Біологічна роль сполук металічних елементів. Негативний вплив сполук важких металічних елементів на здоров’я людини. Правила користування алюмінієвим посудом

Тема. Біологічна роль сполук металічних елементів. Негативний вплив сполук важких металічних елементів на здоров’я людини. Правила користування алюмінієвим посудом.

Цілі: розкрити біологічну роль металічних елементів для організму людини; розглянути правила користування алюмінієвим посудом; розвивати вміння встановлювати причинно-наслідкові зв’язки, використовувати знання з інших предметів, співпрацювати, робити висновки, розвивати творчу активність, інтерес до навчання, формувати вміння працювати у групах, вміння і навички роботи з роздатковим матеріалом, вміння й навички застосовувати теоретичні знання на практиці; виховувати культуру спілкування, потребу здорового способу життя.

Обладнання та реактиви: штатив із пробірками, хлоридна кислота, метали: цинк, залізо, мідь, мідний купорос, залізний цвях.

Усі ми поєднуємо  з хімічною наукою подальший процес пізнання світу, що нас оточує, нові методи його перебудови і вдосконалення. І не може бути в наша дні спеціаліста, котрий спромігся б обійтися без хімії.

Академік М. Семенов

Хід заняття

І. Організаційний етап. (Вправа «Поетичне вітання»)

Уже дзвінок нам дав сигнал:

Працювати час настав.

Тож і ми часу не гаймо,

Роботу швидше починаймо.

ІІ. Актуалізація опорних знань, мотивація навчальної діяльності (Методичний прийом «Дивуй»)

Факт 1. Деякі історики припускають, що занепад Римської імперії зумовлений масовим отруєнням сполуками цього металічного елемента. Відомо, що водопровідна система Давнього Риму була виготовлена зі свинцю. Також для покращення смаку низькопробних вин до них додавали сполуки Плюмбуму, зберігали вини у свинцевих чанах.

Факт 2. Наприклад. Організму дорослої людини необхідно кожний день споживати близько 1г Кальцію. Приблизно 99% цієї кількості міститься у вигляді калій ортофосфату в кістковій і зубній тканинах. Без нього неможливе зсідання крові, скорочення м’язів і функціонування нервової системи.

Як бачимо одні сполуки неметалічних елементів корисні для людини, а інші шкідливі, тому ….

ІІІ. Оголошення теми і мети заняття.

ІV. Вивчення нового матеріалу.

1. Біологічна роль сполук металічних елементів. (Методичний прийом «Джиг-со»)

Клас ділитися на 3 «домашніх» групи. (3 хв)

Завдання для домашніх груп.

Група 1. Сполуки Натрію і Калію

Група 2. Сполуки Кальцію і Магнію.

Група 3. Сполуки

Після опрацювання інформації, формуються нові групи, по одному представнику від «домашньої» групи. Де діляться засвоєною інформацією.

Після завершення роботи учням пропонується повернуться «додому» і поділитися інформацією, отриманою в «експертній» групі, з членами своєї «домашньої» групи.

(Див. додаток)

2. Негативний вплив сполук важких металічних елементів на здоров’я людини. (Вправа «Моя стихія»)

Учні розказують заздалегідь підготовлені повідомлення на тему: «Негативний вплив сполук важких металічних елементів на здоров’я людини». Виступ до 2хв.

Повідомлення 1.

В епоху Ренесенсу отруєння ртуттю називали «хворобою божевільного капелюшника», оскільки нею хворіли майстри, які використовували препарати Меркурію  у виробництві фетрових капелюхів.

Меркурій та його сполуки дуже небезпечні для людини й навколишнього середовища. Джерела Меркурію – пестициди, люмінесцентні лампи, руди. Він здатен накопичуватися і передаватися через харчові ланцюги.

Меркурій викликає психічні розлади. вроджені у дітей.

Розлита ртуть починає повільно випаровуватися. Ртутна пара згубно діє на живі організми і поступово розвивається тяжке хронічне отруєння. Кришаться зуби. випадає волосся, людина марніє. Процес цієї смертельної хвороби дуже нагадує туберкульоз.

Повідомлення 2.

Із літопису Києво-Печерської лаври відомо, що інок Анімній, перший із прославлених художників, використовував свинцеві білила не лише як фарбу, а і для лікування шкірних хвороб.

Свинцеві білила містять основний плюмбум карбонат .

Як фарба свинцеві білила безпечні для людини. Використання ж їх у вигляді мазі загрожує здоров’ю людини. Потрапляючи в організм через шкіру, він вражає центральну нервову систему та нирки, викликає зміни складу крові.

Виробників свинцевих білил у ХVІІ-ХVІІІ ст. називали приреченими. Пил солей Плюмбуму, потрапляючи в легені та кров’яне русло, викликав смертельне отруєння, і через один-два роки робітники помирали в жахливих муках.

Джерела: акумуляторні батареї, свинцеві труби, гази автомобілів, свинцеві фарби, пігменти.

Повідомлення 3.

В 1 цигарці міститься – 1-4мг Кадмію. він використовується у гальваніці, виробництві полімерів, пігментів, срібно-кадмієвих акумуляторів.

Кадмій порушує ферментативний обмін, центральну нервову систему, накопичується в нирках (викликає утворення каменів). Одноразова доза – 30-40мг може бути смертельною.

3. Правила користування алюмінієвим посудом. (Метод «Мозковий штурм»)

Запропонуйте правила користування алюмінієвим посудом враховуючи його властивості.

4. Практична робота. Порівняння активності металів (взаємодія з хлоридною кислотою). Корозія цинку, заліза, міді в розчині мідного купоросу. (Робота у парах)

Мета: порівняти активність металі при взаємодії з хлоридною кислотою. дослідити процес корозії.

Обладнання та реактиви: штатив із пробірками, хлоридна кислота, метали: цинк, залізо, мідь.

Хід роботи

І частина

  1. У три пробірки кладемо зразки різних металів і в кожну з них обережно доливаємо хлоридної кислоти об’ємом 1 мл.
  2. Опишіть, що спостерігаєте.
  3. Напишіть відповідні рівняння реакцій, запишіть назви продуктів реакцій.
  4. Зробіть висновок.

ІІ частина

  1. У три пробірки наливаємо розчин купрум(ІІ) сульфату у першу кладемо цинк, у другу – залізо, третю – мідь.
  2. Опишіть, що спостерігаєте.
  3. Напишіть відповідні рівняння реакцій, запишіть назви продуктів реакцій.
  4. Зробіть висновок.

V. Узагальнення та систематизація знань. (Вправа «Дуель»)

Учні поділяються на 4 групи та ставлять одна одній запитання.

VІ. Підведення підсумків.

VІІ. Домашнє завдання.

Поміркуйте  про значення води у природі та побуті

Додаток 1

Натрій – один з найбільш важливих мінеральних елементів харчування. Його біологічна активність та роль в процесах життєдіяльності організму людини надзвичайно велика. Найбільше Натрію є в позаклітинних рідинах (лімфі та сироватці  крові),  але  в  помітних та значимих кількостях він присутній практично в усіх органах і тканинах. Натрій бере активну участь в процесах внутрішньоклітинного обміну, підтриманні кислотно-лужної рівноваги. В організм він надходить в основному у вигляді кухонної солі – натрій хлориду. Сталість вмісту Натрію, яка є обов’язковою умовою метаболічного та функціонального благополуччя організму, підтримується ефективною регуляцією діяльності його видільних систем: при недостатньому надходженні цього елементу з їжею його виділення з організму зменшується, при надлишковому – посилюється. Підтримання концентрації Натрію в тканинах і рідині організму на оптимальному рівні в значній мірі забезпечується печінкою, в якій його надлишок може запасатися. Разом з тим регуляція натрієвого обміну печінкою не охоплює всі його ланки. Так, втрата цим органом Натрію при сильній пітливості (піт своєю солоністю зобов’язаний натрій хлориду) не запобігається і може виявитися дуже великою. При цьому різко порушується водний обмін, бо саме натрій утримує воду в тканинах. Створюється своєрідне коло вад: значне збідніння тканин і передусім кров’яної плазми Натрієм позбавляє їх спроможності втримувати воду, а вода, що випивається в великій кількості, сприяє швидкому виведенню Натрію з організму з потом. Втрата води (отже, і маси тіла) в таких ситуаціях може становити 4-6кг і більше. Разом з потом з організму частково виводяться інші біологічно активні макро- і мікроелементи і вітаміни. В таких ситуаціях (праця в гарячих цехах тощо) натрієвий обмін людині слід регулювати самій і доводити добове споживання солі до 20г і більше. Дуже ефективним є пиття газованої підсоленої (NaCl – 0,5%) води, що в таких випадках компенсує втрату  Натрію, покращує самопочуття і підвищує дієздатність людини. Якщо зниження маси тіла через потовиділення перевищує 5л за зміну, пиття підсоленої води є обов’язковим. Значна втрата Натрію може мати місце і при захворюваннях, що супроводжуються частою блювотою, тривалими поносами. Зневоднення організму може досягати такого ступеня, що шкіра стає дряблою, морщинистою, очі провалюються, самопочуття хворого і прогноз його стану значно погіршуються. Спроможність Натрію втримувати воду в тканинах враховується і при лікуванні серцево-судинних захворювань. При цьому призначається малосольова дієта або препарати Калію (який є антагоністом Натрію), що сприяє дегідратації тканин (шляхом збільшення діурезу). В таких випадках для більш точного врахування надходження Натрію корисно знати його вміст в готових продуктах харчування, що становить (в грамах на 100 г продукту): в хлібі – до 0,5, сирах – 0,7-2,0, варених ковбасах, сосисках, сардельках – 0,8-1,0, напівкопчених ковбасах — 0,6-1,6. Важливо знати, що мінеральні води типу Боржомі, Єсентуки №4, 17 та ін. містять велику кількість солей Натрію. В звичайних умовах в регіоні середньої смуги добове споживання Натрію становить 4-6г, що відповідає 10-15г кухонної солі. Така кількість Натрію при систематичному споживанні практично здоровою людиною може бути визнана нешкідливою, хоча і значно перевищує фізіологічні потреби і без шкоди для здоров’я може бути знижена до 5г солі на добу. В той же час дійсна нестача Натрію в їжі («сольовий голод») переноситься людиною вкрай важко. Певний інтерес мають наслідки високого рівня споживання натрій хлориду значними групами населення деяких країн світу. Так, в багатьох районах Японії, де населення вживає в день 50-55г солі за рахунок солоної риби та інших солоних продуктів, у 84% мешканців артеріальний тиск перевищує норму. В окремих районах Закарпатської України засоленість питної води в колодязях в 3-4 рази перевищує норму. При цьому підвищення артеріального тиску спостерігається в 13,8% випадків проти 3,4% у мешканців селищ із звичайною питною водою. Така ж закономірність спостерігається і в інших регіонах світу. Все це необхідно враховувати в профілактиці серцево-судинних захворювань, для яких особливе значення має обмеження споживання кухонної солі. Негативна дія надлишку солі Натрію на організм у значній мірі згладжується при вживанні в їжу продуктів з високим вмістом Калію: сухофруктів, картоплі, бобових, персиків, вівсяної крупи тощо. Про це треба пам’ятати людям літнього віку і особам, що страждають від зайвої ваги і що прагнуть схуднути. В цілому, накопичений досвід свідчить, що в харчуванні краще дотримуватися низькосольової дієти.

Калійжиттєво необхідний мінеральний елемент харчування з числа макроелементів. Він відіграє важливу роль в функціонуванні клітин всіх тканин організму, є обов’язковим компонентом систем забезпечення кислотно-лужної рівноваги в тканинних і міжтканинних рідинах (останнє є необхідним для нормального перебігу обміну речовин, що в свою чергу зумовлює добре самопочуття і високу дієздатність людини). Особливість обмінних зв’язків Калію — його спроможність викликати посилене виведення води з організму. Внаслідок цього харчові раціони з підвищеним вмістом елементу полегшують функціонування серцево-судинної системи при її недостатності, обумовлюють зникнення або істотне зменшення набряків. При звичайному харчуванні основним джерелом Калію є картопля, в якій його вміст становить в середньому 570мг на 100г продукту. З врахуванням фактичного споживання картоплі (в місті до 400г у дорослої людини на день, у сільській місцевості ще більше), це є переконливою цифрою. Ще більше його в квасолі (1100 мг%) і горосі (870 мг%). У найбільшій кількості містять Калій сухофрукти. В персиковій куразі є 2г Калію на 100г продукту, в абрикосовій 1,7г, в сушеній вишні 1,3г, чорносливі, ізюмі та сушених грушах близько 0,9г, в сушених яблуках 0,6г. Добова потреба людини в Калії становить 3-5 г. Звичайне (збалансоване) харчування забезпечує її повністю.

Кальцій один з найважливіших мінеральних елементів харчування. Бере участь в пластичних та обмінних процесах, у формуванні кісткової тканини (в ній зосереджено 99% його загальної кількості), входить до складу клітинних структур, він є обов’язковим компонентом системи підтримання кислотно-лужної рівноваги внутрішнього середовища організму та нормального функціонування багатьох життєво важливих систем. Він необхідний для забезпечення діяльності серця, входить до складу крові, бере участь у процесах її згортання, а також в стабілізації захисних механізмів, які підвищують стійкість організму до хвороб та дії несприятливих зовнішніх чинників. Кальцій належить до речовин, що важко засвоюються. Окрім цього, в харчуванні людини можливі ситуації, які поглиблюють цю обставину. Значною мірою, наприклад, погіршує засвоюваність Кальцію надлишок Фосфору в їжі та організмі. В зв’язку з цим вчені рекомендують, щоб вміст Фосфору в раціоні не перевищував аналогічний показник по Кальцію не більше, ніж в 1,5-2 рази. Таким же чином впливає на засвоюваність Кальцію високий рівень поступлення з їжею Магнію. Оптимальне співвідношення цих елементів (P.Mg) становить приблизно 1:0,5. Знижує засвоюваність Кальцію надлишок Калію, надлишок чи недостатність жиру в     раціоні.     Обмін     Кальцію характеризується тим, що при недостатньому його поступленні з їжею все одно продовжується його виведення з організму в попередніх обсягах за рахунок його запасів. Зниження його концентрації в крові небезпечне порушеннями функцій нервової системи аж до виникнення судом. При надлишку Кальцію в організмі можливі відкладання його в різних органах, та тканинах (кальциноз).

Найзначимішими та повноцінними джерелами Кальцію є молоко та молочні продукти. Всього 100мл пастеризованого молока приносять в раціон 128мг Кальцію. В жирному молочно-кислому сирі його міститься 150 мг%, в нежирному 120. Тверді сири за вмістом Кальцію переважають всі інші продукти харчування (1000 мг% та більше). Непогане джерело Кальцію багато рибних продуктів (особливо частикова риба). В хлібі, борошняних виробах та крупі Кальцію дуже мало (20-30 мг%о), мало його й в горосі (55 мг%), тому з цих продуктів він погано засвоюється. Мало Кальцію в курячих яйцях (55 мг%, в одному яйці 20-22 мг, переважно в жовтці), овочах і фруктах. Серед овочів дещо виділяється салат (77 мг%) та капуста (48 мг%), але цей Кальцій добре засвоюється. Дорослій людині необхідно 800 мг Кальцію на добу. Підвищеної його кількості потребують вагітні та матері, що годують грудьми (1500-2000 мг), діти шкільного віку та підлітки (1100-1400 мг).

Магній один із життєво важливих мінеральних елементів харчування. В організмі дорослої людини його є близько 25 г (переважно в складі кісткової тканини). Фізіологічне значення Магнію велике. Він потрібний для вивільнення енергії вуглеводів при їх окисленні в організмі, бере участь в нормалізації збудливості нервової системи, сприятливо діє на функціональний стан м’язів серця та його кровопостачання, має антиспастичну та судиннорозширюючу дію (що використовується в лікувальній практиці), стимулює рухову функцію кишечника та жовчовиділення, сприяє виведенню холестерину з організму. До ознак, що характеризують нестачу цього елементу в організмі, належать емоційна нестійкість, дратівливість, схильність дітей до судомних станів. Дослідники вважають, що нестача Магнію є однією з причин високого рівня серцево-судинних захворювань в ряді регіонів з «м’якою» водою. При тривалій нестачі Магнію в організмі спостерігається посилене відкладання солей Кальцію в стінках артеріальних судин, серцевому м’язі і нирках. Надлишок в їжі жиру і Кальцію гальмують засвоєння Магнію. Оптимальне засвоєння його відбувається при співвідношенні Кальцію і Магнію, близькому до 1:0,5. Деякі географічні райони відрізняються підвищеним вмістом Магнію в довкіллі і відповідно в місцевих продуктах харчування. В цих районах реєструється набагато нижча захворюваність злоякісними новоутвореннями, що стало поштовхом до вивчення ролі Магнію в протипухлинному аспекті. В той же час надлишок солей Магнію в крові супроводжується виникненням наркотичного стану (магнезійний наркоз), який може зніматися введенням солей Кальцію.

Добова потреба в Магнії для дорослої людини становить 400 (300-500) мг. В харчуванні людей похилого віку рекомендується збільшення кількості цього елемента, особливо при атеросклерозі, ішемічній хворобі серця та гіпертонії. Високим вмістом Магнію вирізняються продукти рослинного походження. Щодо цього в першу чергу можна назвати пшеничні висівки 438 мг на 100 г їстівної частини продукту, вівсяну крупу 116, абрикоси, квасолю, чорнослив 102-109. Дещо менше його в гречаній та перловій крупі, горосі, хлібі, кропі, салаті (51-100). В м’ясних та молочних продуктах, картоплі, яблуках магнію небагато. Як правило, звичайний раціон людини забезпечує добове надходження цього елементу разом з їжею в кількості не менше 200-400 мг, певна його кількість надходить також із питною водою. Тому при нормальному функціонуванні шлунково-кишкового тракту нестача Магнію в організмі досить рідке явище. На практиці частіше дефіцит Магнію може бути в результаті тривалих проносів, а також при алкоголізмі.

Ферум один з найбільш важливих мікроелементів. Його основна біологічна роль в організмі входження до складу гемоглобіну еритроцитів крові та ферумвмісних ферментів. У тілі дорослої людини міститься 3-4 г Феруму. Функцію переносу кисню з повітря, що вдихається (в складі гемоглобіну), здійснює близько 60 % Феруму. Організм дуже економно використовує цей мікроелемент в процесі кровотворення: Ферум, який вивільняється при руйнуванні відпрацьованих еритроцитів, повторно використовується з тією ж метою. Окрім того, майже 20% Феруму організму депонується на випадок підвищеної потреби в ньому. Разом з тим при настільки, здавалося б, надійній, передбаченій самою природою системі попередження недостатності Феруму, ферумдефіцитній анемії далеко не рідкість у багатьох країнах, що розвиваються. Причина тому переважання в харчуванні рослинної їжі з незначним вмістом Феруму, що в ряді місць ускладнюється зниженим його вмістом в ґрунтах і поширеністю шлунково-кишкових захворювань, що перешкоджають засвоєнню його з їжі. Відсутність подібної ситуації в нашій країні не означає, що сама проблема не існує. Вразливим контингентом є жінки внаслідок регулярних втрат крові при місячних, підвищеної витрати цього елемента в період вагітності і годування дитини грудьми. Мають нестачу Феруму і діти, особливо в перші місяці і роки життя з піком дефіциту з 12-го по 20-й місяці. Несприятливий вплив обставин для кровотворення у дітей складається через те, що після народження бідні запаси Феруму в організмі малюка (на час народження резервується всього лише 250-300 мг Феруму) швидко виснажуються, а з жіночим молоком його надходить дуже мало. В 100г жіночого молока є всього 0,7мг Феруму, з цієї кількості засвоюється тільки 0,02мг. Щодобова ж потреба в ньому становить 0,5мг. При штучному харчуванні настільки непроста ситуація погіршується тим, що залізо коров’ячого молока засвоюється ще в 2-3 рази гірше. Джерелами Феруму є практично всі тваринні і рослинні продукти. Слід мати на увазі неоднакову засвоюваність Феруму з продуктів харчування. В меншій мірі воно засвоюється з рослинної їжі (від 1 до 6%), при цьому з зернових продуктів гірше, ніж з овочів і плодів. Найкраще засвоюється Ферум м’яса і печінки (7-22%). З продуктів тваринного походження при високому рівні вмісту найменше засвоюється ферум яєць. Добова потреба в Ферум дорослої людини становить 10мг для чоловіків і 18 мг для жінок.

 Інтерес до цього важливого для людини мікроелементу значно зріс після встановлення причини синдрому карликовості із сповільненням статевого розвитку в осіб, що проживають в місцевостях з низьким вмістом Цинкув ґрунті (переважно країни Близького Сходу). В нормі в організмі людини міститься від 1,5 до 3г Цинку, розподілений він в кістках, шкірі, м’язах, волоссі. Комітет експертів Всесвітньої організації охорони здоров’я вважає вміст Цинку у волоссі об’єктивним показником рівня обміну речовин в організмі. Біологічна роль Цинку значна. Він є важливою  складовою   ферменту,   що  виводить  в   процесі   газообміну вуглекислоту з організму. Відмічено його значення для діяльності гіпофізу, статевих залоз, наднирників, участь в процесах кровотворення, загоєння ран. У складі інсуліну Цинк бере участь в регуляції вуглеводного обміну. Позитивно  діє   Цинк  на  окислення  жирів  з   вивільненням   енергії та нормалізацію їх обміну.  Він попереджує ожиріння печінки, стимулює утворення   незамінних   амінокислот   (компонентів   білкової   молекули), утворює комплекси з нуклеїновими кислотами. Можливими причинами дефіциту Цинку   в   організмі   може   бути   споживання   як   основного   продукту харчування без дріжджового хліба з борошна тонкого помолу, інтенсивне потовиділення,     зумовлене     високою    температурою     навколишнього середовища, алкоголізм, хронічні захворювання кишечника з порушенням всмоктування. Легка ступінь недостатності  цього мікроелементу може виникати при відносно низькому споживанні м’яса і інших тваринних продуктів. Хвороб від надлишкового надходження Цинку не встановлено, можливі лише харчові отруєння від приготування або зберігання кислих страв або напоїв в оцинкованому посуді. Основні джерела Цинку м’ясо, риба, яйця, сири. Багаті Цинком гриби, зернові, бобові, горіхи, однак з рослинних продуктів він погано всмоктується в кишечнику. Внесення дріжджів   при   випічці   хлібобулочних   виробів,   а   також   попереднє замочування у воді бобових сприяє кращому засвоєнню Цинку. Добова потреба людини в Цинку становить 10-15мг.

завантаження...
WordPress: 22.88MB | MySQL:26 | 0,340sec