Тема. Металлы VIБ и VIIIБ групп

1. Актуальность. Биологическая роль хрома не выяснена. Все растворимые соединения хрома ядовиты, применяются ограниченно. В медицине применяется хромовый ангидрид, который в концентрированных растворах служит как прижигающее средство, а в разбавленном состоянии (1:100) в качестве вяжущего средства. Вяжущее действие СrО₃ объясняется энергичным коагулирующим действием на белки, в результате чего образуются нерастворимые продукты уплотнения. Прижигающее действие - одновременным окислением и коагуляцией тканей тела.

Соединения хрома, действуя как сильные окислители, могут нарушить течение процессов обмена в организме.

Марганец - жизненно необходимый элемент. Входит в состав различных ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции: аргиназы (участвует в цикле мочевинообразования), холинэстеразы (участвует в процессе свертывания крови), фосфоглюкомутазы (участвует в распаде гликогена) и т.д. Его соединения участвуют в синтезе важного для организма витамина С. Замена Mn²⁺ на Мn³⁺ в комплексах с ДНК практически не нарушает матричного синтеза белков.

На практике используется 5% раствор КМnO₄ для смазывания обожженных мест и как кровоостанавливающее средство. Более слабые растворы его употребляют для полоскания рта и горла. Дезинфицирующие свойства раствора КМnO₄ обусловлены его высокими окислительными свойствами (Е⁰ MnO₄^- / Мn⁺² = 1,51В).

В живых организмах железо в свободном ионном состоянии не встречается, оно всегда входит в состав различных комплексных соединений. Входящие в структуру активного центра гемоглобина ионы Fe²⁺ способны связывать кислород без изменения степени окисления.

Гемсодержащие ферменты-цитохромы катализируют окислительно-восстановительные реакции. Среди гемсодержащих ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные процессы, также большое значение имеют гембелки − каталаза и пероксидаза, ускоряющие распад Н₂О₂, который образуется в результате катализируемого ферментами взаимодействия восстановленных форм субстратов с молекулярным кислородом. Кроме гемсодержащих ферментов известно большое число металлоферментов, имеющих «негемовое» строение, например, ферредоксины, играющие в живых организмах роль переносчиков электронов.

Среднее содержание железа в организме не превышает 5 г. Недостаток железа в организме приводит к анемии. При внутривенных инъекциях железа вводится в виде аскорбата, цитрата или коллоидных комплексов с углеводами, т.е. в виде слабоионизированных соединений. Избыток железа приводит к нарушению деятельности сердечнососудистой системы, печени, легких.

Соединения железа используются: FeSО₄∙7Н₂О (железный купорос) при лечении анемии (малокровии), зависящей от дефицита железа в организме, а также при слабости и истощении организма; FeCl₃∙6Н₂О как дезинфицирующее и кровоостанавливающее средство.

Кобальт в организме представлен в виде витамина B₁₂; влияет на углеводный, минеральный, белковый и жировой обмен, а также принимает участие в процесс е кроветворения.

Никель - примесный токсичный элемент. Он, по сравнению с железом и кобальтом, играет более скромную роль в организме. Химическая инертность (на d-подуровне растет устойчивость (n-l)d-орбиталей) обусловливает меньшее содержание никеля в организме и меньшее его участие в биохимических процессах.

2. Учебные цели: научиться

- на основе электронной структуры атомов и ионов определять общие свойства соединений, возможные пути их превращения, формировать представления о роли d-элементов VIБ и VIIIБ групп в живом организме;

- прогнозировать реакционную способность соединений в зависимости от положения в периодической системе Д.И. Менделеева;

- проводить пробирочные реакции;

- объяснять суть конкретных реакций;

- пользоваться справочной литературой;

- оформлять отчетную документацию (протокол лабораторных работ).