Тема. Химия элементов VIA группы

1. Актуальность. Кислород − один из самых распространенных элементов в природе. В воздухе содержится около 23% (по массе) кислорода, в воде − 89%, а в организме человека − 65%.

Большинство окислительно-восстановительных реакций в организме протекает при участии кислорода и его активных форм. Защитные функции организма также связаны с наличием кислорода, и уменьшение содержания кислорода в организме понижает его защитные свойства.

При использовании кислорода и озона следует учитывать их токсичность, обусловленную интенсификацией процессов окисления в организме.

Сера − жизненно необходимый макроэлемент. Сера входит в состав многих биомолекул − белков, аминокислот (цистеина, метионина и др.), гормонов (инсулина), витаминов (B₁).

В живых организмах сера, входящая в состав аминокислот, окисляется. В организме образуется эндогенная серная кислота, участвующая в обезвреживании ядовитых соединений − фенола, крезола, индола, вырабатываемых из аминокислот микробами. Кроме того, серная кислота связывает многие чужеродные для организма соединения, лекарственные препараты и их метаболиты.

Раствор сероводорода в воде активирует некоторые ферменты. Однако он ядовит. Содержание (0,1%) его в воздухе быстро вызывает тяжелое заболевание. Хроническое отравление самыми малыми дозами сероводорода вызывает ухудшение самочувствия, исхудание, головные боли, длительную слепоту, расстройство памяти, психозы, параличи и т. д. Он разрушает гемоглобин, образуя с содержащим в нем железом сульфиды железа. Токсичность H₂S проявляется, в частности, в блокировании переноса электронов с цитохромоксидазы на кислород. ПДК (предельно допустимая концентрация) − 0,01% мг/л. Наряду с аммиаком сероводород − ­показатель гниения белковых тел. Сероводород встречается в природе в водах минеральных источников. Купание в сероводородных ваннах вызывает легкое раздражение кожи, расширение кровеносных сосудов и оказывает целительное действие при ревматизме и других болезнях.

Селен относится к микроэлементам (10^-5 – 10^-7 %). Человеку достаточно получать всего 0,00001 г селена в сутки. Селен уменьшает окисление содержимого клеток, предохраняет нуклеиновые кислоты от разрушения. При больших дозах накапливается в первую очередь в ногтях и волосах, вызывая их выпадение. В основном селен концентрируется в печени и почках. Свойство селена образовывать с токсичными ртутью и кадмием различные соединения используется для предотвращения отравления организма этими металлами.

Теллур как микроэлемент обнаружен в живых организмах, но норма его содержания в тканях и органах не установлена.

2. Учебные цели:научиться

- на основе электронной структуры атомов и ионов определять общие свойства соединений, возможные пути их превращения, формировать представления о роли элементов VIА группы 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).

Материалы для самоподготовки к усвоению данной темы

Вопросы для самоподготовки к занятию

1) Общая характеристика элементов VIА группы: положение в периодической системе, строение электронной оболочки, валентные состояния, нахождение в природе, изотопный состав.

2) Способы получения кислорода и серы в лаборатории.

3) Физические и химические свойства простых веществ: кислорода, озона, серы.

4) Свойства гидридов типа Н₂Э.

5) Халькогениды элементов-металлов.

6) Кислородсодержащие соединения элементов подгруппы серы со степенью окисления +4: оксиды типа ЭO₂, кислоты типа H₂ЭО₃ и их соли.

7) Кислородсодержащие соединения элементов подгруппы серы со степенью окисления +6: оксиды типа ЭО₃, кислоты типа Н₂ЭО₄ и их соли

8) Тиосерная кислота и ее соли.

9) Биологическая роль элементов VIА группы: кислорода, серы, селена, теллура.

4. Вид занятия:лабораторное занятие.

5. Продолжительность занятия: 2 академических часа.

Оснащение рабочего места

6.1. Дидактический материал: справочник физико-химических величин, периодическая таблица химических элементов Д.И.Менделеева, таблица растворимости.

6.2. ТСО: калькуляторы.

6.3. Посуда и приборы:

штатив с пробирками, спиртовка, пробиркодержатель, пипетка, фарфоровая чашка, термометр, стеклянная палочка, лучинка	на группу
6.4. Объекты исследования:
H2SO4 (конц.)	на группу
6.5. Реактивы:
вода дистиллированная; растворы: BaCl2, HCl(конц.), Pb(NO3)2; сухие: сахарная пудра, MnO2, KMnO4, FeSO4. 7H2O, KNO3, Cu(стружка); лакмусовая бумажка;	на группу

Содержание занятия.