«Биологическое значение и применение галогенов»

«Каркатеевская средняя общеобразовательная школа»

Россия

Нефтеюганский район

сельское поселение Каркатеевы

Автор:

ученик 9 класса.

Карпенко Наталья Кимовна,

учитель химии НР МОУ «Каркатеевская СОШ»

сп. Каркатеевы

2009 год
Содержание

Введение: актуальность проблемы, цель, задачи…………………………………………

1.Историческая справка…………………………………………………………………….

2.Нахождения в природе…………………………………………………………………..

3.Характеристика галогенов

3.1. Положение в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева…..

3.1.1.Физические свойства…………………………………………………………………

3.1.2.Химические свойства………………………………………………………………...

4.Получение и применение…………………………………………………………………

5.Биологическое применение галогенов ………………………………………………….

6.Методика определения содержания йода в продуктах питания……………………….

7.Выводы…………………………………………………………………………………….

8.Литература…………………………………………………………………………………

Введение: актуальность проблемы, цель, задачи
Роль галогенов в организме человека очень велика, как и непосредственно велика их роль в промышленности человечества. Функции галогенов в организме человека. Их влияние на организм. Изменения, происходящие с организмом при нехватке галогенов. Так же изменения, происходящие при их избытке в организме.

Выявить содержание галогенов в рационе школьника. Их нехватка или избыток.

Провести исследование рациона школьника на наличие галогенов. Проведение исследовательской работы с литературой по теме «Галогены».

1.Изучение и анализ литературы по выбранной теме.

2.Провести химический анализ некоторых продуктов питания на наличие в них йода.

3.Проведение исследования по поставленной задаче.

4.Сделать вывод по проведённой работе.


Анализ литературных источников

1.1.Историческая справка

Хлор получен впервые в 1774 К. Шееле взаимодействием соляной кислоты с пиролюзитом МпО₂. Однако только в 1810 Г. Дэви установил, что хлор - элемент и назвал его chlorine (от греч. chlords - жёлто-зелёный). В 1813 году Ж. Л. Гей-Люссак предложил для этого элемента название - хлор.

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, полученную также из морской воды, он назвал муридом (от лат. muria — соляной раствор, рассол) и послал сообщение о своем открытии в Парижскую академию наук. Комиссия, созданная для проверки этого сообщения, не приняла название Балара и назвала новый элемент бромом. Открытие брома сделало молодого и мало кому известного ученого знаменитым. После появления статьи Балара оказалось, что склянки с аналогичным веществом ждали исследования у немецких химиков К. Левига и Ю. Либиха. Упустивший возможность открыть новый элемент, Либих воскликнул: «Это не Балар открыл бром, а бром открыл Балара

Первое соединение фтор-флюорит (плавиковый шпат) CaF₂-описано в конце 15 века под названием "флюор" (от лат. fluo - теку, по свойству CaF₂ делать жидкотекучими вязкие шлаки металлургических производств). В 1771 К. Шееле получил плавиковую кислоту. Свободный фтор выделил А. Муассан в 1886 электролизом жидкого безводного фтористого водорода, содержащего примесь кислого фторида калия КНР.

Химия фтора начала развиваться с 1930-х гг., особенно быстро в годы 2-й мировой войны 1939-45 и после неё в связи с потребностями атомной промышленности и ракетной техники. Название "Фтор" (от греч. phthoros - разрушение, гибель), предложенное А. Ампером в 1810, употребляется только в русском языке; во многих странах принято назвать "флюор".

Йод открыл в 1811 французский химик Б. Куртуа. Нагревая маточный рассол золы морских водорослей с концентриро­ванной серной кислотой, он наблюдал выде­ление фиолетового пара (отсюда название йод - от греческого iodes, ioeides - похожий цветом на фиалку, фиолетовый), который конденсировался в виде темных блестя­щих пластинчатых кристаллов. В 1813 - 1814 французский химик Ж.Л. Гей-Люссак и английский химик Г. Дэви доказали элементар­ную природу йода.

[1]
1.2.Нахождение в природе

Среднее содержание фтора в земной коре 6,25-10~2% по массе; в кислых изверженных породах (гранитах) оно составляет 8-10~2%, в основных - 3,7-10~2%, в ультраосновных-10-2% .Фтор присутствует в вулканических газах и термальных водах. Важнейшие соединения Фтор - флюорит, криолит и топаз. Всего известно 86 фторсодержащих минералов. Соединения фтора находятся также в апатитах, фосфоритах и др. фтор - важный биогенный элемент. В истории Земли источником поступления фтора в биосферу были продукты извержения вулканов (газы и др.).

Содержание брома в земной коре (1,6_*l0^-4% по массе) оценивается в 10¹⁵-10¹⁶ т. В главной своей массе бром находится в рас­сеянном состоянии в магматических породах, а также в широко распространённых галогенидах. Бром - постоянный спутник хлора. Бромистые соли (NaBr, KBr, MgBr₂) встречаются в отложениях хлористых солей (в поваренной соли до 0,03% Br, в калийных солях - сильвине и карналлите - до 0,3% Вr), а также в морской воде (0,065% Br), рапе соляных озёр (до 0,2% Br) и подземных рассолах, обычно связанных с соляными и нефтя­ными месторождениями (до 0,1% Br). Благодаря хорошей растворимости в воде бромистые соли накопляются в остаточ­ных рассолах морских и озёрных водоёмов. Бром мигрирует в виде легко раство­римых соединений, очень редко образуя твёрдые минеральные формы, представ­ленные бромиритом AgBr, эмболитом Ag (Сl, Br) и иодэмболитом Ag (Сl, Вr, I). Образование минералов происходит в зонах окисления сульфидных серебросодержащих месторождений, формирую­щихся в засушливых пустынных облас­тях. Хлор встречается в природе только в виде соединений. Среднее содержание хлора. В земной коре 1,7-10~2% по массе, в кислых изверженных породах- гранитах и др. 2,4-10~2, в основных и ультраосновных 5-10~3. Основная роль в истории хлора в земной коре играет водная миграция. В виде иона С1~ он содержится в Мировом океане (1,93%), подземных рассолах и соляных озёрах. Число собственных минералов (преим. хлоридов природных) 97, гл. из них галит NaCl (см. Каменная соль).

Известны также крупные месторождения хлоридов калия и магния и смешанных хлоридов: сильвин КС1, сильвинит (Na,K)Cl, карналит KCl*MgCl₂*6H₂O, каинит KCl-MgSO₄*3H₂O, бишофит MgCl₂-6H₂O. В истории Земли большое значение имело поступление содержащегося в вулканических газах НС1 в верхние части земной коры.

Среднее содержание йода в зем­ной коре 4_*10^-5% по массе. В мантии и магмах и в образовавшихся из них породах (гранитах, базальтах) соединения йода рассеяны; глубинные минералы йода неизвестны. История йода в земной коре тесно связана с живым веществом и биогенной миграцией. В биосфере наблюдаются процессы его концентрации, особенно морскими организма­ми (водорослями, губками). Изве­стны 8 гипергенных минералов йода, обра­зующихся в биосфере, однако они очень редки. Основным резервуаром йода для биосферы служит Мировой океан (в 1 литре в среднем содержится 5_*10-5 грамм йода). Из океана соединения йода, растворенные в каплях морской воды, попадают в ат­мосферу и переносятся ветрами на конти­ненты. Местности, удаленные от океана или отгороженные от морских ветров горами, обеднены йодом. Йод легко адсорбируется органическими веществами почв и морских илов. При уплотнении этих илов и обра­зовании осадочных горных пород проис­ходит десорбция, часть соединений йода переходит в подземные воды. Так обра­зуются используемые для добычи йода йодо-бромные воды, особенно характер­ные для районов нефтяных месторожде­ний

(местами 1 литр этих вод содержит свыше 100 мг йода)

[2]

1.3.Характеристика галогенов

1.3.1.Положение в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева

Фтор (лат. Fluorum), F химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, относится к галогенам, относительная атомная масса 18,998403;

Бром (лат. Bromum), Вr ,химический. Элемент VII группы периодической системы Менделеева, относится к галогенам; атомная масса. 35, молекулярная масса 79,904; хлор (лат. Chlorum), Cl, химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, атомный номер 17, атомная масса 35,453;

Хлор (лат. Chlorum) C1 — химический элемент VII груп­пы периодической системы Менделеева, атомный номер 17, атом­ная масса 34,453; относится к семейству галогенов.

Йод (лат. Iodum), I, химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, относится к галогенам (в литературе встречается также символ J); атомный номер 53, атомная масса 126,9045;

1.3.2.Физические свойства

Природный фтор состоит из одного ста­бильного изотопа ¹⁹F. Искусственно полу­чены пять радиоактивных изотопов: ¹⁶F с периодом полураспада Т_1/2 < 1 сек, ¹⁷F(Т_1/2 = 70 сек), ¹⁸F (Т_1/2 = 111 мин), ²⁰F (Т_1/2 = 11,4 сек), ²¹F(Т_1/2 = 5 сек).

Газообразный фтор имеет плотность 1,693 г/л (0 С и 0,1 Мн/м², или 1 кгс/см²), жидкий - 1,5127 г/см³ (при температуре кипения); t_пл -219,61 °С; t_кип -188,13 °С. Молекула фтора состоит из двух атомов (F₂); при 1000 °С 50% молекул диссоциирует, энер­гия диссоциации около 155±4 кдж/моль (37±1 ккал/моль). Фтор плохо раство­рим в жидком фтористом водороде; раст­воримость 2,5_*10^-3 г в 100 г НF при -70 °С и 0,4_*10^-3 г при -20 °С; в жидком виде неограниченно растворим в жидком кислороде и озоне. Конфигурация внешних электронов атома фтора 2s² 2р⁵. В соеди­нениях проявляет степень окисления -1. Ковалентный радиус атома 0,72А, ион­ный радиус 1,33А. Сродство к электрону 3,62 эв, энергия ионизации (F  F+) 17,418 эв. Высокими значениями сродства к электрону и энергии ионизации объяс­няется сильная электроотрицательность атома фтора, наибольшая среди всех других элементов. Высокая реакционная спо­собность фтора обусловливает экзотермичность фторирования, которая, в свою очередь, определяется аномально малой ве­личиной энергии диссоциации молекулы фтора и большими величинами энергии связей атома фтора с другими атомами.

Хлор.

Природный хлор состоит из двух стабильных изотопов: ³⁵Cl (75,77%) и ³⁷Cl (24,23%). Искусственно получены радиоактивные изотопы с массовыми чис­лами 32, 33, 34, 36, 38, 39, 40 и периодами полураспада Т_1/2 соответственно 0,31; 2,5; 1,56 сек; 3,1_*105 лет; 37,3; 55,5 и 1,4 мин. ³⁶Cl и ³⁸Cl используются как изотопные индикаторы.

Xлор имеет t_кип - 34,05 °С, t_пл - 101 °С. Плотность газообразного хлора при нормальных условиях 3,214 г/л; насыщенного пара при 0 °С 12,21 г/л; жид­кого хлора при температуре кипения 1,557 г/см³; твёрдого хлора при -102 °С 1,9 г/см³. Давление насыщенных паров хлора при 0 °С 0,369; при 25 °С 0,772; при 100 °С 3,814 Мн/м² или соответственно 3,69; 7,72; 38,14 кгс/см². Те­плота плавления 90,3 кдж/кг (21,5 кал/г); теплота испарения 288 кдж/кг (68,8 кал/г); теплоёмкость газа при постоянном давле­нии 0,48 кдж/(кг_*К) [0,11 кал/(г_*°С)]. Xлор хорошо растворяется в ТiСl₄, SiCl₄, SnCl₄ и некоторых органических растворителях (особенно в гексане и четырёххлористом углероде). Мо­лекула хлора двухатомна (Cl₂). Степень термической диссоциации Cl₂+243 кдж  2Cl при 1000 К равна 2,07_*10^-4%, при 2500 К 0.909%.

Внешняя электронная конфигурация атома Сl Зs² 3р⁵. В соответствии с этим хлор в соединениях проявляет степени окис­ления -1, +1, +3, +4, +5, +6 и +7. Ковалентный радиус атома 0,99А, ионный радиус Сl^- 1,82А, сродство атома хлора к электрону 3,65 эв, энергия ионизации 12,97 эв.

При­родный бром состоит из 2 стабильных изо­топов ⁷⁹Br (50,34%) и ⁸¹Br (49,46%). Из искусственно полученных радиоактив­ных изотопов брома наиболее интересен ⁸⁰Вr, на примере которого И. В. Курчатовым открыто явление изомерии атомных ядер.

При -7,2°С жид­кий бром застывает, превращаясь в красно-коричневые игольчатые кристаллы со слабым металлическим блеском. Пары брома жёлто-бурого цвета, tкип 58,78°С. Плот­ность жидкого брома (при 20°С) 3,1 г/см3. В воде бром растворим ограниченно, но лучше других галогенов (3,58 г брома в 100 г Н₂О при 20°С). Ниже 5,84°С из воды осаждаются гранатово-красные кристаллы Br_2*8H₂O. Особенно хорошо растворим бром во многих органических раство­рителях, чем пользуются для извлечения его из водных растворов. Бром в твердом, жидком и газообразном состоянии состо­ит из 2-атомных молекул. Заметная диссоциация на атомы начинается при температуре около 800°С; диссоциация наблю­дается и при действии света.

Иод.

Природный иод состоит из одного стабильного изотопа с массовым числом 127. Иод открыл в 1811 французский химик Б. Куртуа. Нагревая маточный рассол золы морских водорослей с концентриро­ванной серной кислотой, он наблюдал выде­ление фиолетового пара (отсюда название йод - от греческого iodes, ioeides - похожий цветом на фиалку, фиолетовый), который конденсировался в виде темных блестя­щих пластинчатых кристаллов. В 1813 - 1814 французский химик Ж.Л. Гей-Люссак и английский химик Г. Дэви доказали элементар­ную природу йода. Плотность йода 4,94 г/см³, t_пл 113,5 °С, t_кип 184,35 °С. Молекула жидкого и газообразного йода состоит из двух атомов (I₂). Заметная диссоциация I₂  2I наблюдается выше 700 °С, а также при действии света. Уже при обычной температуре йод испаряется, обра­зуя резко пахнущий фиолетовый пар. При слабом нагревании йод возгоняется, оседая в виде блестящих тонких пластинок; этот процесс служит для очистки йода в лабора­ториях и в промышленности. Иод плохо растворим в воде (0,33 г/л при 25 °С), хорошо - в сероуглероде и органических растворителях (бензоле, спирте), а также в водных растворах иодидов.

Пары йода ядовиты и раздражают сли­зистые оболочки. На кожу ийод оказывает прижигающее и обеззараживающее дей­ствие. Пятна от иода смывают растворами соды или тиосульфата натрия.

[2]

По химической активности бром занимает промежуточное положение между хлором и йодом. При реакции брома с растворами иодидов выделяется свободный йод:

2NaOH + C1₂= NaCIO + NaCl + Н₂О

Хлор образует с другими галогенами межгалогенные соединения. Фториды C1F, C1F₃, ClF₃очень реакционноспособны; например, в атмосфере C1F₃ стеклянная вата самовоспламеняется. Известны соединения хлора с кислородом и фтором оксифториды хлора: C1O₃F, C1O₂F₃, C1OF, C1OF₃ и перхлорат фтора FC1O₄.

1.Взаимодействие с металлами:

2Al + 3F₂ = 2AlF₃

Sn + Cl₂ SnCl₂

2Fe + 3Cl₂ 2FeCl₃

Cu + Br₂ CuBr₂

Zn + I₂ = ZnI₂

2.Взаимодействие с водородом:

Cl₂ + H₂ 2HCl

3.Взаимодействие с водой:

Cl₂ + H₂O = HCl + HClO

Хлорноватистая кислота

2Br₂ + 2H₂O = 4HF + O₂.

4. Взаимодействие со щелочами:

Cl₂ + 2KOH = KClO + KCl + H₂O (без нагревания)

3Cl₂ + 6KOH KClO₃ + 5KCl + 3H₂O (с нагреванием)

5. Взаимодействие с галогенидами – соединениями галогенов с металлами:

фтор вытесняет из солей хлор, бром, йод:

2NaCl + F₂ = 2NaF + Cl₂

2KBr + F₂ = 2KF + Br₂

хлор вытесняет из солей бром, йод:

2KBr + Cl₂ = 2KCl + Br₂

бром вытесняет из солей йод:

2KI + Br₂ = 2KBr + I₂↓.

II. Взаимодействие органическими веществами (галогенирование - присоединение галогена). Галогены взаимодействуют со всеми классами органических соединений. Рассмотрим некоторые реакции:

1. С алканами:

CH₃–CH₃ + Cl₂ → CH₂Cl–CH₃ + HCl

хлорэтан

2. С алкенами:

CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br–CH₂Br

1,2-дибромэтан

3. С алкинами:

CH≡CH + Br₂ → CHBr=CHBr

1,2-дибромэтен
[2]

1.4.Получение и применение

Фтор.

Источником для производства фтора служит фтористый водород, получающийся в основном либо при действии серной кислоты H₂SO₄ на флюо­рит CaF₂, либо при переработке апати­тов и фосфоритов. Производство фтора осу­ществляется электролизом расплава кис­лого фторида калия, который образуется при насыщении распла­ва KF_*HF фтористым водородом до со­держания 40-41% HF. Материалом для электролизера обычно служит сталь; электроды - угольный анод и стальной катод. Электролиз ведется при 95-100 °С и напряжении 9-11 в; выход фтора по току достигает 90-95%. Получающийся фтор содержит до 5% HF, который удаляется вымораживанием с последующим погло­щением фторидом натрия. Фтор хранят в газообразном состоянии (под давлением) и в жидком виде (при охлаждении жид­ким азотом) в аппаратах из никеля и сплавов на его основе, из меди, алюминия и его сплавов, латуни нержавеющей стали.

Газообразный фтор служит для фторирования UF₄ в UF₆, применяемого для изотопов разделения урана, а также для получения трех-фтористого хлора СlF₃ (фторирующий агент), шестифтористой серы SF₆ (газо­образный изолятор в электротехнической промышленности), фторидов металлов (например, W и V). Жидкий фтор - окислитель ракет­ных топлив.

Широкое применение получили много­численные соединения фтора - фтористый водород, алюминия фторис), кремне-фториды, фторсульфоновая кислота (рас­творитель, катализатор, реагент для по­лучения органических соединений, содержа­щих группу - SO₂F), ВF₃ (катализатор), фторорганические соединения и др.

Xлор начали произво­дить в промышленности в 1785 взаимодействием соляной кислоты с двуокисью марганца или пиролюзитом. В 1867 английский химик Г. Дикон разработал способ получения хлора оки­слением НСl кислородом воздуха п при­сутствии катализатора. С конца 19 - начала 20 веков хлор получают электролизом вод­ных растворов хлоридов щелочных ме­таллов. По этим методам в 70-х годах 20 века производится 90 - 95% хлора в мире. Не­большие количества хлора получаются попутно при производстве магния, кальция, натрия и лития электролизом расплавленных хлоридов. В 1975 году мировое производство хлора составляло около 23 млн. тонн. Применяются два основных метода электролиза водных растворов NаСl: 1) в электролизёрах с твёрдым катодом и пористой фильтрую­щей диафрагмой; 2) в электролизёрах с ртутным катодом. По обоим методам на графитовом или окисном титано-рутениевом аноде выделяется газообразный хлор. По первому методу на катоде выделяет­ся водород и образуется раствор NаОН и NаСl, из которого последующей перера­боткой выделяют товарную каустическую соду. По второму методу на катоде обра­зуется амальгама натрия, при её разло­жении чистой водой в отдельном аппа­рате получаются раствор NаОН, водород и чистая ртуть, которая вновь идёт в про­изводство. Оба метода дают на 1 тонну хлора 1,125 тонны NаОН.

Электролиз с диафрагмой требует меньших капиталовложений для органи­зации производства хлора, дает более дешёвый NаОН. Метод с ртутным катодом позво­ляет получать очень чистый NаОН, но потери ртути загрязняют окружающую среду. В 1970 по методу с ртутным като­дом производилось 62,2% мировой вы­работки хлора, с твёрдым катодом 33,6% и прочими способами 4,3%. После 1970 начали применять электролиз с твёрдым катодом и ионообменной мембраной, позволяю­щий получать чистый NаОН без использо­вания ртути.

Одной из важных отраслей химической промышленности является хлорная промышленность. Основные количества хлора перерабаты­ваются на месте его производства в хлорсодержащие 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 хлорсодержа щих 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 выраобтки.

Xлор применяется также для хлорирова­ния некоторых руд с целью извлечения титана, ниобия, циркония и других.

Бром.

Исходным сырьём для получения брома слу­жат морская вода, озёрные и подземные рассолы и щелока калийного произва, содержащие бром в виде бромид-иона Вг^-. Бром выделяют при помощи хло­ра и отго­няют из раствора водяным паром или воздухом. Отгонку паром ведут в колон­нах, изготовленных из гранита, керамики или иного стойкого к брому материала. Сверху в колонну подают подогретый рассол, а снизу - хлор и водяной пар. Пары брома, выходящие из колонны, кон­денсируют в керамиковых холодильни­ках. Далее бром отделяют от воды и очища­ют от примеси хлора дистилляцией. Отгонка воздухом позволяет использо­вать для получения брома рассолы с его низ­ким содержанием, выделять бром из которых паровым способом в результате большо­го расхода пара невыгодно. Из получае­мой бромовоздушной смеси бром улав­ливают химическими поглотителями. Для этого применяют растворы бромистого железа, которое, в свою очередь, получают восстановлением FеВг₃ железными стружками, а также раство­ры гидроокисей или карбонатов натрия или газообразный сернистый ангидрид, реагирующий с бромом в присутствии паров воды с образованием оромистоводородной и серной кислот. Из полученных полу­продуктов бром выделяют действием хлора или кислоты. В случае необходимости полу­продукты перерабатывают на бромистые соединения, не выделяя элементарного брома.

Вдыхание паров брома при содержании их в воздухе 1 мг/м³ и более вызывает кашель, насморк, носовое кровотечение, головокружение, головную боль; при более высоких концентрациях - удушье, брон­хит, иногда смерть. Предельно допусти­мые концентрации паров брома в воздухе 2 мг/м³. Жидкий бром действует на кожу, вызывая плохо заживающие ожоги, Работы с бромом следует проводить в вытяж­ных шкафах. При отравлении парами брома рекомендуется вдыхать аммиак, исполь­зуя для этой цели сплыю разбавленный раствор его в воде или в этиловом спирте. Боль в горле, вызванную вдыханием паров брома, устраняют приёмом внутрь горячего молока. Бром, попавший на кожу, смывают большим количеством воды или сдувают сильной струей воздуха. Обож­жённые места смазывают ланолином.

Бром применяют довольно широко. Он - исходный продукт для получения ряда бромистых солей и органических производ­ных. Большие количества брома расходуют для получения бромистого этила и дибромэтана - составных частей этиловой жидкости, добавляемой к бензинам для повышения их детонационной стойкости. Соединения брома применяют в фотографии, при производстве ряда красителей, бромистый метил и некоторые другие соединения брома - как ин­сектициды. Некоторые органические соединения брома служат эффективными огнетушащими средствами. Бром и бромную воду ис­пользуют при химических анализах для опре­деления многих веществ. В медицине исполь­зуют бромиды натрия, калия, аммония, а также органичанические соединения брома, которые применяют при неврозах, истерии, повы­шенной раздражительности, бессоннице, гипертонические болезни, эпилепсии и хорее.

Сырьем для промышленного получения йода в России служат нефтяные буровые воды; за рубежом - морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, содержащие до 0,4% йода в виде иодата натрия. Для из­влечения йода из нефтяных вод (содержа­щих обычно 20 - 40 мг/л йода в виде йодилов) на них сначала действуют хлором или азотистой кислотой. Выде­лившийся йод либо адсорбируют активным углем, либо выдувают воздухом. На йод, адсорбированный углем, действуют ед­кой щелочью или сульфитом натрия. Из продуктов реакции свободный йод выделяют действием хлора или серной кислоты и окислителя, например дихромата калия. При выдувании воздухом йод по­глощают смесью двуокиси серы с водя­ным паром и затем вытесняют йод хлором. Сырой кристаллический йод очищают возгонкой.

Йод и его соединения применяют главным образом в медицине и в аналитической химии, а также в органическом синтезе и фотографии. В промышленности применение йода пока незначительно по объему, но весьма перспективно. Так, на термическом разложении иодидов основано получение высокочистых металлов.

[2]

Основная роль йода в организме челове­ка — участие в образовании гормонов щитовидной железы. Щитовидная железа — одна из самых крупных желёз внутренней секреции: у взрослого человека она весит 15-20 г и состоит из двух долей длиной 4 см и шириной 2-2,5 см, соединённых перешей­ком. Она секретирует иодсодержащие гормо­ны, называемые тиреоидными. Её клетки об­ладают характерной способностью избира­тельно накапливать йод. Щитовидная железа поглощает 10-20% от общего количества йо­да, поступившего в организм, в ней обычно сконцентрировано его 6000-8000 мкг. В кро­ви же циркулирует 500-600 мкг йода. Еже­дневно щитовидная железа расходует 75 мкг йода для нужд организма. йод поступает в неё в форме ионов, которые окисляются до мо­лекулярного йода пероксидазами, и образо­вавшийся молекулярный йод реагирует с аминокислотой тирозином. При этом снача­ла синтезируются моноиодтирозин (1) и дииодтирозин (2).Затем они соединяются с белком с об­разованием тиреоглобулина, расщепление которого протеиназой и последующая кон­денсация моноиодтирозина и дииодтирози-на приводят к образованию двух главных гормонов щитовидной железы — трииодти-ронина (Т3) и тетраиодтиронина — тирок­сина (Т4):

Продукт	Содержание йода, мкг%
Морская капуста	До 3000
Треска	135
Креветки	110
Хек	33
Яйцо куриное	20
Молоко коровье	16
Фасоль и соя	8,2-12,1
Сливки 20%-ные	9,3
Салат, виноград	8
Мясо животных	6,8-7,2
Печёнка говяжья	6,3

Итак, наиболее богаты йодом морские продукты, а также молоко и куриные яйца. Следует также использовать продукты пита­ния, обогащенные йодом, — йодированную соль, йодированные масло, хлеб, молоко и другие продукты. Этот метод профилактики называется «немым»: человек зачастую не знает, что употребляет в пищу продукт пита­ния, обогащенный йодом. Использование йодированной поваренной соли — универ­сальный метод массовой профилактики йод-дефицитных заболеваний. Диапазон её по­требления невелик (5-10 г в сутки) и не за­висит от времени года, возраста, пола и дру­гих параметров.В 1998 г. в нашей стране был принят новый стандарт на йодированную поваренную соль: от 25-55 мкг йода на 1 кг поваренной соли в виде стабильной соли — йодата калия. Ис­пользование йодата калия повышает качество йодированной соли, увеличивает сроки её хранения и реализации. Применение йодиро­ванной поваренной соли способно ликвиди­ровать йодный дефицит. Однако в определён­ные периоды жизни человека (детский и под­ростковый, беременность, кормление грудью)организм нуждается в регулярном дополни­тельном приёме физиологических доз йода. В таких случаях врачи назначают препараты, содержащие физиологическую дозу иодида калия, например йодомарин, одна таблетка которого содержит суточную дозу йода.

Дефицит йода — не единственная при­чина развития заболеваний щитовидной же­лезы. В овощах, принадлежащих к семейству крестоцветных, содержатся соединения с
5СМ-группой: тиоцианаты и изотиоцианаты. К этому семейству относятся белокочанная,
брюссельская и цветная капуста, брокколи, репа, хрен, кресс-салат. Доказано, что тио­цианаты и изотиоцианаты способствуют раз­витию зоба и являются зобогенами. Другую группу пищевых зобогенов составляют про­дукты, содержащие вещества — предшествен
ники тиоцианатов. К ним относятся маниок, кукуруза, сладкий картофель, бобы. Зобогенными свойствами обладают также уголь, сланцы, бытовые и промышленные отходы, химические удобрения и пестициды. Тиоцианаты содержатся и в табаке. Все они нарушают процессы синтеза тиреоидных гормонов, усугубляя природный йодный дефицит.

Фтор по­стоянно входит в состав животных и растительных тканей; микроэлементов. В виде неорганических соединений содержится главным образом в костях животных и человека - 100-300 мг/кг; особенно много фтора в зу­бах. Кости морских животных богаче фтором по сравнению с костями наземных. Посту­пает в организм животных и человека преимущественно с питьевой водой, оптимальное содержание фтора в которой 1-1,5 мг/л. При недостатке фтора у человека развивается кариес зубов, при повышенном поступ­лении - флюороз. Высокие концентра­ции ионов фтора опасны ввиду их способ­ности к ингибированию ряда ферментативных реакций, а также к связыванию важных в биологическом отношении элементов (Р, Са, Мg и др.), нарушающему их ба­ланс в организме. Органические производные фтора обнаружены только в некоторых расте­ниях (например, в южноафриканском Dicha petalum cymosum). Основные из них - производные фторуксусной кислоты, токсич­ные как для других растений, так и для жи­вотных. Биологическая роль изучена недостаточно. Установлена связь об­мена фтора с образованием костной ткани скелета и особенно зубов. Необходимость фтора для растений не доказана.

Xлор - один из биогенных элементов, постоянный ком­понент тканей растений и животных. Содержание хлора в растениях (много хлора в галофитах) - от тысячных долей про­цента до целых процентов, у животных - десятые и сотые доли процента. Су­точная потребность взрослого человека в хлоре, (2 - 4 г) покрывается за счёт 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 животных 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 другими процессами путём изменения в распределении хлора между кровью и другими тканями, хлор участвует в энергетическом обмене у растений, активируя как окислительное фосфорилирование, так и фотофосфорилирование. Xлор положи­тельно влияет на поглощение корнями кислорода. Xлор необходим для образо­вания кислорода в процессе фотосинтеза изолированными хлоропластами. В состав большинства питательных сред для искусственного культивирования растений хлор не входит. Возможно, для развития растений достаточны весьма малые концентрации хлора.

Бром - постоянная составная часть тканей животных и растений. Наземные растения содержат в среднем 7_*10^-4% брома на сырое вещество, животные 10^-4%. Бром найден в различных секретах (слезах, слюне, поте, молоке, желчи). В крови здорового человека содержание брома колеблется от 0,11 до 2,00 мг%. С помощью радиоактивного брома (⁸²Br) установлено избирательное погло­щение его щитовидной железой, мозго­вым слоем почек и гипофизом. Введён­ные в организм животных и человека бромиды усиливают концентрацию про­цессов торможения в коре головного мозга, содействуют нормализации состояния нервной системы, пострадавшей от пере­напряжения тормозного процесса. Одновременно, задерживаясь в щитовидной железе, бром вступает в конкурентные отно­шения с иодом, что влияет на деятель­ность железы, а в связи с этим - и на состояние обмена веществ.

[1]

2.МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ИОДА В ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ

В ходе исследования было проведено оп­ределение содержания иода в некоторых продуктах, например в соли, методом титро­вания.

Навеску исследуемой пробы массой 10г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³ и растворяют в 100 г дистиллирован­ной воды. К полученному раствору прибавля­ют градуированной пипеткой 1 см³ раствора серной кислоты (1 моль/дм³), пипеткой на 5 см³ приливают раствор иодида калия с мас­совой долей его 10%, перемешивают, закры­вают колбу пробкой и помещают её на 10 мин в тёмное место. По истечении указанного времени колбу извлекают, обмывают внутрен­нюю поверхность пробки дистиллированной водой и титруют содержимое колбы раство­ром тиосульфата натрия (c(Na₂S₂0₃ • 5Н₂0) = 0,005 моль/дм³) до перехода тёмно-жёлтой окраски в соломенно-жёлтую.

Одновременно проводят два параллель­ных определения и вычисления:

w = ((V- V₁) • 0,0001058 • К_п • 100)/m,

где V — объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование рабочей пробы, см³;

V₁ — объём раствора тиосульфа­та натрия, израсходованного на титрование контрольной пробы, см3;

0,0001058 - масса йода, образовавшегося из иодата калия, соответствующая 1 см³ раствора тиосульфа­та натрия, г;

К_п — коэффициент поправки раствора тиосульфата натрия;

100 - коэффи­циент пересчета, %;

m — масса образца, 10 г.

За результат определения принимают среднее арифметическое значение двух па­раллельных измерений.

Определение массовой доли йода в хлебе включает обработку образца хлеба раствором гидроксида калия, высушивание и озоление. После полной минерализации из образца извлекают водой иодид калия. Действуя на раствор иодида калия бромной водой, получают иодат калия, который взаимодействует с добавляемым раствором иодида калия с выделением свободного йода. Образовавший­ся йод оттитровывают стандартным раство­ром тиосульфата натрия.

Определение содержания йода в продук­тах осуществлялось по методике определе­ния йода в соли.

В лабораторных условиях невозможно количественное определение йода, поэтому было проведено качественное его определение по интенсивности синей окраски после добавления к раствору крах­мала.

[1]

1. Обзор литературы показал, что галогены играют важную роль в жизнедеятельности организма.

2. Продукты питания не могут обеспечить человека суточной нормой галогенов.

3.Соблюдать нормы профилактики заболеваний связанных с нехваткой галогенов за счет употребления витаминов .