Это интересно!
Издавна использовалась сера в медицине -- ее пламенем окуривали больных, ее включали в состав различных мазей для лечения кожных заболеваний. Древние греки использовали серу в военном деле в составе снарядов.
Все сульфамидные препараты -- сульфидин, норсульфазол, сульфадимезин, стрептоцид и др. подавляют активность многочисленных микробов. Все эти лекарства -- органические соединения серы. Многие антибиотики можно рассматривать как органические производные серы, в частности сера входит в состав пенициллина. Мелкодисперсная элементарная сера -- основа мазей, применяемых при лечении заболеваний кожи.
Напишите уравнение реакции между фосфорной кислотой и гидроксидом кальция.
2H3PO4 + 3Ca(OH)2 > 6H2O + Ca3(PO4)2
Билет №18
1. Характеристика железа. Биологическая роль железа. Применение железа и его соединений в медицине.
Элемент железо расположен в побочной подгруппе VIII группы и в четвертом периоде периодической системы химических элементов Менделеева.
Электронная конфигурация железа в основном состоянии:
+26Fe 1s22s22p63s23p64s23d6
Железо проявляет ярко выраженные магнитные свойства.
Железо - металл серебристо-белого цвета, с высокой химической активностью и высокой ковкостью. Обладает высокой тепло- и электропроводностью.
Температура плавления 1538оС, температура кипения 2861оС.
Железо довольно распространено в земной коре (порядка 4% массы земной коры). По распространенности на Земле железо занимает 4-ое место среди всех элементов и 2-ое место среди металлов. Содержание в земной коре -- около 8%.
В природе железо в основном встречается в виде соединений:
Красный железняк Fe2O3 (гематит).
Магнитный железняк Fe3O4 или FeO·Fe2O3 (магнетит).
В природе также широко распространены сульфиды железа, например, пирит FeS2.
Встречаются и другие минералы, содержащие железо.
Железо в промышленности получают из железной руды, гематита Fe2O3 или магнетита (Fe3O4 или FeO·Fe2O3).
1. Один из основных способов производства железа - доменный процесс. Доменный процесс основан на восстановлении железа из оксида углеродом в доменной печи.
В печь загружают руду, кокс и флюсы.
Шихта - смесь исходных материалов, а в некоторых случаях и топлива в определённой пропорции, которую обрабатывают в печи.
Каменноугольный кокс - это твёрдый пористый продукт серого цвета, получаемый путем коксования каменного угля при температурах 950--1100 °С без доступа воздуха. Содержит 96--98 % углерода.
Флюсы - это неорганические вещества, которые добавляют к руде при выплавке металлов, чтобы снизить температуру плавления и легче отделить металл от пустой породы.
Шлак - расплав (а после затвердевания - стекловидная масса), покрывающий поверхность жидкого металла. Шлак состоит из всплывших продуктов пустой породы с флюсами и предохраняет металл от вредного воздействия газовой среды печи, удаляет примеси.
В печи кокс окисляется до оксида углерода (II):
2C + O2 > 2CO
Затем нагретый угарный газ восстанавливает оксид железа (III):
3CO + Fe2O3 > 3CO2 + 2Fe
Процесс получения железа - многоэтапный и зависит от температуры.
Наверху, где температура обычно находится в диапазоне между 200 °C и 700 °C, протекает следующая реакция:
3Fe2O3 + CO > 2Fe3O4 + CO2
Ниже в печи, при температурах приблизительно 850 °C, протекает восстановление смешанного оксида железа (II, III) до оксида железа (II):
Fe3O4 + CO > 3FeO + CO2
Встречные потоки газов разогревают шихту, и происходит разложение известняка:
CaCO3 > CaO + CO2
Оксид железа (II) опускается в область с более высоких температур (до 1200oC), где протекает следующая реакция:
FeO + CO > Fe + CO2
Углекислый газ поднимается вверх и реагирует с коксом, образуя угарный газ:
CO2 + C > 2CO
2. Также железо получают прямым восстановлением из оксида водородом:
Fe2O3 + 3H2 > 2Fe + 3H2O
При этом получается более чистое железо, т.к. получаемое железо не загрязнено серой и фосфором, которые являются примесями в каменном угле.
3. Еще один способ получения железа в промышленности - электролиз растворов солей железа.
Качественные реакции на ионы железа +2.
1. Взаимодействие солей железа (II) с щелочами. При этом образуется серо-зеленый студенистый осадок гидроксида железа (II).
Например, хлорид железа (II) реагирует с гидроксидом натрия:
2NaOH + FeCl2 > Fe(OH)2 + 2NaCl
Гидроксид железа (II) на воздухе буреет, так как окисляется до гидроксида железа (III):
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O > 4Fe(OH)3
2. Ионы железа +2 окрашивают раствор в светлый желто-зеленый цвет.
3. Взаимодействие с красной кровяной солью K3[Fe(CN)6] - также качественная реакция на ионы железа +2. При этом образуется синий осадок «турнбулева синь».
Качественные реакции на ионы железа +3
1. Взаимодействие солей железа (III) с щелочами. При этом образуется бурый осадок гидроксида железа (III).
Например, хлорид железа (III) реагирует с гидроксидом натрия:
3NaOH + FeCl3 > Fe(OH)3 + 3NaCl
2. Ионы железа +3 окрашивают раствор в светлый желто-оранжевый цвет.
3. Взаимодействие с желтой кровяной солью K4[Fe(CN)6] ионы железа +3. При этом образуется синий осадок «берлинская лазурь».
В последнее время получены данные, которые свидетельствуют, что молекулы берлинской лазури идентичны по строению молекулам турнбулевой сини. Состав молекул обоих этих веществ можно выразить формулой Fe4[Fe2(CN)6]3.
4. При взаимодействии солей железа (III) с роданидами раствор окрашивается в кроваво-красный цвет.
Например, хлорид железа (III) взаимодействует с роданидом натрия:
FeCl3 + 3NaCNS > Fe(CNS)3 + 3NaCl
1. При обычных условиях железо малоактивно, но при нагревании, в особенности в мелкораздробленном состоянии, оно становится активным и реагирует почти со всеми неметаллами.
1.1. Железо реагирует с галогенами с образованием галогенидов. При этом активные неметаллы (фтор, хлор и бром) окисляют железо до степени окисления +3:
2Fe + 3Cl2 > 2FeCl3
Менее активный йод окисляет железо до степени окисления +2:
Fe + I2 > FeI2
1.2. Железо реагирует с серой с образованием сульфида железа (II):
Fe + S > FeS
1.3. Железо реагирует с фосфором. При этом образуется бинарное соединения - фосфид железа:
Fe + P > FeP
1.4. С азотом железо реагирует в специфических условиях.
1.5. Железо реагирует с углеродом и кремнием с образованием карбида и силицида.
1.6. При взаимодействии с кислородом железо образует окалину - двойной оксид железа (II, III):
3Fe + 2O2 > Fe3O4
При пропускании кислорода через расплавленное железо возможно образование оксида железа (II):
2Fe + O2 > 2FeO
2. Железо взаимодействует со сложными веществами.
2.1. При обычных условиях железо с водой практически не реагирует. Раскаленное железо может вступать в реакцию при температуре 700-900оС с водяным паром:
3Fe0 + 4H2+O > Fe+33O4 + 4H20
В воде в присутствии кислорода или во влажном воздухе железо медленно окисляется (корродирует):
4Fe + 3O2 + 6H2O > 4Fe(OH)3
2.2. Железо взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой). При этом образуются соль железа со степенью окисления +2 и водород.
Например, железо бурно реагирует с соляной кислотой:
Fe + 2HCl > FeCl2 + H2^
2.3. При обычных условиях железо не реагирует с концентрированной серной кислотой из-за пассивации - образования плотной оксидной пленки. При нагревании реакция идет, образуются оксид серы (IV), сульфат железа (III) и вода:
2Fe + 6H2SO4(конц.) > Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
2.4. Железо не реагирует при обычных условиях с концентрированной азотной кислотой также из-за пассивации. При нагревании реакция идет с образованием нитрата железа (III), оксида азота (IV) и воды:
Fe + 6HNO3(конц.) > Fe(NO3)3 + 3NO2^ + 3H2O
С разбавленной азотной кислотой железо реагирует с образованием оксида азота (II):
Fe + 4HNO3(разб.гор.) > Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
При взаимодействии железа с очень разбавленной азотной кислотой образуется нитрат аммония:
8Fe + 30HNO3(оч. разб.) > 8Fe(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O
2.5. Железо может реагировать с щелочными растворами или расплавами сильных окислителей. При этом железо окисляет до степени окисления +6, образуя соль (феррат).
Например, при взаимодействии железа с расплавом нитрата калия в присутствии гидроксида калия железо окисляется до феррата калия, а азот восстанавливается либо до нитрита калия, либо до аммиака:
Fe + 2KOH + 3KNO3 > 3KNO2 + K2FeO4 + H2O
2.6. Железо восстанавливает менее активные металлы из оксидов и солей.
Например, железо вытесняет медь из сульфата меди (II). Реакция экзотерми-ческая:
Fe + CuSO4 > FeSO4 + Cu
Еще пример: простое вещество железо восстанавливает железо до степени окисления +2 при взаимодействии с соединениями железа +3:
2Fe(NO3)3 + Fe > 3Fe(NO3)2
2FeCl3 + Fe > 3FeCl2
Fe2(SO4)3 + Fe > 3FeSO4
Типичные соединения
йодид железа FeI2
сульфат железа FeSO4 степень окисления +2
хлорид железа FeCl2
бромид железа FeBr3
гидроксид железа Fe(OH)3
нитрат железа Fe(NO3)3 степень окисления +3
сульфат железа Fe2(SO4)3
оксид железа Fe2O3
Биологическая роль железа
· обеспечивает транспорт кислорода (входит в состав гемоглобина)
· обеспечивает транспорт электронов в окислительно-восстановительных реакциях организма (входит в состав цитохромов и железосеропротеидов)
· участвует в формировании активных центров окислительно-восстановительных ферментов
Применение железа и его соединений в медицине
1. Железный купорос и воду используют при лечении анемии, связанной с недостатком железа в организме;
2. Карбонат железа применяют при слабости и истощении;
3. Гегсагидрат хлорида железа применяются наружно как дезинфицирующее и кровоостанавливающее средство;
2. В схеме превращений: +А +Б +В
FeCl3 Fe(OH)3 FeCl3 AgCl веществами А, Б, В, являются соответственно: H2O, NaOH, AgNO3; H2O, HCl, AgNO3; NaOH, HCl, AgNO3; NaOH, NaCl, AgNO3.
Напишите уравнения реакций.
H2O, HCl, AgNO3
FeCl3 + 3H2O > 3HCl + Fe(OH)3
Fe(OH)3 + 3HCl > 3H2O + FeCl3
FeCl3 + 3AgNO3 > Fe(NO3)3 + 3AgCl
NaOH, HCl, AgNO3
FeCl3 + 3NaOH > 3NaCl + Fe(OH)3
Fe(OH)3 + 3HCl > 3H2O + FeCl3
FeCl3 + 3AgNO3 > Fe(NO3)3 + 3AgCl
NaOH, NaCl, AgNO3
FeCl3 + 3NaOH > 3NaCl + Fe(OH)3
Fe(OH)3 + 3NaCl > 3NaOH + FeCl3
FeCl3 + 3AgNO3 > Fe(NO3)3 + 3AgCl
Билет №19
1. Предмет и задачи химии. Значение неорганической химии в подготовке будущего фармацевта.
Химия - относится к естественным наукам и изучает состав, строение, свойства и превращения веществ, а также явления, сопровождающие эти превращения.
Химия изучает окружающий мир, т. е. материю, которая проявляется в двух формах: вещества и поля.
Вещество - форма материи состоящая из частиц, которые имеют массу покоя (собственную массу), занимающая часть пространства и существующая за счет сил притяжения и отталкивания. К веществам относятся макротела, микротела и элементарные частицы (з,p, n). Число природных синтезированных веществ составляет более 10 млн.
Поле - это такая форма существования материи, которая прежде всего характеризуется энергией. Посредством поля осуществляется взаимодействие между частицами вещества. Пример: электромагнитные и гравитационные поля.
Неотъемлемым свойством материи является движение.
Движение материи - это любое изменение. Материя находится в непрерывном движении. Формы движения очень разнообразны - тепловая, химическая, механическая. Формы движения материи изучаются разными естественными науками: химией, физикой, биологией и др.
Предмет изучения химии: химия изучает химическую форму движения материи, под которой понимают качественное изменение веществ, т. е. разрушение одних химических связей и образование других. В результате химических процессов возникают новые вещества с новыми химическими и физическими свойствами.
Объектом изучения в химии являются химические элементы и их соединения.
Задачи и значение химии.
Задачи химии:
1) Получение веществ с заранее заданными свойствами (для развития новой техники необходимы материалы с особыми свойствами, которых нет в природе: сверхчистые, сверхтвердые, жаростойкие, сверхпроводящие).
2) Повышение эффективности производства и качества продукции.
3) Создание безвредных, безотходных технологий.
4) Рациональное использование энергии химических превращений (в настоящее время электрическую и механическую энергию получают в основном преобразованием химической энергии природного топлива).
Значение неорганической химии в подготовке будущего фармацевта
Курс органической химии имеет свою определенную направленность - преимущественное изучение классов органических веществ, являющихся лекарственными или являющихся родоначальниками (прекурсорами) лекарственных.
Для современных врачей и фармацевтов изучение неорганической химии имеет большое значение, так как многие лекарственные препараты имеют неорганическую природу. Поэтому медики должны четко знать их свойства: растворимость, механическую прочность, реакционную способность, влияние на человека и окружающую среду.