Ответы на вопросы по химии. Д. И. Менделеева. Структура периодической системы

• Название: Д. И. Менделеева. Структура периодической системы
• Дата: 06.01.2019
• Размер: 0.81 Mb.
• Имя файла: Ответы на вопросы по химии.docx
• Тип: Документы; #62656
• страница: 16 из 16

-метафосфорная кислота — HPO₃.Получают метафосфорную кислоту по реакции: P₂O₅ + H₂O = 2HPO₃ (на холоде);

- ортофосфорная кислота — H₃PO₄. Получают ортофосфорную кислоту по реакции: HPO₃ + H₂O = H₃PO₄ (при кипячении);

- пирофосфорная кислота - H₄P₂O₇. Получают пирофосфорную кислоту по реакции: 2H₃PO₄ = H₄P₂O₇ + H₂O (нагревание при 200°C).

Из ортофосфорной кислоты легко испаряется вода, и она становится концентрированной.

При нагревании до 300°C ортофосфорная кислота отдает воду, разлагаясь сначала на пирофосфорную кислоту, затем различные полифосфорные кислоты. При этом образуется гигроскопичная стекловидная масса. Если затем эту массу разбавить водой, то она превратится обратно в ортофосфорную кислоту. Наибольшее значение имеет ортофосфорная кислота (или просто фосфорная), которую для технических целей получают по реакции Са₃(РО₄)₂ + 3H₂SO₄ = 3CaSO₄ + 2Н₃РО₄, и её соли — фосфаты. Н₃РО₄ применяют для производства удобрений, в пищевой, текстильной промышленности, в медицине, как флюс при пайке. Фосфаты применяют как фосфорные удобрения, в производстве эмалей, стёкол.

По исходному веществу он назвал её фосфорной. Технически фосфорную кислоту впервые получили более 100 лет назад разложением низкокачественных фосфоритов разбавленной (5-10%) серной кислотой, в которой соединения железа и особенно алюминия переходят в раствор в незначительной степени. Раствор с концентрацией 8-10% Р₂О₅ упаривали до содержания в нем примерно 40% Р₂О₅. При разложении фосфатной породы более концентрированной (30-40%) серной кислотой выделяются игольчатые кристаллы гипса. Они удерживают значительное количество жидкой фазы и плохо промываются. Вследствие этого потери Р₂О₅ велики. Существенным шагом вперед в производстве фосфорной кислоты был переход к установкам непрерывного действия и разбавления 75 и 93%-ной серной кислоты не водой или слабыми промывочными водами, а раствором фосфорной кислоты, т.е. проведение процесса с применением раствора разбавления. В этих условиях выделяются ромбические кристаллы, которые хорошо фильтруются и отмываются.

Физические свойства кислот.

Ортофосфорная кислота в чистом виде при обычных условиях представляет бесцветные кристаллы ромбической формы. Чистая Н₃РО₄ после плавления образует вязкую маслообразную жидкость с малой электрической проводимостью и сильно пониженной способностью к диффузии.

Химические свойства Н₃РО₄.

Ортофосфорная кислота в водных растворах намного слабее серной и азотной кислот. Это трехосновная кислота. Электролитическая диссоциация кислоты, как и других многоосновных кислот, осуществляется ступенчато:

По первой ступени диссоциации ортофосфорная кислота считается электролитом средней силы, по второй - слабым, по третьей - очень слабым. В соответствии с существованием трех видов кислотных остатков при нейтрализации фосфорной кислоты щелочами образуются соли: дигидрофосфаты, гидрофосфаты, а также фосфаты, например:

Ортофосфорную кислоту можно отличить от других фосфорных кислот по реакции с нитратом серебра – образуется желтый осадок Н₃РО₄ + 3AgNO₃=Ag₃PO₄ + HNO₃ Все остальные фосфорные кислоты образуют белые осадки. При упаривании ортофосфорной кислоты образуется дифосфорная (пирофосфорная) кислота:2Н₃РО₄ = Н₄Р₂О₇ + Н₂О.Фосфорная кислота имеет большое значение как один из важнейших компонентов питания растений. Фосфор используется растениями для построения своих самых жизненно важных частей - семян и плодов.

Производные ортофосфорной кислоты очень нужны не только растениям, но и животным. Кости, зубы, панцири, когти, иглы, шипы у большинства живых организмов состоят, в основном, из ортофосфата кальция. Кроме того, ортофосфорная кислота, образуя различные соединения с органическими веществами, активно участвуют в процессах обмена веществ живого организма с окружающей средой. В результате этого производные фосфора содержатся в костях, мозге, крови, в мышечных и соединительных тканях организмов человека и животных. Особенно много ортофосфорной кислоты в составе нервных (мозговых) клеток. Весьма отрицательно (заболевание рахитом, малокровие, и др.) сказывается на состоянии организма понижение содержания в рационе питания соединений фосфора или введение их в неусвояемой форме. Применяют ортофосфорную кислоту в настоящее время довольно широко. Основным ее потребителем служит производство фосфорных и комбинированных удобрений. Для этих целей ежегодно добывается во всем мире фосфоросодержащей руды около 100 млн. т. Фосфорные удобрения не только способствуют повышению урожайности различных сельскохозяйственных культур, но и придают растениям зимостойкость и устойчивость к другим неблагоприятным климатическим условиям, создают условия для более быстрого созревания урожая в районах с коротким вегетативным периодом. Они также благоприятно действуют на почву, способствуя ее структурированию, развитию почвенных бактерий, изменению растворимости других содержащихся в почве веществ и подавлению некоторых образующихся вредных органических веществ. Немало ортофосфорной кислоты потребляет пищевая промышленность. Дело в том, что на вкус разбавленная ортофосфорная кислота очень приятна и небольшие ее добавки в мармелады, лимонады и сиропы заметно улучшают их вкусовые качества. Этим же свойством обладают и некоторые соли фосфорной кислоты. Пропитка древесины самой кислотой и ее солями делают дерево негорючим. На этой основе сейчас производят огнезащитные краски, негорючие фосфодревесные плиты, негорючий фосфатный пенопласт и другие строительные материалы. Различные соли фосфорной кислоты широко применяют во многих отраслях промышленности, в строительстве, разных областях техники, в коммунальном хозяйстве и быту, для защиты от радиации, для умягчения воды, борьбы с котельной накипью и изготовления различных моющих средств. Соли кислых алкилфосфатов используют как поверхностно-активные вещества, антифризы, специальные удобрения, антикоагулянты латекса и др. Кислые алкилфосфаты применяют для экстракционной переработки урановорудных щелоков.
Вопрос №50

Неорганическая химия и медицина


Связь эта возникла давно. Еще в ХVI в. широкое развитие получило медицинское направление в химии, основоположником которого стал швейцарский врач Парацельс (1493—1541). “Цель химии состоит... в изготовлении лекарств”, — писал он. Успешность ряда предложенных Парацельсом новых методов лечения на основе использования неорганических соединений (вместо применявшихся ранее органических экстрактов) побудила многих врачей примкнуть к его школе и всерьез заинтересоваться химией. Одним из наиболее видных представителей нового направления в химии был немецкий химик Иоганн Рудольф Глаубер (1604—1668). Врач по образованию, он занимался разработкой и совершенствованием методов получения различных химических веществ. Глаубер разработал метод получения соляной кислоты действием серной кислоты на поваренную соль. Тщательно изучив остаток, получаем после отгонки кислот (сульфат натрия), Глаубер установил, что это вещество обладает сильным слабительным действием. Он назвал это вещество “удивительной солью” (sаl mirabile) и считал его панацеей, почти эликсиром жизни. Современники Глаубера назвали эту соль глауберовой, и это название сохранилось до наших дней. Глаубер занялся изготовлением этой соли и ряда других, по его мнению, ценных лекарственных средств и достиг на этом поприще успеха. 
Иатрохимия сыграла важную роль в борьбе с догмами средневековой схоластической медицины. Она не только пыталась подвести химическое основание под теорию гуморальной патологии, но и содействовала эмпирическому прогрессу химии. Иатрохимики ввели представления о кислотности и щелочности, открыли много новых соединений, начали ставить первые воспроизводимые (хотя далеко не всегда методологически правильные) эксперименты. 
для современных врачей и фармацевтов изучение неорганической химии также имеет большое значение, так как многие лекарственные препараты имеют неорганическую природу. Поэтому медики должны четко знать их свойства: растворимость, механическую прочность, реакционную способность, влияние на человека и окружающую среду. 

Современная медицина широко исследует взаимосвязь между содержанием химических элементов в организме и возникновением и развитием различных заболеваний. Оказалось, что особенно чутко организм реагирует на изменение в нем концентрации микроэлементов, т. е. элементов, присутствующих в организме в количестве, меньшем 1 г на 70 кг массы человеческого тела. К таким элементам относятся медь, цинк, марганец, молибден, кобальт, железо, никель.

Знание основных законов и положений неорганической химии необходимо для изучения специальных фармацевтических дисциплин: технологии лекарственных форм, фармакокинезии и особенно фармацевтической химии. Характер и сила действия лекарственных средств зависят не только от их состава и строения, но и от их физикохимических свойств, что тоже предмет изучения неорганической химии. Различия в этих свойствах, в свою очередь, позволяют разрабатывать соответствующие методы анализа, судить о подлинности, доброкачественности, совместимости неорганических веществ в рецептурных прописях, порядке хранения лекарственных препаратов. 
Рассмотрим подробнее применение некоторых неорганических веществ в медицине. 
Бромид натрия и бромид калия применяют в медицине как успокаивающие средства, нормализующие нарушенное соотношение между процессами возбуждения и торможения в коре головного мозга. 
Гидрокарбонат натрия (питьевая сода) используют в медицинской практике вследствие его способности в результате гидролиза создавать щелочную реакцию среды в водных растворах. Применяется внутрь при повышенной кислотности желудочного сока, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, изжоге, подагре, диабете, катарах верхних дыхательных путей. Наружно употребляется как слабая щелочь при ожогах, для полосканий, промываний и ингаляций при насморке, конъюнктивитах, стоматитах, ларингитах и др. 
Йод в виде спиртового раствора или раствора йода в водных растворах иодидов калия и натрия применяют в качестве дезинфицирующего и кровоостанавливающего средства. 
Карбонат кальция применяют внутрь не только как кальциевый препарат, но и как средство, адсорбирующее и нейтрализующее кислоты. 
Кислород в медицине используют для газового наркоза. Вдыхание чистого кислорода иногда назначают при отравлениях и некоторых тяжелых заболеваниях. 
Нитрат серебра (ляпис). В медицине используется его способность свертывать белки, превращая их в нерастворимые соединения. Применяют для прижигания ран, язв; в виде мазей (1—2 %-ных) и 2—10 %-ных водных растворов. Внутрь назначают при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. 
Нитрат натрия в медицинской практике применяют как сосудорасширяющее средство при стенокардии, а также как противоядие при отравлении цианидами. 
Оксид азота (I) — физиологически активное соединение. Вдыхание его в малых дозах оказывает опьяняющее действие, отсюда и название — «веселящий газ». В больших дозах вызывает потерю болевой чувствительности, благодаря чему находит широкое применение в медицине как анестезирующее средство в смеси с кислородом (газовый наркоз). Ценное качество данного вещества — безвредность для организма. 
Оксид магния применяют в малых дозах как слабительное средство при отравлении кислотами. Входит в состав зубных порошков. 
Оксид цинка в медицине применяют для изготовления цинковой мази, используемой как антисептик. 
Перманганат калия находит широкое применение в медицине. Его разбавленные растворы используют в качестве дезинфицирующего и кровоостанавливающего средства, дезинфицирующие свойства растворов перманганата калия обусловлены его высокими окислительными свойствами. 
Пероксид водорода применяют наружно в виде раствора с массовой долей З % в качестве дезинфицирующего и кровоостанавливающего средства. Этот раствор также применяют при воспалительных заболеваниях слизистой оболочки ротовой полости и горла, для обработки и лечения загрязненных и гнойных ран, остановки носовых кровотечений. 
Сера. Из препаратов серы в медицине применяют серу очищенную и серу осажденную. Очищенную серу получают из серного цвета, который тщательно освобождают от возможных примесей. Серу назначают внутрь в качестве слабительного и отхаркивающего средства; она входит в состав мазей и присыпок, используемых при лечении кожных заболеваний. 
Сульфат натрия декагидрат   Эта соль называется глауберовой в 
честь немецкого химика Глаубера. В медицине глауберову соль применяют как слабительное средство. Может быть использована в качестве противоядия при отравлении солями бария и свинца, с которыми она дает нерастворимые осадки сульфата бария и сульфата свинца. 
Сульфат бария используют в медицине вследствие его нерастворимости и благодаря способности сильно поглощать рентгеновское излучение. В виде суспензии его применяют при рентгеноскопии желудочно-кишечного тракта как рентгеноконтрастное вещество. 
Сульфат железа (II) гептагидрат . В медицине используют при лечении анемии (малокровия), наступающей вследствие дефицита железа в организме, а также при слабости и истощении организма. Для этой же цели употребляют восстановленное железо и карбонат железа. 
Уголъ активированный применяют внутрь при пищевых отравлениях, повышенной кислотности желудочного сока, брожении в кишечнике.