Općenite karakteristike sumpora i selena u teluru i polonijumu. Sažetak: Hemijska karakterizacija kiseonika
Selen je važan element u tragovima za ljude i životinje. Jedan je od biološki važnih elemenata u tragovima koji su prisutni u ljudskom tijelu i koji sudjeluju u metabolizmu, biofizičkim i energetske reakcije organizma, osiguravajući održivost i funkciju ćelija, tkiva, organa i tijela u cjelini. Uloga selena je posebno važna za funkcionalnu aktivnost organa kao što su srce, jetra, bubrezi itd.
Selen - element grupe 4 glavne podskupine periodični sistem Mendeleev, na mnogo načina ponavljajući hemijska svojstva sumpor. Selen je u stanju zamijeniti sumpor u aminokiselinama koje sadrže sumpor stvaranjem selen-aminokiselina, koje su biološki aktivnije i jači su zaštitnici jonizujućeg zračenja od aminokiselina koje sadrže sumpor. Pored toga, selenske aminokiseline pomažu u smanjenju količine slobodnih radikala koji remete aktivnost i svojstva enzima i aminokiselina.
Selen ulazi u ljudsko tijelo iz tla s biljnim i stočarskim proizvodima, što određuje zavisnost nivoa opskrbe mikroelementa o geohemijskim životnim uslovima.
Međutim, nije sav selen u tlu dostupan biljkama. Dakle, u kiselim zemljištima koja su jako preplavljena, bioraspoloživost elementa u tragovima je niska, iako ukupan sadržaj može biti značajan.
Uzimajući u obzir da optimalni nivo potrošnje selena koji odgovara maksimalnoj aktivnosti trombocitne glutation peroksidaze (GPX) ili sadržaj selena u krvnom serumu od 115-120 μg / l iznosi 120 μg / dan, utvrđene koncentracije selena odgovaraju umjerenoj opskrbljenosti stanovništva mikroelementom na većini ispitivanih teritorija, Štoviše, ni u jednoj regiji nije bilo slučajeva dubokog nedostatka selena - sadržaj u krvnom serumu je manji od 50 μg / l. U Rusiji se prosječne koncentracije selena u serumu kreću od 62 μg / L na zapadu do 145 μg / L na istoku.
U biljkama je najvažniji hemijski oblik selena selenometionin. Većina selena u životinjskim tkivima prisutna je u obliku selenometionina i selenocisteina.
Biokemijske funkcije selena određuju proteini koji sadrže selen (SB). Nedostatak elementa u tragovima može dovesti do kršenja staničnog integriteta, promjene metabolizma hormona štitnjače, aktivnosti enzima biotransformiranja, povećanja toksičnog učinka teških metala i povećanja koncentracije glutationa u plazmi.
Karakteristična karakteristika SB sisavaca je da su oni očigledno povezani sa redoks procesima koji se odvijaju unutar i izvan ćelije. Do danas je okarakterizirano 12 SB koji sadrže selen u aktivnom centru.
- GPX1 (cCPX) - ćelijska glutation peroksidaza - pretpostavlja se da je prisutan u svim ćelijama tijela sisara, očigledno korišten kao depo selena, antioksidans.
- GPX2 (CPX-CI) - lokalizovan u epitelnim ćelijama želuca
- GPX3 (pCPX) - međustanični GPX ili GPX plazme, kontrolira nivo peroksida izvan ćelije, funkcija enzima nije razjašnjena, međutim, pokazalo se da se aktivnost pCPX-a obnavlja brže od cCPX-a, što može ukazivati \u200b\u200bna veći značaj ovog enzima.
- GPX4 (PHCPX) - fosfolipid, lokaliziran uglavnom u testisima, ali se nalazi u membranama, citosol. Obnavlja holesterol hidroperoksid, njegove estere, fosfolipide, igra važnu ulogu u muškom reproduktivnom sistemu.
- ID - grupa 3 oksidoreduktaze, regulišu aktivnost tiroksina. U eksperimentima na životinjama pokazano je da istovremeni nedostatak selena i joda dovodi do jačeg hipotiroidizma od nedostatka samog joda. Neki autori sugeriraju da je kretenizam kod novorođenčadi možda rezultat kombiniranog nedostatka ova dva elementa kod majke.
- ID1 - enzim uključen u metabolizam tiroksina i trijodotironina. Ovaj mikrosomni enzim lokaliziran je u jetri, bubrezima, štitnjači i centralnom živčanom sistemu.
- ID2 - katalizira konverziju tiroksina u trijodtironin
- ID3 - deaktivira tiroksin i trijodotironin, lokalizirane u središnjem živčanom sistemu, koži, posteljici. Učestvuje u metabolizmu energije.
- TR sisara - glavna funkcija - katalizira NADPH-zavisno smanjenje citosola.
- SPS2 - enzim koji katalizira ATP-zavisnu aktivaciju selena da bi formirao selen fosfat.
- SelP je glikoprotein koji može djelovati kao antioksidans i kao depo selena. Brzo se sintetizira uvođenjem dodataka selena. Učestvuje u dekontaminaciji teških metala.
- Selenoprotein W (SelW) - vanćelijski protein prisutan u mnogim tkivima, uglavnom u mišićima i mozgu. Pretpostavlja se njegovo učešće u redoks reakcijama, utjecaj na razvoj onkoloških bolesti.
Podaci izotopske analize i rezultati teorijskih studija sugeriraju da sisari mogu sadržavati od 20 do 100 SB.
Porast učestalosti karcinoma i kardiovaskularnih bolesti sa nedostatkom selena, neplodnost kod muškaraca i povećanje rizika od smrti od AIDS-a mogu biti povezani sa smanjenjem biosinteze SB i kršenjem odgovarajućih biohemijskih procesa.
Prema modernim konceptima, općenito regulirani oblik selena u tijelu je selenid, koji nastaje iz selenocisteina pod djelovanjem Sec-β-liaze. Prekurs selenocisteina može biti selenometionin. Neorganski selen (selenit) reaguje sa redukovanim oblikom glutationa (GSH) da bi takođe stvorio selenid. Potonji je djelomično uključen u biosintezu SB i tRNK kao rezultat reakcije sa selen fosfat sintetazom (SPS), djelomično izlučenom iz tijela uglavnom u obliku metiliranih oblika s urinom i disanjem. Fosforilacija selenida vrši se uz učešće ATP. Regulacija reakcije fosforilacije selenida određuje sposobnost taloženja selena - fenomena uočenog s nedostatkom elementa u tragovima. Inhibicija reakcije dovodi do povećanja koncentracije selenida i, kao posljedice, do povećanja izlučivanja selena. Ova situacija se primjećuje kada je selen dostupan u količinama većim od onih potrebnih za sintezu selenoproteina.
Apsorpcija selena u tijelu događa se u tankom crijevu, među čijim segmentima duodenum pruža nešto veću brzinu transporta, odakle nisko-molekularni oblici selena mogu proći u krv u roku od 1 minute nakon ulaska u crijevo. Apsorpcija natrijum selenita razlikuje se od organskih jedinjenja. Eksperimentalni podaci pokazuju da selen ulazi u neenzimatsku reakciju sa GSH da bi formirao selenidiglutation, koji može poslužiti kao supstrat za γ-glutamiltransferazu i na taj se način transportuje kroz ćelijske membrane. Budući da selenski status pokusnih životinja gotovo nema utjecaja na apsorpciju primijenjenog selenita, treba pretpostaviti da za ovaj spoj ne postoji regulatorni mehanizam apsorpcije. Količina i distribucija SB u organima i tkivima sisara ovisi o specifičnosti njihove ekspresije, statusu selena u organizmu, trajanju unosa selena i hemijskom obliku selena u prehrani.
S nedostatkom selena, nivo SB se smanjuje, međutim, uključivanje elementa u tragovima vrši se prvenstveno u najvažnije proteine \u200b\u200bi tkiva - reproduktivne i endokrine organe, mozak. Mišići i kosti skeleta sporije se opskrbljuju selenom
M. Wenzel i dr. (1971) odredili su biološki poluživot selena u tkivima. Konkretno, za mišiće je taj period bio 100 dana, za jetru - 50 dana, bubrege - 32 dana, a za serum krvi - 28 dana.
U uvjetima oporavka od stanja sa nedostatkom selena, aktivnost GPX-GI dostiže svoj maksimum već 10 sati nakon početka primjene selena, dok aktivnost cGPX počinje rasti tek nakon 24 sata, a svoj maksimum ne dostiže ni nakon 3 dana.
Homeostatska regulacija nivoa selena u različitim organima i tkivima dovodi do činjenice da kada se daju visoke doze selena, nivo SB premašuje nivo postignut adekvatnim unosom. Kod ljudi, aktivnost pGPX dostiže svoj maksimum uz potrošnju od samo 50 μg selena dnevno.
Kada se natrijum selenit primjenjivao životinjama u velikim dozama, nije primijećen porast aktivnosti enzima, uprkos značajnom povećanju koncentracije elementa u tragovima u plazmi i eritrocitima, ali zabilježeno je čak i blago smanjenje.
Sa smanjenjem ukupnog sadržaja selena u plazmi i eritrocitima, udio PHGPX raste, a u eritrocitima se povećava nivo cGPX i hemoglobina.
Nakon uvođenja radioaktivnog selena, značajan dio veže se za proteine \u200b\u200bkrvne plazme. Pokazalo se da eritrociti igraju vodeću ulogu u ovom procesu, jer 75Se u obliku selenita izuzetno brzo, u roku od nekoliko sekundi, prodire kroz njihove membrane. Nakon 1-2 minute, 50-70% ukupnog selena u krvi koncentrira se u eritrocitima. In vitro model pokazuje vremensku zavisnost preraspodjele selena između krvnih elemenata. Postoji razlog za vjerovanje da nakon 4 minute koncentracija elementa u tragovima doseže maksimum. Zatim, u roku od 15-20 minuta, gotovo sav selen se oslobađa iz eritrocita, vezujući se prvo za albumin, a zatim za globuline u krvnoj plazmi.
Eritrociti sadrže "pumpu" selena kod ljudi i određenog broja životinja. Pod uticajem sistema glutation - glutation peroksidaza, selenit prolazi kroz transformaciju formiranjem kompleksa selena sa glutationom. Kasnijom redukcijom, selen katalizira transport elektrona do kisika. Izlazeći iz eritrocita, moguće kao deo kompleksa selenoglutation, ovaj element u tragovima je fiksiran u proteinima plazme. Pored toga, smanjena aktivnost glutation peroksidaze u eritrocitima pospješuje stvaranje oksidativnih oblika proteina, poput hemoglobina (HbSSG). Nedostatak selena može dovesti do hemolize crvenih krvnih zrnaca.
Spojevi selena imaju različitu bioraspoloživost. Utvrđeno je da selen sadržan u većini ispitivanih spojeva ima manju bioraspoloživost u odnosu na natrijum selenit.
Selen se iz tijela uklanja uglavnom mokraćom, izmetom i izdahnutim zrakom (miris češnjaka). Među putovima izlučivanja prvi je dominantan, a drugi je karakterističan za akutna i kronična trovanja. Uz toksikozu, alternativnim načinom izlučivanja selena može se smatrati njegovo nakupljanje u kosi i noktima.
Koncentracija selena u urinu značajno varira tijekom dana, međutim, većina primijenjenog selena izlučuje se u roku od 24 sata, što omogućava korištenje ovog pokazatelja kao kriterija dostupnosti selena, jer dobro korelira sa nivoom unosa ovog elementa u tragovima. Obično se na taj način izluči oko 40-50% konzumiranog selena, ali u nekim slučajevima ta vrijednost može doseći 60%. Ovisno o potrošenoj dozi, koncentracija selena u urinu može varirati od 0,9 μg / L (endemske zone Kine) do 3900 μg / kg (Venezuela).
Faktor koji utiče na nivo izlučivanja je hemijski oblik selena. Generalno, anorganske soli se lakše izlučuju iz tijela, što ih čini sigurnijim za konzumiranje organska jedinjenja... Postoje dokazi o niskom nivou izlučivanja organskih oblika selena i, prema tome, najveće opasnosti od trovanja pri konzumiranju abnormalno visokih doza.
Kod zdravih dobrovoljaca u testu vježbanja sa dnevnim dvostrukim povećanjem nivoa konzumacije elementa u tragovima natrijum selenit je uziman u dozama od 100 - 800 μg / dan. dovodi do aktivnog izlučivanja viška selena mokraćom, dostižući 80-90% vrijednosti potrošnje.
Kada se uzimaju lijekovi organskog porijekla, granica izlučivanja selena mokraćom dostiže se u dozi od 400 μg / kg.
Nedostatak selena uzrokuje brojne endemske bolesti kod ljudi i životinja. Bolest "bijelih mišića" (alimentarna mišićna distrofija) karakterizira fokalna degeneracija različite težine i nekroza skeletnih i srčanih mišića neupalne prirode, a sprečava se uključivanjem selena u prehranu. Patomorfološke promjene u ovoj bolesti karakteriziraju duboki poremećaji skeletnih mišića i miokarda. Konkretno, uočava se šarolika patohistološka slika zbog neravnomjernog obilja, distrofičnih i nekrobiotičkih promjena u kardiomiocitima, često sa simptomima distrofične kalcifikacije. Prema A.P. Avtsyna (1972), bijela boja mišića je posljedica nestanka mioglobina i sekundarne koagulacijske nekroze miocita. Promjene na miokardu i skeletnim mišićima su degenerativno-nekrobiotske prirode. Keshanova bolest endemska je fatalna kardiomiopatija koju karakteriziraju aritmije, uvećano srce, žarišna nekroza miokarda, praćena zatajenjem srca. U pacijenata koji pate od ove bolesti, otkrivaju se abnormalnosti membrana eritrocita. U eritrocitima bolesne djece razina selena, aktivnost Na +, K + -ATPaze, fluidnost lipida i njihovih membrana razlikuju se od one djece iz kontrolne grupe koja živi u istoj regiji.
Provodeći epidemiološke studije u Finskoj tokom pet godina na 11.000 muškaraca i žena u dobi od 35 do 59 godina, utvrđeno je da je u tom periodu 252 patilo od infarkta miokarda, a 131 umrlo od kardiovaskularne bolesti... U svim slučajevima nivo selena je bio 52 μg / L, u kontrolnoj 55 μg / L. Niz studija provedenih još 80-ih godina pokazao je da se s koncentracijom selena u serumu ispod 0,4 μmol / L vjerovatnoća infarkta miokarda povećava za 7 puta, a sa sadržajem od 0,4-0,6 μmol / L - 3 puta puta.
U drugoj studiji provedenoj pod istim uvjetima, nivo selena za grupu preminulih iznosio je 62 μg / L. Kontrola 68 μg / L. Relativni rizik od smrti s koncentracijom selena u plazmi manjom od 45 μg / L bio je 3,2.
U područjima Centralne Afrike, kojima nedostaje selena i joda, registriran je endemski kretenizam miksedema.
Eksperimentalna i klinička ispitivanja pokazala su da je etiologija cistične fibroze gušterače (cistična fibroza) posljedica nedostatka niza elemenata, posebno selena, u perinatalnom periodu. Ovo stanje je često kod male djece. Uz to, uz manjak selena, uočava se alimentarna hepatoza - nekrotične promjene u jetri, opsežni edemi i taloženje ceroidnog pigmenta u masnom tkivu te žarišna i difuzna infiltracija u crijevima, želucu, mezenterijumu i regionalnim limfnim čvorovima - idiopatska eozinofilna infiltracija.
Prve informacije o selenu povezane su s manifestacijama njegove toksičnosti zbog abnormalno velike potrošnje. Postoji nekoliko stupnjeva toksičnosti.
Akutna toksičnost očituje se kratkotrajnim unosom visokih doza selena i brzo dovodi do smrti. Znakovi: dah od češnjaka, letargija, prekomjerno saliviranje, podrhtavanje mišića, miokarditis itd.
Subakutna toksičnost povezana je s konzumacijom visokih doza selena tokom značajnog vremenskog perioda. Znakovi: sljepoća, ataksija, dezorijentacija, otežano disanje.
Hronična selenoza se razvija kada se umjereno visoka količina selena konzumira nekoliko tjedana ili mjeseci.
Procjenu stepena toksičnosti jedinjenja selena za ljude otežava nedostatak selektivnog i osjetljivog pokazatelja prekomjernog unosa selena u ljudsko tijelo. Jedan od mogućih pokazatelja je alopecija i promjene na noktima, kao i pretežno nakupljanje selena eritrocitima u odnosu na plazmu.
Siguran i dovoljan dnevni unos selena je 50-200 mcg / dan. Minimalni zahtjev za selenom utvrđen je prema podacima za endemske regije Kine: najmanja količina unosa elemenata u tragovima, pri kojoj nije primijećen razvoj Kešanove bolesti, bila je 19, odnosno 14 μg / dan za muškarce, odnosno za žene.
Fiziološka potreba za selenom određena je pokazateljem potrošnje koji pruža maksimalnu aktivnost GPX u plazmi. Za stanovnike biogeokemijskih provincija Kine s dubokim nedostatkom selena, ova vrijednost iznosi 40 μg / dan. Za Europljane ovaj nivo iznosi 70 mcg za muškarce i 55 mcg za žene.
U Finskoj se, uzimajući u obzir dugogodišnje iskustvo u upotrebi gnojiva obogaćenih selenom, očekuje znatno veći nivo potrošnje selena, koji udovoljava fiziološkim potrebama, odnosno 120 μg / dan, ova vrijednost odgovara maksimalnoj aktivnosti GPX trombocita.
Pri izračunavanju RD (referentne doze), na osnovu podataka dobijenih u proučavanju endemske selenoze u Kini, uzimaju 853 μg / dan sa tjelesnom težinom od 55 kg. Uvođenje dodatnog koeficijenta (x3) koji uzima u obzir individualnu osjetljivost daje vrijednost od 5 μg selena na 1 kg tjelesne težine dnevno, što odgovara 350 μg / dan sa tjelesnom težinom od 70 kg.
Elementi VI grupe glavne podskupine nazivaju se halkogeni. Tu spadaju kiseonik, sumpor, selen, telur i polonij. Riječ "halkogen" sastoji se od dvije grčke riječi koje znače "bakar" ili "ruda" i "rođen".
Opis
Halkogeni se u prirodi najčešće nalaze u sastavu rude - sulfidi, piriti, oksidi, selenidi. Halkogeni uključuju nemetale i metale. U grupi od vrha do dna svojstva se mijenjaju kako slijedi:
- poboljšana su metalna svojstva;
- svojstva oksidirajućeg agensa su oslabljena;
- elektronegativnost se smanjuje;
- termička stabilnost je oslabljena.
opšte karakteristike grupe halkogena:
- nemetali - kiseonik, sumpor, selen;
- metali - telur, polonijum;
- valencija: II - O; IV i VI - S; II, IV, VI - Se, Te, Po;
- elektronska konfiguracija - ns 2 np 4;
- hidridi - H 2 R;
- oksidi - RO 2, RO 3;
- kiseoničke kiseline - H 2 RO 3, H 2 RO 4.
Slika: 1. Halkogeni.
Po svojoj elektroničkoj strukturi, halkogeni su p-elementi. Na vanjskom energetskom nivou ima šest elektrona. Do završetka p-orbitale nedostaju dva elektrona, pa halkogeni pokazuju oksidaciona svojstva u jedinjenjima. Povećanjem broja nivoa energije u grupi, veza sa vanjskim elektronima slabi, pa su telur i polonij redukcijski agensi.
Nalazeći se na granici metala i nemetala, telur pripada metaloidima ili polumetalima. Analogan je sumporu i selenu, ali manje aktivan.
Slika: 2. Telur.
Svojstva
Najaktivniji element halkogene grupe je kisik. Moćno je oksidaciono sredstvo koje pokazuje četiri oksidaciona stanja - -2, -1, +1, +2.
Glavna svojstva halkogena prikazana su u tablici.
|
Element |
Hemijska svojstva |
|
|
Kiseonik (O) |
Plin. Oblikuje dvije modifikacije - O 2 i O 3 (ozon). O 2 je bez mirisa i okusa, slabo se topi u vodi. Ozon je plavkast plin bez mirisa koji je vrlo topljiv u vodi |
Reaguje sa metalima, nemetalima |
|
Tipični nemetalni. Čvrsta supstanca sa tačkom topljenja od 115 ° C. Netopljiv u vodi. Postoje tri modifikacije - rombična, monoklinička, plastična. Stanje oksidacije - -2, -1, 0, +1, +2, +4, +6 |
Reagira s kisikom, halogenima, nemetalima, metalima |
|
|
Krhka čvrsta. Poluprovodnik. Ima tri modifikacije - siva, crvena, crni selen. Stanje oksidacije - -2, +2, +4, +6 |
Reaguje s alkalnim metalima, kisikom i vodom |
|
|
Izgleda kao metal. Poluprovodnik. Stanje oksidacije - -2, +2, +4, +6 |
Reaguje sa kisikom, lužinama, kiselinama, vodom, metalima, nemetalima, halogenima |
|
|
Polonij (Po) |
Radioaktivni metal srebrne boje. Stanje oksidacije - +2, +4, +6 |
Reagira s kisikom, halogenima, kiselinama |
Vještački stvorena jetra (Lv) ili unungeksium (Uuh) također se smatraju halkogenima. Ovo je element 116 na periodnom sustavu. Pokazuje snažna metalna svojstva.
Slika: 3. Livermorium.
Šta smo naučili?
Halkogeni su elementi šeste grupe periodnog sistema Mendelejeva. Skupina uključuje tri nemetala (kiseonik, sumpor, selen), metal (polonij) i polumetal (telur). Stoga su halkogeni i oksidirajuća i redukciona sredstva. Metalna svojstva su poboljšana u grupi od vrha do dna: kiseonik - plin, polonij - čvrsti metal. Halkogeni također uključuju umjetno sintetizirani jetreni morij s jakim metalnim svojstvima.
Test po temi
Procjena izvještaja
Prosječna ocjena: 4.3. Ukupan broj ocjena: 139.
Selen nije široko rasprostranjen u prirodi. Sadržaj selena je u zemljinoj kori. Njegovi spojevi se nalaze u obliku nečistoća u prirodnim jedinjenjima sumpora sa metalima i. Stoga se selen dobiva iz otpada koji nastaje u proizvodnji sumporne kiseline, u elektrolitskoj rafinaciji bakra i u nekim drugim procesima.Telur je jedan od rijetkih elemenata: njegov sadržaj u zemljinoj kori je sav.
U slobodnom stanju, selen, poput sumpora, tvori nekoliko alotropnih modifikacija, od kojih su najpoznatiji amorfni selen, koji je crveno-smeđi prah, i sivi selen, koji tvori krhke kristale s metalnim sjajem.
Telur je poznat i u obliku amorfne modifikacije i u obliku svijetlosivih kristala s metalnim sjajem.
Selen je tipični poluprovodnik (vidi § 190). Važno svojstvo njega kao poluprovodnika je naglo povećanje električne provodljivosti kada je osvijetljeno. Na granici selena sa metalnim provodnikom formira se barijerni sloj - dio kola koji može propuštati električnu struju samo u jednom smjeru. U vezi sa ovim svojstvima, selen se koristi u poluvodičkoj tehnologiji za proizvodnju ispravljača i solarnih ćelija sa zaštitnim slojem. Telur je takođe poluvodič, ali njegova upotreba je ograničenija. Selenidi i teluridi nekih metala takođe imaju poluprovodnička svojstva i koriste se u elektronici. U malim količinama, telur služi kao legirajući dodatak olovu, poboljšavajući njegova mehanička svojstva.
Vodikov selenid i vodonik-telurid su bezbojni gasovi neprijatnog mirisa. Njihove vodene otopine su kiseline, čije su konstante disocijacije nešto veće od konstante disocijacije vodonik-sulfida.
Kemijski su vodonik-selenid i vodonik-telurid izuzetno slični sumporovodiku. Poput sumporovodika, oni imaju vrlo reducirajuća svojstva. Oboje se razlažu zagrijavanjem. Istodobno, manje je stabilan nego: baš kao što se događa u nizu halogenida halogenida, snaga molekula opada tijekom prijelaza. Soli vodonik-selenida i vodonik-telurida - selenidi i teluridi - slične su sulfidima u pogledu topljivosti u vodi i kiselinama. Djelujući na jake kiseline na selenide i teluride, može se dobiti vodikov selenid i vodonik-telurid.
Kada se selen i telur sagore u vazduhu ili u kiseoniku, dobijaju se dioksidi koji su u normalnom stanju u čvrstom stanju i predstavljaju anhidride selenske i telurne kiseline.
Za razliku od sumpor-dioksida, oni pokazuju pretežno oksidaciona svojstva, lako se redukujući u slobodni selen i telur, na primjer:
Djelovanje jakih oksidansa selen i telur dioksidi mogu se pretvoriti u selensku i telurnu kiselinu.
Slide 2
Sumpor, selen i telur elementi su glavne podgrupe VI grupe, članova porodice halkogena.
Slide 3
Sumpor
Sumpor je jedna od supstanci poznatih čovječanstvu od pamtivijeka. Čak su je i stari Grci i Rimljani pronašli u raznim vrstama praktična upotreba... Komadi prirodnog sumpora korišteni su za obavljanje obreda egzorcizma.
Slide 4
Telur
U jednoj od austrijskih regija, koja se zvala Semigorye, u 18. stoljeću otkrivena je neobična plavkasto bijela ruda.
Slide 5
selen
Selen je jedan od elemenata koje je čovjek znao i prije službenog otkrića. Drugi su ovaj hemijski element vrlo dobro prikrili. hemijski elementi, koji su po svojim karakteristikama bili slični selenu. Glavni elementi koji su ga prikrivali bili su sumpor i telur.
Slide 6
Prijem
Metoda oksidacije sumporovodika u elementarni sumpor razvijena je prvi put u Velikoj Britaniji, gdje su naučili kako se dobivaju značajne količine sumpora iz Na2CO3 preostale nakon dobivanja sode metodom francuskog kemičara N. Leblanc kalcijum sulfida CaS. Leblancova metoda zasniva se na redukciji natrijum sulfata ugljem u prisustvu krečnjaka CaCO3. Na2SO4 + 2C \u003d Na2S + 2CO2; Na2S + CaCO3 \u003d Na2CO3 + CaS
Slide 7
Zatim se soda luži vodom, a vodena suspenzija slabo rastvorljivog kalcijum sulfida obrađuje ugljičnim dioksidom
CaS + CO2 + H2O \u003d CaCO3 + H2S Rezultujući sumporovodik H2S pomiješan sa zrakom prolazi u peć preko sloja katalizatora. Štoviše, zbog nepotpuna oksidacija sumporovodikov sumpor nastaje 2H2S + O2 \u003d 2H2O + 2S
Slajd 8
Selenska kiselina se pri zagrijavanju sa solnom kiselinom reducira u selensku kiselinu. Zatim se kroz dobivenu otopinu selenske kiseline propušta sumpor-dioksid SO2 H2SeO3 + 2SO2 + H2O \u003d Se + 2H2SO4, a za pročišćavanje selen se sagori u kiseoniku zasićenom dimnom azotnom kiselinom HNO3. Ovo sublimira čisti selenov dioksid SeO2. Iz rastvora SeO2 u vodi, nakon dodavanja solne kiseline, selen se ponovo taloži propuštanjem sumpor-dioksida kroz otopinu.
Slide 9
Da bi se Te izolirali od sluzi, oni se sinteriraju soda, nakon čega slijedi ispiranje. Oni prelaze u alkalnu otopinu iz koje se neutralizacijom taloži u obliku TeO2 Na2TeO3 + 2HC \u003d TeO2 + 2NaCl. Za pročišćavanje telurja od S i Se koristi se njegova sposobnost da se pod dejstvom redukcionog agensa (Al) u alkalnom mediju transformiše u rastvorljivi ditelluridinodijum Na2Te2 6Te + 2Al + 8NaOH \u003d 3Na2Te2 + 2Na.
Slide 10
Da bi se taložio telur, kroz otopinu se propušta vazduh ili kiseonik: 2Na2Te2 + 2H2O + O2 \u003d 4Te + 4NaOH. Da bi se dobio telur posebne čistoće, on se klorira: Te + 2Cl2 \u003d TeCl4. Rezultirajući tetraklorid se pročišćava destilacijom ili rektifikacijom. Tada se tetrahlorid hidrolizira vodom: TeCl4 + 2H2O \u003d TeO2Ї + 4HCl, a nastali TeO2 redukuje se vodonikom: TeO2 + 4H2 \u003d Te + 2H2O.
Slide 11
Fizička svojstva
Slide 12
hemijska svojstva
Sumpor gori u zraku, stvara sumpor-dioksid, bezbojni plin oštrog mirisa: S + O2 → SO2 Reducirajuća svojstva sumpora očituju se u reakcijama sumpora s drugim nemetalima, ali na sobnoj temperaturi sumpor reagira samo sa fluorom: S + 3F2 → SF6
Slide 13
Rastvor sumpora reaguje sa hlorom, dok je moguće stvaranje dva donja klorida 2S + Cl2 → S2Cl2 S + Cl2 → SCl2 Pri zagrijavanju sumpor reagira i sa fosforom, formirajući smjesu fosfornih sulfida, među kojima je i najviši sulfid P2S5: 5S + 2P → P2S2. pri zagrijavanju sumpor reagira s vodikom, ugljikom, silicijem: S + H2 → H2S (sumporovodik) C + 2S → CS2 (disulfid ugljika)
Slide 14
Od složenih supstanci treba napomenuti, prije svega, reakciju sumpora sa rastopljenom lužinom, kod koje se sumpor nesrazmjerava slično kloru: 3S + 6KOH → K2SO3 + 2K2S + 3H2O Sumpor reagira s koncentriranim oksidacijskim kiselinama samo pri produženom zagrijavanju: S + 6HNO3 (konc.) → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O S + 2 H2SO4 (konc.) → 3SO2 + 2H2O
Slide 15
Na 100–160 ° C oksidira se vodom: Te + 2H2O \u003d TeO2 + 2H2 Prilikom ključanja u alkalnim rastvorima, telur se disproporcionalno formira telurid i telurit: 8Te + 6KOH \u003d 2K2Te + K2TeO3 + 3H2O.
Slide 16
Razrijeđeni HNO3 oksidira Te u telusu kiselinu H2TeO3: 3Te + 4HNO3 + H2O \u003d 3H2TeO3 + 4NO. Jaki oksidanti (HClO3, KMnO4) oksidiraju Te do slabe telurne kiseline H6TeO6: Te + HClO3 + 3H2O \u003d HCl + H6TeO6. Spojevi telurja (+2) su nestabilni i skloni disproporciji: 2TeCl2 \u003d TeCl4 + Te.
Slajd 17
Zagrijavanjem na zraku izgara sa stvaranjem bezbojnog kristalnog SeO2: Se + O2 \u003d SeO2. U interakciji je s vodom kada se zagrije: 3Se + 3H2O \u003d 2H2Se + H2SeO3. Selen reagira zagrijavanjem s azotnom kiselinom da bi stvorio selensku kiselinu H2SeO3: 3Se + 4HNO3 + H2O \u003d 3H2SeO3 + 4NO.
Slide 18
Kada se kuva u alkalnim rastvorima, selen nesrazmjerno: 3Se + 6KOH \u003d K2SeO3 + 2K2Se + 3H2O. Ako se ukuva selen alkalna otopina, kroz koji se prolazi zrak ili kiseonik, tada nastaju crveno-smeđe otopine koje sadrže poliselenide: K2Se + 3Se \u003d K2Se4
Selen i telur su u VI grupi periodnog sistema i analozi su sumpora. Na vanjskom elektroničkom nivou, selen i telur imaju po 6 elektrona: Se 4s 2 4p 4; Te 5s 2 5p 4, pa pokazuju oksidaciona stanja IV, VI i -II. Kao u bilo kojoj grupi periodnog sustava, kako atomska masa elementa raste, kisela svojstva elementi slabe, a glavni se povećavaju, pa telur pokazuje niz osnovnih (metalnih svojstava) i nije iznenađujuće što su ga otkrivači uzeli za metal.
Selen se odlikuje polimorfizmom, postoje 3 kristalne i 2 amorfne modifikacije.
Staklasti selen dobijen brzo ohlađenim rastopljenim selenom, sastoji se od prstenastih molekula Se 8 i prstenova do 1000 atoma.
Crveni amorfni selen nastaje ako se pare Se brzo hlade, uglavnom se sastoje od pogrešno orijentiranih molekula Se 8, otapa se u CS 2 za vrijeme kristalizacije, dobivaju se dvije kristalne modifikacije:
t pl 170 0 S t pl 180 0 C
polako brzo
građena od molekula Se 8.
Najstabilnije sivi heksagonalni selen sastavljen od beskrajnih lanaca atoma selena. Kada se zagriju, sve izmjene idu na zadnju. Ovo je jedina modifikacija poluvodiča. Ima: mp 221 0 C i t bp 685 0 C. U parama, zajedno sa Se 8, postoje i molekuli s manjim brojem atoma do Se 2.
Telur je sve jednostavniji - najstabilniji je heksagonalni telur, sa tačkom topljenja od 452 0 C i balom od 993 0 C. Amorfni telur je fino raspršeni heksagonalni telur.
Selen i telur su stabilni na zraku; zagrijavanjem izgaraju, stvarajući diokside SeO 2 i TeO 2. Ne reagira s vodom na sobnoj temperaturi.
Kada se amorfni selen zagrije na t 60 0 S, on počinje reagirati s vodom:
3Se + 3N 2 O \u003d 2N 2 Se + N 2 SeO 3 (17)
Telur je manje aktivan i reagira s vodom iznad 100 0 S. Reagiraju s lužinama u blažim uvjetima, stvarajući:
3Se + 6NaOH \u003d 2Na 2 Se + Na 2 SeO 3 + 3H 2 O (18)
3Te + 6NaOH \u003d 2Na 2 Te + Na 2 TeO 3 + 3H 2 O (19)
Ne reagiraju s kiselinama (HCl i razrijeđeni H2S04), razrijeđeni HNO3 ih oksidira u H2SeO3; H 2 TeO 3, ako je kiselina koncentrovana, tada telur oksidira u osnovni nitrat Te 2 O 3 (OH) NO 3.
Koncentrovani H 2 SO 4 otapa selen i telur, stvarajući
Se 8 (HSO 4) 2 - zeleno H 2 SeO 3
Te 4 (HSO 4) 2 - crvena Te 2 O 3 SO 4
½ rješenja
nestabilno
ističu se Se i Te
Za Se, kao i za S, karakteristične su reakcije dodavanja:
Na 2 S + 4Se \u003d Na 2 SSe 4 (najstabilnije) (20)
Na 2 S + 2 Te \u003d Na 2 STe 2 (najstabilnije) (21)
u opštem slučaju Na 2 SE n, gdje je E \u003d Se, Te.
Na 2 SO 3 + Se Na 2 SeSO 3 (22)
selenosulfate
Za telur se ova reakcija javlja samo u autoklavima.
Se + KCN \u003d KSeCN (nepoznato za telur) (23)
Selen komunicira s vodonikom na temperaturi od 200 0 S:
Se + H 2 \u003d H 2 Se (24)
Za telur reakcija teče teško, a prinos vodonika telurida je mali.
Selen i telur su u interakciji sa većinom metala. U spojevima za selen i telur poznata su stanja oksidacije -2, +4 i +6.
Jedinjenja sa kiseonikom, dioksidi.SeO 2 - bijela, t subl. - 337 0 S, rastvara se u vodi, formirajući H 2 SeO 3 - nestabilan, na temperaturi od 72 0 S razgrađuje se peretektičkom reakcijom.
TeO 2 - vatrostalniji, t pl. - 733 0 S, t bp. - 1260 0 S, isparljiv, slabo rastvorljiv u vodi, lako rastvorljiv u lužinama, minimalna topljivost pada na pH ~ 4, talog H 2 TeO 3 se oslobađa iz otopine, nestabilan i raspada se nakon sušenja.
Trioksidi.Viši oksidi se dobijaju delovanjem jakih oksidanata.
SeO 3 (podsjeća na SO 3) reagira s vodom, stvarajući H 2 SeO 4, t pl. ~ 60 0 S, jako oksidirajuće sredstvo, rastvara Au:
2Au + 6H 2 SeO 4 \u003d Au 2 (SeO 4) 3 + 3H 2 SeO 3 + 3H 2 O (25)
rastvara Pt u smjesi sa HCl.
TeO 3 je neaktivna supstanca koja postoji u amorfnim i kristalnim modifikacijama. Dugotrajni amorfni trioksid vruća voda hidriran, prelazeći u orto-telurnu kiselinu H 6 TeO 6. Rastvara se u koncentriranim lužnatim rastvorima kada se zagrije, stvarajući telurite.
H 2 TeO 4 ima tri sorte: orto-telurna kiselina H 6 TeO 6 lako je topiva u H 2 O, njegove otopine ne daju kiselu reakciju, vrlo slabu kiselinu, a kada se dehidrira, dobija se polimetelurna kiselina (H 2 TeO 4) n, nerastvorljiva u vodi. Alotelurna kiselina se dobija zagrijavanjem orto-telurne kiseline u zatvorenoj ampuli, miješa se s vodom na bilo koji način i ima kiseli karakter. Srednji je, u lancu od 6 - 10 molekula, nestabilan, na sobnoj temperaturi prelazi u orto-telurnu kiselinu, a zagrijavanjem na zraku brzo se pretvara u H 2 TeO 4.
Sol.Za selenate soli teški metali dobro rastvorljivi u vodi, slabo rastvorljivi selenati zemnoalkalnih metala, olova i, za razliku od sulfata, Ag i Tl. Zagrijavanjem stvaraju selenite (za razliku od sulfata). Selenit je stabilniji od sulfita i može se topiti za razliku od sulfita.
Telurati Na 2 H 4 TeO 6 - ortotelurat postoji u dve modifikacije, dobijeni na niskim temperaturama, rastvorljivi u vodi, na visokim temperaturama - nerastvorljivi. Kada se dehidrira, dobija se Na 2 TeO 4, nerastvorljiv u vodi. Tellurite teških i zemnoalkalnih metala odlikuje se niskom topljivošću. Za razliku od telurata, natrijum telurit je topljiv u vodi.
Hidridi. H 2 Se i H 2 Te gasovi se rastvaraju u vodi i daju više jake kiselineod H2 S. Kada se neutraliziraju lužinama, tvore soli slične Na2 S. Za teluride i selenide, kao i za Na2S, karakteristične su reakcije adicije:
Na 2 Se + Se \u003d Na 2 Se 2 (26)
Na 2 Se + nS \u003d Na 2 SeS n (27)
Generalno nastaju Na 2 ES 3 i Na 2 ES 4, gdje je E selen i telur.
Kloridi.Ako je S2Cl2 najstabilniji za sumpor, tada je slično jedinjenje poznato za selen, ali SeCl4 je najstabilniji za TeCl4 telur. Kada se otopi u vodi, SeCl 4 hidrolizira:
SeCl 4 + 3H 2 O \u003d 4 UNCl + H 2 SeO 3 (28)
TeCl 4 se rastvara bez primetne hidrolize.
Za TeCl 4 poznati su kompleksi: K 2 TeCl 6 i KTeCl 5, sa aluminijum-hloridom formiraju kationne komplekse + -. U nekim slučajevima, on takođe stvara komplekse sa selenom, ali po njemu su poznati samo heksahloroselenati: M 2 SeCl 6.
Kada se zagriju, oni uzdižu i razdvajaju:
SeCl 4 \u003d SeCl 2 + Cl 2 (29)
kada je kondenzacija nesrazmjerna:
2TeCl 2 \u003d Te + TeCl 4 (30)
Poznati fluoridi, bromidi, jodidi nastaju samo u teluru.
Sulfidi. Pri fuziji sa sumporom ne nastaju spojevi. Kada H 2 S djeluje na soli selena i telurja, TeS 2 i smjesa SeS 2 i SeS mogu se istaložiti (vjeruje se da je to mješavina S i Se).
Sintezom, zamjenom sumpora selenom u molekuli S8, dobivenom Se 4 S 4, Se 3 S 5, Se 2 S 6, SeS 7, supstitucija se odvija jednim atomom sumpora.
