Вода в таблице менделеева обозначение: Галерея работ творческого конкурса “Солнечный свет”. Работа “Реферат “Вода и ее биологическое значение””. Автор: Михайлова Ирина

Без «таблицы Менделеева». В Кировграде очистят питьевую воду от химикатов | Экология | Общество

Глава Кировградского городского округа признался, что в питьевой воде в подведомственном ему субъекте «находится вся таблица Менделеева». Но власти готовятся данную проблему исправить: в Свердловской области завершается строительство новой станции водоподготовки. Она станет очищать воду для Кировграда, причем использовать будет для этого в том числе и безопасное отечественное химическое ноу-хау, приглянувшееся даже Казахстану. Подобные очистные сооружения «позволяют очистить воду с максимальным содержанием любых примесей до питьевого качества».

Максимум качества за минимум денег

Свердловская область относится к старым промышленным районам. Поэтому и вода тут богата различными химическими соединениями: железом, марганцем и хромом. Минус в том, что они не самая лучшая добавка к питьевой воде. При этом проблемой водоснабжения власти заняты уже не первый год: раньше из кранов и вовсе текла только ржавая вода.

Руководство региона признает, что проблема есть, ведь и «очистных у нас нет».

Помочь решить проблему должен нацпроект «Экология», в рамках которого предусмотрено много различных мероприятий, позволяющих нормализовать ситуацию. Чтобы добиться подачи в каждый дом чистой воды, в Кировграде строят новую систему очистных сооружений, меняют трубы и бурят новые артезианские скважины. По словам главы Кировградского городского округа Александра Оськина, ожидается, что «в первом квартале 2020 года будет запущен комплексный проект — это очистные сооружения, 2 участка магистрального водовода, 2 станции подъёма воды, и у жителей Кировграда уже в начале следующего года появится чистая питьевая вода».

Новая станция, которая скоро здесь появится, должна очищать преимущественно подземные воды. Используемые на ней российские технологии помогают довести качество воды до норм СанПина. Используется в работе разработка уральских ученых: применение диоксида хлора. Его плюсы в том, что он, в отличие от газа или жидкости, не требует работы с большим давлением, что сводит к минимуму риск взрыва. Ещё один плюс диоксида хлора в том, что у него пролонгированное действие: до 2 километров это вещество остаётся самим собой, а потом, осуществив свое воздействие на воду, распадается. Так что из крана он уже не польётся. К тому же на работу с ним не требуется лицензия, потому что препарат безопасен. Сегодня это вещество используют на 26 очистных сооружениях, и объект в Кировграде — самый крупный.

Для обеспечения бесперебойной работы кировградские очистные используют две электрические станции. «У нас здесь два независимых источника электроснабжения, — рассказывает Александр Оськин. — Если одна линия ЛЭП выходит из строя, вторая автоматически переключается без остановки водоочистки».

Новая очистная станция оснащена лабораторией, с помощью которой по графику или по заявлению жителей исследуется качество воды. Работы контролируют Роспотребнадзор и организация, отвечающая за водоснабжение. Здесь могут исследовать наличие кислорода и кислотность воды, поясняет

министр энергетики и ЖКХ Свердловской области Николай Смирнов. Берутся пробы, и каждый набор воды делится минимум на пять групп. Соответственно, проводится пять исследований и по среднему показателю определяется уже среднее значение. А для точности результатов каждое исследование проводится несколько раз. 

Что касается остающихся отходов, не подлежащих утилизации, как с ними поступать, пока непонятно. Они будут собираться в резервуары, рассказывает Александр Оськин, «и дальше мы будем вопрос решать по утилизации». «Мы понимаем, где это будет размещаться, но до конца цепочка еще пока не выстроена», — поясняет он.

Тут есть немаловажный фактор. Министр энергетики и ЖКХ Свердловской области Николай Смирнов обращает внимание на то, что изначально «была поставлена задача добиться максимального эффекта с минимальными эксплуатационными расходами». То есть получить максимальное качество за минимальные деньги, чтобы затраты на очистку воды не дотировать из бюджета и не вкладывать в тарифы для населения, что было бы неправильно.

Смотрите также:

Насыщенный и ненасыщенный пар — определение, свойства, формулы

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат

(в правом нижнем углу экрана).

Фазовые переходы: изменение агрегатных состояний вещества

Прежде чем говорить о насыщенном паре, нужно освежить знания об агрегатных состояниях и фазовых переходах между ними. Если вы забыли, какие бывают агрегатные состояния, то можете сбегать в нашу статью про них.

При изменении внешних условий (например, если внутренняя энергия тела увеличивается или уменьшается в результате нагревания или охлаждения) могут происходить фазовые переходы — изменения агрегатных состояний вещества.

Вот какие бывают фазовые переходы:

1. Переход из твердого состояния в жидкое — плавление;

2. Переход из жидкого состояния в твердое — кристаллизация;

3. Переход из газообразного состояния в жидкое — конденсация;

4. Переход из жидкого состояния в газообразное — парообразование;

5. Переход из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое — сублимация;

6. Переход из газообразного состояния в твердое, минуя жидкое — десублимация.

На схеме — названия всех фазовых переходов:

Фазовые переходы — важная штука. Все живое не Земле существует лишь благодаря тому, что вода умеет превращаться в лед или пар. С кристаллизацией, плавлением, парообразованием и конденсацией связаны многие процессы в металлургии и микроэлектронике.

Парообразование

Итак,

парообразование — это переход из жидкого состояния в газообразное.

При парообразовании всегда происходит поглощение энергии: к веществу необходимо подводить теплоту, чтобы оно испарялось. Из-за этого внутренняя энергия вещества увеличивается.

У процесса парообразования есть две разновидности: испарение и кипение.

• Испарение — это превращение или переход жидкости в газ (пар) со свободной поверхности жидкости. Если поверхность жидкости открыта и с нее начинается переход вещества из жидкого состояния в газообразное, это будет называться испарением.

• Кипение — процесс интенсивного парообразования, который происходит в жидкости при определенной температуре.

Например, мы заварили себе горячий чай. Над чашкой мы увидим пар, так как вода только что поучаствовала в процессе кипения.

Подождите-ка, мы ведь только что сказали, что кипение и испарение — разные вещи. 🤔 Это действительно так, но при этом оба процесса могут происходить параллельно.

Испарение может происходить и без кипения, просто тогда оно не будет для нас заметно. Например, вода в озере испаряется, хотя мы этого и не замечаем. Кипение по сути своей — это интенсивное испарение, которое вызвали внешними условиями — доведя вещество до температуры кипения.

Физика объясняет испарение тем, что жидкость обычно несколько холоднее окружающего воздуха, и из-за разницы температур происходит испарение.

Если нет каких-то внешних воздействий, испарение жидкостей происходит крайне медленно. Молекулы покидают жидкость из-за явления диффузии.

Направление тепловых потоков при испарении может идти в разной последовательности и комбинациях: из глубины жидкости к поверхности, а затем в воздух; только из жидкости к поверхности; к поверхности из воды и газовой среды одновременно; к площади поверхности только от воздуха.

Подытожим, чтобы не запутаться, в чем главная разница между испарением и кипением:

Испарение	Кипение

Температура кипения

При температуре кипения давление насыщенного пара становится равным внешнему давлению на жидкость — чаще всего это атмосферное давление. Значит, чем больше внешнее давление, тем при более высокой температуре начнется кипение.

При нормальном атмосферном давлении, которое приблизительно равно 100 кПа, температура кипения воды равна 100°C. Поэтому можно сразу сказать, что давление насыщенного водяного пара при температуре 100 градусов по Цельсию равно 100 кПа. Это значение пригодится при решении задач.

Чем выше мы поднимаемся, тем меньше становится атмосферное давление, потому что масса атмосферы над нами уменьшается. Так, например, на вершине Эльбруса атмосферное давление составляет 5 × 104 Па — в два раза меньше, чем нормальное атмосферное давление. Поэтому и температура кипения на вершине Эльбруса будет ниже, чем на уровне моря. Вода там закипит при температуре 82°C.

Температура кипения при нормальном атмосферном давлении — это строго определенная величина для каждой жидкости.

t, °C	Вещество
-253 -183 35 78 100 357 3050 4200 5657	водород кислород эфир спирт вода ртуть железо графит вольфрам

Испарение и конденсация

Молекулы в жидкости непрерывно и хаотично движутся. Это значит, что направление движения отдельно взятых молекул — это случайные направления. При этом жидкость сохраняет свой объем. Также молекулы силами притяжения притягиваются друг к другу, из-за чего не могут покинуть Омск жидкость.

Значения скоростей молекул случайны. Из-за этого среди всех молекул обязательно есть те, что движутся очень быстро. Если такая молекула окажется вблизи поверхности раздела жидкости и окружающей среды, то ее кинетическая энергия может достигнуть большого значения, и молекула покинет жидкость.

Собственно, именно так происходит процесс испарения (мы говорили о нем выше, когда речь шла о фазовых переходах). Когда испарившихся молекул становится много, образуется пар.

Обратный процесс тоже возможен: вырвавшиеся за пределы жидкости молекулы вернутся в жидкость. Это конденсация, о ней мы тоже говорили.
Если открыть сосуд с жидкостью, то испарившиеся молекулы будут покидать пространство над жидкостью и не возвращаться обратно. Количество жидкости таким образом будет уменьшаться. То есть жидкость испаряется, а пар обратно не конденсируется (потому что молекулы этого пара удаляются от жидкости) — так происходит высыхание.

Испарение может происходить с разной скоростью. Чем больше силы притяжения молекул друг к другу, тем меньшее число молекул в единицу времени окажется в состоянии преодолеть эти силы притяжения и вылететь наружу, и тем меньше скорость испарения.

Быстро испаряются такие жидкости, как эфир, ацетон, спирт. Из-за этого свойства их иногда называют летучими жидкостями. Медленнее — вода. Намного медленнее воды испаряются масло и ртуть.

Курсы подготовки к ОГЭ по физике помогут снять стресс перед экзаменом и получить высокий балл.

Определение насыщенного пара

Оставим стакан воды на столе и будем замерять уровень воды в нем каждый день. Если записать эти измерения и сравнить их, станет очевидно: уровень воды стал меньше, то есть вода испарилась.

Теперь давайте накроем стакан сверху. Молекулы пара уже не смогут покидать пространство над жидкостью, по мере испарения их количество начнет расти, а значит, будет расти и количество молекул, которые конденсируются в единицу времени.

Сначала количество конденсирующихся молекул за единицу времени будет меньше количества испаряющихся молекул. Но по мере роста концентрации пара (то есть увеличении количества молекул в единице объема пара) поток конденсирующихся молекул вырастет. Это приведет к состоянию, которое называется динамическим равновесием.

Пар, находящейся в динамическом равновесии, называют насыщенным.

Представьте себе огромный бизнес-центр с не менее огромными дверями. У сотрудников бизнес-центра разный график работы, поэтому люди одновременно заходят в здание и выходят из него в произвольном количестве. Допустим, в 6 часов вечера 100 человек заходят в здание, чтобы попасть на деловую встречу, а другие 100 человек уже закончили работать и идут домой. Количество заходящих в бизнес-центр и выходящих из него будет одинаковым — это и есть состояние насыщения.

Значение давления насыщенного пара и его плотности являются максимальными при заданном значении температуры. Если это не так, то пар ненасыщенный.

Свойства насыщенного пара

1. При постоянной температуре плотность насыщенного пара не зависит от его объема.

   Представьте, что объем сосуда с насыщенным паром уменьшили, не изменив температуры.

   Количество молекул, переходящих от пара к жидкости, превысит количество испаряющихся молекул, но при этом часть пара сконденсируется, а оставшийся пар снова придет в динамическое равновесие. В итоге плотность этого пара будет равна начальной плотности.

2. Давление насыщенного пара не зависит от его объема.

   Это связано с тем, что давление и плотность связаны через уравнение Менделеева-Клапейрона, и следует из первого свойства насыщенного пара.

   Кстати, уравнение Менделеева-Клапейрона справедливо для насыщенного пара. При этом нужно быть внимательным с частными случаями. Так, например, закон Бойля-Мариотта для насыщенного пара не выполняется.

   Уравнение Менделеева-Клапейрона pV = νRT p — давление газа [Па] V — объем [м3] ν — количество вещества [моль] T — температура [К] R — универсальная газовая постоянная R = 8,31 м2 × кг × с-2 × К-1 × моль-1

3. При неизменном объеме плотность насыщенного пара растет с повышением температуры и уменьшается с понижением температуры.

   В начальный момент испарения динамическое равновесие будет нарушено (некоторая часть жидкости испарится дополнительно). Плотность пара будет расти, пока динамическое равновесие не восстановится.

4. Давление и температура насыщенного пара растут быстрее, чем по линейному закону, который справедлив для идеального газа.

   В случае идеального газа рост давления обусловлен только ростом температуры, а в случае с насыщенном паром имеют значение два фактора: температура и масса пара.

   В случае нагревания насыщенного пара молекулы начинают ударяться чаще, так как их в целом стало больше, потому что пара стало больше.

   Главное отличие насыщенного пара от идеального газа: пар сам по себе не является замкнутой системой, а находится в постоянном контакте с жидкостью.

Решение задач по теме «Насыщенный пар»

Применим свойства насыщенного пара при решении задач.

• Задачка раз

  В цилиндрическом сосуде под поршнем длительное время находятся вода и ее пар. Поршень начинают вдвигать в сосуд. При этом температура воды и пара остается неизменной. Как будет меняться при этом масса жидкости в сосуде? Ответ поясните.

  Решение

  Так как пар и вода находятся в контакте длительное время, пар является насыщенным. При уменьшении объема сосуда давление насыщенного пара не меняется. Из уравнения Менделеева-Клапейрона следует, что для того, чтобы давление пара не менялось, его количество вещества (а значит и масса) должно уменьшаться.

  pV = νRT

  В этом процессе происходит конденсация, часть молекул пара переходят в жидкость, поэтому масса жидкости увеличивается.

  Ответ

  Масса жидкости увеличивается.

• Задачка два

  Какова плотность насыщенного пара при температуре 100°С?

  Решение

  При нормальном давлении (p = 105 Па) 100°С — это температура кипения воды. Значит, давление насыщенного пара при этой температуре равно атмосферному давлению.

  Найдем связь между давлением и плотностью через уравнение Менделеева-Клапейрона.

  Подставим значение давления в уравнение состояния идеального газа, предварительно переведя температуру в Кельвины: T = 100 + 273 = 373 K

Амфотерные металлы, что это в химии

Амфотерные тела – это такие вещества, которые напоминают своим строением, характеристиками металлические элементы. К тому же им свойственна и химическая двойственность.

Амфотерные тела – это не металлы, а их формы: оксиды, соли и т. д. Ряд оксидов может сочетать в себе 2 свойства и при определенных условиях проявлять параметры как кислот, так и щелочей.

Известными не понаслышке амфотерными материалами является алюминий, хром, цинк и т. д.

Впервые сам термин «амфотерность» появился в начале 19 столетия. На тот период химические компоненты классифицировали на основании их похожих свойств, которые можно наблюдать во время протекания реакций.

Амфотерные металлы: особенности, виды

Перечень амфотерных металлов немалый, причем далеко не все из них являются чистыми амфотерными, а лишь условными.

Вещества все обозначены в таблице Менделеева под определенными порядковыми номерами. Так, железо, бериллий, хром и стронций считаются основными аморфными элементами. Также типичным и распространенным в природе представителем является алюминий.

Металл алюминий повсеместно применяется в быту и промышленности в самых различных областях. Его используют для изготовления фюзеляжей самолетов, кухонной посуды, автомобильных кузовов, электрических приборов, электронной техники, приборов для тепловых сетей. Алюминий отличается от других металлов тем, что всегда остается химически активным. На поверхности стабильно располагается оксидная пленка, которая защищает материал от окисления. Благодаря этому при нормальных условиях и возникновении реакций металл с восстановительным веществом. Алюминий вступает в реакцию с кислородом, если предварительно был разделен на более мелкие фракции. Также для такой манипуляции потребуются повышенные температуры. Примечательно, что сама реакция продуцирует уйму тепловой энергии. Если повысить температуру до 200 ºC, то прореагировать алюминий может и с серой. При смешивании с различными металлами алюминий может давать различные функциональные сплавы с получением дополнительных свойств.

Не при всех условиях вещество вступает с реакцию с водородом.

Еще один типичный представитель амфотерных металлов – железо, который располагается под номером 26 в Таблице и находится между марганцем и кобальтом.

Железо считается одним из самых доступных элементов, залежи которого расположены в земной коре. Он одновременно является компонентом бело-серебристого цвета с хорошей ковкостью при высоких температурах. В то же время вещество может быть коррозировать при сильном нагревании. А в случае помещения его в среду чистого кислорода можно ожидать воспламенения и даже перегорания железа. Также, находясь на открытом воздухе, железо под воздействием высокой влажности начинает стремительно окисляться и даже ржаветь. А в процессе горения в массе с кислородом железо дает определенную окалину – это и есть его оксид.

Свойства амфотерных веществ

Главные характеристики этих веществ заключены в самом понятии амфотерности. Так, в своем обычном состоянии при подходящих условиях внешней среды большинство металлов являются твердыми веществами. При этом ни один металл не растворим в обычной воде. А щелочные же основания могут выделяться только после начала некоторых химических реакций. И тогда в процессе соли в составе метала начинают реагировать. Необходимо обратить внимание, что правила безопасности требуют повышенной осторожности во время наблюдения за такими реакциями.

В процессе соединения амфотерных материалов с кислотными реагентами или оксидами они показывают химическую реакцию, характерную для оснований. В случае, когда металлы реагируют с основаниями, регистрируются, наоборот кислотные характеристики.

Если амфотерные гидроксиды подвергнуть нагреванию, то в результате они распадутся на оксид и воду.

Отметим, что амфотерные материалы обладают самыми различными свойствами, которые изучаются научными светилами до сих пор. Свойства также можно разобрать, сравнивая их с характеристиками обычных материалов. Так, многие металлы демонстрируют малый потенциал ионизации, что наделяет их свойствами восстановителя во время реакции.

Амфотерные тела демонстрируют сразу 2 свойства: окислительное и восстановительное. При этом некоторые соединения имеют отрицательный уровень окисления.

Все металлы, представленные в таблице Менделеева, образуют основные оксиды и гидроксиды.

Интересный момент – металлы могут окисляться далеко не со всеми кислотами в реакциях. Само окисление может не давать взаимодействие с азотной кислотой.

Простые амфотерные материалы имеют различную структуру и характеристики.

Некоторые вещества имеют такие характеристики, что их принадлежность к определенному классу можно выявить даже визуально. Так, мы сразу понимаем, что медь и алюминий – это металл.

Неметалл и металл: в чем же разница

Известно, что металлы выделяют электроны со своего внешнего электронного поля (облака). В свою очередь неметаллы притягивают такие электроны.

Также металлы хорошо проводят электроток и тепло, в отличие от неметаллов, полностью лишенных таких свойств.

Основания амфотерных маметиралов

При располагающих условиях основания нерастворимы в воде, можно сказать, являются довольно слабыми электролитами. Образуются они в результате химической реакции солей металла и щелочной жидкости. Такая химическая реакция опасна для лаборанта, поэтому для получения гидроксидов необходимо вводить едкие вещества осторожно, капля за каплей.

Амфотерные материалы реагируют с кислотами в роли оснований. В случае когда гидроксид цинка реагирует с соляной кислотой, то на выходе получится хлорид цинка. При реакции с основаниями материалы, напротив, выступают кислотами.

h3O — Периодическая таблица и ваш кулер для воды

Если вы не занимаетесь химией, периодическая таблица — это далекое воспоминание — то, что нам приходилось изучать в школе или колледже, и мы быстро забывали в тот момент, когда она нам больше не была нужна, и определенно не то, о чем мы думаем, стоя у кулера с водой, наполняющей наш стакан.

Хотя мы все знаем, что h3O назван так потому, что в нем два атома водорода связаны с одним атомом кислорода, можете ли вы еще вспомнить схему периодической таблицы, как она возникла, или, если на то пошло, какой ученый был первым распознал воду как h3O? Если нет, вот небольшой курс повышения квалификации, во многом благодаря нашему всеведущему другу, Википедии.

«Периодическая таблица представляет собой табличное расположение химических элементов, организованное на основе их атомного номера (количества протонов в ядре), электронных конфигураций и повторяющихся химических свойств. Элементы представлены в порядке возрастания атомного номера, который обычно указан с химическим символом в каждом поле. Стандартная форма таблицы состоит из сетки элементов, расположенных в 18 столбцах и 7 строках [строки называются периодами, а столбцы называются группами], с двойной строкой элементов под ней.Таблицу также можно разбить на четыре прямоугольных блока: s-блок слева, p-блок справа, d-блок посередине и f-блок под ним».

В то время как признанным архитектором периодической таблицы является Дмитрий Менделеев, русский химик и изобретатель, впервые опубликовавший таблицу в 1869 году; именно французский химик Антуан Лавуазье впервые обнаружил и назвал кислород и водород в 1770-х годах. Согласно Королевскому химическому обществу, тогда либо Генри Кавендиш в 1781 году, либо Джеймс Уатт в 1783 году открыли состав воды.Ученым, который в 1826 году зафиксировал атомное соотношение и открыл известный нам сегодня Н3О, был Йонс Якоб Берцелиус, шведский химик, который вместе с Лавуазье и двумя другими считается одним из основоположников современной химии.

А вы знали, что 2019 год объявлен ЮНЕСКО Международным годом Периодической таблицы Менделеева, в честь 150 годовщины создания таблицы Менделеева?! Что ж, теперь вы это делаете — кое-что интересное, о чем можно было бы упомянуть в следующий раз, когда вы соберетесь немного поболтать о кулере с водой.

Кальций – информация об элементе, свойства и применение

Стенограмма:

Химия в ее стихии: кальций

(Промо)

Вы слушаете Химию в ее стихии, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Крис Смит

Привет, добро пожаловать на эту неделю Химия в ее элементах, я Крис Смит.На этой неделе настала очередь стихии, дающей нам цемент, гипс, наши собственные кости, твердые зубы и жесткую воду.

Карен Фолдс

Молоко, сыр, йогурт, шпинат, миндаль. Какой элемент их всех объединяет? Это, конечно, кальций! Но в то время как большинство из нас сразу же думает о еде, когда кто-то упоминает кальций (и я лично считаю, что в этом виновата старая телевизионная реклама молока), на самом деле он играет гораздо большую роль в нашей жизни. Кальций вокруг нас.Среднестатистический человек содержит около 1 кг кальция, из которых 99% хранится в наших костях. Это пятый по распространенности элемент в земной коре, широко распространенный в виде карбоната кальция, более известного как известняк. Это также пятый по распространенности растворенный ион в морской воде.

Кальций был назван в честь латинского термина calx, означающего известь, и представляет собой химически активный серебристый металлический элемент, находящийся во 2-й группе периодической таблицы. Впервые он был выделен в 1808 году в Англии, когда сэр Хамфри Дэви провел электролиз смеси извести и оксида ртути.Сегодня мы получаем кальций путем электролиза расплавленной соли, такой как хлорид кальция. На воздухе элементарный кальций быстро образует серо-белое оксидно-нитридное покрытие. В отличие от магния, кальций довольно трудно зажечь, но после возгорания он горит ярко-красным пламенем высокой интенсивности.

Однако соединения кальция гораздо полезнее, чем сам элемент. Литература, относящаяся к 975 году нашей эры, показывает, что гипс (который представляет собой сульфат кальция) уже тогда использовался для вправления сломанных костей.Оксид кальция (также известный как известь или негашеная известь) является основным компонентом строительных растворов и цемента. Производство цемента с использованием оксида кальция известно давно; его использовали римляне, а также египтяне, построившие Великую пирамиду в Гизе и гробницу Тутанхамона. Фторид кальция также хорошо известен своей нерастворимостью и прозрачностью в широком диапазоне длин волн, что делает его полезным для изготовления ячеек и окон для инфракрасных и ультрафиолетовых спектрометров.

Наша питьевая вода также содержит ионы кальция, особенно в регионах с так называемой жесткой водой.Жесткая вода — это термин, используемый для воды с высоким содержанием ионов кальция и магния (2 плюс). Кальций обычно попадает в воду, когда она течет мимо карбоната кальция из известняка и мела или сульфата кальция из других месторождений полезных ископаемых. Хотя некоторым людям не нравится вкус, жесткая вода, как правило, не вредна для здоровья. Хотя это делает ваш чайник пушистым! Интересно, что вкус пива (что-то дорогое моему сердцу) кажется связанным с концентрацией кальция в используемой воде, и утверждается, что хорошее пиво должно иметь концентрацию кальция выше, чем в жесткой водопроводной воде.

Кальций известен как незаменимый элемент, что означает, что это элемент, который абсолютно необходим для жизненных процессов. Именно это старая телевизионная реклама молока и пыталась нам внушить. Кальций используется для производства минералов, содержащихся в костях, раковинах и зубах, посредством процесса, называемого биоминерализацией. Фосфат кальция (также известный как гидроксиапатит) является минеральным компонентом костей и зубов и является особенно хорошим примером того, как организмы производят «живые» композитные материалы.Действительно, различные свойства (такие как жесткость) кости обусловлены изменением количества органического компонента, в основном волокнистого белка, называемого коллагеном, с которым связан гидроксиапатит. Кость в нашем организме функционирует не только как структурная опора, но и как центральное хранилище кальция. Таким образом, во время беременности кости, как правило, подвергаются набегам на кальций в процессе, называемом деминерализацией. Кость не вечна; серьезной медицинской проблемой является остеопороз, который представляет собой декальцинацию костей.Эта потеря костной массы, которая происходит с возрастом, делает кости более восприимчивыми к переломам при стрессе, и это происходит в основном у пожилых людей, особенно у женщин.

Ионы кальция также играют решающую роль в высших организмах в качестве внутриклеточного мессенджера. Потоки Ca2+ вызывают действие ферментов в клетках в ответ на получение гормонального или электрического сигнала из других частей организма. Кальций также очень важен для свертывания крови. Когда внезапно возникает кровотечение из раны, тромбоциты собираются в ране и пытаются блокировать кровоток.Кальций, витамин К и белок, называемый фибриногеном, помогают тромбоцитам образовывать сгусток. Если в вашей крови не хватает кальция или одного из этих других питательных веществ, для свертывания крови потребуется больше времени, чем обычно.

Способность обнаруживать чрезвычайно малые количества элемента может быть очень полезной адаптацией для животного, если этот элемент важен для него. Например, крабы-отшельники, обитающие в бывших в употреблении раковинах и меняющие их на более новые, более крупные по мере роста, обладают способностью распознавать раковины, подходящие для обитания, не только нащупывая их, но, по-видимому, также измеряя ничтожное количество карбоната кальция, которое содержится в них. растворяется в воде вокруг раковины.Они могут легко отличить натуральные раковины, содержащие карбонат кальция, от содержащих кальций реплик, сделанных из сульфата кальция. Концентрация кальция, обнаруженная раком-отшельником, составляет порядка 4 частей на миллион или меньше, что является удивительно низким показателем.

Итак, от крепких зубов и костей до хорошего вкуса пива и обеспечения того, чтобы раки-отшельники нашли свой идеальный дом — вы можете видеть, что кальций действительно является важным элементом.

Крис Смит

Что ж, я чувствую себя как дома с моей жесткой водой, и местное пиво тоже довольно приятное на вкус, хотя я и пью довольно много чайников – действительно, Рассел Хоббс, вероятно, обязан своим жизнерадостным курсом акций всего лишь до меня.Хорошо, может быть. Это была Карен Фолдс из Стратклайдского университета с историей о кальции. На следующей неделе, если бы вы были элементом, каким бы вы были?

Пэт Бэйли

Если бы мне нужно было выбрать человека, который будет представлять золото, то я думаю, что это мог бы быть молодой амбициозный биржевой маклер, немного кричащий и неспособный к установлению отношений. Для Гелии – воздушно-сказочная блондинка с немного писклявым голосом, но со стремлением примкнуть к дворянству. А для бора? Ну, на первый взгляд скучный бухгалтер средних лет, возможно, одетый в коричневые вельветовые брюки и твидовый пиджак.но с неожиданной для него стороной в свободное время – прыжками с парашютом, и членом весьма сомнительного общества, балующегося обменом партнерами.

Крис Смит

И вы можете получить внутреннюю историю о свинговых выходках Борона с Пэт Бейли в выпуске Химия в ее стихии на следующей неделе. Я Крис Смит, спасибо за внимание и до свидания.

(Акция)

(Конец акции)

2.12: Химические символы и формулы

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Химические символы и формулы
2. Резюме
3. Узнать больше
4. Авторы и авторство

Предположим, вы идете и заметили на земле лист бумаги с отметками на нем. Вы поднимаете его и видите бумагу на картинке ниже.

Игра в шахматы.

Для большинства людей эти заметки ничего не значат (может быть, это секретный шпионский код). Но для шахматиста эти символы рассказывают историю шахматной партии. Каждая аббревиатура описывает шахматную фигуру или ход во время игры. Использование специальных символов позволяет шахматистам «видеть» игру, не читая многословное и, возможно, неполное описание того, что произошло.

Химические символы и формулы

Для иллюстрации химических реакций и элементов и соединений , участвующих в них, химики используют символы и формулы.Химический символ представляет собой одно- или двухбуквенное обозначение элемента. Некоторые примеры химических символов: \(\ce{O}\) для кислорода, \(\ce{Zn}\) для цинка и \(\ce{Fe}\) для железа. Первая буква символа всегда заглавная. Если символ состоит из двух букв, вторая буква является строчной. Большинство элементов имеют символы, основанные на их английских названиях. Однако некоторые элементы, известные с древних времен, сохранили символы, основанные на их латинских названиях, как показано ниже.

Таблица 1: Символы и латинские названия элементов

Химический символ	Имя	Латинское название
\(\ce{Na}\)	Натрий	Натрий
\(\се{К}\)	Калий	Калиум
\(\ce{Fe}\)	Железо	Феррум
\(\ce{Cu}\)	Медь	Купрум
\(\ce{Ag}\)	Серебро	Аргентум
\(\ce{Sn}\)	Олово	Станнум
\(\ce{Sb}\)	Сурьма	Стибиум
\(\ce{Au}\)	Золото	Аурум
\(\ce{Pb}\)	Свинец	Свинец

Соединения представляют собой комбинации двух или более элементов. Химическая формула — это выражение, которое показывает элементы в соединении и относительные пропорции этих элементов. Вода состоит из водорода и кислорода в соотношении два к одному. Химическая формула воды \(\ce{H_2O}\). Серная кислота является одним из наиболее широко производимых химических веществ в Соединенных Штатах и ​​​​состоит из элементов водорода, серы и кислорода. Химическая формула серной кислоты: \(\ce{H_2SO_4}\).

Резюме

• Химический символ представляет собой одно- или двухбуквенное обозначение элемента.
• Соединения представляют собой комбинации двух или более элементов.
• Химическая формула — это выражение, которое показывает элементы в соединении и относительные пропорции этих элементов.
• Некоторые элементы имеют символы, происходящие от латинского названия элемента.

Узнать больше

Используйте ссылку ниже, чтобы ответить на следующие вопросы:

1. Что такое химическая формула?

2. Какова химическая формула глюкозы? Что означает эта формула?

3.Какова химическая формула кофеина?

4. Какова химическая формула сахара?

Авторы и атрибуты

• Фонд CK-12, созданный Шэрон Бьюик, Ричардом Парсонсом, Терезой Форсайт, Шонной Робинсон и Джин Дюпон.

Сенаторы Куны, члены химического собрания Конгресса, представляют двухпалатную двухпартийную резолюцию, посвященную 150-летию периодической таблицы элементов

.

ВАШИНГТОН – Ю.С. Сенаторов Крис Кунс (D-Del.), Шелли Мур Капито (R-WV), Стив Дейнс (R-Mont.), и Гэри Питерс (штат Мичиган) представил резолюцию, в которой 2019 г. «Международный год Периодической таблицы химических элементов». Компаньон Резолюция была внесена в Палату представителей конгрессменом Джоном Муленаар (республиканец, штат Мичиган) и Дэн Липински (штат Иллинойс).

Этот двухпартийный, двухпалатный Резолюция подчеркивает важность открытия периодической таблицы, и признает, что наше понимание химических элементов может помочь решить проблемы, связанные с водой, едой, здоровьем, безопасностью и энергией во всем мире. Мир.

«Я горжусь тем, что присоединился к моему коллеги с обеих сторон прохода в признании 150 ^-й годовщина одного из самых значительных достижений в науке», — сказал . Сенатор Кунс . «Открытие Дмитрием Менделеевым периодической системы путь к бесчисленным научным достижениям, которые улучшили жизнь каждого человека на планете. Это прекрасная возможность задуматься об этих прорывов и стимулировать интерес молодежи по всей стране в науке.

«Западная Вирджиния — это место зарождения современной химической промышленности, а в следующем году 100 лет со дня основания первого в мире нефтехимического завод в Кленденине, — сказал сенатор Капито . «Это достижение было только возможно благодаря созданию периодической таблицы элементов Дмитрием Менделеева всего на 50 лет раньше, что значительно ускорило нашу современную понимание химии. Это быстрое развитие от схемы Менделеева к сегодняшний уровень жизни, ставший возможным благодаря химии, говорит о способности науки и инноваций для изменения жизни людей во всем мире. надеюсь эти две годовщины вдохновят новое поколение жителей Западной Вирджинии и наших соотечественников-американцев продвигать научные достижения».

«Рад присоединиться к моей коллег по обе стороны прохода в праздновании 150-летия Периодическую таблицу, — сказал сенатор Дейнс. «Как единственный инженер-химик в Конгрессе, я понимаю, какую важную роль играет химия в развитии Американские технологии и создание хорошо оплачиваемых рабочих мест. Нам нужно продолжать продвигать образование STEM, чтобы подготовить следующее поколение ученых к дальнейшему Глобальная конкурентоспособность Америки.

«В качестве исследователей, проектировщиков и инженеры по всему Мичигану и по всей стране работают над проектами которые сформируют 21 ^й век, важно признать что ни одно из их усилий было бы невозможно без формирования Периодическая таблица элементов, — сказал сенатор Питерс.  «Дмитрий Менделеев работа будет продолжать служить путем к новым открытиям для поколений впереди, и я рад присоединиться к своим коллегам, чтобы представить этот двухпартийный резолюция, которая признает периодическую таблицу как историческое достижение. »

«Таблица Менделеева была катализатор для 150 лет научных инноваций», сказал конгрессмен Муленаар . «Это помогло поколениям ученых лучше понять элементов нашего мира и вдохновил их на открытия, изменившие жизни каждого человека к лучшему».

«Я рад присоединиться к моей Коллеги из Палаты представителей и Сената представили двухпартийную резолюцию о создании Международный год Периодической таблицы», — сказал конгрессмен Липински .«Как сопредседатель Совета по химии, я с энтузиазмом поддерживаю любые усилия способствовать образованию и исследованиям в области химии. Эта резолюция признает важность периодической таблицы и то, как она предоставляет полезную информацию об элементах и ​​о том, как они соотносятся друг с другом в одном удобном ссылка. Химия играет важную роль в том, как мы подходим к решению задач сегодняшнего и завтрашнего дня, и я рад, что мы даем периодической таблице заслуженное признание!»

«Международный год Периодическая таблица (IYPT) прославляет этот жизненно важный инструмент для химии предприятия и широкой общественности, способствуя международному сотрудничеству между странами и их научными сообществами. Американский химик Общество (ACS) гордится тем, что представляет Соединенные Штаты в стремлении вдохновлять различные будущие поколения ученых, выдвигая на первый план периодическую таблицу в повседневной жизни жизнь. Научная дипломатия сейчас как никогда поможет наладить диалог для решать наши глобальные задачи», — сказала Бонни Шарпантье, президент Американское химическое общество.

Текст разрешения может быть нашел здесь.

 

###

единиц измерения при очистке воды – состав материала

Чистым веществом мы называем вещество, физические константы которого остаются одинаковыми независимо от размера отобранной пробы.

Молекула – наименьшая часть чистого вещества, сохраняющая все химические и физические свойства чистого вещества.

Молекула может быть расщеплена химическими или физическими способами. Используются высокие уровни энергии. Молекула состоит из атомов, соединенных химическими связями:

• одинаковых атомов для простого чистого вещества или
• различных атомов для составного чистого вещества.

Атом — наименьшая мыслимая часть химического элемента.Он состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого тяготеют отрицательно заряженные электроны. Ядро состоит из нуклонов двух типов: протонов и нейтронов (рисунок 5) :

Рисунок 5. Протон и нейтрон

• электрон имеет электрический заряд

кулонов. Его масса 9,109·10 ^–31 кг. Электрон имеет угловой момент (спин), вызванный его вращением вокруг своей оси; при этом создается магнитный дипольный момент, отвечающий за свойства большинства пара- и ферромагнетиков;

• протон — это частица, имеющая положительный заряд, равный

кулонов, и ее масса в 1 835 раз больше массы электрона (1.673·10 ^–27 кг) ;

• нейтрон представляет собой электрически нейтральную частицу, масса которой в 1,001 4 раза больше массы протона.

В космосе атом занимает объем, который можно сравнить со сферой диаметром в несколько ангстрем. Его масса составляет примерно 10 ^–26 кг. Ядро имеет диаметр примерно один ферми (10 ^-15 м), т. е. очень маленький по сравнению с атомом. В нем сосредоточена практически вся масса атома.Радиус атома в 100 000 раз больше радиуса ядра. Атом идентифицируется:

• его атомным номером Z, который относится к числу протонов в его ядре;
• его атомное массовое число A, равное сумме чисел протонов Z и чисел нейтронов N.

Число электронов, равное числу протонов Z, определяет свойства атома. Электроны движутся очень быстро в поле притяжения ядра. Они движутся по разным орбитам с центром вокруг ядра; эти орбиты относятся к различным уровням энергии, которые определяются квантовыми числами.Электроны могут перемещаться с одного уровня энергии на другой в соответствии с правилами, поглощая или испуская определенную энергию, которая является целым множителем единицы энергии, называемой квантом или фотоном. Энергия перехода между двумя соседними уровнями равна hu, где h — постоянная Планка (6,626 075 5·10 ^–34 Дж·с), а u — частота связанного фотона, обратно пропорциональная его длине волны. l (l = c/u, где c, постоянная скорость света, 299 792 458 м · с ^–1 ).

За исключением благородных газов, которые являются моноатомными, вещества в газообразном, жидком или твердом состоянии состоят не из изолированных атомов, а из атомов, сгруппированных в молекулы, в металлических или ионных твердых телах. Эта группировка является результатом связей и взаимодействий между атомами через электроны во внешних слоях, что создает стабильные структуры.

ионы – изотопы

Ионы образуются из атомов в результате потери или приобретения электронов под действием дополнительной тепловой или электрической энергии.Электроположительные элементы, такие как железо, производят положительно заряженные ионы, известные как катионы. Электроотрицательные элементы, такие как хлор и сера, производят отрицательно заряженные ионы, известные как анионы. Ион может быть образован из нескольких электрически заряженных атомов (случай карбоната). Как правило, анионы и катионы существуют не изолированно, а группами в виде ионных соединений.

Изотопы одного и того же элемента относятся к атомам, несущим одинаковое количество электронов, но разное количество нейтронов. Следовательно, изотопные атомы обладают одинаковыми химическими свойствами.Они отличаются только своей кинематикой.

Для большинства элементов известно несколько изотопов. Элементы изотопа различают, обозначая их символом, которому предшествуют цифры A и Z:

атомная масса элемента – моль – грамм-молекулярная масса

Поскольку масса электрона незначительна, масса атома равна массе нуклонов. Поскольку это очень малые массы и, следовательно, не очень удобные для использования, по соглашению единица атомной массы (u) определяется как 1/12 ^th массы атома углерода ¹² C (1. 66054·10 ^–27 кг) (14-я Генеральная конференция по мерам и весам, 1971 г.).

Англосаксы и биохимики используют дальтон (Да), где 1 u = 1 Да. Атомная масса элемента рассчитывается как сумма масс различных изотопов, взвешенных по их относительному содержанию (например, атомная масса хлора составляет 35,453 ед.).

Столкнувшись с очень большим количеством частиц, содержащихся в образце вещества, химики создали моль, который является единицей измерения, применимой к количеству вещества (символ “моль”).По определению, моль – это количество вещества в системе, содержащей столько элементарных частиц, сколько атомов содержится в 12 г углерода ¹² C.

Число элементарных частиц в одном моле вещества равно 6,022·10 ²³ (число Авогадро).

Масса одного моля углерода ¹² C точно равна 12 г, массы одного моля атома хлора составляет 35,5 г; количество вещества в 1 кг воды H ₂ O равно 55,533 моль.

Грамм-молекулярная масса вещества определяется как отношение средней массы этого вещества к количеству содержащегося в нем вещества: выражается в граммах на моль (г·моль ^–1 ).Молярная масса молекулы, состоящей из нескольких атомов, обычно вычисляется следующим образом:

, где n _i — число атомов i с атомной массой MA _i .

классификация элементов – формулы соединений

Химические элементы не обладают неустановленными свойствами; их свойства зависят от электронной структуры атома: два разных атома с одинаковыми периферийными слоями будут иметь сходные химические свойства (семейства щелочных металлов, галогенов…).Периодическая классификация элементов, полученная из таблицы Менделеева (рис. 6), учитывает это сходство. В этой таблице каждый элемент представлен символом и атомным номером. Средняя атомная масса каждого элемента показана в нижнем правом углу его прямоугольника.

Рисунок 6. Периодическая таблица элементов

Химические вещества представляются формулами, полученными из символов составляющих их элементов. Каждому символу присвоен порядковый номер, показывающий соответствующее количество атомов.Молекула воды H ₂ O содержит 2 атома водорода и 1 атом кислорода.

В таблице 22 приведены формулы и грамм-молекулярная масса основных солей, используемых при очистке воды.

Для органических веществ часто использовали так называемую полуразвитую формулу, указывающую на наличие в молекуле определенных функциональных группировок. Следовательно, уксусная кислота записывается как CH ₃ COOH, чтобы показать, что существует группа CH ₃ , связанная одним атомом углерода с карбоксильной группой COOH.

Таблица 22. Грамм-молекулярная масса основных солей кристаллинов

правила, применимые к наименованию соединений и написанию формул

Названия органических соединений даются в соответствии с номенклатурой Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC). Однако в повседневном употреблении есть много привычных имён.

Любое исследование, проводимое в различных химических каталогах или словарях, должно начинаться с эмпирической формулы.

Французское химическое общество опубликовало исчерпывающие правила номенклатуры неорганической химии (февраль 1975 г.).Мы цитируем ниже несколько основных абзацев:

• В формулах электроположительный компонент (катион) всегда должен стоять первым, т.е. KCℓ, CaSO ₄ . Когда соединение содержит более одного электроположительного или электроотрицательного компонента, последовательность внутри каждого класса должна соответствовать алфавитному порядку символов. С кислотами обращаются так же, как с водородными солями; например H ₂ SO ₄ и H ₂ PtCℓ _6; , пожалуйста, обратитесь к буквенным комбинациям для обозначения водорода.

• в случае бинарных соединений неметаллических элементов ведущим компонентом будет тот, который указан первым в следующем списке: B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cℓ, O, FEG : NH ₃ , H ₂ S, SO ₂ , C,O ₂ , OF ₂ .

• соли, содержащие кислые атомы водорода. Названия этих солей образованы добавлением приставки «водород» к названию аниона, что указывает на наличие в этой соли замещаемого водорода.Ясно, что этот тип соли нельзя назвать кислой солью.
  Примеры:
  • NaHCO ₃ : гидрокарбонат натрия;
  • LiH ₂ PO ₄ : дигидрофосфат лития;
  • KHS: гидросульфид калия.

• простые соли, тройные соли.

• катионы: в формулах все катионы должны стоять перед анионами.

• за исключением водорода, катионы должны быть указаны в алфавитном порядке; этот порядок может быть разным в формулах и в именах.Например. KNaCO ₃ : карбонат калия-натрия.

• кислый водород: когда правило 6.2 не применяется, водород записывается как последний из катионов. Например. NaNH ₄ HPO ₄ , 4H ₂ 0: гидрофосфат аммония и натрия с 4 молекулами воды.

• анионы: анионы должны быть указаны в алфавитном порядке; этот порядок может быть разным в формулах и в именах.

оценка концентрации

с использованием миллиэквивалента

Для облегчения расчетов стало нормой оценивать результаты анализов не в граммах на литр, а в граммах-эквивалентах на литр.Доля – это миллиэквивалент на литр (мэкв · л ^–1 ).

Например, грамм-молекулярная масса хлора составляет 35,5 г, если вода содержит 2 г хлорида на литр, этот результат можно выразить, написав, что она содержит:

грамм-эквивалент хлора на литр (56 мэкв · Л ^–1 ).

В случае поливалентного элемента значение единицы концентрации «мэкв · л ^–1 » единицы концентрации, выраженное в мг · л ^–1 , представляет собой грамм-молекулярную массу, деленную на валентность.Например, в случае кальция, двухвалентного элемента с грамм-молекулярной массой 40 г, концентрация 1 мэкв · л ^–1 соответствует: . Если, используя приведенный выше пример воды, содержащей 56 миллиэквивалентов хлорида на литр, мы имеем чистый раствор хлорида кальция, то концентрация CaCℓ ₂ будет:

, а соответствующая концентрация кальция будет:

Нам часто нужно знать не детали различных растворенных солей, а баланс анионов и катионов.Эквивалентная система обозначений немедленно даст нам представление об этом балансе.

с использованием градусов (таблица 23)

Понятие эквивалента и миллиэквивалента имеет то преимущество, что оно является международным. Однако во Франции часто используется градус (1 °F = 0,2 миллиэквивалента на литр), как и ppm CaCO ₃ (1 ppm CaCO ₃ = 0,02 миллиэквивалента на литр) в Англии и США, или Немецкий градус (1 ° dh = 1,786 ° F или 0,3572 миллиэквивалента на литр).

Таблица 23. Концентрации растворов Таблица 23 (продолжение). Концентрации растворов

Как читать Периодическую таблицу элементов

Revolutionized поддерживается читателями. Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Узнайте больше здесь.

Периодическая таблица элементов содержит строительные блоки, из которых состоят объекты в нашем мире. Вода представляет собой комбинацию атомов водорода и кислорода. Атомы углерода есть во всех живых существах.По состоянию на 2016 год периодическая таблица содержит 118 уникальных элементов. Ученые пытаются создавать новые элементы с помощью акселерометров частиц, но это может оказаться сложным процессом. Как только вы познакомитесь с ключом элемента, расположением и структурой, вам будет легко читать периодическую таблицу.

Что такое ключ элемента?

Поле, содержащее информацию о каждом элементе, называется ключом элемента. Каждый ключ содержит название элемента, уникальный символ, атомный вес и атомный номер. Кислород, например, имеет атомный номер 8, атомный вес 15.996 и уникальный символ O. О чем говорит нам каждый из этих разделов ключа элемента?

Атомный номер

Атомный номер элемента позволяет узнать, сколько протонов содержится в ядре и сколько электронов вращается вокруг него. В случае с кислородом это говорит о том, что в центре каждого атома есть восемь положительных протонов и восемь отрицательных электронов, вращающихся вокруг него. Каждому элементу периодической таблицы присвоен атомный номер. Он не только позволяет считать протоны и электроны, но и определяет место элемента в таблице.

Атомная масса

Атомная масса — это число, расположенное внизу ключа элемента. Это число представляет собой среднюю массу изотопов элемента, включая все электроны, протоны и нейтроны. Изотопы имеют одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов.

Ученые создали элементы с 93 по 118 в лаборатории. Эти искусственные элементы не существуют в природе и не существуют дольше нескольких миллисекунд за раз. Атомный вес этих элементов основан на элементе, который просуществовал дольше всего, когда он был создан.Будущие исследования могут изменить указанный атомный вес этих элементов.

Атомный символ

Наконец, имя элемента определяет символ атома. В большинстве случаев, как кислород или углерод, это просто первая буква названия элемента. В других, таких как калий или ртуть, ученым приходится оглянуться назад в историю. Калий имеет обозначение K из-за своего неолатинского названия — Kalium. Ртуть имеет обозначение Hg из-за своего греческого названия — Hydrargyrum, что означает «жидкое серебро».Между тем серебро имеет обозначение Ag по латинскому названию — Argentum, которое позже стало французским словом для того же цвета: argent. Сколько элементов вы можете угадать, просто взглянув на их атомный символ?

Классификация элементов помогает читать периодическую таблицу

Структура таблицы Менделеева может показаться случайному наблюдателю странной, но ее структура служит определенной цели. Каждый элемент расположен в соответствии с его атомным весом и номером. Вертикальные столбцы — это групп , а горизонтальные строки — периодов .

Группа

Элементы сгруппированы в столбцы в зависимости от их химических свойств. Каждая колонка обозначается римской цифрой или, в современных таблицах, арабской цифрой. Это количество электронов, которые элемент имеет на своей внешней оболочке, которые известны как валентные электроны.

Валентные электроны — это количество электронов, которое элемент имеет в наличии для связи с другими элементами с образованием молекул.

Группа 1 состоит из щелочных металлов — таких веществ, как натрий, калий и цезий, которые не так плотны, как другие металлы, и обладают высокой реакционной способностью.Некоторые из них даже взрываются при контакте с водой или воздухом.

Группа 2 включает щелочноземельные металлы, такие как кальций и магний, которые легко связываются. Их атомы меньше, чем в группе 1.

Группы с 3 по 12 — это переходные металлы. Эта группа составляет большую часть таблицы Менделеева. В крайнем правом углу вы найдете некоторые металлы, а также металлоиды и неметаллы. Наиболее распространенными неметаллами являются группа 17, галогены и группа 18, благородные газы, которые ни с чем не связываются.

Хотите узнать больше об одной из этих групп? Ознакомьтесь с нашей серией «Повседневное использование элементов», чтобы узнать больше о свойствах, характеристиках и распространенном использовании группы: 

Щелочные металлы | Щелочноземельные металлы | Переходные металлы | Актиниды | Лантаниды | Основные металлы | Металлоиды | Неметаллы | Галогены | Благородные газы

Период

Ядро каждого элемента окружено оболочкой, которая может содержать только определенное количество электронов. Элементы в периодической таблице разбиты на строки в зависимости от количества имеющихся у них оболочек.

Неон находится во втором ряду, или точке, что означает наличие двух оболочек. Первая оболочка может содержать только два электрона, а вторая оболочка может содержать до восьми электронов, всего 10.

Внизу периодической таблицы находятся лантаноиды и актиноиды. У всех лантаноидов атомный номер больше, чем у лантана, и почти все они представляют собой мягкие серебристые металлы. Актиниды находятся в самом нижнем ряду периодической таблицы, и все они имеют атомные номера выше, чем у актиния.Каждый из этих элементов очень радиоактивен.

Цветовая маркировка

Чтобы упростить чтение периодической таблицы, современные версии включают цветовое кодирование. Каждый цвет разбивает элементы на разные группы. Элементы с 57 по 71 и с 89 по 103 расположены в отдельных строках, чтобы улучшить читаемость.

Периодические тренды

Как только вы научитесь читать таблицу Менделеева, вам станет легче видеть представленные в ней тенденции. Например, если вы будете следовать таблице слева направо, вы увидите, что электроотрицательность увеличивается.Электроотрицательность возникает, когда валентная оболочка, несущая электроны, заполнена менее чем наполовину.

Движение сверху вниз показывает уменьшение электроотрицательности. Это не относится к инертным газам, которые всегда имеют полную валентную оболочку, а также к лантаноидам и актиноидам в нижней части таблицы.

Движение справа налево показывает увеличение атомного радиуса или расстояния между ядром элемента и его валентными оболочками. Элементы группы 1 имеют наибольший радиус, а благородные газы — наименьший.

Этот радиус также увеличивается по мере продвижения от верха стола к низу. Движение в этом направлении также показывает увеличение металлических характеристик — чем левее вы перемещаетесь по диаграмме, тем более металлическими становятся элементы. Благородные газы, которые явно неметаллические, находятся в крайнем правом углу, а щелочные металлы — в крайнем левом.

Используя приведенное выше руководство, вы сможете легко и быстро прочитать периодическую таблицу!

Почему таблица Менделеева выглядит именно так? Ознакомьтесь с моей последней статьей

Кто создал периодическую таблицу и почему? , чтобы увидеть, как выглядели исторические таблицы Менделеева.Вы не поверите, какими разными они были!

Эта статья впервые опубликована 27. 10.2017. Впервые мы обновили его 18 февраля 2019 г., чтобы включить больше информации о периодической таблице, ее классификациях и тенденциях. Статья также была обновлена ​​23 декабря 2019 г. для улучшения макета заголовка и 10 июля 2020 г. для добавления недостающих ресурсов об актинидах и лантаноидах .

Revolutionized поддерживается читателями. Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию.Узнайте больше здесь.

Факты о мышьяке | Дартмутские токсичные металлы

Что такое мышьяк?

Встречающийся в природе в земной коре и широко распространенный в окружающей среде, мышьяк является 20-м наиболее распространенным элементом.

Информационный бюллетень о мышьяке

В природе мышьяк обычно встречается в осадочных или магматических породах, соединенных или смешанных с другими элементами, такими как кислород. Мышьяк имеет особое сродство к сере и часто встречается вместе с серой в рудах — смесях минералов, которые добываются для получения полезных материалов, таких как серебро или медь. Обыкновенный арсенопирит, ржаво-красная порода, представляет собой сочетание мышьяка с серой и железом. Эта руда, известная грекам времен Аристотеля, является важным коммерческим источником мышьяка.

Менее распространенной формой мышьяка, встречающейся в природе, является серебристо-серая порода, называемая триоксидом мышьяка, которая также имеет несколько распространенных названий, включая элементарный, самородный, чистый и белый мышьяк. Триоксид мышьяка также важен как сырье для продуктов, содержащих мышьяк.

Поскольку мышьяк является таким же элементом, как углерод и кислород, он не распадается в окружающей среде на более простые вещества, хотя может изменять форму и объединяться с другими элементами в молекулы с другими химическими свойствами.Некоторые формы мышьяка весьма токсичны; другие меньше.

Большинство соединений мышьяка невозможно обнаружить органами чувств, поскольку они не имеют ни запаха, ни вкуса. Но когда мышьяк нагревается — ярким солнечным светом или в лабораторных экспериментах — он сразу переходит из твердого состояния в газообразное и издает характерный чесночный запах. Горняки когда-то распознавали мышьяк в горной породе по резкому аромату, выделяемому ударами молотка или кирки.

Хотя мышьяк часто относят к токсичным металлам, он принадлежит к классу элементов, известных как металлоиды, которые обладают свойствами как металлов, так и неметаллов.

Почему нас беспокоит мышьяк?

Стремясь решить проблему ненадежной и небезопасной питьевой воды в Бангладеш, несколько международных агентств поддержали программу по замене неглубоких скважин с поверхностной водой более глубокими пробуренными скважинами. Источник: Harvard Arsenic Project

. До недавнего времени считалось, что мышьяк вызывает беспокойство в первую очередь у рабочих, производящих или использующих мышьякосодержащие продукты. Считалось, что люди, которые вступали в контакт с концентрированными источниками мышьяка, такими как промышленные или сельскохозяйственные отходы, пестициды или лекарства на основе мышьяка, также подвергались риску.

Совсем недавно стало беспокоить воздействие мышьяка из природных источников в окружающей среде. В начале 1990-х годов беспрецедентное отравление мышьяком в Бангладеш привлекло международное внимание к токсическим эффектам встречающегося в природе мышьяка в питьевой воде. Стремясь решить проблему ненадежной и небезопасной питьевой воды в Бангладеш, несколько международных агентств поддержали программу по замене неглубоких скважин с поверхностной водой более глубокими пробуренными скважинами. Это уменьшило эпидемии холеры и других болезней, передающихся через воду, в Бангладеш, но спустя годы среди населения возникла новая картина болезни.В конце концов, эти болезни были связаны с пробуренными колодцами, которые брали воду, загрязненную мышьяком, из подземных пород. В настоящее время Всемирный банк и ЮНИСЕФ оказывают Бангладеш финансовую поддержку для разработки альтернативных источников питьевой воды из таких источников, как накопленная дождевая вода или очищенная вода из прудов.

В настоящее время Всемирный банк и ЮНИСЕФ оказывают Бангладеш финансовую поддержку для разработки альтернативных источников питьевой воды из таких источников, как накопленная дождевая вода или очищенная вода из прудов. Источник: Гарвардский проект по мышьяку.

В последние годы воздействие мышьяка в питьевой воде также было определено как проблема для здоровья в регионах Соединенных Штатов, где коренная порода содержит необычно высокие уровни мышьяка, таких как районы Нью-Гэмпшира, Мэна, Мичигана и регионы на юго-западе и Скалистые горы.

Научные достижения, включая новые методы точного измерения небольших количеств мышьяка в горных породах и воде, теперь позволяют ученым точно определять присутствие мышьяка и оценивать долгосрочное воздействие относительно низких уровней мышьяка на экосистемы и здоровье человека.

Кто подвергается риску отравления мышьяком?

Сам табак до недавнего времени содержал высокие уровни мышьяка из-за широкого использования пестицидов на основе мышьяка при выращивании табака.

В прошлом люди, подвергшиеся воздействию мышьяка на рабочем месте, подвергались наибольшему риску отравления мышьяком. Люди, занимающиеся добычей, переработкой или выплавкой мышьяковых руд, а также люди, занимающиеся производством или использованием мышьяксодержащих пестицидов, часто вдыхают мышьяк на работе. Риск развития рака легких у них был высок и даже выше, если они курили сигареты.Сам табак до недавнего времени содержал высокие уровни мышьяка из-за широкого использования пестицидов на основе мышьяка при выращивании табака. Рабочие, которые вдыхали мышьяк на работе, также часто вступали в контакт с мышьяком через кожу. Европейские виноградари до 1940-х годов широко использовали пестициды на основе мышьяка; у многих развился рак кожи, а также другие болезни.

Из-за опасений по поводу воздействия продуктов на основе мышьяка на здоровье человека и окружающую среду многие виды использования мышьяка были сокращены.Отрасли, которые все еще используют или перерабатывают мышьяк, ввели меры предосторожности для рабочих.

Сегодня наибольшее беспокойство в США и во всем мире вызывает загрязненная мышьяком питьевая вода. Менее опасным, но все же рискованным является воздействие мышьяка при распиловке, шлифовке или сжигании древесины, обработанной мышьякосодержащими консервантами (пиломатериалы, обработанные под давлением CCA).

Где находится мышьяк?

Следовые количества мышьяка присутствуют почти везде — в океанской воде и почве, в воде, которую мы пьем, в продуктах питания, которые мы едим, и в воздухе, которым мы дышим.

Все природные формы мышьяка восходят к геологическим отложениям. В среднем на каждый миллион частей камня или почвы на Земле приходится около двух частей мышьяка (измерение обычно выражается как две части на миллион или 2 части на миллион). Но мышьяк распределен по земному шару неравномерно.

Осадочная порода в некоторых районах, таких как районы Индии, Китая и Южной Америки, может содержать мышьяк в количестве до двух частей на сто – два процента по весу. Концентрации мышьяка выше среднего также были обнаружены в подземных породах некоторых районов Соединенных Штатов, таких как районы Нью-Гэмпшира, Мэна, Мичигана и нескольких западных и юго-западных штатов.Мышьяк в этих регионах иногда появляется в коренных породах в виде концентрированных прожилков или прожилок. При определенных условиях мышьяк из геологических формаций может просачиваться в грунтовые воды.

В водораздел реки Аберхона недалеко от Бостона, штат Массачусетс, более века сбрасывались отходы кожевенных заводов и других заводов.

Природа переносит мышьяк с места на место в результате выветривания богатых мышьяком пород и подземных процессов, которые зависят от химического состава и состава почв и горных пород.Люди производили концентрированные источники мышьяка, выкапывая его, используя и перемещая. К таким видам деятельности относится добыча руд, содержащих мышьяк, и плавка — нагревание этих руд — для извлечения меди, серебра или золота. (Мышьяк можно было собирать в чистом виде внутри дымовых труб плавильных заводов.) Мышьяк часто оставляли в кучах, называемых хвостами, образуя места сосредоточения отходов. Конечно, в некоторых случаях горняки искали сам мышьяк. Использование в прошлом мышьяксодержащих пестицидов или других сельскохозяйственных химикатов, а также выбросы в атмосферу и отходы производителей боеприпасов, стекла и химикатов также способствовали распространению мышьяка в окружающей среде.

Места размещения токсичных отходов, включая районы, обозначенные Агентством по охране окружающей среды США как объекты Суперфонда, часто содержат большое количество мышьяка в сочетании с другими токсичными отходами. Одним из таких мест, о котором рассказывается в фильме «Гражданский иск», является водораздел реки Аберхона недалеко от Бостона, штат Массачусетс, куда более века сбрасывались отходы кожевенных и других заводов. Было обнаружено, что отложения озер в этом регионе содержат от одного до двух процентов мышьяка по весу.

Каково использование мышьяка?

Люди использовали токсичные свойства мышьяка в гербицидах, фунгицидах и инсектицидах, особенно на виноградниках, яблоневых садах, хлопковых и табачных полях.

Мышьяк имеет долгую историю как яд — в частности, яд для грызунов — и широко известен как смертоносный агент. Люди использовали его токсические свойства в гербицидах, фунгицидах и инсектицидах, особенно на виноградниках, яблоневых садах, хлопковых и табачных полях. Мышьяк также использовался в качестве бальзамирующего средства, для сохранения образцов в таксидермии и для дефолиации хлопка для сбора урожая.

Начиная с конца 1700-х годов мышьяк использовался в качестве пигмента для картин, тканей и обоев. Один популярный пигмент, названный зеленым Шееле в честь шведского химика, который его изобрел, представлял собой ярко-зеленый оттенок, сделанный из арсенита меди.

В 18-м и 19-м веках производители боеприпасов добавляли мышьяк в расплавленный свинец и сбрасывали смесь из высоких «выстрельных башен».

В 18-м и 19-м веках производители боеприпасов добавляли мышьяк в расплавленный свинец и сбрасывали смесь из высоких «стреляных башен».Мышьяк увеличивал поверхностное натяжение расплавленного свинца, производя более округлую дробь. Расстрелянные башни стали историческими местами во многих городах, включая Балтимор, Филадельфию и Сан-Франциско. После многих лет использования территории вокруг этих башен часто сильно загрязнялись мышьяком. Соединения мышьяка использовались в медицине, по крайней мере, со времен Гиппократа в пятом веке. Одним из самых известных препаратов мышьяка был однопроцентный раствор арсенита калия, называемый раствором Фаулера, который использовался, начиная с 19 века, для лечения кожных заболеваний, сифилиса, проблем с пищеварением и других внутренних болезней.К сожалению, стало очевидным, что у людей, принимавших препарат Фаулера, значительно повышалась заболеваемость раком; это было наиболее заметно у тех, кто наносил его на кожу, у которых впоследствии развился рак кожи в этих местах. Его использование было прекращено между 1930-ми и 1950-ми годами.

Ряд медицинских составов, содержащих мышьяк, был разработан в начале двадцатого века, но большинство его применений было приостановлено в 1940-х и 1950-х годах. Одним из препаратов мышьяка, который все еще используется, является препарат под названием меларсапрол, который назначают для лечения африканской сонной болезни.По данным Национального совета по безопасности США, в настоящее время мышьяк в Соединенных Штатах в основном используется в качестве консерванта древесины в пиломатериалах, обработанных давлением CCA (хромированный арсенит меди). Мышьяк также используется в сельскохозяйственной продукции, в качестве отвердителя для бронзы и других сплавов, в производстве стекла и в высокоочищенном виде при производстве компьютерных микросхем.

Месторождения мышьяка широко разрабатывались в Соединенных Штатах с середины до конца 1800-х годов. Нью-Гэмпшир, основной внутренний источник на протяжении многих десятилетий, был известен в то время как «штат мышьяка».«С 1986 года в США не работали производители мышьяка. Сырье, необходимое для производства мышьякосодержащих продуктов, в настоящее время импортируется.

Как мышьяк попадает в пищу и воду?

Мышьяк попадает в пищевую цепь, когда он поглощается из почвы растениями, которые поедаются животными, или когда он поглощается из воды водорослями или планктоном, которые поедаются рыбой.

Мышьяк попадает в пищевую сеть, когда он поглощается из почвы растениями, которые поедаются животными, или когда он поглощается из воды водорослями или планктоном, которые поедаются рыбой. Мышьяк не накапливается в организме с течением времени (биоаккумулируется) и его концентрация не увеличивается по мере продвижения вверх по пищевой цепи (биомагнифицируется). Легко выводится животными.

Фрукты и овощи обычно содержат очень небольшие следы мышьяка. Чуть более высокие, но все же крошечные количества могут быть обнаружены у животных, особенно у водных видов, которые фильтруют воду, таких как моллюски. В целом, продукты питания не являются основным источником токсичности мышьяка для человека. Например, мышьяк, обнаруженный в высоких концентрациях в тканях рыб, называемый арсенобетаином или мышьяком рыб, представляет собой нетоксичную форму, которая легко выводится из организма.

Мышьяк в питьевой воде вызывает гораздо большую озабоченность. Подземные воды, протекающие по породам, богатым мышьяком, могут быть загрязнены высокими концентрациями токсичной формы мышьяка, который может попасть в частные колодцы и общественные системы водоснабжения. В некоторых частях мира, включая районы Тайваня, Южной Америки, Индии и Пакистана, питьевая вода может содержать мышьяк в концентрации, достигающей одной части на миллион. Совсем недавно стало очевидно, что геологические отложения также связаны с повышенным содержанием мышьяка в питьевой воде в Соединенных Штатах, включая районы Новой Англии и юго-запада.Уровни мышьяка в питьевой воде в США ниже, чем в Южном полушарии мира, но все же достаточно высоки, чтобы вызывать проблемы со здоровьем.

Хотя когда-то считалось, что деятельность человека является основным источником мышьяка в пище и воде, естественные геологические источники мышьяка в настоящее время представляются гораздо более значительным источником.

Нужен ли нам мышьяк для здоровья?

Исследования на животных дают убедительные доказательства того, что мышьяк является важным микроэлементом, по крайней мере, для птиц и млекопитающих.Когда исследователи полностью исключили мышьяк из рациона животных в экспериментах, животные заболели; у некоторых развились репродуктивные проблемы. Потомство этих взрослых, лишенных мышьяка, рождалось с проблемами развития. Возвращение небольшого количества мышьяка в рацион животных полностью изменило эти эффекты.

Пищевые потребности человека в мышьяке до сих пор остаются спорными. Следовые количества мышьяка содержатся почти во всех продуктах питания и воде, воздухе и почве, поэтому трудно найти людей, изолированных от всех источников мышьяка.Нет никаких известных последствий дефицита мышьяка для здоровья человека, если таковые существуют, и эффекты, наблюдаемые у животных с дефицитом мышьяка, было бы трудно обнаружить и охарактеризовать у людей. Большинство исследователей считают, что вполне вероятно, что мы получаем весь необходимый нам мышьяк из обычной диеты, и в настоящее время нет рекомендаций по ежедневному пищевому потреблению для людей.

Диетологи и токсикологи оказываются по разные стороны интересного вопроса, когда они рассматривают влияние на здоровье человека таких элементов, как мышьяк.Во многих случаях элемент может быть токсичным в одной дозе и полезным, даже необходимым для здоровья, в другой. Если бы можно было каким-то образом удалить из окружающей среды все следы элементов, которые, как известно, обладают токсическим действием, оказало бы это негативное влияние на здоровье человека? Поскольку мышьяк повсеместно присутствует в окружающей среде, этот вопрос, вероятно, останется спорным.

Как мышьяк вредит живым существам?

Мышьяк в форме арсената также может напоминать фосфат, который используется клетками для получения энергии и передачи сигналов.Замещая фосфат в ферментах или сигнальных белках, мышьяк может блокировать выработку энергии и нормальную передачу сигналов клетками.

Токсическое воздействие мышьяка в значительной степени зависит от его химической и физической формы и от того, как человек подвергается воздействию. Большая разовая доза, вызывающая немедленный эффект, называется острым воздействием; меньшее количество в течение длительного периода времени, вызывающее постепенный или отсроченный эффект, называется хроническим воздействием.

При остром воздействии, например, при случайном или преднамеренном отравлении, мышьяк может вытеснять элементы, участвующие в основных химических процессах клеток.Например, мышьяк имеет свойство связываться с серой. Некоторые ферменты, участвующие в метаболизме, используют атом серы аминокислоты цистеина для выполнения своей функции. Если мышьяк связывается с серой в этих местах, ферменты могут начать вести себя ненормально или потерять свою способность функционировать. Мышьяк в форме арсената также может напоминать фосфат, который используется клетками для получения энергии и передачи сигналов. Замещая фосфат в ферментах или сигнальных белках, мышьяк может блокировать выработку энергии и нормальную передачу сигналов клетками.

При более низком хроническом воздействии, например, при большинстве экологических или профессиональных воздействий, мышьяк, по-видимому, косвенно изменяет способ коммуникации клеток. Недавние исследования в Дартмуте предполагают, что мышьяк может действовать как эндокринный разрушитель, связываясь с рецепторами гормонов, препятствуя нормальной передаче гормонов клетками через эти рецепторы. Таким образом, нарушение этих эндокринных рецепторов мышьяком может способствовать развитию диабета, рака и сосудистых заболеваний.

Другие исследователи из Дартмута обнаружили, что мышьяк может мешать молекулярным сигналам, которые стимулируют рост клеток, выстилающих сердце и кровеносные сосуды. Последующее накопление этих клеток может сузить проход внутри кровеносных сосудов, ограничивая приток крови. Это может быть одним из механизмов, которые позволяют мышьяку способствовать сердечно-сосудистым заболеваниям и другим заболеваниям кровеносных сосудов.

Исследователи Дартмута также пытаются понять, как мышьяк увеличивает риск некоторых видов рака. В отличие от многих других известных химических канцерогенов, мышьяк не повреждает ДНК и не вызывает мутаций в генах. Вместо этого он, по-видимому, косвенно изменяет поведение клеток, повышая вероятность их превращения в раковые клетки, возможно, в сочетании с другими канцерогенами, такими как сигаретный дым или другие загрязнители окружающей среды.

Что делает некоторые формы мышьяка более вредными для человека?

Воздействие мышьяка на живые существа сильно зависит от его формы или вида. Хотя металлы являются простыми элементами, атомы металлов могут объединяться в различные формы, различающиеся по своим химическим и биологическим свойствам. Некоторые формы мышьяка очень токсичны; другие по существу нетоксичны. Причины коренятся в базовой химии.

Атомы состоят из ядра — смеси положительно заряженных частиц, называемых протонами, и нейтральных частиц, называемых нейтронами, — вокруг которого вращаются отрицательно заряженные частицы, называемые электронами.Положительный, отрицательный или нейтральный заряд атома, называемый его «ионным состоянием», определяется тем, сколько электронов вращается вокруг него, уравновешивая положительные заряды его протонов. Атомы могут приобретать или терять электроны, чтобы изменить свой ионный заряд, а совместное использование электронов — это прежде всего то, как атомы соединяются вместе, образуя молекулы.

Наиболее распространенными и устойчивыми формами мышьяка в природе являются арсенит, называемый также или мышьяком (+3), и арсенат, или мышьяк (+5). Мышьяк (+3) — это мышьяк, у которого на три электрона меньше, чем у протонов, что придает ему плюс три положительного заряда; мышьяк (+5) — это мышьяк, у которого на пять электронов меньше, чем у протонов, что дает ему плюс пять положительных зарядов. Эти две формы могут легко преобразовываться взад и вперед как в природе, так и внутри нашего тела в зависимости от местной химической среды, такой как изменения кислотности (pH), присутствие кислорода или железа и какие другие молекулы присутствуют. Считается, что арсенит немного более токсичен, чем арсенат, но, поскольку они так легко превращаются друг в друга, обе формы считаются опасными для здоровья.

Когда атомы мышьяка (+3) или мышьяка (+5) соединяются с другими элементами, образуя молекулы, молекулы приобретают собственные химические и биологические свойства.Когда мышьяк связывается с такими элементами, как сера, кислород и хлор, он образует молекулы, известные как неорганические соединения; когда мышьяк связывается с молекулами, содержащими углерод, он образует органические соединения. Неорганические формы мышьяка, как правило, более токсичны для человека, поскольку они менее стабильны и могут позволить мышьяку взаимодействовать с важными клеточными молекулами.

Как неорганические, так и органические формы мышьяка легко выводятся из организма с мочой. Когда мы подвергаемся воздействию неорганического мышьяка, организм обычно изменяет или метаболизирует его в одну или несколько органических форм, последовательно добавляя к нему атомы углерода.Когда-то ученые считали, что этот процесс, известный как метилирование, является естественным процессом детоксикации мышьяка как для людей, так и для других животных.

Но новые открытия опровергли эту идею. Виды животных, которые не метилируют мышьяк, не только способны эффективно выделять неорганический мышьяк, но, по-видимому, не более чувствительны к его токсическим эффектам, чем животные, которые метилируют. Совсем недавно ученые обнаружили, что простая метилированная форма мышьяка, называемая монометиларсеном (III), может вызывать рак у животных.С другой стороны, рыба и другие животные содержат сильно метилированную форму мышьяка, называемую арсенобетаином или «рыбьим мышьяком», которая практически не токсична и легко выводится нашим организмом. Таким образом, хотя рыба может содержать большое количество мышьяка, в основном он находится в форме, которая не представляет опасности для здоровья человека.

Имеются данные о том, что люди и другие животные могут вырабатывать толерантность к токсическим эффектам мышьяка. Общество «поедателей мышьяка», которые намеренно потребляли почву, насыщенную мышьяком, в своих религиозных обрядах, выработало высокую толерантность к мышьяку.Сообщалось, что Распутин регулярно принимал мышьяк, чтобы повысить толерантность и защитить себя от отравления.

Какое количество мышьяка токсично для человека?

Подземные воды, протекающие по породам, богатым мышьяком, могут быть загрязнены высокими концентрациями токсичной формы мышьяка, который может попасть в частные колодцы и общественные системы водоснабжения.

Как и для любого другого яда, вред от воздействия мышьяка во многом зависит от его химической и физической формы и от того, как человек подвергается воздействию.Токсикологи используют термины «доза», «продолжительность» и «путь воздействия», имея в виду количество принятого вещества, период времени, в течение которого длится воздействие, и способ поступления вещества в организм. Одним из способов воздействия мышьяка является вдыхание его в виде пыли. В первую очередь это происходило на рабочих местах, где использовался мышьяк или продукты, содержащие мышьяк, и до того, как новые знания привели к разработке современных мер безопасности рабочих. Обычно поглощение мышьяка через кожу незначительно или отсутствует на уровне окружающей среды, хотя это вызывало беспокойство при предыдущих воздействиях на рабочем месте (например, при длительном использовании содержащих мышьяк пестицидов) или при использовании содержащих мышьяк препаратов, наносимых непосредственно на кожу. кожа.Путь воздействия, вызывающий наибольшую озабоченность в настоящее время, – это проглатывание мышьяка, особенно через питьевую воду, загрязненную неорганическим мышьяком.

Концентрация мышьяка в сильно загрязненной питьевой воде Бангладеш составляет от 170 до 1500 микрограммов на литр (микрограмм — это миллионная доля грамма). Напротив, человек должен был бы проглотить более 70 000 микрограммов мышьяка за один раз, чтобы получить смертельное отравление от одной дозы. Тем не менее воздействие в течение длительного периода времени таких концентраций мышьяка, как в Бангладеш, связано с широким спектром заболеваний.

Большая часть существующих в мире стандартов безопасной питьевой воды для мышьяка основана на оценках риска с использованием данных о людях, подвергшихся воздействию мышьяка в очень высоких концентрациях по роду своей деятельности или через питьевую воду в таких регионах, как Бангладеш, Тайвань и некоторые районы Южной Америки. В нескольких исследованиях изучалось влияние более низких доз на людей в течение длительных периодов времени.

Исследователи Дартмута проводят эпидемиологические исследования для определения воздействия на здоровье питьевой воды, содержащей мышьяк в повышенных концентрациях, обнаруженных в некоторых регионах Соединенных Штатов.Эти уровни — обычно от 50 до 200 микрограммов на литр — намного ниже, чем в Бангладеш, но все же считаются достаточно высокими, чтобы вызывать беспокойство.

Может ли мышьяк вызывать рак?

Как и многие химические вещества, воздействие мышьяка на рак на первый взгляд кажется парадоксальным. С одной стороны, мышьяк является одним из немногих химических веществ, которые хорошо зарекомендовали себя как канцерогены для человека на основе прямых доказательств в человеческих популяциях. На самом деле, это было очевидно у людей задолго до того, как появились доказательства канцерогенного воздействия мышьяка на лабораторных животных.С другой стороны, было показано, что мышьяк эффективен в качестве лекарственного средства для химиотерапии рака и может использоваться для полного излечения некоторых форм рака.

Доказательства того, что мышьяк является канцерогеном, получены в основном из исследований заболеваний в регионах Тайваня, Южной Америки, Индии и Пакистана, где питьевая вода содержит повышенные уровни мышьяка. Эти исследования продемонстрировали тесную связь между высоким уровнем мышьяка в питьевой воде и риском развития рака легких, кожи, мочевого пузыря и других видов рака.Интересно, что эти исследования показали, что мышьяк уникален тем, что является единственным известным агентом, который увеличивает риск рака легких или кожи, когда прием внутрь является единственным путем воздействия.

Удивительно, но было трудно продемонстрировать, что мышьяк может увеличить заболеваемость раком у животных, несмотря на убедительные эпидемиологические данные о людях. Это также относится к некоторым другим канцерогенным металлам, включая хром, кадмий и никель. Причины неясны, но одна точка зрения состоит в том, что эти агенты действуют косвенно, увеличивая риск развития рака из-за других факторов.Это не было бы очевидно в экспериментах, в которых животные выращивались в относительно нетронутой лабораторной среде и подвергались воздействию только рассматриваемого металла.

Примерно с 1970-х годов китайцы начали систематически экспериментировать с использованием мышьяка для лечения некоторых видов рака. Большинство этих исследований были опубликованы в китайской медицинской литературе, которая не стала доступной для западного мира до конца 1980-х годов. В частности, китайцы продемонстрировали, что использование арсенита — неорганического триоксида мышьяка — очень эффективно при лечении некоторых видов лейкемии. Арсенит был особенно полезен для людей, чьи лейкозы были устойчивы к химиотерапии с использованием ретиноевой кислоты, производного витамина А. Результаты этих исследований мышьяка были недавно подтверждены в небольшом исследовании рака в США. Эти исследования показывают, что мышьяк может оказаться эффективным противораковым средством для других злокачественных новообразований в ближайшие годы.

Парадоксальное поведение мышьяка как причины и средства лечения рака является примером часто повторяемого изречения, приписываемого Парацельсу, врачу и алхимику, жившему 500 лет назад: «Правильная доза отличает яд от лекарства.

Каковы симптомы отравления мышьяком?

Мышьяк был предпочтительным ядом с древних времен, потому что его трудно обнаружить в пище и воде, а симптомы отравления мышьяком можно ошибочно приписать многим другим заболеваниям.

Последствия отравления мышьяком различаются в зависимости от того, является ли воздействие острым (большая доза за короткий период времени) или хроническим (более низкие дозы в течение длительного периода времени).

В очень высокой однократной дозе мышьяк может вызвать сильный шок, общий паралич, делирий, а затем смерть в течение нескольких часов.При несколько более низких дозах основными симптомами являются тошнота, головная боль, сильная желудочно-кишечная боль, рвота и диарея. За этим может последовать обширное желудочно-кишечное кровотечение, потеря артериального давления и снижение функции мозга с последующей смертью. Эти эффекты редки, за исключением случаев преднамеренного отравления или самоубийства.

У рабочих и других лиц, подвергшихся воздействию мышьяка в течение длительного периода времени, в основном при его вдыхании или проглатывании, могут проявляться симптомы, включающие меланоз, изменение пигментации кожи, похожее на веснушки; гиперкератоз, обширное утолщение кожи, особенно ладоней и подошв ног; поражение сердца и сосудов; снижение производства как красных, так и белых кровяных телец; и сильное воспаление печени.

Эти симптомы также наблюдаются у людей, живущих в регионах, где питьевая вода содержит от 100 до 1500 частей на миллиард мышьяка.

Мышьяк в питьевой воде при таких уровнях также связан с повышенным риском развития сахарного диабета (типа 2 или диабета у взрослых), с поражением сердца и кровеносных сосудов, а в некоторых регионах мира — с заболеванием, называемым болезнью черноногих. Это приводит к тому, что ноги, а иногда и руки теряют кровообращение и становятся «черными». Также существует сильная связь между мышьяком в питьевой воде и повышенным риском рака легких, кожи, мочевого пузыря и других видов рака.

Мышьяк быстро выводится из организма, поэтому наиболее важным средством при отравлении мышьяком является его устранение. Считается, что наиболее серьезные последствия мышьяка, такие как рак и диабет, требуют длительного непрерывного воздействия, возможно, в течение 20 лет или более.

В случаях сильного отравления в качестве противоядия можно использовать химические соединения, называемые хелатирующими агентами. Хелатирующие агенты, такие как «британский антилюизит» (BAL) и другие более современные методы лечения, работают, прочно связывая мышьяк в комплексы, делая его неактивным. Это может помочь удалить мышьяк из организма человека, предотвратив серьезное отравление и смерть.

Как узнать, подвергся ли я разоблачению?

Медицинские тесты могут обнаружить мышьяк в организме человека, но эти тесты не являются частью обычного медосмотра. Они могут быть назначены, когда есть основания подозревать, что человек получил вредную дозу мышьяка.

Организм регулярно выделяет мышьяк с мочой, поэтому анализ мочи может показать, потребляет ли человек вредное количество мышьяка. Но поскольку организм быстро метаболизирует и выводит мышьяк, анализ мочи бесполезен для определения того, принимал ли кто-то мышьяк в прошлом.

Из-за сродства мышьяка к сере он прочно связывается с белками в организме человека, содержащими атомы серы. Волосы, ногти на руках и ногах состоят в основном из кератина — стабильного белка, содержащего серу, — поэтому они являются хорошим средством обнаружения воздействия мышьяка на людей. Волосы и ногти со временем растут медленно, оставляя рекорд воздействия мышьяка от шести месяцев до года. Мышьяк в ногтях на ногах считается наиболее точным показателем информации о воздействии, потому что, в отличие от волос и ногтей, они менее восприимчивы к загрязнению мышьяком в мыле, шампунях, загрязнении воздуха и других источниках окружающей среды.

Кто контролирует содержание мышьяка в питьевой воде?

В 1996 году Закон о безопасной питьевой воде предписал Агентству по охране окружающей среды предложить новый стандарт, основанный на современном уровне научных знаний о влиянии мышьяка на здоровье человека.

В Соединенных Штатах Агентство по охране окружающей среды (EPA) осуществляет мониторинг общественного снабжения питьевой водой в соответствии с Законом о чистой воде. Один из способов, которым EPA контролирует безопасность общественного водоснабжения, — это установление и обеспечение соблюдения стандарта безопасности или максимального уровня загрязнения (MCL) для загрязнителей питьевой воды.MCL для мышьяка в 50 частей на миллиард был установлен в 1942 году, когда о влиянии мышьяка на здоровье человека было известно гораздо меньше. В большинстве других стран западного мира текущий MCL для мышьяка составляет 10 частей на миллиард.

В 1996 году Закон о безопасной питьевой воде предписал Агентству по охране окружающей среды предложить новый стандарт, основанный на современном уровне научных знаний о влиянии мышьяка на здоровье человека. Агентство по охране окружающей среды обратилось к Национальному исследовательскому совету (NRC), независимому комитету ученых из Национальной академии наук, которые оценивают научные проблемы для определения политики в Соединенных Штатах, провести подробный обзор научной литературы по мышьяку и дать рекомендации относительно новый стандарт питьевой воды.В 1999 году NRC выпустила отчет, в котором призвала EPA немедленно снизить MCL для мышьяка в водопроводной воде на основании того, что, по мнению Совета, является убедительным доказательством воздействия на здоровье человека, близкого к текущему MCL.

В январе 2001 года, после периода рассмотрения и комментариев, EPA рекомендовало новый стандарт 10 частей на миллиард, который был подписан президентом Клинтоном. В марте 2001 г. введение этого нового стандарта было отменено новой администрацией Буша в ожидании дальнейшего научного и политического анализа.NRC было предложено обновить свой обзор 1999 г., и он выпустил свой пересмотренный отчет в сентябре 2001 г. В этом отчете сделан вывод о том, что существуют еще более убедительные доказательства из самых последних исследований того, что мышьяк в питьевой воде оказывает измеримое воздействие на здоровье человека на уровне или даже ниже текущего уровня. США МКЛ. 31 октября 2001 г., после рассмотрения нового анализа, EPA еще раз рекомендовало стандарт 10 частей на миллиард. Как только новый стандарт будет введен в действие, он будет внедрен в системы общественного водоснабжения в течение следующего десятилетия.

Важно знать, что EPA не регулирует деятельность владельцев частных колодцев или штатов, поэтому люди, получающие питьевую воду из частных источников, сами несут ответственность за контроль ее качества и безопасности. Во многих районах США большая часть населения попадает в эту категорию. Недавнее исследование ученых из Дартмута показало, что примерно 40 процентов жителей Нью-Гэмпшира используют воду из частных колодцев, и примерно пятая часть этих колодцев содержит воду с содержанием мышьяка выше 3 частей на миллиард.Было обнаружено, что каждая десятая скважина превышает предложенный новый стандарт в 10 частей на миллиард. В некоторых случаях колодезная вода содержала мышьяк на уровне, значительно превышающем текущий стандарт 50 частей на миллиард.

Для владельцев частных колодцев важно проверять воду на мышьяк и другие загрязнители. Мышьяк теперь включен в стандартный тест воды из колодца в Нью-Гэмпшире и во многих других штатах в знак признания этой проблемы. Если уровень мышьяка оказывается высоким, домовладельцы могут решить, установить ли систему для удаления мышьяка или переключиться на альтернативный источник питьевой воды.

Текущие данные свидетельствуют о том, что другие виды использования этой воды (купание, стирка одежды и т. д.) не представляют значительного риска для здоровья, хотя несколько исследовательских групп активно изучают этот вопрос. Домовладельцам следует связаться с Департаментом экологических служб своего штата или эквивалентным агентством, чтобы получить дополнительную информацию о вариантах тестирования и восстановления.

Как узнать, есть ли мышьяк в моей питьевой воде?

Мышьяк, растворенный в питьевой воде, не может быть обнаружен визуально, по запаху или вкусу, поэтому единственный способ определить, присутствует ли мышьяк, — это провести анализ воды в лаборатории.

В соответствии с федеральным законом поставщики коммунальных услуг должны проводить анализы на содержание мышьяка и принимать меры для обеспечения того, чтобы уровень содержания мышьяка в воде не превышал федеральный безопасный уровень, установленный Агентством по охране окружающей среды США (EPA). Веб-сайт Агентства по охране окружающей среды по питьевой воде содержит ежегодные отчеты о питьевой воде из каждого штата.

Однако федеральные правила

в отношении питьевой воды не требуют от владельцев частных колодцев проверять или очищать свою воду. Людям, использующим частные колодцы рядом с концентрированными источниками мышьяка, такими как свалки, или в регионах США, где имеются геологические источники мышьяка, следует проверять питьевую воду в сертифицированной лаборатории.Чтобы получить список сертифицированных лабораторий, позвоните в отдел охраны окружающей среды штата или в аналогичное государственное учреждение.

Можно ли удалить мышьяк из питьевой воды?

Устройства для очистки воды в настоящее время доступны и могут быть установлены на одиночный водопроводный кран (система в точке использования) или на водопроводную систему, которая обслуживает все жилое помещение (система для всего дома). Другой вариант — использовать бутилированную воду для питья и приготовления пищи. Третье решение состоит в том, чтобы подключиться к общественному водоснабжению или построить новый колодец, хотя следует оценить возможность использования другого источника, богатого мышьяком.

Обратитесь в департамент охраны окружающей среды вашего штата за консультацией по выбору оборудования и услуг по очистке воды.