Роль минеральных солей в жизнедеятельности клетки
Минеральные вещества играют исключительно важную роль в жизни живых организмов. Наряду с органическими веществами минералы входят в состав органов и тканей, а также участвуют в процессе обмена веществ.
В общей сложности в организме человека определяется до 70 химических элементов. Из них 43 элемента являются абсолютно необходимыми для нормального протекания обмена веществ.
Все минеральные вещества, исходя от их количественного содержания в организме человека, принято разделять на несколько подгрупп: макроэлементы, микроэлементы и ультраэлементы.
Макроэлементы представляют собой группу неорганических химических веществ, присутствующих в организме в значительных количествах (от нескольких десятков граммов до нескольких килограммов). К группе макроэлементов относятся натрий, калий, кальций, фосфор и др.
Микроэлементы встречаются в организме в гораздо меньших количествах (от нескольких граммов до десятых долей грамма и менее). К таким веществам относятся: железо, марганец, медь, цинк, кобальт, молибден, кремний, фтор, йод и др. Особой подгруппой микроэлементов являются ультрамикроэлементы, содержащиеся в организме в исключительно малых количествах (золото, уран, ртуть и др.).
Роль минеральных веществ в организме
Минеральные (неорганические) вещества входящие в структуру организма выполняют множество важных функций. Многие макро и микроэлементы являются кофакторами ферментов и витаминов. Это значит, что без молекул минеральных веществ витамины и ферменты неактивны и не могут катализировать биохимические реакции (основная роль ферментов и витаминов). Активация ферментов происходит посредством присоединения к их молекулам атомов неорганических (минеральных) веществ, при этом присоединенный атом неорганического вещества становится активным центром всего ферментативного комплекса. Так, например, железо из молекулы гемоглобина способно связывать кислород, для того чтобы переносить его к тканям, многие пищеварительные ферменты (пепсин, трипсин) для активации требуют присоединения атома цинка и т.д.
|
|
|
Многие минеральные вещества являются незаменимыми структурными элементами организма - кальция и фосфор слагают основную массу минерального вещества костей и зубов, натрий и хлор являются основными ионами плазмы, а калий, в больших количествах содержится внутри живых клеток.
Вся совокупность макро и микроэлементов обеспечивает процессы роста и развития организма. Минеральные вещества играют важную роль в регуляции иммунных процессов, поддерживают целостность клеточных мембран, обеспечивают дыхание тканей.
|
|
|
Поддержание постоянства внутренней среды (гомеостаза) организма, предусматривает в первую очередь поддержание качественного и количественного содержания минеральных веществ в тканях органах на физиологическом уровне. Даже небольшие отклонения от нормы могут повлечь самые тяжелые последствия для здоровья организма.
Источники минеральных веществ
Основным источником минеральных веществ для человека, является потребляемая вода и пища. Одни минеральные элементы распространены повсеместно, а другие встречаются реже, и в меньших количествах. В наши дни, при условии нарушенной экологии, лучшим источником могут быть БАД (биологически активные добавки) и очищенная минерализованная вода.
Различные пищевые продукты содержат различное количество минеральных веществ. Так, например, в коровьем молоке и молочных продуктах содержится более 20 различных минералов, среди них наиболее важными являются железо, марганец, фтор, цинк, йод. Мясо и мясные продукты содержат такие микроэлементы как серебро, титан, медь, цинк, а морские продукты - йод, фтор, никель.
Как уже упоминалось выше, постоянство внутренней среды (содержание в организме различных веществ) имеет огромное значение для нормального функционирования организма. Несмотря на широкую распространенность минеральных веществ в природе, нарушения в организме, связанные с их недостатком (или реже с избытков) встречаются довольно часто. Заболевания, вызванные недостачей минеральных веществ чаще всего встречаются в определенных регионах земного шара, где в силу геологических особенностей природная концентрация того или иного микроэлемента ниже чем в других районах. Хорошо известны так называемые эндемические зоны йододефицита, в которых часто встречается такое заболевание как Зоб - следствие недостатка йода.
|
|
|
Однако, гораздо чаще дефицит минеральных веществ в организме встречается из-за неправильного (несбалансированного) питания, а также в определенные периоды жизни и при некоторых физиологических и патологических состояниях, когда потребность в минеральных веществах возрастает (период роста у детей, беременность, кормления грудью, различные острые и хронические заболевания, менопауза и пр.).
Значение минеральных солей
Во время Великой Отечественной войны некоторые заводы, выпускающие удобрения и другие соли, сильно пострадали и вышли из строя. Несмотря на это, планом послевоенной пятилетки предусмотрено значительно (в полтора раза) превзойти к 1950 г. довоенный уровень химического производства. В частности, производство фосфорных удобрений будет увеличено в 2 раза, азотных в 1,8 раза и калиевых в 1,3 раза. Общий выпуск только этих трех видов солей достигнет в 1950 г. 5,1 млн. тонн. Нет сомнения в том , что дальнейшее развитие социалистических методов труда на химических предприятиях позволит превзойти контрольные цифры пятилетнего плана. Мощный рост производства солей за последние 20 лет сопровождался глубокими техническими сдвигами в методах их получения. В то время как выработка солей на некоторых старых предприятиях продолжает базироваться на сравнительно примитивной аппаратуре и ручном труде, наши современные заводы, построенные в годы Сталинских пятилеток, используют наиболее совершенные и экономичные технологические схемы, оборудованы совершенной аппаратурой, хорошо механизированы. Во многих солевых производствах используется автоматический контроль и управление технологическими процессами. Сам масштаб производства, при котором через аппаратуру проходят весьма большие материальные потоки, исключает возможность применения примитивных методов. Технология солевых производств продолжает непрерывно совершенствоваться путем использования новых видов сырья, новых непрерывных технологических схем <http://www.ngpedia.ru/id497151p1.html> и наиболее совершенного оборудования, а также за счет рационализации теплового и энергетического хозяйства цехов. Все это приводит к неуклонному росту производительности труда, к повышению коэффициентов использования энергии, к уменьшению расхода сырья, к улучшению качества выпускаемой продукции и к снижению ее стоимости.
|
|
|
Соединения магния
Важнейшими соединениями магния, применяемыми в различных отраслях промышленности, являются: хлористый магний и магнезии - окись магния и основной углекислый магний, а также сульфат магния и некоторые другие соли
Физико-химические свойства
Большинство солей магния хорошо растворяются в воде. Ион Mg2+ придаёт растворам горький вкус. Галогениды магния, за исключением MgF2, сильно гигроскопичны - на воздухе расплываются.
Хлористый магний MgCl2 безводный плавится при 718 градусах. В присутствии следов воды «дымит» на воздухе - разлагается на HCl и MgO.
Их водного раствора выделяются бесцветные кристаллогидраты с 1, 2, 4, 6, 8 и 12 молекулами воды.
В системе MgO - MgCl 2 - H2O в пределах 0-110 градусах и при концентрациях MgCl2 , меньших 45%, образуется кристаллогидраты оксихлорида магния. Чем выше отношение Mg(OH)2 : MgCl2 в этих соединениях, тем они устойчивее при малых концентрациях MgCl2.
При взаимодействии с гидроокисью магния образуется соединения, изоморфные соответствующим хлоридам и устойчивые - первое в интервале концентраций раствора.
При взаимодействии концентрированных растворов со щелочами возможно образование комплексного основания.образует комплексные соединения, например, карналлит.
Окись магния встречается в природе в свободном состоянии в виде минерала периклаза.
Гидроокись магния встречается в природе в виде минералов брусита и немалита.
Углекислый магний в свободном состоянии встречается в природе в виде минерала магнезита.
Применение.
Главными потребителями соединений магния являются производство огнеупоров, строительная и металлургическая промышленность.
Значительные количества соединений магния перерабатывают на металлический магний, используемый для получения сплавов с алюминием и другими металлами. Введения магния в чугун повышает его ковкость и сопротивление разрыву. Металлический магний используют также для магнийтермического восстановления титана и кремния. Магний получают восстановлением магнезии или доломита ферросилицием или углём при 2000 градусах и электролизом расплавленного безводного хлористого магния.
Хлористый магний применяют для изготовления цементов и на их основе различных строительных материалов.
Хлористый магний служит одним из видов сырья для получения магнезий, применяется в качестве аппретуры в текстильной промышленности и для пропитки деревянных конструкций с целью придания им огнестойкости, используется для производства дефолианта; его растворы применяют в качестве антифриза для предупреждения замерзания стрелок на железнодорожных путях.
Хлористый магний упаковывают в барабаны из кровельного железа, закрашенные асфальтовым или кузбасским лаком.
Легкие сорта магнезии используются в качестве наполнителей в резиновых смесях и усилителей свойств резины, а также в нефтяной промышленности для отбеливания нефтепродуктов.
Сульфат магния, подобно хлориду, применяют для производства цементов, более водоупорных, чем содержащие MgCl2 , его используют в производстве искусственного шелка.
Сырьё.
По своей распространенности в природе магний занимает восьмое место. Он встречается большей частью в виде силикатов, карбонатов, сульфатов и хлоридов. К силикатам относятся, например, оливин, тальк, серпентин.
Наиболее распространенными соединениями магния являются вулканические образования - первичные силикатные и алюмосиликатные породы. В качестве сырья дл производства соединений магния используют обычно вторичные твёрдые минералы и природные растворы: растворимые соли магния и их растворы, осадочные породы морского происхождения.
Ценным магниевым сырьём являются ископаемые калиево - магниевые минералы.
Потенциальным сырьём для производства соединений магния являются весьма распространенные в природе силикаты магния, некоторые из них содержат больше магния, чем, например, карналлит.
Магнезии.
Существует много способов производства окиси магния и других форм магнезий. Тяжелые формы получаются при обжиге магнезита и доломита, термической разложении сульфата магния и гидролизе хлорида магния. Магнезии с различной степенью активности получают осаждением из растворов гидроокиси магния и основных карбонатов магния и их последующей термической обработкой.
Дата добавления: 2021-04-24; просмотров: 212; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!