На живой организм
Одним из высоко токсичных неорганических соединений углерода является оксид углерода(II) – угарный газ – СО.
Способность к образованию прочных комплексных соединений с ионами d-металлов является причиной его токсичности. СО (мягкое основание) легко замещает молекулу кислорода (жесткое основание) в оксигемоглобине, роль мягкой кислоты в котором выполняет ион Fe2+.
1) HbFe2+ + O2 ® HbFeO2 – оксигемоглобин
2) HbFe2+ + CO ® HbFe2+СО – карбоксигемоглобин
Образующийся комплекс карбоксигемоглобин в 300 раз прочнее оксигемоглобина. Это приводит к снижению концентрации О2 в организме, что может привести к летальному исходу. При отравлении угарным газом прежде всего необходима вентиляция легких (вынос пострадавшего на свежий воздух, вдыхание чистого кислорода, переливание крови и др.), т.е. срочная замена карбоксигемоглобина на оксигемоглобин.
Избыток оксида углерода(IV) (СО2) также приводит к интоксикации организма. Принимаемые меры – вынос пострадавшего на свежий воздух, вдыхание чистого кислорода.
При попадании значительных количеств угольной пыли в организм через легкие развивается заболевание антракоз (профессиональное заболевание шахтеров), а при попадании силикатных песчинок – силикоз. При длительном контакте силикатных песчинок с биологическими жидкостями образуется гелеобразная поликремниевая кислота, отложение которой в клетках ведет к их гибели. Токсическое действие ионов Рb2+ связано с тем, что они образуют очень прочные комплексы с гидросульфидными группами белков:
R–SH + Pb2+ + H–S–R ® R–S–Pb–S–R + 2H+
Ионы Рв2+ также вытесняют ионы Mg2+ и Ca2+, образуя более прочные комплексы, ингибируют металлоферменты.
При силикозах применяют различные сорбирующие средства, щелочные растворы. В качестве противоядия при отравлении солями свинца используют сероводородную воду или цистеин, которые связывают ионы Pb2+ и выводят из организма. Для качественного обнаружения СО в воздухе используют следующую методику: вначале воздух (20 л) пропускают при помощи аспиратора через сосуд с кровью, а затем проводят качественные реакции с рядом реактивов, например с раствором основного ацетата свинца РbОН(СН3СОО). Кровь контрольная с О2 принимает грязно-зеленое окрашивание. Кровь с СО сохраняет свой цвет.
Для обнаружения СО2 и SiO32- используют качественные реакции:
CO2 + Ca(OH)2 ® CaCO3¯ + H2O;
Углекислый газ обнаруживают по помутнению известковой воды, а силикат-ион – по запаху аммиака и образованию геля кремниевой кислоты
H2O + Na2SiO3 + 2NH4Cl ® 2NH3 + 2 NaCl + H2O´SiO2
Ионы свинца обнаруживают по реакции:
Pb2+ + H2S ® PbS¯ + 2H+
черный осадок
Выделяющийся осадок сульфида свинца не растворим в кислотах; растворяется только в HNO3:
3PbS + 8HNO3 (разб.) ® 3Pb(NO3)2 + 2NO↑ + 3S¯ + 4H2O
В результате реакции наблюдается образование желтой опалесценции за счет выделения элементарной серы.
Предельно-допустимые концентрации (ПДК) установлены только для Рb2+ - 0,1 мг/л (ГОСТ 2761-57) в питьевой воде. Однако являются нежелательным и вредным для организма высокие концентрации СО2 в воздухе и питьевой воде с высокой карбонатной жесткостью. Недопустимо наличие в воздухе оксида углерода (II) и тетраэтилсвинца, содержащихся в выхлопных газах.
Летальная доза для Рb2+ (LД50= 1 мг/кг живой массы).
Вдыхание воздуха, содержащего 1% СО, приводит к летальному исходу в течение нескольких минут.
Тема III. р-Элементы V группы: азот, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут