Быть в семействе этом рад.

Ученик:

Краткое сообщение об астате.

Открытие галогенов растянулось более чем на сто лет и завершилось открытием астата, с которым мы никогда не встречаемся. Существование астата предсказывал Д.И. Менделеев и даже назвал его “экаиод”. Получен он был в ходе ядерной реакции в 1940 году. Астат в переводе с греческого означает “неустойчивый”. В земной коре его присутствует около 30 грамм.

Учитель:

- Сегодня предстоит работа в группах. Каждая группа получает задание, в котором зашифрована информация о галогенах. Каждое слово несет в себе определенный смысл. Вам предстоит обсудить эту информацию и пересказать этот текст, используя химические термины и понятия.

По истечении времени каждая группа представляет результаты своей работы. По ходу устного сообщения каждой группы класс фиксирует основные выводы, химические реакции и другую важную информацию в тетради.

Задание группе 1.

В 7-этажном доме на улице имени Д.И. Менделеева в 7 подъезде жили химические элементы - галогены. Расселились они по этажам, соблюдая строгую субординацию и в зависимости от своего богатства и прихотей. Те, которые очень любят полетать - повыше, которым это удается с трудом, расположились на нижних этажах. Но вместе их объединило одно обстоятельство.

Задание: Обсудите информацию, зашифрованную в этом тексте. Перескажите этот текст, используя химические термины и понятия.

Задание группе 2.

Галогены не любят показывать свое лицо, обычно они прячутся за спинами других. Иногда, в экстремальных обстоятельствах, они появляются на свет и тогда все любуются их красивыми нарядами, но при этом страдают от крайне неприятного запаха.

Задание: Обсудите информацию, зашифрованную в этом тексте. Перескажите этот текст, используя химические термины и понятия. Предложите записать возможные реакции. Используйте дополнительную литературу. Приведите несколько примеров.

Творческое задание: Представьте портреты некоторых галогенов в виде рисунков или с помощью моделей изобразите их агрегатное состояние.

Демонстрация видеофильма: получение хлора в лаборатории.

Вопросы для обсуждения:

1. Какие вещества участвовали в реакции?

2. Какие условия необходимы для осуществления реакции?

3. Запишите уравнение реакции.

Задание группе 3.

Жители каждого этажа не любят одиночества, они обязательно находят себе пару среди себе подобных или среди жильцов из других подъездов. Особенно они обожают жителей первого, второго и третьего, которые щедро отдают им часть своего богатства. Между ними вспыхивает страстная, даже пламенная любовь и длиться она может вечно.

Задание: Обсудите информацию, зашифрованную в этом тексте. Перескажите этот текст, используя химические термины и понятия. Используйте дополнительную литературу. Приведите несколько примеров реакций.

Демонстрация видеофильма: Взаимодействие брома с алюминием.

Задания:

1. Укажите условия химической реакции и ее признаки.

2. Составьте уравнения, схемы электронного баланса.

3. Сделайте вывод о том, какую роль играет бром в этой реакции.

Задание группе 4.

Но жильцы этого подъезда любят и поспорить, кто из них сильнее и поважнее. И начинается между ними состязание:

Хлор хвалился: “Нет мне равных!”, Галоген я самый главный. Зря болтать я не люблю: Все на свете отбелю!”

Йод своей красой гордился, Твердым был, но испарился. Фиолетовый, как ночь, Далеко умчался прочь.

Бром разлился океаном, хоть зловонным, но - румяным, Бил себя он грозно в грудь: “Я ведь бром! Не кто-нибудь…”.

Фтор молчал и думал: “Эх!.. Ведь приду - окислю всех ….”

Помогите им решить их спор.

Выполнение эксперимента.

Правила по ТБ:

1. Наливать небольшие количества реактивов, не более 1 мл.

2. Запах определять, направляя ладонью к себе поток воздуха.

Экспериментальная работа “Окислительные свойства галогенов”

Порядок выполнения:

1. В пробирки налейте небольшое количество иодида натрия и бромида натрия.

2. Добавьте хлорную воду и крахмал.

3. Опишите наблюдаемые явления.

4. Запишите уравнения реакции и составьте СЭБ.

NaI + Cl₂ --> …….

NaBr + CL₂ --> ……

5. Сделайте вывод.

Учащиеся делают вывод, так как хлор вытесняет йод и бром из растворов их солей, то он более активный галоген.

Учитель:

- А как же будет фтор проявлять себя в растворах солей?

Демонстрация видеофильма о фторе.

Вопросы и задания:

1. Если вода горит во фторе, то как себя будет вести фтор с бромидом калия, с иодидом натрия?

2. Какие образуются вещества в реакции?

NaCl+ F₂ =

KBr +F₂ =

NaI + F₂ =

(Значит самый главный и важный галоген - фтор, затем хлор, бром и йод).

3. Сделайте вывод: ….(Галогены по своей активности разные. Вышестоящий галоген может вытеснить нижестоящий из раствора соли.)

Задание группе 5.

Йод используют как реактив для обнаружения крахмала в продуктах и растениях. В присутствии крахмала йод синеет.

Задание: С помощью эксперимента докажите или опровергните утверждение, что предложенные продукты содержат крахмал. (Обнаружение крахмала в хлебе, картофеле, рисе.)

Демонстрация опытов.

3. Закрепление.

Каждый ученик получает карточку. Необходимо заполнить пропуски. При выполнении задания учащиеся пользуются периодической таблицей, записями в тетради, сделанными на уроке.

Карточка “Галогены”.

Элементы: ______________________.

Положение в периодической системе:

группа: ___________, подгруппа __________.

В подгруппе сверху вниз заряд ядра _________________, общее количество электронов в атоме_____________, количество электронов на последнем уровне ____________.

Окислительные свойства _____________________.

Физические свойства

Учитель:

- Более активный галоген может вытеснить менее активный из раствора соли. Закончите практически осуществимые реакции.

Реакции записаны на доске.

1) KI + F₂ -->

2) Na F + Cl₂ -->

3) NaI + Br₂ -->

4) МgCl₂ + Br₂ -->

Глава 4. ТВОРЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ ПО ТЕМЕ «ГАЛОГЕНЫ»

1. В вашем доме есть бутыль с жидким отбеливателем, но этикетка с инструкцией потеряна. Препарат имеет сильный запах хлора. Вы решили обработать им белье. Какую посуду вы выберете: алюминиевый таз, эмалированный бак с поврежденной поверхностью или пластмассовый таз?

2. Вы пролили йод на белую салфетку. Попытались вывести пятно с помощью белизны, в которой есть хлор, но неудачно. Однако пятно через несколько дней само исчезло. Почему хлор не справился с йодом? И чем можно объяснить исчезновение пятна через несколько дней?

3. Поспорили два друга. Один из них утверждал что, в поваренной соли есть хлор, другой говорил, что его там нет. Кто из них прав?

4. “Он такой забавный и такой милый! Но это хрупкое создание; нуждается в защите. Восемь из десяти попугайчиков подвержены тяжелому заболеванию щитовидной железы, если в рационе не хватает йода” -- так рекламируют свой продукт производители специального корма для попугаев “Трилл”, содержащий йод.

Как вы думаете, авторы рекламы просто пугают владельцев попугайчиков, чтобы продавать больше своей продукции или дефицит йода в самом деле может привести к серьезному заболеванию ваших питомцев?

5. Реклама зубной пасты по частоте стоит на втором месте после рекламы жевательной резинки. А из рекламируемых зубных паст на первом месте, конечно, “Blend-a-med”. Нас уверяют, что уникальная фтористая система флористат эффективно укрепляет зубную эмаль, и демонстрируют опыт с куриным яйцом, которое после обработки этой пастой не растворяется в кислоте. Конечно, это можно проверить самостоятельно, но сначала попробуйте разобраться теоретически.

Что такое флористат? Вы не найдете этого слова в справочниках и даже в химической энциклопедии. Этим термином фирма изготовитель обозначает то фтористое соединение, а чаще их смесь, которое включено в состав зубной пасты.

Размещено на Allbest.ru