Файл: Общая химия методичка.pdf

26 

коже  и  органах  эктодермального  происхождения.  Благотворно  влияет  на 

процессы кроветворения, активирует ряд ферментов. При избыточном по-

ступлении никеля в организм в течение длительного времени отмечаются 

дистрофические  изменения  в  паренхиматозных  органах,  нарушения  со 

стороны  сердечнососудистой  системы,  нервной  и  пищеварительной  сис-

тем, изменения в кроветворении, углеводном и азотистом обмене, наруше-

нии функции щитовидной железы и репродуктивной функции. Много ни-

келя в растительных продуктах, морской рыбе и продуктах моря, печени. 

Кобальт (Со) оказывает влияние на обмен веществ и рост организма, 

и  принимает  непосредственное  участие  в  процессах  кроветворения;  спо-

собствует синтезу мышечных белков, улучшает ассимиляцию азота, акти-

вирует  ряд  ферментов,  участвующих  в  обмене  веществ;  является  незаме-

нимым структурным компонентом витаминов группы В, способствует ус-

воению  кальция  и  фосфора,  понижает  возбудимость  и  тонус  симпатиче-

ской  нервной  системы.  Кобальт  содержится  в  плодах  яблони  домашней, 

абрикоса, винограда винного, клубнике, орехе грецком, молоке, хлебопро-

дуктах, овощах, говяжьей печени, бобовых. 

Хром  (Сr)  участвует  в  углеводном  и  жировом  обмене,  необходим 

для образования инсулина, снижает уровень холестерина в крови, препят-

ствует развитию сердечно-сосудистых заболеваний за счет снижения обра-

зования  атеросклеротических  бляшек.  Недостаток  хрома  в  организме  мо-

жет привести к ожирению, задержке жидкости в тканях и повышению ар-

териального  давления.  Содержится  в  натуральных  нерафинированных 

продуктах, субпродуктах (печень, почки и сердце животных и птиц), рыбе 

и морепродуктах, в желтках куриных яиц, меде, орехах, грибах, коричне-

вом сахаре.  

1.4.2. Классификация по функциональной роли в организме 

1. Органогены, в организме их 97,4% (С, Н, О, N, Р, S),  

27 

2. Элементы электролитного фона (Na, К, Ca, Mg, Сl). Данные ионы 

металлов составляют 99% общего содержания металлов в организме;  

3.  Микроэлементы  –  это  биологически  активные  атомы  центров 

ферментов, гормонов (переходные металлы). 

Микроэлементология выделяет две группы микроэлементов (МЭ): 

а)  биогенные  элементы,  являющиеся  незаменимыми  нутриентами, 

значение которых сравнимо со значением витаминов,  т.к. они не синтези-

руются  в  организме.  К  эссенциальным

1

  (жизненно-необходимым)  микро-

элементам  относят  Fe,  I,  Си,  Zn,  Co,  Cr,  Mo,  Se,  Mn,  к  «условно-

эссенциальным» - As, В, Br, F, Li, Ni, Si, V.  

При  гипомикроэлементозах  -   заболеваниях  вызванных  дефицитом 

МЭ, возникают болезни недостаточности. 

б) токсичные элементы - Al, Cd, Pb, Hg, Be, Ba, Bi, Тl, потенциально-

токсичные - Ag, Au, In, Ge, Rb, Ті, Te, U, W, Sn, Zr и др. Результатом воз-

действия этих элементов на организм является развитие синдромов инток-

сикаций (токсикопатий). 

1.5. Нарушения обмена микроэлементов (микроэлементозы) 

Основные причины, вызывающие недостаток минеральных веществ: 

1. 

Неправильное  или  однообразное  питание,  некачественная 

питьевая вода; 

2. 

Геологические  особенности  различных  регионов  земли —  эн-

демические (неблагоприятные) районы; 

3. 

Большая  потеря  минеральных  веществ  по  причине  кровотече-

ний, болезнь Крона, язвенный колит; 

4. 

 Употребление  алкоголя  и  некоторых  лекарственных  средств, 

связывающих или вызывающих потерю микроэлементов. 

1

 Эссенциальный (от англ. essential — «необходимый) элемент - при его отсутствии или недоста-

точном  поступлении  в  организм  нарушается  нормальная  жизнедеятельность,  прекращается  развитие, 
становится невозможной репродукция. Восполнение недостающего количества такого элемента устраня-
ет клинические проявления его дефицита и возвращает организму жизнеспособность.  
 

28 

Заболевания,  вызываемые  избытком  пли  недостатком  элементов  в 

определенной зоне, называют эндемическими заболеваниями. Симптомы 

заболеваний, вызванных недостатком химических элементов в организме  -

  гипомикроэлементозов, представлены в таблице 1.4. 

Таблица 1.4.  

Характерные симптомы дефицита химических элементов 

 в организме человека 

элемент  Типичный 

симптом  при 
дефиците 

симптомы 
при 

из-

бытке 

элемент  Типичный  сим-

птом  при  дефи-
ците 

симптомы 
при 

из-

бытке 

Со 

Замедление 
роста скелета 

Co 

Злокачественная 
анемия 

Mg 

Мышечные 
судороги 

Ni 

депресия,  дер-
матиты 

Fe 

Анемия,  на-
рушение  им-
мунной  сис-
темы 

сидероз 
глаз  и  лег-
ких 

Cr 

Симптомы  са-
харного диабета 

Zn 

Повреждение 
кожи,  замед-
ление  росга, 
замедление 
сексуального 
созревания 

Si 

Нарушение  рос-
та скелета 

Cu 

Слабость  ар-
терий,  нару-
шение 

дея-

тельности  пе-
чени,  вторич-
ная анемия 

нарушение 
психики  и 
паралич 
некоторых 
органов 
(болезнь 
Вильсона) 

F 

Кариес зубов 

Mn 

Бесплодность, 
ухудшение 
роста скелета 

I 

Нарушение  ра-
боты  щитовид-
ной железы 

Mo 

Замедление 
клеточного 
роста,  склон-
ность  к  ка-
риесу 

подагра 

Se 

Мускульная  (в 
частности,  сер-
дечная) 

сла-

бость 

2.  

29 

2.  ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ И 

КИНЕТИКИ 

2.1. Термодинамические системы и процессы. Стандартное состояние 

Термодинамика – это наука, изучающая общие закономерности про-

текания  процессов,  сопровождающихся  выделением,  поглощением  и  пре-

вращением  энергии.  Химическая  термодинамика  изучает  взаимные  пре-

вращения  химической  энергии  и  других  ее  форм  –  тепловой,  световой, 

электрической  и  т.д.,  устанавливает  количественные  законы  этих  перехо-

дов,  а  также  позволяет  предсказать  устойчивость  веществ  при  заданных 

условиях  и  их  способность  вступать  в  те  или  иные  химические  реакции. 

Объект  термодинамического  рассмотрения  называют  термодинамической 

системой или просто системой.  

Система  –  любой  объект  природы,  состоящий  из  большого  числа 

молекул (структурных единиц) и отделѐнный от других объектов природы 

реальной или воображаемой граничной поверхностью (границей раздела). 

Состояние  системы  –  совокупность свойств  системы,  позволяющих опре-

делить систему с точки зрения термодинамики. 

Типы термодинамических систем: 

I. По характеру обмена веществом и энергией с окружающей средой: 

1.  Изолированная  система  –  не  обменивается  со  средой  ни  вещест-

вом, ни энергией (Δm = 0; ΔE = 0) - термос. 

2. Закрытая система – не обменивается со средой веществом, но мо-

жет обмениваться энергией (закрытая колба с реагентами). 

3.  Открытая  система  –  может  обмениваться  со  средой,  как  вещест-

вом, так и энергией (человеческое тело). 

II. По агрегатному состоянию: 

1. Гомогенная – отсутствие резких изменений физических и химиче-

ских свойств при переходе от одних областей системы к другим (состоят 

30 

из одной фазы). 

2. Гетерогенная – две или более гомогенные системы в одной (состо-

ит из двух или нескольких фаз). 

Фаза  –  это  часть  системы,  однородная  во  всех  точках  по  составу  и 

свойствам и отделенная от других частей системы поверхностью раздела. 

Примером  гомогенной  системы  может  служить  водный  раствор.  Но  если 

раствор насыщен и на дне сосуда есть кристаллы солей, то рассматривае-

мая  система  –  гетерогенна  (есть  граница  раздела  фаз).  Другим  примером 

гомогенной системы может служить простая вода, но вода с плавающим в 

ней льдом – система гетерогенная. 

Фазовый переход - превращения фаз (таяние льда, кипение воды). 

Термодинамический процесс -  переход термодинамической систе-

мы  из  одного  состояния  в  другое,  который  всегда  связан  с  нарушением 

равновесия системы.  

Классификация термодинамических процессов: 

7. Изотермический - постоянная температура – T = const 

8. Изобарный - постоянное давление – p = const 

9. Изохорный - постоянный объем – V = const 

Стандартное состояние - это состояние системы, условно выбранное в 

качестве стандарта для сравнения.  

Для  газовой  фазы -  это  состояние  химически  чистого  вещества  в  газо-

вой фазе под стандартным давлением 100 кПа (до 1982 года - 1 стандарт-

ная  атмосфера,  101  325  Па,  760 мм  ртутного  столба),  подразумевая  нали-

чие свойств идеального газа. 

Для беспримесной фазы, смеси или растворителя в жидком или твѐрдом 

агрегатном состоянии - это состояние химически чистого вещества в жид-

кой или твѐрдой фазе под стандартным давлением. 

Для  раствора -  это  состояние  растворѐнного  вещества  со  стандартной 

моляльностью  1  моль/кг,  под  стандартным  давлением  или  стандартной 

концентрации, исходя из условий, что раствор неограниченно разбавлен.