Ағзадағы химиялық элементтер

Оқулық: Оспанова М.Қ., Аухадиева Қ.С., Белоусова Т.Г. Химия: 9-сынып, 2-бөлім. — Алматы: Мектеп, 2019. Мәтін — оқулық тақырыптары бойынша өз сөзімізбен жазылған конспект. Жақшадағы бет — параграфтың басталатын беті.

§46. Адам организмінің химиялық құрамы. Макро- және микроэлементтер (9-сынып 2-бөлім, 70-б.)

Адам ағзасы органикалық заттардан (нәруыздар, нуклеин қышқылдары, көмірсулар, майлар, дәрумендер) және бейорганикалық заттардан (су, минералды тұздар) тұрады. Шамамен алғанда ағзаның 60%-ы су, 34%-ы органикалық, 6%-ы бейорганикалық заттар.

Органикалық заттар негізінен көміртек, сутек, оттек, азот, фосфор және күкірттен құралған — бұлар органогендер деп аталады. Тірі жасуша массасының 98%-дан астамын O, C, H, N құрайды.

Жасушадағы элементтердің шамамен мөлшері: оттек 65–75%, көміртек 15–18%, сутек 8–10%, азот 1,5–3%, фосфор 0,2–1%, калий, күкірт, хлор — оннан бір пайыздар шамасында; кальций, магний, натрий, темір — одан аз; мырыш, мыс, иод, фтор — мыңнан бір пайыздан да аз.

Жер қыртысы мен адам ағзасының құрамында ортақ элементтер көп (O, C, H, N, металдар), бірақ айырмашылық та бар: жер қыртысында кремний мен алюминий көп, ал ағзада олар өте аз.

Мөлшеріне қарай элементтер топтары: макроэлементтер — ағзаға көп мөлшерде қажет: O, C, H, N (негізгі), сондай-ақ P, K, Ca, Na, S, Mg, Cl; микроэлементтер — өте аз мөлшерде, бірақ міндетті түрде қажет: Fe, I, Cu, Zn, Mn, Co, Mo, Se, Cr, F; ультрамикроэлементтер — іздік мөлшерде (Au, Ag, Hg, Pb және т.б.), рөлі толық анықталмаған, кейбіреулері улы.

Минералды элементтер ағзада өздігінен түзілмейді, тек тағаммен және сумен түседі. Олар молекула түрінде (сүйектегі кальций фосфаты Ca₃(PO₄)₂, асқазан сөліндегі HCl) немесе иондар түрінде (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Fe²⁺, Cl⁻) болады.

Кейбір элементтердің рөлі: Ca мен P — сүйек пен тістің негізі; Ca²⁺ — қанның ұюы, бұлшықеттің жиырылуы; Na⁺ және K⁺ — жүйке импульсі, су-тұз алмасуы; Fe — гемоглобин құрамында, оттек тасымалдау; жетіспесе — қаназдық (анемия); I — қалқанша без гормондары; жетіспесе — зоб, ақыл-ой дамуының тежелуі; F — тіс кіреукесі; жетіспесе — тіс жегісі; Mg — ферменттер жұмысы; жетіспесе — бұлшықет тартылуы; Zn — иммунитет, өсу; Cu — қан түзілу; Co — B₁₂ дәрумені құрамында; Se — антиоксидант: жасушаларды бұзылудан қорғайды, ерте қартаюды баяулатады.

Микроэлементтердің артық мөлшері де зиянды — әр элементтің тиімді шегі бар. Теңгерімді тамақтану ағзаны барлық қажетті элементтермен қамтамасыз етеді.

§47. Тағамдық өнімдердегі кейбір элементтерді анықтау (9-сынып 2-бөлім, 75-б.)

Ағзаны үлкен химиялық зауытқа теңеуге болады: онда химиялық, физикалық және биологиялық процестер үздіксіз жүреді.

Кальций. Ағзадағы кальцийдің басым бөлігі сүйекте; сүйек — кальцийдің «қоймасы». Қандағы кальций мөлшері өте тұрақты болуы керек (жүректің қалыпты жұмысы үшін): тағаммен жеткіліксіз түссе, ағза оны сүйектен, тістен алады. Өсіп келе жатқан балаларға кальций көп қажет, ал қарт адамдар сүйектегі кальцийді жоғалтады. Кальцийге бай өнімдер: сүт, ірімшік, сүзбе, айран, сардина, бұршақ тұқымдастар, жаңғақтар, жасыл көкөністер. Анықтау: тағам күлін немесе сүйекті қышқылмен өңдеп, ерітіндіге оксалат немесе карбонат қосқанда ақ тұнба түзіледі (Ca²⁺ + CO₃²⁻ → CaCO₃↓); жалын түсі кірпіш-қызыл. Сүйек пен жұмыртқа қабығы сірке қышқылында ериді: CaCO₃ + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Ca + H₂O + CO₂↑.

Көміртек — барлық органикалық заттардың, демек тіршіліктің негізгі элементі. Ағзаға қажет энергияның негізгі бөлігі жасушаларда көміртекті қосылыстардың тотығуы нәтижесінде бөлінеді (тыныс алу), CO₂ дем арқылы шығарылады, ал өсімдіктер оны фотосинтезде қайта пайдаланады. Тағамдағы көміртекті өнімді көмірлендіру немесе жағу арқылы анықтайды: қара көмір не күйе қалады, түзілген CO₂ әк суын лайлайды. Көміртектің улы қосылыстары: CO (иіс газы), CCl₄, CS₂, цианидтер.

Темір — гемоглобин мен миоглобиннің құрамында, оттекті тасымалдайды және сақтайды. Темірге бай өнімдер: бауыр, қызыл ет, қарақұмық, бұршақ, анар, кептірілген өрік, қара уылдырық, кебек, шоколад. Темірдің сіңуіне С дәрумені көмектеседі. Анықтау: жарманы немесе тағамды сумен (қышқылдандырылған сумен) араластырып, сүзіндіге калий тиоцианатын (роданидін) қосқанда Fe³⁺ иондары қан-қызыл түс береді: Fe³⁺ + 3SCN⁻ → Fe(SCN)₃.

Иод — теңіз балдырлары, теңіз балығы, иодталған тұз. Анықтау: бос иод крахмалмен көк түс береді.

§48. Қоршаған ортаның ауыр металдармен ластануы (9-сынып 2-бөлім, 79-б.)

Ауыр металдар — шартты түрде салыстырмалы атомдық массасы 50-ден жоғары металдар (Hg, Pb, Cd, Cr, Ni, Cu, Zn, As және т.б.). Химиялық ластаушылардың ішінде ең қауіптілерінің бірі.

Қауіптілігі: ауыр металдар биологиялық ыдырамайды, тағамды термиялық өңдегенде жойылмайды, өсімдіктер мен жануарлар ағзасында жиналып, қоректік тізбек арқылы адамға жетеді. Ағзаға ауамен, сумен, тағаммен, автокөлік газдарымен, темекі түтінімен, тұрмыстық химиямен түседі. Ішкі ағзаларда (бауыр, бүйрек, ми, сүйек) жинақталып, улануға, аллергияға, обырға, генетикалық мутацияларға әкелуі мүмкін.

Сынап Hg — бөлме температурасында сұйық, буы өте улы. Көздері: сынапты термометрлер, люминесцентті және энергия үнемдейтін шамдар, кейбір батареялар, алтын өндіру, хлор-сілті өндірісі. Жүйке жүйесін, бүйректі зақымдайды. Төгілген сынапты жинап, күкірт ұнтағымен себеді (Hg + S → HgS — демеркуризация), бөлмені желдетеді. Тарихи мысал: Жапониядағы Минамата ауруы — балық арқылы сынаптың органикалық қосылыстарымен жаппай улану.

Қорғасын Pb — көздері: қорғасынды аккумуляторлар, ескі су құбырлары, бұрынғы қорғасынды бензин (тетраэтилқорғасын), бояулар, металлургия кәсіпорындары. Қан түзуді, жүйке жүйесін, әсіресе балалардың ақыл-ой дамуын зақымдайды.

Кадмий Cd — никель-кадмий батареялары, фосфор тыңайтқыштарындағы қоспа, темекі түтіні; бүйрек пен сүйекті зақымдайды.

Қазақстандағы мәселелер: түсті металлургия орталықтары (Өскемен, Риддер, Балқаш, Шымкент) маңындағы топырақ пен ауаның ауыр металдармен ластануы; Нұра өзенінің сынаппен ластануы (бұрынғы Теміртаудағы өндірістен) және оны тазарту жұмыстары.

Ластануды азайту жолдары: өндіріс қалдықтарын тазарту сүзгілері, батареялар мен сынапты шамдарды арнайы пункттерге тапсыру, қорғасынсыз бензин, ластанған топырақты қалпына келтіру, суды үнемі талдау. Ауыр металдарды суда анықтау үшін сапалық реакциялар қолданылады: Pb²⁺ + 2I⁻ → PbI₂↓ (сары тұнба); Pb²⁺ + S²⁻ → PbS↓ (қара); Hg²⁺ + S²⁻ → HgS↓ (қара).

№14 зертханалық жұмыс. Сүйек құрамындағы кальцийді анықтау (9-сынып 2-бөлім, 84-б.)

1-тәжірибе: тауық сүйектері сірке қышқылы бар құтыға салынып, бірнеше күнге қалдырылады. Осы уақытта сүйектегі кальций қосылыстары ерітіндіге өтеді. Шығарып алған сүйек жұмсарып, иілгіш болады — оның қаттылығын кальций тұздары беретіні дәлелденеді.

2-тәжірибе: жұмыртқа қабығының жартысына тіс пастасы жағылып, жұмыртқа сірке қышқылына батырылады. Пастасыз жағында көпіршіктер (CO₂) бөлінеді — қабықтағы кальций карбонаты ериді: CaCO₃ + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Ca + H₂O + CO₂↑. Біраз уақыттан кейін қабық жұқарып, мүлде ериді. Паста жағылған жағы ұзақ сақталады — фторлы тіс пастасы кіреукені қышқылдан қорғайтынын көрсетеді.

№15 зертханалық жұмыс. Тамақ өнімдерінің құрамындағы көміртекті анықтау (9-сынып 2-бөлім, 84-б.)

1-тәжірибе (тартпа шкафта): қантты немесе глюкозаны абайлап қыздырғанда ол қараяды — көмірленеді, демек құрамында көміртек бар.

2-тәжірибе: кең стақанда чипсы немесе макарон тұтандырылады. Стақан қабырғасында су тамшылары пайда болады — өнімде сутек бар (жанғанда су түзіледі); өнімнің бетін қара күйе жабады — көміртек толық жанбай, бос күйінде бөлінеді.

Қорытынды: тағам өнімдері органикалық заттардан тұрады, олардың құрамында көміртек пен сутек бар.