Влияние элемента хлор на организм человека

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

Введение

I часть: История открытия хлора

II часть: Общая характеристика

1. Расположение в таблице Д. И. Менделеева

2. Строение атома (Cl)

3. Физические свойства

4. Химические свойства

4.1 Взаимодействие с неметаллами

4.2 Взаимодействие с металлами

4.3 Другие свойства

4.4 Окислительные свойства хлора

4.5 Реакции с органическими веществами

III часть: Физиологическое воздействие хлора на организм человека

1. Пониженное содержание хлора в организме

1.1 Основные причины дефицита хлора

1.2 Основные проявления дефицита хлора

2. Повышенное содержание хлора в организме

2.1 Основные причины избытка

2.2 Основные проявления избытка

IV часть: Количественная потребность человека в хлоре

V часть: Содержание хлора в воде и способы очистки

VI часть: Влияние галогена на здоровый образ жизни

1. Последствия недостатка или избытка хлора в организме

2. Биологическая роль

VII часть: Рацион питания здорового человека

VIII часть: Применение хлора

Заключение

Список литературы

Введение

В этом году мы первый раз принимаем участие в научном обществе по химии. Этот предмет мы изучаем второй год, и поэтому нам захотелось получше познакомиться с ним. Все знают высказывание М.В.Ломоносова: "Широко простирает химия руки свои в дела человеческие!...". Мы захотели понять, как же далеко зашли руки химии в наши дела, а особенно в организм человека. Решили начать с элемента хлор, входящий в группу галогенов, который встречается в нашей жизни чаще других элементов таблицы Менделеева. Несомненно, что наша тема актуальна, ведь мы должны знать о все, что может как-то отрицательно повлиять на наше здоровье. А хлор - элемент, встречающийся в нашей повседневной жизни. Поваренная соль, хлорка, хлоросодержащиеся полимеры, боевое отравляющее вещество, обеззараживание воды, производство хлорорганических инсектицидов, в пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E925; в химическом производстве соляной кислоты, хлорной извести, бертолетовой соли, хлоридов металлов, ядов, лекарств, удобрений; в металлургии для производства чистых металлов: титана, олова, тантала, ниобия, так же, как индикатор солнечных нейтрино в хлороаргонных детекторах - все это элемент хлор. Нам стало интересно: как такой важный элемент влияет на организм человека, как его нужно принимать, и где можно найти «чистый» хлор. хлор физический химический организм человек

Цель: выявить влияние элемента хлор на организм человека, при поступлении его в «чистом» виде.

Задачи:

• углубленно изучить элемент хлор, его свойства.

• выяснить действие элемента хлора на организм человека.

• узнать, где хлор содержится в «чистом» виде.

• узнать норму потребления элемента хлор.

I часть: История открытия хлора

История элементарного хлора сравнительно коротка, она ведет начало с 1774 г. Весьма вероятно, что алхимики сталкивались с элементарным хлором, так как в странах Востока уже в IX, а в Европе в XIII в. была известна «царская водка» - смесь соляной и азотной кислот.

Подробно хлор впервые описан шведским химиком К. Шелле при взаимодействии пиролюзита с соляной кислотой в своём трактате о пиролюзите.

4HCl + MnO2 = Cl2 + MnCl2 + 2H2O

Шелле отметил запах хлора, схожий с запахом царской водки, его способность взаимодействовать с золотом и киноварью, а также его отбеливающие свойства.

Бертолле и Лавуазье предположили, что хлор является оксидом элемента мурия, однако попытки его выделения оставались безуспешными вплоть до работ Дэви, которому электролизом удалось разложить поваренную соль на натрий и хлор.

Гей-Люссак дал новому элементу более короткое имя - хлор.

II часть: Общая характеристика

1. Расположение в таблице Д.И. Менделеева

Хлор (от греч. члщсьт -- «зелёный») -- элемент главной подгруппы седьмой группы, третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 17. Обозначается символом Cl (лат. Chlorum). Химически активный неметалл. Входит в группу галогенов (первоначально название «галоген» использовал немецкий химик Швейгер для хлора [дословно «галоген» переводится как солерод], но оно не прижилось, и впоследствии стало общим для VII группы элементов, в которую входит и хлор).

2. Строение атома (СI)

На валентном уровне атома хлора содержится 1 неспаренный электрон: 1SІ 2SІ 2p6 3SІ 3p5, поэтому валентность равная 1 для атома хлора очень стабильна. За счёт присутствия в атоме хлора незанятой орбитали d-подуровня, атом хлора может проявлять и другие валентности. Схема образования возбуждённых состояний атома:

3. Физические свойства

При нормальных условиях хлор -- жёлто-зелёный газ с удушающим запахом. При охлаждении хлор превращается в жидкость при температуре около 239 К, а затем ниже 113 К кристаллизуется. Некоторые его физические свойства представлены в таблице.

4. Химические свойства

4.1 Взаимодействие с неметаллами

C неметаллами (кроме углерода, азота, кислорода и инертных газов), образует соответствующие хлориды.

На свету или при нагревании активно реагирует (иногда со взрывом) с водородом по радикальному механизму. Смесь хлора с водородом в небольших концентрациях горит бесцветным или желто-зелёным пламенем.

Cl2 + H2 > 2HCl

5Cl2 + 2P > 2PCl5

2S + Cl2 > S2Cl2

С кислородом хлор образует оксиды в которых он проявляет степень окисления от +1 до +7: Cl2O, ClO2, Cl2O6, Cl2O7. Они имеют резкий запах, термически и фото химически нестабильны, склонны к взрывному распаду.

При реакции с фтором, образуется не хлорид, а фторид:

Cl2 + 3F2 (изб.) > 2ClF3

4.2 Взаимодействие с металлами

Хлор непосредственно реагирует почти со всеми металлами (с некоторыми только в присутствии влаги или при нагревании):

Cl2 + 2Na > 2NaCl

3Cl2 + 2Sb > 2SbCl3

3Cl2 + 2Fe > 2FeCl3

Сейчас на видео мы сможете наблюдать реакции хлора с некоторыми элементами

Горение свечи в хлоре

Взаимодействие хлора с металлами: а) с железом

Взаимодействие со сложными веществами

Вытеснение более активным галогеном менее активного из его соли

4.3 Другие свойства

Хлор вытесняет бром и иод из их соединений с водородом и металлами:

Cl2 + 2HBr > Br2 + 2HCl

Cl2 + 2NaI > I2 + 2NaCl

При реакции с монооксидом углерода образуется фосген:

Cl2 + CO > COCl2

При растворении в воде или щелочах, хлор дисмутирует, образуя хлорноватистую (а при нагревании хлорную) и соляную кислоты, либо их соли:

Cl2 + H2O > HCl + HClO

3Cl2 + 6NaOH > 5NaCl + NaClO3 + 3H2O

Хлорированием сухого гидроксида кальция получают хлорную известь:

Cl2 + Ca(OH)2 > CaCl(OCl) + H2O

Действие хлора на аммиак можно получить трёххлористый азот:

4NH3 + 3Cl2 > NCl3 + 3NH4Cl

4.4 Окислительные свойства хлора

Хлор очень сильный окислитель.

Cl2 + H2S > 2HCl + S

4.5 Реакции с органическими веществами

С насыщенными соединениями:

CH3-CH3 + Cl2 > C2H6-xClx + HCl

Присоединяется к ненасыщенным соединениям по кратным связям:

CH2=CH2 + Cl2 > Cl-CH2-CH2-Cl

Ароматические соединения замещают атом водорода на хлор в присутствии катализаторов (например, AlCl3 или FeCl3):

C6H6 + Cl2 > C6H5Cl + HCl

III часть: Физиологическое воздействие хлора на организм человека

Хлор - один из биогенных элементов, постоянный компонент тканей растений и животных. Суточная потребность взрослого человека в хлоре (2-4 г) покрывается за счет пищевых продуктов. С пищей хлор поступает обычно в избытке в виде хлорида натрия и хлорида калия. Особенно богаты хлором хлеб, мясные и молочные продукты. В организме человека хлор - основное осмотически активное вещество плазмы крови, лимфы, спинномозговой жидкости и некоторых тканей. Играет роль в водно-солевом обмене, способствуя удержанию тканями воды. Регуляция кислотно-щелочного равновесия в тканях осуществляется наряду с других процессами путем изменения в распределении хлора между кровью и других тканями. Хлор является компонентом желудочного сока.

1. Пониженное содержание хлора в организме

Дефицит хлора изучен только в экспериментах на лабораторных животных. Отмечены задержка роста, запоры, гемоконцентрация, обезвоживание, снижение аппетита, снижение уровня хлора в крови и повышенный уровень бикарбонатов. Под воздействием звукового раздражителя у крыс с дефицитом хлора легко вызывается тетания.

У человека отмечается возникновение алкалоза, анорексии и запоров. В клинических исследованиях показано, что хлор является регулятором ренин-ангиотензин- альдостероновой системы и выступает в роли патогенетической детерминанты «натрий-зависимой» гипертензии, как патогенетический фактор расстройств объема внеклеточной жидкости, кислотно-щелочного баланса и гомеостаза. Установлено, что у детей питавшихся длительное время детскими смесями с пониженным содержанием хлора, появлялись симптомы гипокалиемии, гипохлоремического метаболического алкалоза с повышением уровня ренина в плазме и альдостерона в сыворотке.

1.1 Основные причины дефицита хлора:

• недостаточное поступление хлора с пищевыми продуктами;

• нарушение регуляции обмена хлора

1.2 Основные проявления дефицита хлора

В основном проявляется в виде выраженной задержки роста, повышенной судорожной готовности в ответ на шумовое воздействие, которое сопровождается снижением уровня хлора и повышением уровня гидрокарбонат-иона в крови. У людей описаны алкалоз, анорексия и запоры. Повышенный уровень гидрокарбонат-иона (алкалоз) может вызывать выведение хлора и натрия с мочой.

• усиленное потоотделение (секреторные дисфункции и гормональный дисбаланс)

• рвота

• выпадение волос и зубов

• ацидоз (заболевание, связанное с повышением выведением хлора почками с мочой)

• передозировка диуретиков

• почечная недостаточность (при полиурии)

• травма головы

2. Повышенное содержание хлора в организме

Хлор и его соединения очень токсичны.

2.1 Основные причины избытка:

• избыточное поступление

2.2 Основные проявления избытка хлора:

• обезвоживание (недостаточное поступление воды в организм)

• острая почечная недостаточность (при анурии, олигурии)

• несахарный диабет

• алкалоз (заболевание, связанное с повышением уровня щелочных элементов -- хлора)

• повышенная функция коры надпочечников

IV часть: Количественная потребность человека в хлоре

Потребность человека в хлоре - около 2 г/сут. Безвредная доза до 5-7 г.

Потребность в хлоре с избытком удовлетворяется обычным рационом, содержащим в среднем 7-10 г хлора, из них 3,7 г мы получаем с хлебом и 4,6 г при подсаливании пищи поваренной солью. Естественное содержание хлора в пищевых продуктах колеблется в пределах 2-160 мг%. Рацион питания без добавления поваренной соли содержал бы около 1,6 г хлора. Основное его количество (до 90%) взрослые получают с поваренной солью.

Много хлора в красной свекле. Присутствует во многих овощах, фруктах, злаках.

V часть: Содержание хлора в воде и способы очистки

Хлором обеззараживают воду, поскольку хлор -- мощный окислитель, способный уничтожать болезнетворные микроорганизмы. Однако в реках и озерах, откуда ведется водозабор, присутствует множество веществ, попавших туда со сточными водами, и с некоторыми из них хлор вступает в реакцию. В результате образуются гораздо более неприятные соединения, чем сам хлор. Например, соединения хлора с фенолом; они придают воде неприятный запах, влияют на печень и почки, но в малых концентрациях не очень опасны. Однако возможны соединения хлора с бензолом, толуолом, бензином, с образованием диоксина, хлороформа, хлортолуола и других канцерогенных веществ.

VI часть: Влияние галогена на здоровый образ жизни

1. Последствия недостатка или избытка Хлора в организме

Встречаются у младенцев, получающих обессоленную пищу. Возникают в связи с рвотой, лечением диуретиками, болезнями почек. Нарушения в обмене хлора ведут к развитию отеков, недостаточной секреции желудочного сока и др. Резкое уменьшение содержания хлора в организме может привести к тяжелому состоянию, вплоть до смертельного исхода. Повышение его концентрации в крови наступает при обезвоживании организма, а также при нарушении выделительной функции почек. Содержание хлора в моче зависит в основном от его содержания в пище.

2. Биологическая роль

Поддерживает нормальное осмотическое давление плазмы крови, лимфы, спинномозговой жидкости.

Участвует в образовании соляной кислоты, обмене веществ, построении тканей.

Необходим для дезинфекции клеток.

Способствует избавлению от лишнего веса.

Растворяет отложения на суставах.

Соляная кислота, входящая в состав желудочного сока чело века, выполняет ряд важных функций:

-- убивает большую часть бактерий, попадающих в желудок вместе с пищей. Например, холерный вибрион погибает в 0,5% -ной НСI. Поэтому эпидемия холеры возникает только летом, когда из-за жары человек употребляет много воды и кислотность желудочного сока уменьшается;

-- 0,5% -ная соляная кислота в желудке создает условия для действия ферментов на белки. Ферменты становятся активными в кислой среде уже при 37--38 °С.

VII часть: Рацион питания здорового человека

Содержание хлора в пищевых продуктах незначительно. Несколько больше его в крупах и бобовых, мало во фруктах и овощах. В продуктах животного происхождения хлора содержится значительно больше. Основная потребность в хлоре удовлетворяется за счет поваренной соли, вводимой в пищу. С пищей хлор поступает обычно в избытке в виде хлорида натрия и хлорида калия. Особенно богаты хлором хлеб, мясные и молочные продукции.

Следует помнить всем: вода не выводит соль! Но если человек решается изменить свою диету и полностью воздержаться от добавления соли в пищу, постепенно он может добиться того, что излишки соли выведутся. К сожалению, соль никогда не выводится в количестве до 25 г в сутки, которые теоретически могут вывести почки. На самом деле, если человек уменьшит употребление соли до 2 г в день, с мочой и потом может выйти до 3--4 г в день.

VIII часть: Применение хлора

Ежегодно во всем мире получают огромные количества хлора - десятки миллионов тонн. Только в США к концу 20 в. ежегодно путем электролиза получали около 12 млн. тонн хлора (10-е место среди химических производств). Одной из важных отраслей химической промышленности является хлорная промышленность. Основные количества хлора перерабатываются на месте его производства в хлорсодер жащие соединения. Хранят и перевозят хлор в жидком виде в баллонах, бочках, железнодорожных цистернах или в специально оборудованных судах. Для индустриальных стран характерно следующее примерное потребление хлора: на производство хлорсодержащих органических соединений - 60-75%; неорганических соединений, содержащих хлор, -10-20%; на отбелку целлюлозы и тканей - 5-15%; на санитарные нужды и хлорирование воды - 2-6% от общей выработки.

Хлор применяется:

В производстве поливинилхлорида, пластикатов, синтетического каучука, из которых изготавливают: изоляцию для проводов, оконный профиль, упаковочные материалы, одежду и обувь, линолеум и грампластинки, лаки, аппаратуру и пенопласты, игрушки, детали приборов, строительные материалы. Отбеливающие свойства хлора известны с давних времен, хотя не сам хлор «отбеливает», а атомарный кислород, который образуется при распаде хлорноватистой кислоты: Этот способ отбеливания тканей, бумаги, картона используется уже несколько веков.

Производство хлорорганических инсектицидов -- веществ, убивающих вредных для посевов насекомых, но безопасные для растений. На получение средств защиты растений расходуется значительная часть производимого хлора. Один из самых важных инсектицидов -- гексахлорциклогексан (часто называемый гексахлораном). Это вещество впервые синтезировано ещё в 1825 г. Фарадеем, но практическое применение нашло только через 100 с лишним лет -- в 30-х годах нашего столетия.

Использовался как боевое отравляющее вещество, а так же для производства других боевых отравляющих веществ: иприт, фосген.

Для обеззараживания воды -- «хлорирования».

Для демонтажа медных труб.

В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E925.

В химическом производстве соляной кислоты, хлорной извести, бертолетовой соли, хлоридов металлов, ядов, лекарств, удобрений.

Как индикатор солнечных нейтрино в хлороаргонных детекторах.

Заключение

Проделав данную работы, мы узнали некоторые особенности строения атома элемента хлор, его физические и химические свойства; выявили положительное и отрицательное действие элемента хлор на организм человека; познакомились с продуктами, помогающим держать содержание хлора в организме; способы поступления и выведения элемента хлор. На примере этой работы мы убедились в высказывании М.В. Ломоносова. В нашей сегодняшней жизни невозможно обойтись без химии, это касается и здоровья человека и его окружающей жизни.

Список литературы

1. Алексинский В.Н. Занимательные опыты по химии - М.: «Просвещение», 1980 год.

2. Аранская О.С. Проектная деятельность школьников в процессе обучения химии - М.: «Вентана-Граф», 2007 год.

3. Аршанская Е.Я. Методика обучения химии в классах гуманитарного профиля - М.: «Вентана-Граф», 2002 год.

4. Габриелян О.С. Химические эксперименты в школе - М.: «Дрофа», 2005 год

Размещено на Allbest.ru