«Влияние галогенов на живой организм»

Казанский государственный технологический университет

В оргкомитет конкурса « НОБЕЛЕВСКИЕ НАДЕЖДЫ КГТУ -2011»

                                                Работа  в номинации « Химия»

                                                                 на тему:

«Влияние галогенов на живой организм»

                                                  Выполнил(а):  Резюкова Анастасия Владимировна

ученица   9А     класса

МОУ « ТСОШ № «2»

г.  Тетюши

проживающий(ая) по адресу:

 г. Тетюши ул.Зеленая дом 8,

88437325841,89600506928,

nastenka12_09@mail.ru

                                                   Оглавление

1. Введение…………………………………………………………..……..2

2. Основная часть

    2.1. Хлор…………………………………………..………4

    2.2. Бром ………………………………..………..6

    2.3. Йод........................................................................7

    2.4 Фтор. ………………..9

3. Заключение……………………………..12

4.Литература………………………………13    

                                              Введение.

Галоге́ны (от греч. ἁλός — соль и γένος — рождение, происхождение) — химические элементы главной подгруппы VII группы                                                                                                  

 Фтор — зеленовато-жёлтый газ, очень ядовит и реакционноспособен.                                        

Хлор — зеленоватый газ. Тяжёлый, также очень ядовитый, имеет характерный неприятный запах (запах хлорки).                                                                                                            

  Бром — красно-бурая жидкость. Ядовита. Поражает обонятельный нерв. Очень летуч, поэтому содержится в запаянных ампулах.                                                                                        

   Йод — фиолетово-чёрные кристаллы. Очень легко возгоняется (пары фиолетового цвета). Ядовит.                                                                                                                                                                  Астат — сине-чёрные кристаллы. Астат очень радиоактивен, поэтому о нём сравнительно мало известно.

Содержание в организме человека:

Хлор:

Учёные поняли, что хлор тоже относится к незаменимым элементам, постоянно присутствующим в растительных и животных тканях, и взаимодействует в организме с другими веществами.                                                                                                                                        Хлор накапливается в висцеральной ткани, коже и скелетных мышцах. Всасывается хлор, в основном, в толстом кишечнике. В клетках аккумулируется 10-15 % всего хлора, из этого количества от 1/3 до 1/2 — в эритроцитах. Около 85 % хлора находятся во внеклеточном пространстве. Хлор выводится из организма в основном с мочой (90-95 %), калом (4-8 %) и через кожу (до 2 %).Человек потребляет 5-10 г хлорида натрия l в сутки. Минимальная потребность человека в хлоре составляет около 800 мг в сутки. Младенец получает необходимое количество хлора через молоко матери, в котором содержится 11 ммоль/л хлора.                                                                              

 У животных и человека, ионы хлора участвуют в поддержании осмотического равновесия, хлорид-ион имеет оптимальный радиус для проникновения через мембрану клеток. Именно этим объясняется его совместное участие с ионами натрия и калия в создании постоянного осмотического давления и регуляции водно-солевого обмена.                                                                        

 Он участвует обмене веществ, построении тканей. Хлор необходим для дезинфекции клеток, способствует избавлению от лишнего веса, растворяет отложения на суставах. Он должен поступать в организм ежедневно в количестве 3-6 г с растительной и животной пищей, а не в виде поваренной соли (хлорида натрия) .                                                                                                            

  В желудке, ионы хлора создают благоприятную среду для действия ферментов желудочного сока. Хлорные каналы представлены во многих типах клеток,  митохондриальных мембранах и скелетных мышцах. Эти каналы выполняют важные функции в регуляции объема жидкости, трансэпителиальном транспорте ионов и стабилизации мембранных потенциалов, участвуют в поддержании рН клеток.                                                                                                                                

Хлорид натрия необходим для выработки в желудке соляной кислоты, которая способствует пищеварению и уничтожению болезнетворных бактерий.  

Опасность хлора:    Уже давно известно, что хлор опасен.                                                                                                              

Он приводит к заболеваниям сердечно-сосудистой системы, способствует возникновению атеросклероза, гипертонии, разных аллергических реакций.                                                                        Хлор разрушает белки в организме человека, отрицательно влияет на волосы и кожу человека, повышает риск заболевания раком. Хотя хлор содержится в бытовой химии в малых количествах, но всё же он приносит вред с каждым разом, когда используются средства с ним, и даже тогда, когда эти средства не используются – хлор выветривается, и все, кто находится рядом, постоянно его вдыхают.

При дефиците хлора в организме развивается болезни:                                                              Гипохлоремия проявляется следующими симптомами: вялость , сонливость , анорексия, слабость, рвота, тахикардия, снижение артериального давления, спутанность сознания, судороги, повышение уровня остаточного азота в крови. Даже если нехватка хлора умеренная, то человек чувствует вялость и сонливость, у него ухудшается память, слабеют мышцы, появляется сухость во рту, снижается аппетит и теряется способность различать вкус продуктов. Хронические заболевания, обусловленные недостатком хлора, обычно сопровождаются поражениями кожи, выпадением волос и зубов.                                                                                                                        Также при дефиците хлора в организме может возникнуть в случае обезвоживания – так бывает довольно часто. Это может быть сильное потоотделение; рвота и понос при отравлениях; нефропатия, при которой человек теряет соли; адренокортикальная недостаточность – состояние, при котором снижается функция коры надпочечников; нарушения кислотно-основного равновесия. Некоторые лекарства, даже обычные слабительные или мочегонные препараты, тоже вызывают уменьшение содержания этого элемента в организме.

Однако избыток хлора в организме, особенно резкий, более опасен, чем его дефицит. Такое возможно, если человек работает в определённой сфере производства: химической или фармацевтической промышленности, на целлюлозно-бумажном комбинате или в другом месте, где он может вдохнуть концентрированные пары хлора. В этом случае человек может погибнуть от химического ожога, который вызывает торможение дыхательного центра в головном мозге и остановку дыхания. Избыток хлора  убивает кишечную флору, поэтому нужно стараться чаще есть живые йогурты и принимать препараты, содержащие бифидумбактерии.

Хлор содержится:

В поваренная соли(но не стоит также солить пищу только для того, чтобы получать хлор,)  хлебе , молоке, мясе, свекле, оливах, бобовых, крупах; в других овощах, а также во фруктах его меньше. Есть также кальций-хлор – добавка к пище, но принимать такие добавки следует только по рекомендации врача.

Ионы хлора также  жизненно необходимы растениям.                                                                                  Хлор участвует в энергетическом обмене у растений, активируя окислительное  фосфорилирование. Он необходим для образования кислорода в процессе фотосинтеза изолированными хлоропластами, стимулирует вспомогательные процессы фотосинтеза, прежде всего те из них, которые связаны с аккумулированием энергии.                                                                                              Xлор положительно влияет на поглощение корнями кислорода, соединений калия, кальция, магния. Чрезмерная концентрация ионов хлора в растениях может иметь и отрицательную сторону, например, снижать содержание хлорофилла, уменьшать активность фотосинтеза, задерживать рост и развитие растений.

Бром:

В человеческом организме микроэлемент бром обнаружен в крови, почках, печени. Но больше всего брома содержится в мозге. Мозг концентрирует, накапливает бром. В гипофизе брома в 25-50 раз больше, чем в крови, и в 15-20 раз больше, чем в печени . Содержание брома в организме человека (масса тела 70 кг) составляет 260 мг. С пищей ежедневно поступает 0,8-24 мг, и 1/5 часть его накапливается в организме человека.                                

  Бром  и его соединений в нашем организме проявляется также действие на щитовидную железу .Ионы  брома, поступая в организм в течение длительного времени, препятствуют накоплению в щитовидной железе ионов йода и тем самым угнетают ее деятельность .                                                                                Кроме того, выявлено, что бромиды угнетают основной обмен, понижают уровень сахара в крови, вызывают гиперхолистеринемию, они обладают антикоагулянтными свойствами, вызывают анемию, тромбоцитопению, лейкопению.                                                                      

 Бром - незаменимый микроэлемент. Оказывает влияние на деятельность центральной нервной системы, щитовидной железы, регулирует половой цикл.                                              

 Бром регулирует соотношение между процессами возбуждения и торможения в коре головного мозга.                                                                                                                                  

 Выполняет такие функции в организме: участвует в активации пепсина, активизирует некоторые ферменты, в частности, липазы и амилазы, влияют на деятельность щитовидной железы (способствует профилактике эндемического зоба), усиливая процессы торможения, участвуют в регуляции ЦНС.                                                                            

Бром повышает мышечный тонус, улучшает состояние нервной системы, убивает бактерии, вирусы, грибки. Установлено, что бор способствует понижению основного обмена у больных тиреотоксикозом, усиливает гипогликемическое действие инсулина. Есть данные, указывающие на положительное влияние бора на рост и продолжительность жизни.                                                                                                                                             Эффекты брома:                                                                                                        

 Применение брома может сопровождаться побочными эффектами, такими как бромизм - при длительном приеме бромидов возникает заторможенность, сонливость, слабость, невнятность речи, вплоть до потери сознания.                                                                                                                          

    При содержании брома в воздухе в концентрации около 0,001 % (по объёму) наблюдается раздражение слизистых оболочек, головокружение, а при более высоких концентрациях — спазмы дыхательных путей, удушье. ПДК паров брома 0,5 мг/м³.   При попадании в организм токсическая доза составляет 3 г ,  летальная — от 35 г. При отравлении парами брома пострадавшего нужно немедленно вывести на свежий воздух,  для восстановления дыхания можно на небольшое время пользоваться тампоном,  смоченным нашатырным спиртом,  на короткое время периодически поднося его к носу пострадавшего. Дальнейшее лечение должно проводиться под наблюдением врача. Жидкий бром при попадании на кожу вызывает болезненные ожоги.                                                                          Симптомы дефицита брома: бессонница замедление роста у детей, снижение количества гемоглобина в крови, повышение возможности выкидыша, сокращение продолжительности жизни                                                                                                                                   Основные симптомы передозировки бромом: бессонница, ухудшение памяти, неврологические нарушения, ринит, нарушения пищеварения                                                      

Лечение бромом:                                                                                                                                          

Йодо-бромные ванны обладают седативным, успокаивающим эффектом.          Броморганические препараты используют как успокаивающие средства — брометон,  бромалин, бромурал. Бромурал используют и как снотворное, а в больших дозах — как наркоз.                                                                                                                                       Бромсодержащие препараты применяют при лечении некоторых сердечно-сосудистых заболеваний, при язвенной болезни, эпилепсии. Вместе с тем механизм действия этих лекарственных препаратов исследовали с помощью изотопа бром-82.В бромистый арсенал медицины входят и антисептики, например ксероформ. Даже антибиотики модифицируют бромом. Например, бромтетрациклин нашел широкое применение в борьбе с инфекциями.                                                                                                                                              Также бром применяется в медицине для лечения ожирения, в ультрамалых дозах лечит эндокринные заболевания без гормональных препаратов .                                                                        

При очень длительном применении бромидов и вследствие медленного выделения их из организма ионы брома 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.)                                                                                                                              Бром всегда есть в растениях; зеленые части растения обычно содержат больше брома, чем корни.

Бром содержится: В рыбе, злаках ,орехах ,чечевице, в грибах .

Йод:

Вряд ли на свете найдется хоть один человек, который бы ни разу в жизни не прибегал к помощи Иода.                                                                                                                                            

 На самом деле данное химическое вещества играет очень важную роль во многих жизненно важных процессах.                                                                                                              

 Основной физиологической роль йода является участие в метаболизме щитовидной железы и присущих ей гормонах. Способность щитовидной железы аккумулировать йод присуща также слюнным и молочным железам. А также некоторым другим органам. В настоящее время, считают, что ведущую роль йод играет  в жизни деятельности щитовидной железы.                                                                                                                                 Йод убивает нестойкие микробы, попадающие в кровь через повреждения кожи, слизистую оболочку носа или горла.                                                                                                        

Йод восстанавливает энергию человека.                                                                                                

Йод оказывает свое влияние и на психическое, а также физическое развитие человека. Именно йод воздействует на формирование тканей, функционирование сердечно-сосудистой системы. Без участия йода не обходится и обмен белков, углеводов, липидов, а также водно-солевой обмен.                                                                                                           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 желудочных отравлениях или дизентерии, гепатите пьют йодинол, который можно приготовить в домашних условиях.                                                                                                        

  Йод применяют при атеросклерозе, при лечении сифилиса (в третичном периоде), при воспалительных процессах дыхательных путей, хронических отравлениях ртутью и свинцом, для предупреждения и лечения зоба в местах распространения зобной болезни. Йод облегчит соблюдение диеты, сжигая избыточный жир, способствует правильному росту, придает больше энергии, улучшает умственную активность, делает волосы, ногти, кожу и зубы здоровыми.

Дефицит йода приводит к возникновению характерных симптомов: слабости, пожелтению кожи, ощущение холода и сухости. Развиваются болезни : базедова болезнь, кретинизм, гипотиреоз. К тому же  недостаток йода довольно часто приводит к развитию и такого серьезного заболевания как рак. Дефицит особенно сильно отражается на здоровье детей – задержкой интеллектуального развития, снижением умственных способностей и психических функций, слабоумием; плохой успеваемостью (в школе); нарушением  зрения; серьёзными нарушениями обмена веществ из-за недостатка гормонов щитовидной железы (они на 2/3 состоят из йода!); развитием эндемического зоба, бесплодием (у девочек).                                                                                                                                              

Йод дефицитная диета во время беремености приводит к рождению гипотироидных детей (кретинов) .                                                                                                                                            

 Чтобы не допустить развития всех вышеперечисленных состояний, каждый из Вас должен сделать все возможное и невозможное, чтобы обогатить организм необходимым количеством йода.                                                                                                                      Избыток гормонов щитовидной железы приводит к истощению, нервозности, тремору, потере веса и повышенной потливости. Это связано с увеличением пероксидазной активности и вследствие этого с увеличением йодирования тиреоглобулинов. Избыток гормонов может быть следствием опухоли щитовидной железы.                                      

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. 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. Йод необходим для нормального функционирования щитовидной железы.

Из всего вышесказанного можно сделать только один вывод – нормальное, полноценное функционирование человеческого организма возможно только в том случае, если в этом организме имеется достаточное количество йода. В случае же если йода недостаточно, тогда о себе дают знать различного рода недуги. Объяснить развитие данных недугов достаточно просто. Дело в том, что недостаточное количество йода в щитовидной железе становится причиной ее усиленной деятельности. Только таким образом щитовидная железа может выработать необходимое количество тироксина. В результате, это приводит к ее увеличению. Порой вес щитовидной железы достигает даже четырех – пяти килограммов.                                                                                                                                                                Количество йода в растениях зависит от содержания этого элемента в почве.

Йод поступает к нам в организм через:                                                                                                  

 -Морские продукты:  креветки,  морская рыба (пикша, сельдь, треска),  морские водоросли, устрицы,  мидии – самые богатые йодом продукты                                                                                                                                               -Овощи:  свекла, салат, шпинат, помидоры,  морковь, картофель,  лук репчатый,  фасоль, чеснок.                                                                                                                                                                -Крупы: гречневая,  пшено                                                                                                                                                     -Молочные продукты:  сыр, творог, молоко.                                                                                      

  -Фрукты, ягоды, орехи: хурма, яблоки, виноград, вишня, слива, абрикосы, фейхоа, земляника, грецкие и кедровые орехи.                                                                                                                                                    -И конечно же йодированную пишевую соль . Именно благодаря ей, предотвращено 12 млн. случаев умственной деградации у детей.

Надо запомнить, что употребление в пищу сои вызывает увеличение щитовидной железы (иногда пятикратное), повышает потребность в йоде на 100%. Это говорит о том, что при употреблении соевых продуктов надо вместе с ними ввести в рацион морскую соль, океаническую рыбу, репчатый и зеленый лук.

Фтор:

 Является жизненно необходимым для организма элементом. Фтор находится в организме во всех органах и тканях. Но наибольшее его количество содержится в зубах, костях, волосах и ногтях. Кости - своеобразное депо фтора, они имеют большое значение для регулирования его обмена.                                                                                                                                        Фтор тормозит образование и накопление мягкого зубного налета, подавляет жизнедеятельность микроорганизмов, что ведет к снижению накопления органических кислот в полости рта, тем же защищает зубы от кариеса. Фтор вместе с кальцием и фосфором обеспечивает твердость и крепость костей и зубов. Без Фтора плохо усваивается железо, поэтому железодефицитная анемия и кариес - два заболевания, которые идут рука об руку.                                                                                    

 Фтор стимулирует кроветворение, репаративные процессы при переломах костей, реакции иммунитета, участвуют в росте скелета, предупреждает развитие старческого остеопороза.                                                                                           В сочетании с кальцием влияет на устойчивость организма к радиационному поражению и является биокатализатором процессов минерализации, способствуя связыванию тканями фосфата кальция, использующегося с лечебной целью при рахите.                                                                                        

 Этот микроэлемент обеспечивает нормальный рост волос и ногтей, способствует выводу из организма солей тяжелых металлов и радионуклидов.                                                    

 Фтор разрушает вредные бактерии, верен, но, к сожалению, он оказывает такое же неблагоприятное воздействие и на полезные бактерии, живущие в нашем организме. Некоторое количество фтора потребляется, например, с водой или с пищей, а так как мы не в состоянии учесть уровень поступления фтора, его может накопиться больше, чем требуется нашему организму. Так что потенциально фтор может оказать токсическое воздействие на всех нас.                                                                                                                Помимо этого, некоторые американские и российские ученые считают, что повышенное потребление Фтора приводит к более частому рождению детей с синдромом Дауна, так как избыток микроэлемента вызывает мутацию половых клеток у родителей.                                        

  Также фтор выступает  во многих биохимических процессах как ингибитор, например, оказывает угнетающее действие на щитовидную железу, т.к. фтор является антагонистом йода.

При избытке Фтора начинается болезнь флюороз . Он начинается с меловидных пятнышек на зубах. При дальнейшем развитии зубы становятся желто-бурыми, легко истираются,  крошатся и кровоточат, что может привести к возникновению кариозных осложнений .                                         Доказано, что высокое содержание Фтора в воде является одной из причин возникновения онкологических заболеваний.                                                                                                                                                 Кроме того, при избытке Фтора в организме учащается дыхание, появляются подергивания мышц и судороги, сужение зрачков, снижается артериальное давление, возможно мерцание предсердий. Иногда бывает поражение почек.                                                                                                

Отравления Фтором возможны у работающих в химической промышленности, при синтезе фторсодержащих соединений и производстве фосфорных удобрений. Попадание фтора в желудочно-кишечный тракт или вдыхание фторсодержащих химических веществ чрезвычайно опасны и могут привести к смертельному исходу. Организм может справиться с небольшим количеством фтора.                                                                                                                                                  Симптомы избытка:                                                                                                                                                         Торможение обмена жиров, углеводов;  угнетение тканевого дыхания;  флюороз (крапчатость) эмали зубов;  замедление роста;  регенерация костей, деформация скелета;  боли в животе;  слезотечение;  обильное выделение слюны; резкая слабость; рвота;  жидкий стул. При остром отравлении возникают раздражение слизистых оболочек гортани и бронхов, глаз, носовые кровотечения; в тяжёлых случаях - отёк лёгких, поражение центральной нервной системы и т.д.; при хроническом - конъюнктивит, бронхит, пневмония, пневмосклероз, флюороз.  

Недостаток фтора вызывает кариес. Кариес зубов - это патологический процесс, при котором происходит растворение .                                                                                                                                                           Для профилактики кариеса рекомендуется использовать зубные пасты с добавками фтора или употреблять фторированную воду или применять местные аппликации 1-2% раствором фторида натрия или фторида олова. Такие действия могут сократить вероятность появления кариеса на 30-50% .                                                                                                                                                                                      Симптомы дефицита:  слабые,  хрупкие кости и зубы; кариес;  выпадение волос.                              

Суточная потребность фтора — около 1 мг на литр питьевой воды.                                                              

 Но это  зависит от возраста ,люди по- разному переносят избыточную концентрацию фтора в питьевой воде. Для детей 4 –х лет опасно содержание фтора в воде 1-1,5 мг/л. В возрасте 4-12 лет у части детей могут заболеть зубы уже при большей концентрации - до 4 мг/л.  Если содержании фтора более 6 мг/л поражаются не только зубы,  но и кости скелета - снижается их плотность.                                                                                           При этом одну треть фтора человек получает с пищей и две третьих – с водой, а также со вдыхаемым воздухом.                                                                                                                            

  В пищевых продуктах фтор содержится: в черном и особенно зеленом чае, в морской капусте, орехах, печени, овсяной крупе, листовых овощах, отрубях и в муке грубого помола, грецкие орехи, морепродукты (скумбрия, треска, лосось, креветки), рис, гречка, овес, кукуруза, лук, картофель, вино, говядина, курятина, цельное молоко, яйца, яблоки, грейпфруты ,фторированная питьевая вода.

И если вы пользуетесь фторированной пастой, пьете фторированную воду и принимаете фторсодержащие витаминные добавки, уровень Фтора может приблизиться к опасному. Всемирная организация здравоохранения предлагает оптимальную суточную дозу Фтора для взрослого человека 1,5 - 4,0 мг/сут. Для удовлетворения потребности в микроэлементе взрослому человеку надо выпить 42 г черного чая, или съесть 300 г грецких орехов, 700 г лосося, 3,5 кг зернового хлеба, или выпить 20 л молока. Если вы решили принимать фторсодержащие препараты, то проконсультируйтесь с врачом. Дозы в 5–10 г смертельны.

Заключение:

Галогены относится к незаменимым элементам, постоянно присутствующим в растительных и животных тканях, и взаимодействует в организме с другими веществами.                                                                                                     Хлор :участвует обмене веществ; построении тканей; в поддержании  осмотического равновесия; в желудке, ионы хлора создают благоприятную среду для действия ферментов желудочного сока. Хлор участвует в энергетическом обмене у растений, активируя окислительное  фосфорилирование.                                                                                                      Бром : регулирует соотношение между процессами возбуждения и торможении, повышает мышечный тонус, улучшает состояние нервной системы, убивает бактерии, вирусы, грибки . Понижают уровень сахара в крови, оказывает влияние на деятельность центральной нервной системы, щитовидной железы, регулирует половой цикл.                                                                Йод: участвует  в метаболизме щитовидной железы и присущих ей гормонах; убивает нестойкие микробы, попадающие в кровь;  восстанавливает энергию человека;   оказывает свое влияние и на психическое, а также физическое развитие человека; участвует в обмен белков, углеводов, липидов, а также водно-солевой обмен; оказывает успокаивающее действие на организм и нервную систему.                                                                                   Фтор: тормозит образование и накопление мягкого зубного налета;  подавляет жизнедеятельность микроорганизмов;  вместе с кальцием и фосфором обеспечивает твердость и крепость костей и зубов; стимулирует кроветворение, репаративные процессы при переломах костей;  реакции иммунитета, участвуют в росте скелета, предупреждает развитие старческого остеопороза;  обеспечивает нормальный рост волос и ногтей; способствует выводу из организма солей тяжелых металлов и радионуклидов; разрушает вредные бактерии, но, к сожалению, он оказывает такое же неблагоприятное воздействие и на полезные бактерии .                                                                                                               Несмотря на их пользу и необходимость, галогены в больших количествах неблагоприятно влияют на человека. Из того можно сделать вывод  :

Галогены важны для человека!

   Но будьте осторожны! Их избыток приводит к необратимым последствиям!

                                             Литература.

1.Большая  энциклопедия Кирилла и Мефодия

2.Шацкая К.П. Химия внутри нас.

3.Макаров К.А. Химия и здоровье. М.: Просвещение, 1985;

4.Макаров К.А. Химия и медицина. М.: Просвещение, 1981;

5.Фримантл М. Химия в действии. М.: Мир, 1991