Медико-биологическая роль галогенов

АВТОНОМНАЯ НЕКОММЕРЧЕСКАЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ  «КУБАНСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ»                               Индивидуальный проект                       по дисциплине «ОУД. 15 Химия»       на тему «Медико-биологическая роль галогенов» 

                                                                                                            Выполнили студенты группы 22-Ф2-9

                                                                                                           Специальность: 33.02.01 «Фармация»

                                                                                                           Алимова Т.В., Зубарева А.Е.,

                                                                                                           Варданян М.В., Галстян А. С.         

                                                                                                          Руководитель: 

                                                                                                    преподаватель Дегтярева М. С.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность: в наше время галогены используют в медицине, и человек не может без галогенов, так как они применяются в любой сфере деятельности. в нашем проекте мы узнаем в каких препаратах присутствуют галогены и как они влияют на наш организм.

Цель: изучить медико-биологическую роль галогенов. рассказать как можно подробно об галогенах, их строениях, соединенях, химических и физических свойствах, а также где применяются галогены, о пользе и вреде галогенсодержащих лекарствах.

Задачи: выяснить какая медико-биологическая роль галогенов. Выяснить, как галогены влияют на организм человека. Исследовать и изучить информации о галогенах и о всём, что с ними связанно.

Предмет исследования: галогены

Объект исследования: медико-биологическая роль галогенов

Гипотеза: при подробном изучении материала о галогенах можно сделать вывод о их роли и значении в жизни человека,  а так же их роли в медицине

Методы: 

- анализ научной литературы;

-фармацевтический анализ

Глава 1. Общая характеристика галогенов 

Физические и химические свойства галогенов

    Сходство и различие галогенов между собой объясняются структурой их aтомов. Атомы всех галогенов во внешнем электронном слое имеют по 7 электронов до устойчивой конфигурации внешнего электронного слоя им не xвaтает лишь по одному электрону, который они легче присоединяют, чем меньше радиус атома. В связи с этим сходство галогена к электрону возрастает с уменьшением порядкового номера галогена. Сходство галогенов между coбой объясняется сходной структурой внешнего электронного слоя их атомов, различие связано с нарастанием количества промежуточных электронных слоев между ядром атома и внешним электронным слоем.

Бром                                                            

Бром- элемент главной подгруппы VII группы, четвёртого периода. Обозначается символом Br. Химически активный неметалл, относится к группе галогенов. Простое вещество бром при нормальных условиях - тяжёлая едкая жидкость красно-бурого цвета с сильным неприятным запахом.  Бром немного, но лучше других галогенов растворим в воде, раствор называют бромной водой.  

Хлор                                                  

Хлор - элемент VII-й группы периодической таблицы химических элементов, третьего периода. Обозначается символом Cl . Химически активный неметалл, входит в группу галогенов. Простое вещество хлор при нормальных условиях- ядовитый газ желтовато-зелёного цвета, тяжелее воздуха, с резким запахом.  По электропроводности жидкий хлор занимает место среди самых сильных изоляторов: он проводит ток почти в миллиард раз хуже, чем дистиллированная вода, и в несколько десятков  раз хуже серебра. Скорость звука в газообразном хлоре примерно в полтора раза меньше, чем в воздухе газообразный хлор относительно легко сжижается. 

Йод                                                        

Йод - химический элемент VII группы периодической системы Менделеева . Он был открыт в 1811 г. Первооткрывателем  его стал неизвестный в  научных кругах французский химик-технолог Б. Куртуа.Название новому элементу дал известный физик и химик Ж. Гей-Люссак.  Йод при обычных условиях — твердое чёрно-серое вещество с металлическим блеском и специфическим запахом. Пары имеют характерный фиолетовый цвет, так же, как и растворы в неполярных органических растворителях, например в бензоле — в отличие от бурого раствора в полярном спирте. Йод при комнатной температуре представляет собой темно-фиолетовые кристаллы со слабым блеском. 

Фтор                                          

Фтор - химический элемент VII группы периодической системы Менделеева. Фтор - самый активный из галогенов, реагирует со всеми металлами без исключения, многие из них в атмосфере фтора самовоспламеняются, выделяя большое количество теплоты.  Фтор представляет собой бледно-желтый газ со специфическим резким запахом, отличается чрезвычайно высокой реакционной способностью и образует соединения со всеми элементами, в том числе с азотом и тяжелыми благородными газами. Впервые в элементарном состоянии фтор был получен в 1886 г. Myас-саном, путем гидролиза безводного фтористого водорода, содержащего добавки фтористого калия.

Применение галогенов

Галогены находят широкое применение в практике. Все они, за исключением астата, используются для приготовления многочисленных органических и неорганических соединений; многие из них широко применяются в медицине как медикаменты и дезинфицирующие вещества. Все они, особенно хлор и йод, играют значительную роль в обмене веществ в организме человека, животных и растений. С увеличением порядкового номера галогена наблюдается повышение способности их к образованию биологически активных органических соединений.

Применение брома

В химии вещества на основе брома широко применяются в органическом синтезе. «Бромная вода» (водный раствор брома) применяется как реагент для качественного определения непредельных органических соединений. Промышленное применение: значительная часть элементарного брома до начала 1980-х использовалась для производства дибромэтана, входившего в состав этиловой жидкости — антидетонирующей добавки в бензины, содержащей тетраэтилсвинец. Бром также используется в синтезе антипиренов — добавок, придающих пожароустойчивость пластикам, древесине, текстильным материалам. Бромид серебра применяется в фотографии как светочувствительное вещество. Пентафторид брома иногда используется как очень мощный окислитель ракетного топлива. Растворы бромидов используются в нефтедобыче. Растворы бромидов тяжёлых металлов используются как «тяжёлые жидкости» при обогащении полезных ископаемых методом флотации. В медицине бромид натрия и бромид калия применяют как успокаивающие средства. В производстве оружия: со времен Первой мировой войны бром используется для производства боевых отравляющих веществ.

Применение йода

В криминалистике пары йода применяются для обнаружения отпечатков пальцев на бумажных поверхностях, например, на купюрах.

В технике: рафинирование металлов.

Йод используется в источниках света: 

Производство аккумуляторов: йод используется в качестве компонента положительного электрода (окислителя) в литиево-ионных аккумуляторах для автомобилей. Радиоэлектронная промышленность: в последние годы резко повысился спрос на йод со стороны производителей жидкокристаллических дисплеев.

Применение фтора

Ракетная техника: фтор и некоторые его соединения являются сильными окислителями, поэтому могут применяться в качестве окислителя в ракетных топливах. Очень высокая эффективность фтора вызывала значительный интерес к нему и его соединениям. На заре космической эры в СССР и других странах существовали программы исследования фторсодержащих ракетных топлив. Однако продукты горения с фторсодержащими окислителями токсичны. Поэтому топлива на основе фтора не получили распространения в современной ракетной технике. Фторированные углеводороды  применяются в медицине как кровозаменители.

Применение хлора

Чаще всего хлор используют при производстве различного вида пластикатов, поливинилхлорида и синтетического каучука. Применяют хлор в качестве отбеливателя, в качестве вещества для защиты растений от насекомых, обеззараживания воды и так далее. Применяется хлор в медицине, в пищевой и химической промышленности  

Хлор в природе

Природный хлор представляет собой смесь двух изотопов. В земной коре хлор - самый распространённый галоген. Поскольку хлор очень активен, в природе он встречается только в виде соединений в составе минералов.Самые большие запасы хлора содержатся в составе солей вод морей и океанов. Происходит это потому, что хлор вымываемый из пород, нигде не может задержаться (почти все хлориды металлов растворимы) и выносится реками в моря и океаны.Из различных источников ежегодно в мире добывают сотни миллионов тонн хлора. В свободном состоянии встречается в небольших количествах в вулканических газах. В природе хлор встречается в основном в виде хлоридов.

Бром в природе

Бром широко распространён в природе и в рассеянном состоянии встречается почти повсеместно. Почти все соединения брома растворимы в воде и поэтому легко выщелачиваются из горных пород. Как примесь он есть в сотнях минералов. Но имеется лишь небольшое количество нерастворимых в воде минералов — галогенидов серебра и меди.    . В горных породах бром присутствует главным образом в виде ионов, которые мигрируют вместе с грунтовыми водами. Часть земного брома связана в организмах растений в сложные и большей частью нерастворимые органические соединения. Некоторые растения активно накапливают бром. Это в первую очередь бобовые — горох, фасоль, чечевица, а также морские водоросли. В море сосредоточена большая часть брома. Есть он и в воде солёных озёр, и в подземных водоносных пластах, сопутствующих месторождениям горючих ископаемых, а также калийных солей и каменной соли. Есть бром и в атмосфере, причем содержание этого элемента в воздухе приморских районов всегда больше, чем в районах с резко континентальным климатом.

Фтор в природе

Содержание фтора в земной коре довольно. Из-за высокой химической активности фтор в свободном виде, разумеется, не встречается. Важнейшие минералы фтора — это флюорит, а также фторапатит. Фтор как примесь входит в состав многих минералов, содержится в подземных водах и в морской воде. Из растений относительно богаты фтором чечевица и лук. В почве фтор накапливается в результате вулканической деятельности, в составе вулканических газов обычно содержится большое количество фтороводорода

Йод в природе

Основное количество йода в природе содержится в морской воде, куда он был смыт с поверхности почвы ледниками, снегом, дождем, ветром и реками. Йод находится в глубоких слоях почвы и обнаруживается в содержимом нефтяных скважин. В целом, чем старее поверхность почвы и чем более была она подвержена в прошлом различным воздействиям (эрозии), тем меньше в ней йода. Наиболее обеднены йодом почвы в горных местностях, которые подвергались частому выпадению дождей со стоком воды в реки. Ледники также являются важной причиной потери йода из почвы в горных районах. Из атмосферы йод возвращается в почву с дождевой водой. Цикл, таким образом, замыкается. Однако возвращение йода в почву происходит очень медленно и в относительно малом по сравнению с предшествовавшей потерей количестве. 

Глава 2. Медико-биологическая роль галогенов

Медико-биологическая роль брома

В медицине, при лечении неврозов, истерии, бессонницы и других расстройств нервной системы, широко применяются бромиды калия, натрия, кальция и аммония, а также некоторые органические соединения брома. В человеческом организме бром очень широко распространен, выполняет множество полезных функций - он принимает участие в активации пепсина, способствует активизации ферментов; улучшает деятельность щитовидной железы и предотвращает возникновение эндемического зноба. Он содержится в гипофизе, почках, щитовидной железе, в мышечной и костной ткани, а также в крови. В общей сложности в органах и тканях человека содержится приблизительно 200-300 миллиграммов брома. 

Недостаток брома в пище приводит к бессоннице, замедлению роста и уменьшению числа эритроцитов в крови. Для устранения дефицита брома рекомендуется обогатить рацион пищевыми продуктами или принимать витаминно-минеральные комплексы в состав которых входит полезное соединение. Особенно богаты бромом рыба, злаки и орехи

Причины избытка минерала в организме: нарушение обмена веществ, поступление микроэлемента с продуктами питания, медицинскими препаратами, парами в избыточном количестве. Соединений брома, в том числе бромидов, на кожу вызывает сильнейший, трудно заживающий ожог. Чрезмерное накопление в организме бромистых солей вызывает кожные сыпи и угнетение нервной системы. 

Препараты, содержащие бром

• Адонис-брома
• Аллапинин
• Аллафорте
• Доброкам

Медико-биологическая роль фтора

Соединения фтора токсичны и на производствах, связанных с их получением или использованием, могут представлять профессиональную вредность. Эффективной мерой против кариеса является фторирование воды до оптимального содержания в ней фтора . Фтор можно вводить в организм также в виде добавки в поваренную соль, молоко или принимать в виде таблеток. Фтор стимулирует репаративные процессы при переломах костей, предупреждает развитие сенильного остеопороза. Есть данные, что фтор снижает накопление стронция в костной ткани и уменьшает тяжесть вызываемых радиоактивным стронцием поражений. При хроническом воздействии относительно малых доз фтора наблюдается стимуляция реакций иммунитета, в то время как при длительном действии высоких доз этого элемента отмечали угнетение защитных сил организма. 

Избыточное поступление фтора в организм (в основном с питьевой водой или при загрязнении атмосферы выбросами промышленных предприятий). Токсическое действие фтора связано с ингибированием им многих ферментных систем. Фтор участвует в построении костного скелета и зубной эмали, в процессах обмена веществ в мышцах, железах, нервной ткани. Избыток фтора также оказывает пагубное воздействие: приводит к разрушению зубной эмали и скелета. 

Его недостаток приводит к выпадению волос, хрупкости костных тканей и, как следствие, к остеопорозу и деформированной осанке. Особенно опасен недостаток фтора в детском и подростковом возрасте, когда идет интенсивный рост и формирование скелета. Крепкие здоровые ногти и волосы – также зависит от фтора. Соответственно, его недостаток в организме приводит к хрупкости зубов, истончению и эрозии зубной эмали и – самое заметное и наиболее известное последствие – к кариесу.  

Препараты, содержащие фтор

• Натрия фторид (Natrium phthoridum)
• Фторлак (Phthorlacum)
• Фтородент
• Вотердент (WATERDENT)
• Зубная паста (Новый жемчуг)

Медико-биологическая роль йода

Йод играет значительную роль в работе щитовидной железы. Важнейшей функцией вырабатываемых в ней гормонов является регуляция работы мозга и сердца, мускульного возбуждения. В организме среднего человека (масса тела 70 кг) содержится 12-20 мг йода, суточная потребность составляет около 0,2 мг.  Некоторые морские водоросли (морская капуста, или ламинария, фукус и другие) накапливают до 1% иода. У животных и человека йод входит в состав гормонов щитовидной железы, оказывающих многостороннее воздействие на рост, развитие и обмен веществ организма. 

Недостаток йода приводит к увеличению щитовидной железы, замедлению умственного и физического развития. Йод относится к микроэлементам и присутствует во всех живых организмах. Его содержание в растениях зависит от присутствия его соединений в почве и водах. О недостатке йода сигнализирует состояние кожи, она становится сухой, теряет эластичность, приобретает восковой оттенок. Из-за нарушения обмена веществ, в котором также принимают участие гормоны щитовидной железы, появляется избыточный вес. Происходят нарушения в работе кишечника, проявляющиеся в виде запоров.

При избытке йода может возникнуть состояние йодизма. Для него характерны отеки, тошнота, рвота, гнойнички на коже, насморк, конъюнктивит, повышение температуры, боли в суставах. Высокое потребление йода может вызывать развитие зоба, повышение уровня тиреотропного гормона, что увеличивает вероятность развития гипотиреоза.  

Препараты, содержащие йод

• Йодома рин
• Эндокринол
• Ламинария
• Йод-Актив
• Калий йод

Хлор входит в состав соляной кислоты как компонента желудочного сока и обеспечивает переваривание пищи, участвует в обмене веществ. Постоянная концентрация кислоты в желудке поддерживается за счёт поваренной соли, поступающей в организм в составе продуктов питания. Хлор относится к важнейшим биогенным элементам и входит в состав всех живых организмов. У животных и человека, ионы хлора участвуют в поддержании осмотического равновесия и регуляции водно-солевого обмена. Ежедневно с пищей человек получает 3-6 г хлора, что с избытком покрывает потребность в этом элементе. Ионы хлора жизненно необходимы растениям. Хлор участвует в энергетическом обмене у растений. В медицинской практике препараты хлора используют главным образом как дезинфицирующие средства и антисептические средства. В качестве таких средств применяют так называемые хлорактивные соединения, отщепляющие в растворе ион хлора.

Недостаток встречается нечасто, связан с недостатком других электролитов, изменениями кислотно-щелочного баланса. Реакция одинакова, приводит к дисбалансу электролитов, нарушает гомеостаз. Усиленное выведение хлоридов происходит в случае продолжительной тяжелой рвоты, диареи

Повышение хлора в крови как называется– гиперхлоремия. Изменение количества хлора в крови чревато нарушением равновесия в системах организма, а также развитием патологических процессов. Обезвоживание является опасным сигналом. Если у человека наблюдается рвота, диарея, потеря жидкости при ожогах, или у него просто нарушен водный режим – относительной гиперхлоремии не избежать. Избыток хлора в 80% случаев возникает у людей, работающих в фармацевтической, химической и текстильной промышленностях. 

Медико-биологическая роль хлора

Препараты, содержащие хлор

• Натрия хлорид
• Аква-риносоль
• Дезинфицирующее средство ДЕО-Хлор

заключение

Галогены - элементы седьмой группы системы Менделеева. К ним относятся: хлор, фтор, йод, астат, бром. Роль галогенов в организме человека заключается в их уникальном свойстве поддерживать важные химико-биологические обменные процессы (все процессы жизнедеятельности человека). Фтор содержится во всех человеческих органах и играет важную роль в строении костей, зубов. Бром содержится в почках, печени, крови, мозге. Йод важен для функционирования щитовидной железы. Хлор помогает поддерживать в организме осмотическое давление лимфы и крови, сохраняет баланс воды. Очень важно с продуктами питания получать достаточное количество каждого микроэлемента, так как их недостаток может стать угрозой здоровью. Галогены необходимы не только для реализации многих повседневных вещей, но и для эффективного функционирования нашего организма. Данные химические элементы имеют определенные особенности, которые находят свое применение в различных отраслях. 

В результате данной исследовательской работы мы узнали многое о галогенах, как они влияют на организм человека, их химические и физические свойства, где они принимаются. Узнали, в каких лекарственных препаратах они содержаться, о пользе и вреде галогенсодержащих лекарствах, что происходит с организмом при их избытке и недостатке, узнали медико-биологическую роль галогенов. На основе данной работы был сделан продукт

Спасибо за внимание!