Фосфор в организме человека

В теле человека массой 70 кг. Содержится около 780 г. фосфора. В виде фосфатов кальция фосфор присутствует в костях человека и животных. Входит он и в состав белков, фосфолипидов, нуклеиновых кислот; соединения фосфора участвуют в энергетическом обмене (аденизинтрифосфорная кислота, АТФ). Ежедневная потребность человеческого организма в фосфоре составляет 1,2 г. Основное его количество мы потребляем с молоком и хлебом (в 100 г. хлеба содержится примерно 200 мг. фосфора). Наиболее богаты фосфором рыба, фасоль и некоторые виды сыра.

Интересно, что для правильного питания необходимо соблюдать баланс между количеством потребляемого фосфора и кальцием: оптимальное соотношение в этих элементах пищи составляет 1,5¸1. Избыток богатой фосфором пищи приводит к вымыванию кальция из костей, а при избытке кальция развивается мочекаменная болезнь.

Фосфор образует большое число различных оксидов и кислот. Среди них наиболее устойчивыми являются оксиды фосфора (III) и (V). Оксидфосфора (III) – Р₂О₃.

Оксидфосфора (V), или фосфорный ангидрид P₂O₅

Химические свойства Р₂О₅:белое, сильно гигроскопичное вещество. Проявляет свойства кислотного оксида. Очень устойчив и не проявляет окислительных свойств.

Фосфорнаякислота(ортофосфорная)H₃PO₄.

Прозрачные кристаллы, t_пл = 42,3 ^оС , с водой смешивается в любых соотношениях. Электролитсредней силы, диссоцирует ступенчато:

Cоли ортофосфорнойкислоты (фосфаты и гидрофосфаты).

Являясь трехосновной кислотой, H₃PO₄ образует три вида солей. Все фосфаты щелочных металлов и аммония растворимы в воде. Из кальциевых солей фосфорной кислоты растворим в воде только дигидрофосфат кальция

Са(H₂PO₄)₂.

Биологическая роль р-элементов VA-группы. Применение их соединений в медицине (азот, фосфор)

Азот по содержанию в организме человека (3,1%) от–носится к макроэлементам. Если учитывать только мас–су сухого вещества организма (без воды), то в клетках содержание азота составляет 8—10%. Этот элемент – составная часть аминокислот, белков, витаминов, гормо–нов. Азот образует полярные связи с атомами водорода и углерода в биомолекулах. Во многих бионеорганиче–ских комплексах (металлоферментах) атомы азота по донорно-акцепторному механизму связывают неорга–ническую и органическую части молекулы.

Вместе с кислородом и углеродом азот образует жиз–ненно важные соединения – аминокислоты, содержа–щие одновременно аминогруппу с основными свойст–вами и карбоксильную группу (—СООН) с кислотными свойствами. Аминогруппа выполняет очень важную функцию и в молекулах нуклеиновых кислот. Огромно физиологическое значение азотсодержащих биолиган-дов – порфиринов, например гемоглобина.

В биосфере происходит круговорот азота. Азотный цикл имеет жизненно важное значение для сельского хозяйства.

Необходимо отметить еще одно важное в биологиче–ском плане свойство азота – его растворимость в воде почти такая же, как у кислорода. Присутствие избытка азота в крови может быть причиной развития кессон–ной болезни. При быстром подъеме водолазов проис–ходит резкое падение давления, соответственно пада–ет растворимость азота в крови (закон Генри), и пузырьки элементного азота, выходящие из крови, закупоривают мелкие сосуды, что может привести к параличу и смерти.

По содержанию в организме человека (0,95%) фосфор относится к макроэлементам. Фосфор – элемент-органоген и играет исключительно важную роль в обме–не веществ. В форме фосфата фосфор представ–ляет собой необходимый компонент внутриклеточной АТФ. Он входит в состав белков (0,5—0,6%), нуклеиновых кислот, нуклеотидов и других биологически активных соединений. Фосфор является основой скелета живот–ных и человека (кальций ортофосфат, гидроксилапа-тит), зубов (гидроксилапатит, фторапатит).

Многие реакции биосинтеза осуществляются благода–ря переносу фосфатных групп от высокоэнергетического акцептора к низкоэнергетическому. Фосфатная буфер–ная система является одной из основных буферных сис-тем крови. Живые организмы не могут обходиться без фосфора. Значение фосфора состоит и в том, что сахара и жирные кислоты не могут быть использованы клетками в качестве источников энергии без предвари–тельного фосфорилирования.

Обмен фосфора в организме тесно связан с обменом кальция. Это подтверждается уменьшением количества неорганического фосфора при увеличении содержания кальция в крови (антагонизм).

Суточная потребность человека в фосфоре составляет 1,3 г. Фосфор настолько распространен в пищевых про–дуктах, что случаи его явной недостаточности (фосфат–ный голод) практически неизвестны. Однако далеко не весь фосфор, содержащийся в пищевых продуктах, мо–жет всасываться, поскольку его всасывание зависит от многих факторов: рН, соотношения между содержанием кальция и фосфора в пище, наличия в пище жирных кис–лот, но в первую очередь – от содержания витамина D.

Целый ряд соединений фосфора используют в качест–ве лекарственных препаратов.

Следует отметить, что фосфорорганические соедине–ния, содержащие связь С—Р, являются сильными нер–вно-паралитическими ядами, входят в состав боевых отравляющих веществ

Реакции фосфат-иона

Фосфат-ион Р0₄~ является анионом ортофосфорной кислоты Н₃Р0₄, которая представляет собой кислоту средней силы.

1. Хлорид бария ВаС1₂ выделяет из нейтральных растворов белый аморфный осадок гидрофосфата бария:

Na₂HP0₄ + ВаС1₂ = BaHPOJ -f- 2NaCl, HPOf- -f Ba²+ = BaHP0₄j.

Осадок легко растворим в минеральных кислотах (кроме серной) и в уксусной кислоте.

Если проводить реакцию в слабощелочной среде или с раствором соли Na₃P0₄, выделяется осадок Ва₃(Р0₄)₂:

ЗВа²+ + 2POf- = Ва₃(Р0₄)₂1.

Выполнение реакции. К 4 каплям раствора гидрофосфата натрия добавляют 4 капли раствора хлорида бария. Проверяют растворимость осадка в разбавленных соляной и азотной кислотах.

2. Магнезиальная смесь (водный раствор аммиака,
хлорида аммония и хлорида магния) выделяет даже из
разбавленных растворов белый кристаллический осадок
магний-аммоний-фосфата:

Na₂HP0₄ + MgCl₂ + NH₄OH - MgNH₄P0₄| + 2NaCl + H₂0, HPOJ- + Mg²+ + NH₄OH= MgNH₄P0₄J + H₂0.

Осадок легко растворим даже в очень слабых кислотах. Эта реакция характерна для РО?" и применяется для обнаружения фосфатов в моче.

Выполнение реакции. В пробирку помещают 2 капли раствора гидрофосфата натрия Na₂HP0₄, добавляют 2 капли раствора хлорида аммония NH₄C1, 2 капли раствора аммиака и затем 2 капли раствора хлорида магния MgCl₂. Проверяют растворение полученного осадка в разбавленных соляной и азотной кислотах.

3. Нитрат серебра AgN0₃ дает с фосфат-ионом желтый осадок серебра, легко растворимый в азотной кислоте и в растворе аммиака. Полное осаждение возможно
только в нейтральной или слабощелочной среде:

Na₃P0₄ + 3AgN0₃ = Ag₃P0₄| + 3NaN0₃, POi- + 3Ag+ = Ag₃P0₄|.

Выполнение реакции. К 4 каплям раствора фосфата натрия Na₃P0₄ прибавляют 4 капли раствора нитрата серебра. Раствор с осадком делят на две части. Наблюдают растворение осадка в азотной кислоте и в аммиаке.

4. Молибдат аммония (NH₄)₂Mo0₄, прибавленный в
большом избытке, осаждает из азотнокислого раствора
желтый кристаллический осадок фосфоромолибдат-ам-
мония: v.

Na₂HP0₄ + 12(NH₄)₂Mo0₄ + 23HN0₃ = = (NH₄)₃H₄[P(Mo₂0₇)_e] \ + 21NH₄N0₃ + 2NaN0₃ + 10H₂O.

Осадок легко растворим в щелочах и аммиаке. Кроме того, осадок растворяется в избытке фосфата щелочного металла, поэтому реактив необходимо брать в большом избытке. Ионы SOI", как и другие восстановители, мешают этой реакции. Реакция очень чувствительна и характерна для иона РОГ ; применяется для обнаружения фосфатов в моче.

Выполнение реакции. В пробирку помещают 5 капель раствора молибдата аммония (NH₄)₂Mo0₄ и 1 каплю концентрированной азотной кислоты, немного подогревают раствор и добавляют 1 каплю раствора гидрофосфата натрия. Дают пробирке с раствором немного постоять и наблюдают выпадение осадка.

39 Элементы группы VIA

Общая характеристика VIA группы (халькогены)

Название халькогены(термин происходит от греческих слов «chalkos»-медь и «genos»- рожденный), то есть «рождающие медные руды», обусловлено тем, что в природе они встречаются чаще всего в форме соединений меди (сульфидов, оксидов, селенидов и т.д.).
Общая электронная конфигурация внешнего энергетического уровня — ns²np⁴.
С возрастанием порядкового номера элементов увеличиваются радиусы атомов, уменьшается электроотрицательность, окислительная способность, ослабевают неметаллические свойства (увеличиваются металлические свойства).
Основные степени окисления: -2, +4, +6. С учетом степеней окисления р-элементов VIA группы водородные соединения их отвечают общей формуле H₂R (H₂O, H₂S, H₂Se, H₂Тe), a кислородные – RO₂ (H₂RO₃) и RO₃ (H₂RO₄).

Кислоро́д — элемент 16-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы VI группы), второго периодапериодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 8. Обозначается символом O(лат. Oxygenium). Кислород — химически активный неметалл, является самым лёгким элементом из группы халькогенов.

Биологическая роль кислорода

Большинство живых существ (аэробы) дышат кислородом воздуха. Широко используется кислород в медицине. При сердечно-сосудистых заболеваниях, для улучшения обменных процессов, в желудок вводят кислородную пену («кислородный коктейль»). Подкожное введение кислорода используют при трофических язвах, слоновости, гангрене и других серьёзных заболеваниях. Для обеззараживания и дезодорации воздуха и очистки питьевой воды применяют искусственное обогащение озоном. Радиоактивный изотоп кислорода ¹⁵O применяется для исследований скорости кровотока, лёгочной вентиляции.

Озо́н (от др.-греч. ὄζω — пахну) — состоящая из трёхатомных молекул O₃ аллотропнаямодификация кислорода. При нормальных условиях — голубой газ. При сжижении превращается в жидкость цвета индиго. В твёрдом виде представляет собой тёмно-синие, практически чёрные кристаллы.