 |
Ванадий и организмы животных
|
|
|
|
Реферат
Биологическая роль ванадия
Введение
ванадий химический биологический
Ванадий - двадцать третий элемент Периодической системы Д.И. Менделеева. Широкое распространение получил в металлургии и металлохимии.
До настоящего времени в литературе рассматривались лишь вопросы токсикологии окислов и солей ванадия, однако, проблема биологического действия ванадия на организм при безопасной концентрации достаточно широко не освещалась.
Поэтому, может сложиться мнение, что ванадий является исключительно токсичным элементом. Стремясь восполнить пробел в изучении ванадия, поставили перед собой следующие задачи:
1) выяснить, какие физические и химические свойства позволяют считать его необходимым элементом;
2) изучить пути поступления, распределения и выведение ванадия;
) описать поведение ванадия в организме, его участие в биологических процессах;
) определить синергистов и антагонистов элемента, так как любое химическое соединение не поступает в организм в изолированном виде.
Следует отметить, что, прежде всего, рассматривался организм человека.
Общая характеристика элемента
Ванадии (Vanadium, V) - химический элемент V В группы периодической системы. Атомный номер - 23, атомная масса М = 50,94 
, валентность 5, реже - 4, 3, 2. Ванадий имеет два устойчивых изотопа.
Радиус нейтрального атома ванадия 0,134 нм, радиус ионов V2+ - 0,093 нм, V3+ - 0,078 нм, V4+ - 0,067-0,086 нм, V5+ - 0,050-0,068 нм. Энергии последовательной ионизации атома ванадия 6,74, 14,65, 29,31, 48,6 и 65,2 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность ванадия 1,63.
Чистый V - светло-серый хрупкий, очень твердый металл, неокисляющийся на воздухе, плотность 6,11 г./см3, tпл.=19200С, tкип.=34500С. Растворяется только в кислотах, являющихся сильными окислителями (азотная кислота, царская водка), и расплавленных щелочах. В мелкораздробленном состоянии при нагревании энергично взаимодействуете кислородом, галогенами и серой. При низких температурах металл покрыт защитной пленкой оксида и поэтому оказывается более инертными, чем можно ожидать по значению величины его редокс-потенциала.
|
|
|
Получение ванадия: в промышленности при получении ванадия из железных руд с его примесью сначала готовят концентрат, в котором содержание ванадия достигает 8-16%. Далее окислительной обработкой ванадий переводят в высшую степень окисления +5 и отделяют легко растворимый в воде ванадат натрия NaVO3. При подкислении раствора серной кислотой выпадает осадок, который после высушивания содержит более 90% ванадия. Первичный концентрат восстанавливают в доменных печах и получают концентрат ванадия, который далее используют при выплавке сплава ванадия и железа - так называемого феррованадия (содержит от 35 до 70% ванадия). Металлический ванадий можно приготовить восстановлением хлорида ванадия водородом (H), кальцийтермическим восстановлением оксидов ванадия (V2O5 или V2O3), термической диссоциацией VI2 и другими методами.
В водных растворах и животных тканях ванадий претерпевает ряд взаимных превращений.
Целый ряд физико-химических и биологических свойств позволяет считать его необходимым элементом. Это, прежде всего, небольшая молярная масса, высокая каталитическая активность, способность образовывать хелатные соединения с биологически активными соединениями. Кроме того, следует отметить повсеместное распространение ванадия в геосфере, накопление в организме и быструю экскрецию, характерные симптомы при дефиците у животных и растений.
Ванадий отличается от ниобия Nb и тантала Ta (других элементов V В группы) большей растворимостью и устойчивостью солей, а, следовательно, и биологическими свойствами. Ванадий не образуют токсичных летучих гидридов.
|
|
|
Ванадий и организмы животных
Еще в прошлом веке ванадий был впервые обнаружен в составе некоторых растений, после чего присутствие элемента №23 в углях, торфе и сланцах перестало казаться странным. Один из растительных «собирателей» ванадия хорошо знаком каждому - это ядовитый гриб бледная поганка.
В крови некоторых обитателей морей и океанов - морских ежей и голотурий содержание ванадия достигает 10%. Предполагается, что ванадий играет здесь ту же роль, что железо в гемоглобине. Но это утверждение - гипотетическое. Другие ученые придерживаются мнения, что роль ванадия в этом случае сравнима с ролью магния в хлорофилле, иными словами, ванадий, содержащийся в крови голотурий, участвует, прежде всего, в процессах питания, а не дыхания.
В Аргентине проводились опыты с введением соединений ванадия в пищу быков и свиней. При этом у животных улучшался аппетит, и они быстро прибавляли в весе. Известно также, что плесень «черный аспергил» развивается нормально только в присутствии солей ванадия. Все факты говорят о том, что ванадий играет определенную роль в жизненных процессах, но какую именно - это еще предстоит уточнить.
|
|
|
