• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Кодирование.

Реній

Манган

Періодичної системи хімічних елементів Д.І. Менделєєва

VІІ групи головної та побічної підгрупи

Застосування, біологічна роль хімічних елементів

Манган — хімічний елемент VII групи періодичної системи, атомний номер 25, атомна маса 54,94. У природі існує стабільний ізотоп Мангану ⁵⁵Mn. Ю. Ган у 1774 р. одержав перший зразок металевого мангану. Вміст у земній кopi — 0,1% за масою. В рудах утримується в основному у вигляді оксидів. Найважливіші мінерали: пиролюзит МnО₂, гаусманіт Mn₃О₄, брауніт Mn₂O₃, манганіт MnO(OH). Значні записи зосереджені в залізо-манганових конкреціях. Це — светло-сірий твердий крихкий метал, до 700 ⁰С стійкий a-Мn з об'ємноцентрованою кубічною кристалічною граткою, густина — 7,44 г/см³. При температурі 700 — 1079 ⁰С — b-Mn з кубічною об'ємноцентрованою граткою i густиною 7,29 г/см³, а при 1079 — 1143 ⁰С — γ-Мn з гранецентрованою тетрагональною решіткою, вище 1143 ⁰С — d-Mn — з кубічною гранецентрованою решіткою. Температура плавлення — 1245 ⁰С, температура киспіння — 2070 ⁰С; С_р — 26,29 Дж/моль∙К; ∆Н_пл — 12,56 кДж/моль; ∆Н_вип — 226,9 кДж/моль; S⁰₂₉₈ — 32,03 Дж/моль∙К. Ступінь окислення — від +2 до +7, найстійкіші ступені окислення — +2, +4, +7. У сухому повітрі манган окиснюється з поверхні; при нагріванні горить на повітрі; взаємодіє з фтором, хлором, бромом, сіркою, азотом, галогеноводнями; взаемодіє з розведеними соляною, азотною і сірчаною кислотами, з воднем i розчинами лугів не реагує. Одержують манган відновленням його оксидів в електропечах алюмінію або силіцієвотермічним способом. Найчистіший манган одержують електролізом водних розчинів сульфату мангану. Очистку здійснюють дистиляцією у вакуумі, переплавкою в атмосфері аргону. Манган — компонент сплавів, легуючий елемент, розкиснювач, десульфурант сталей і чавунів, каталізатор в органічному синтезі.

Світовий видобуток манганових руд — 24,6 млн. т/рік.

Лінолеат мангану (ІІ) (С₁₇Н₃₁СОО)₂Мn — компонент фармацевтичних препаратів, перманганат калію КМnО₄ використовується у медицині як антисептичний засіб.

Джерелами забруднення атмосферного повітря Манганом є викиди промислових підприємств з видобутку і переробки манганових руд, виплавляння чавуну, сталі, сплавів, виробництва сухих гальванічних елементів, викиди від зварювання або різання металів, хімічного синтезу. При виплавлянні металічного мангану або його сплавів викид Мангану на 1 т одержаної продукції складає від 1,86 кг до 31,55 кг. У районах знаходження металургійних підприємств середні концентрації Мангану в атмосферному повітрі перевищують 0,5 мкг/м³ i можуть досягати в окремі дні до 10 мкг/м³. Інші джерела забруднення середовища Манганом — вихлопні гази тих транспортних засобів, що працюють на бензині, у якому в якості антидетонаційної присадки використовується метилциклопен тадіенілмангантрикарбоніл (ММТ). За рахунок такого транспорту викид Мангану у середньому складає 0,03 — 0,1 мг/кг. Фунгіцид манеб (манганетиленбісдитіокарбамат) у випадку застосування також підвищує вміст Мангану у довкіллі. Найвищі концентрації Мангану встановлені при виконанні гірничих робіт (видобуток, подрібнення i просіювання руд). У феросплавних і сталеплавильных цехах концентрація Мангану коливається від 0,3 до 20 мг/м³. У зоні дихання зварників концентрації Мангану можуть досягати високих значень (1-20 мг/м³). Манган у повітрі металургійних підприємств зазвичай присутній у поєднанні з Нікелем i Хромом.

Забруднення ґрунту аерозолями з атмосферних опадів, пестицидами мінеральними і органічними добривами осадами стічних вод підприємств i шахтними відходами збільшує виділення Мангану у прісні та морські води.

В Україні максимальний вміст Мангану у ґрунтах м. Львова перевищує ГДК в 1,6 рази, м. Луганська — в 1,2 рази, міст Красноперекопска i Марганцю — в 1,1 рази. Дані за 1995 р.

Вплив Мангану на довкілля пов'язаний з його роллю активатора ферментів, він або входить до складу металпротеїнового комплексу ферментів (піруватдекарбоксилази, супероксидисмутази), або активує багато ферментів, у клітинних ферментних реакціях.

У живій i неживій природі Манган — активний учасник окисно-відновних процесів.

Харчові отруєння Манганом при надходженні з їжею та водою у шлунок людини не описані. Це можна пояснити низьким поглинанням Мангану у травному тракті (близько 2 — 4%), а також невисокою токсичністю при цьому шляху його проникнення.

Біологічна роль. Манган — необхідний елемент для організму, бо сам входить до складу ферментів або активує інші ферменти. Biн є окисником пероксидних радикалів, які викликають злоякісні пухлини. Манган необхідний для формування сполучної тканини та кісток, росту організму, ембріонального розвитку середнього вуха, репродуктивної функції, для діяльності центрально нервової системи та залоз внутрішньої сскреції. Дефіцит Мангану в opгaнізмі людини вважається малоймовірним. Щоденна потреба у Мангані для дорослої людини складає 2 — 3 мг i для дітей — 1,25 мг. Всього у тілі дорослої людини міститься 10 — 20 мг Мангану.

Основний шлях надходження Мангану в організм людини — через шлунково-кишковий тракт i органи дихання. 3 їжею надходження установить 2 — 9 мг, з питною водою — 10-59 мкг на добу. Надходження з повітря заложить від вмісту в ньому Мангану, у незабруднених районах людина одержує у середньому 2 мкг/добу, у районах розміщення сталеплавильных або феросплавних заводів ця величина зростає до 6-10 мкг/добу, а максимально значення, які описані, досягали 200 мкг/добу.

Манган знаходиться майже в ycіx харчових продуктах. Багато його у чаї (780 – 930 мг/кг сухої маси), у грецьких горіхах 7-20 мг/кг, у зернових — 2 — 100 мг/кг, у бобових о,36-32 мк/кг, у коренеплодах — 0,2 — 15 мг/кг, у буряках – 37 мг/кг сирої маси.

У шлунково-кишковому тракті Манган поглинається на 2-4% від загальної кількості, яка надійшла. На рівень поглинання Мангану впливає багато різних факторів ( тип сполук, недостача Феруму, вік i ін.). Різко зростає поглинання Мангану у молодому віці, при малих його дозах і при навантаженні етанолом.

Манган визначається у всіх органах і тканинах, причому концентрація в кожному органі досить постійна. Вибірково накопичують Манган печінка, нирки і підшлункова залоза (концентрація Мангану у них близька до 1 мг/кг). Низькі концентрації Мангану виявлені у головному мозку . При надмірному надходженні Мангану його концентрація в органах і тканинах зростає, зокрема у волоссі. В інвективних людей концентрація Мангану у волоссі нижче 4 мг/кг. Манган зв’язується з такими білками крові, як трансфери (біля 505) і альбумін (біля 5%), решта з електрофоретично менше рухомими білками. В еритроцитах Мангану знаходиться більше, ніж у плазмі (у нормі в еритроцитах – 16 мкг/л Мангану і у плазмі – 4,3 мкг/л.

Манган виводиться в основному через шлунково-кишковий тракт, куди він надходить з жовчю. 3 сечею його виділяється мало (0,1 – 1,32%). Нормальний вміст Мангану у сечі – 6-8 мкг/л. При зростанні навантаження Манганом його вміст в екскрементах зростає.

Манган виводиться з організму в дві фази, період напіввиділення для швидкої фази складає приблизно 4 доби і для повільної фази – 37-39 діб. У кістках і головному мозкові Манган затримується найдовше – до 54 і 57 діб відповідно. У мавп період біологічного напіввиділення рівний 95 діб.

При вивченні гострого отруєння тварин було встановлено, що при введенні у трахею великих доз оксидів або сплавів Мангану зявлялось гостре ураження легень, розвивались розлади кровообігу, обширні токсичні пневмонії, бронхіти, альвеолі ти, набряк легень.

Яким би шляхом будь-які сполуки Мангану не надходили в організм тварин, клінічна картина гострого отруєння супроводжується явищами адинамії, арефлексії, зниженням температури тіла, кров'яного тиску, салівацією, блюванням, проносом, тонічними i клонічними судомами, смерть наступає протягом від декількох годин до 2 — 3 діб.

Гострі отруєння людей Манганом бувають внаслідок дії солей — вдихання пилу сульфату, хлориду та метаборату мангану і приймання усередину перманганату калію. При отруєнні переважали розлади кровообігу, різка задишка, затьмарення судомості, у легких випадках — подразнення дихальних шляхів або шлунково-кишкового тракту. Смертельна доза КМnО₄ для людини при прийманні усередину — більше 5 г.

Дослідження хронічного отруєння тварин при різних шляхах їx надходження сполук Мангану показало його токсичну дію на клітини головного та спинного мозку, на печінку, легені, cім’яники, а також мутагенну дію.

Хронічні отруєння людини Манганом відомі як наслідок професійного впливу його оксидів, сплавів або зварних аерозолів. Більшість випадків отруєння виявлені у шахтарів манганових рудників при високих концентраціях Мангану у повітрі. 132 випадки манганотоксикозу описані у бурильщиків вибухових свердловин шахт Мароко (загальне число випадків було 150), де концентрації Мангану у повітрі складали 450 i 250 мг/м³, стаж роботи 1 — 2 роки. До того ж 4% робітників щорічно хворіли пневмонією з високою летальністю (11%). У 40% чилійських шахтарів, які зазнали впливу Мангану у концентраціях 0,5 — 46 мг/м³, развивалась манганова інтоксикація, якщо тривалість впливу була від 9 міc. до 16 років.

Мангановий токсикоз був виявлений при середніх концентраціях пилу 12,8 мг/м³ у шахтарів Чиатурських рудників.

Манганотоксикоз відомий і в інших виробництвах, у тому число у частини робітників сталеплавильного цеху, феросплавних заводів, в електрозварників, які працювали у закритих приміщеннях, що погано вентилювались, у робітників виробництва сухих батарей i електролізного виробництва мангану. В ycix цих випадках у потерпілих робітників спостерігали і виявляли функціональні порушення нервової системи. В залежності від специфіки виробництва i дози пилу у повітрі виробничих приміщень число отруєнь робітників коливалось від 2,5% до 66% від їx загального числа. Особливо поширений манганотоксикоз серед робітників, які обслуговують електропечі для виплавляння металу (концентрація пилу поблизу печі: 0,6 мг/м³ перед випуском металу i 3,2 — 8,6 мг/м³ при випуску металу).

Для манганотоксикозу основними клінічними проявами є порушення центральної нервової системи з проявами аміостатичного синдрому і явищ паркінсонізму. Поряд з цим у ряді випадків спостерігаються порушення діяльності серцево-судинної системи, диспептичні розлади, ураження печінки, алергічні прояви. На ранніх стадіях розвитку отруєння досить часто виявляються зміни кpoвi, функціонального стану щитовидної, надниркових i статевих залоз. Порушується обмін вітамінів, і в першу чергу вітаміну В₁. Професійне захворювання може виникнути навіть після припинення контакту з Манганом.

У перебігу манганотоксикозу виділено три стадії. Початкова (перша) характеризується розвитком астеновегетативного синдрому. Ця стадія через нечітку вираженість симптомів нерідко не розпізнається. У хворих з'являються скарги на загальну слабкість, зниження працездатності, головні болі, деколи запаморочення, роздратованість, диспептичні явища, оніміння у пальцях кістей i стоп. Інтерес хворого до оточення поступово знижується, з'являються скарги на біль в cepцi, пітливість, статеву слабкість. На цій стадії об'єктивно можна відмітити розширення очних щілин, гіпомімію, підвищення механічної збудливості м'язів, зниження сухожильних, періостальних i черевних рефлексів. Відмічаються тремор повік, язика, пальців витягнутих рук i інші поліневритні розлади, частіше верхніх кінцівок. Для діагностики важливе значення мають дані електроміографії, які характеризуються наявністю у спокої у м'язах кінцівок ритмічних залпів частих осциляцій. Можливі також i інші порушення. Хвороба на цій стадії легко лікується і цілком оборотна.

На другій стадії хвороби розвивають початкові ознаки енцефалопатії. До вже відомих симптомів прибавляються нові. Прогресують зміни у психічній сфері (некритичне в1дношення до свого стану, необгрунтована веселість), поліневритні розлади. З’являється окресленість міжкісткових проміжків пальців на кистях рук, болючість при натискуванні на нервові стовбури, зростає м'язова слабкість. Початкове підвищення рівня гемоглобіну та еритроцитів (можливі ознаки переважно першої стадії) може змінитися анемією, виникає лейкопенія з лімфоцитозом, диспротеінемія, підвищується рівень холестерина b-ліпопротеїдів, знижується рівень 17-кетостероїдів у сечі ця стадія теж може бути оборотною при своєчасній діагностиці i тривалому лікуванні.

Третя стадія вираженої токсичної енцефалопатії (мангановий паркінсонізм) характеризується розладом емоційної сфери, який супроводжується примусовим cмixoм або плачем на любий подразник, різко знижується інтелект, деколи до повної деградації особи. Характерна маскоподібність обличчя з закляклою посмішкою або гримасою болю, різка скутість pyxів, порушення ходи (ретро- або пропульсії), підвищення тонусу жувальної мускулатури, гіперкінези, виражені явища поліневриту на верхніх і нижних кінцівкax з явищами атрофії м'язів, пітливість, слюнотеча, розлад письма. Все це нагадує постенцефалітичний паркінсонізм. При диференційній діагностиці суттєву роль відіграють дані анамнезу (наявність контакту хворого з Манганом, відсутність гострого початку отруєння і iн.), швидше прогресування.

Манган проявляє алергенну дію i викликає професійну бронхіальну астму, алергози верхніх дихальних шляхів, екземи, дерматози.

Від тривалого впливу мангановмісного пилу може розвиватись хронічна легенева патологія — манганоконіоз, який найчастіше виникає у робітників манганових рудників, або осіб, які розмелюють манганову руду або феросплави при значній концентрації пилу. Хвороба проявляється скаргами на задишку, кашель з невеликою кількістю мокротиння, болі у грудях, слабокіть, швидку втомлюваність, головний біль. У легенях вислуховується жорстке дихання і сухі хрипи, спостерігаються також інші зміни у легенях. При вираженому пошкодженні легень відмічається поширений дифузний фіброз з симетричним розміщенням численних вузликів у середн1х i нижніх відділах легень i емфізема. Хвороба прогресує повільно.

Обмеження працездатності у хворих частіше викликається супутньою мангановою інтоксикацією.

Встановлена підвищена респіраторна захворюваність населення (у тому число i пневмоній) у районах повітря яких забруднене викидами заводів манганових сплавів.

Для Мангану ГДК = 0,3 мг/м³, клас небезпеки 3.

Для оксидів Мангану (у перерахунку на МnО₂), аерозоль дезінтеграції ГДК = 0,3 мг/м³; клас небезпеки 2.

2. Технецій

Технецій — хімічний елемент VІІ групи періодичної системи, атомний номер 43, атомна маса для ⁹⁹Тс 98,91. Перший штучно одержаний елемент. Відомо біля 20 радіоактивних ізотопів з мас. ч. 92 — 108, найстабільніший ⁹⁹Тс (Т½— 2,12∙10⁵ років). Синтезований К. Пер'є i Е. Сегре в 1937 . бомбардуванням ядер Мо дейтронами. У мізерних кількостях виявлений в уранових рудах. Сріблясто-білий метал, кристалічна решітка гексагональна, в тонких шарах (менше 15∙10^-9 мкм)— гранецентрична кубічна. Густина — 11,49 г/см³; температура плавлення – 2200 ⁰С, температура кипіння — 4600 ⁰С, С_р — 24 Дж/моль∙К, ∆Н_пл= 24 кДж/моль; ∆Н_вип — 640 кДж/моль; S⁰₂₉₈ — 33 Дж/моль∙К. Ступінь окислення - +4, +7 (найстійкіший в ст. о. +7). Реагує з азотною i сірчаною кислотами, а також при нагріванні з киснем, сіркою, галогенами. Технецій виділяють з продуктів ділення ²³⁵U- відходів атомної промисловості (вихід технецію складає біля 6%), використовуючи методи співосадження, екстракції та іонного обміну, а вільний технецій одержують відновленням його сполук воднем або електрохімічним способом. Застосовується технецій як компонент каталізаторів.

У медицині знайшов широке застосування ядерний ізомер ^99mТс (γ — випромінювач з періодом напіврозпаду Т½ — 6,02 г.) Він використовується при обстеженні нирок і печінки, скануванні щитовидної залози, головного мозку, визначенні хвилинного об'єму серця i для дослідження великих судин.

Впливу Технецію можуть зазнати працівники підприємств перероблення відходів атомної промисловості, де одержують його сполуки або вільний метал.

Біологічна роль. При надходженні у шлунково-кишковий тракт Технецій поглинається на 80%; 4% всієм кількості, яка потрапила в організм затримується у щитовидній залозі, 10% у стінках шлунка, 3% — у печінці, решта Технецію piвномірно розподіляється в інших органах і тканинах. 3 органів і тканин (крім щитовидної залози) 755; 20%; і 5% Технецію виводиться з Т_d рівним відповідно 1,6; 3,7 i 22 доби.

3 організму Технецій виводиться переважно з сечею. Опромінення організму γ-променями характеризується відносною рівномірністю. Максимальні дози формуються у шлунку, кишечнику, щитовидній залозі i слинних залозах. В інших органах дози на порядок менші.

⁹⁹Тс возноситься до групи радіаційної небезпеки В (населення області, краю, республіки, країни), МЗА (максимальна значуща активність) = 3,7∙10⁵ Вк.

Реній — хімічний елемент VII групи періодичної системи, атомний номер 75, атомна маса 196,21. У природі відомо 2 ізотопи: стабільний реній — ¹⁸⁵Re i радіоактивний ¹⁸⁷Re (Т½ — 10¹¹ років). Відкритий I. i В. Ноддаками сумісно з О.Бергом в 1925 р. Вміст у земній кopi — 7∙10^-8 % за масою. Власні мінерали дуже рідкісні. Реній — домішка, яка ізоморфно заміщує Молібден у молібденіті МоS₂, Купрум — в халькопіриті CuFeS₂ i інших сульфідах міді. Реній — пластичний сріблясто-сірий метал, кристалічна гратка гексагональна, щільно упакована. Густина — 21,03 г/см³; температура плавлення — 3190 ^'С, температура кипіння — 5600 ⁰C; С_р — 25,2 Дж/моль∙К; ∆Н_пл — 33 кДж/моль; ∆Н_вип — 744 кДж/моль; S⁰₂₉₈ - 36,5 Дж/моль∙К. Ступінь окислення — +4, +6 (рідко), +7, найстабільніший ст. о. — +7. На повітрі вище 300 ⁰С окиснюється, взаемодіє з фтором і хлором, при 700 — 800 ⁰С — з парою сірки. Реагує з перекиснем водню, азотною і гарячою сірчаною кислотами. Повільно реагує з розчинами лугів, швидко — з їx розплавами. Одержують при обпаленні молібденових концентратів. Газоподібні продукти цих процесів охолоджують, фільтрують і розчиняють у сірчаній кислоті з наступним виділенням перренатів калію або амонію іонообмінною сорбцією на іонітах або рідинною екстракцією, наприклад, трибутилфосфатом або амінами. Потім ці перренати відновлюють воднем при температурі) 1000 ⁰С. Реній високої чистоти одержують відновленням Rе₂О₇ або RеF₆, одержаних з технічного металу, при 500 — 800 ⁰С воднем. Застосовується для виготовлення деталей електронних приладів, катодів масспектрометрії, покриття електричних контактів, у виробництві пружних елементів точних приладів. Він є каталізатором дегідрогенізації i крекінгу нафти. У сплавах з вольфрамом i молібденом використовується для виготовлення термопар.

Світове виробництво без країн СНД 9,4 т/р1к.

Джерелами забруднення навколишнього середовища Ренієм є, в основному, вентиляційні викиди промисловості. Реній находиться у повітряному пилові, який утворюється у приміщеннях підприємств з перероблення мдно-нікелевих руд. При розмелюванні перренатів, приготуванні порошку, вивантаженні і завантаженні, просіюванні на віброситі, засипанні у пресформи, при відновленні оксидів i інших операціях вміст пилу у повітрі і на робочих місцях може коливатись від 0,2 до 3,5 мг/м³. При куванні ренієвих сплавів різного складу вміст аерозолю конденсації рен1ію коливається у межах 0,8-240 мг/м³. При збагаченні руд Реній може проникати у стічні води. Хвостові води збагачувальних фабрик містили Реній у концентрації 0,053 — 0,03 мг/л, а водовідливи шахт пол1іметалічного родовища — у концентрації 0,042 — 0,95 мг/л.

Біологічна роль. В організм людини Реній може надходити в умовах промислового виробництва тільки при інгаляційному впливові. При введенні у шлунок Реній повністю виводиться з організму через кишечник внаслідок поганої розчинності його сполук. Після в/венного введення перренату калію кроликам Реній виявляється у печінці, нирках i селезінці. Елемент захоплюється щитовидною залозою найбільшу у порівнянні із захопленням іншими органами і тканинами, але він не сполучається з залозою (на відміну від накопичення Йоду) у вигляді органічної форми. При введенні радіоактивних ізотопів Ренію щурам через 4 г вміст ізотопу у шкірі складав 0,58%; у шлунку — 0,03%, у щитовидній залозі — 6,4% від введеної дози. 92% Ренію від введеної дози виводилось з сечею протягом доби; 99% дози виводилось з організму через 16 діб. У звичайних умовах Реній в організмі не міститься.

Гострі отруєння Ренієм досліджували на тваринах. Внутрішньовенне введення КRеО₄ у дозах 10 — 50 мг/кг викликає у кішок минучу гіпертонію i тахікардію, у більших дозах (60-70 мг/кг) — гіпотонію, брадікардію, порідшання дихання, зменшення швидкості кровоточу.

Аерозоль конденсату ренію значно токсичніший peнію, при одноразовій інгаляційній затравці ним легень щурів через 2 тижні в останніх розвивались бронхіт i костра осередкова пневмонія.

Внаслідок інтрахеального введения 50 мг дрібнодисперсного металічного peнію через 3 і 6 місяців у легенях виявлена активна клітинна реакція (чітко виражений фагоцитоз, інфільтрація альвеолярних перегородок), незначний фіброз, явища периваскулярного набряку i гомогенізації стінок дрібних судин.

Хронічну дію аерозолю конденсату ренію досліджували на щурах, яким (інгаляційно вводилась затравка у концентрації 6 мг/м³ по 2 г через день протягом 18 тижнів. В кінці дослідження загибелі тварин не було. Помічено тільки зсуви у білковому обміні (збільшення амінного азоту у сечі) і пригнічення активності лужної фосфатази крові. При морфологічному обстеженні легень щурів виявлені незначна активація септальних клітин, невеликий периваскулярний набряк; слабко виражена білкова дистрофія у печінці.

Переглядів: 632