Творческие работы по химии на тему "Микроэлементтер"

Микроэлементтер, олардың маңызы

Әр түрлі организмдер жасушаның өзіне тән өзгешеліктері болғанымен, олар  құрамындағы химиялық  элементтер сипаты жағынан ұқсас келеді. Жалпы жасуша құрамында Д.И. Менделеев таблидасының 70 элементі  кездескенімен, тірі организмдерде олардың 24 көміртегі, 10% шамасында сутегі және 3% шамасында азот болады. Оттегі мен сутегі су мен органикалық заттар құрамына енсе, көміртегі- органикалық заттар негізін құрайды. Азот амин қышқылдарының, белоктардың, нуклеин қышқылдарының, АТФ –ның, гемоглобиннің, көптеген ферменттер мен  дәрмендәрілердің құрамына енеді.

Жасуша құрамында 2,5% шамасында кальций, 1% шамасында фосфор кездеседі. Кальций сүйек  ұлпасы мен тіс кіреукесінің құрамына енеді, қанның ұю процесін, ет талшықтарының  жиырылуын жандандырады, жасуша мембранасының  өтімділігін реттейді. Фосфор да сүйек ұлпасы мен тіс кіреукесінің, нуклейн қышқылдарының АТФ –тың, кейбір ферменттердің құрамына енеді.

Кальций – ұлпалық сұйық, қан құрамында болады, оның иондары көптеген ферменттік процестердің жүруін қамтамасыз етеді,  бұлшық ет пен нерв жүйесінің  қозғыштығын  төмендетіп,  жасуша мембранасын,  өтімділігін азайтады, жүрек қызметін реттеуде маңызды қызмет атқарады. 

Фосфор -  аралық  зат алмасыу процесінде маңызды рөл атқарады.  Оның  қатысуымен көмірсулардың  фосфорлану  процесі жүреді, қанның  қышқыл-сілтілік тепе,- теңдігі қамтамасыз етіледі, бұлшық еттің жиырылуын қуаттандыратын биохимиялық процестер атқарылады.

Күкірт ( мөлшері 0,25% шамасында) – цистеин, цистин, метионин амин қышқылдарының, В  дәрмендәрісі мен кейбір ферменттердің құрамына енеді. Организмде ол креатин, муцин, глютатионон, инсулин, питуитрин, кофермент А, таурин мен оның туындылары құрамында еді. Бұл элемент жүннің, мүйіздің, кұс қауырсыны мен мамығының құрамында көп мөлшерде кездеседі. Ол организмде күкірт қышқылын түзіп, тоқ ішекте түзілетін улы заттарды залалсыздандыруда маңызды қызмет атқарады.

Жасуша құрамында калий да ион түрінде едәуір мөлшерде кездеседі (0,25%). Ол белок синтезін іасыз ететін ферменттердің әрекетін жандандырады, жүрек жұмысын реттеуге қатысады, күйесі мен бұлшық еттің қозғыштығын төмендетеді, қозу толқынын таратуда, холин медиаторын түзуде маңызды рөл атқарады.

Натрий - жасушада тек ион түрінде кездеседі. Ол негізінен дене сұйықтықтарының құрамында болады да, қан мен лимфаның осмостық қысымын реттеуде маңызды рөл атқарады. Натрий буферлік жүйе құрамына еніп, қанның әрекетшіл ортасын реттеуге, қозу процеснің туындап, таралу процесіне қатысады, гормондар синтезіне әсер етеді.

Хлор-организмде теріс зарядты иондар түрінде кездеседі, натрий және калий иондарымен ыста болады, жасушада қозу процесінің туындауында маңызды рөл атқарады, қарын сөлі құрамындағы тұз қышқылының құрамына енеді.

Магний - жасуша ішінде жинақталатын катион. Ол митохондрияларда шоғырланады, ырғыш фосфорлану процесінің белсендірушісі болып табылады да, қуат алмасуын, ДНК синтезін жандандырады, актин мен миозинді жалғастыратын магнийлі белок комплексінің құрамына еніп, бұлшық еттің жиырылуын қамтамасыз етуде маңызды рөл атқарады. Магний кликолиз процесін реттейтін көптеген ферменттік жүйелердің құрамына енеді, кальцийдің  кереғары болып табылады. Қан құрамында магний мөлшері өссе, нерв жүйесінің қозғыштығы төмендеп, нерв орталықтарының қызметі тежеледі, организмді ұйқы басып, селқостық (апатия) байқалады.

Организмдегі минералды заттардың жалпы мөлшері онша көп емес, дене массасының 3,5-4 пайызы шамасында. Олар организмде жинақталған мөлшеріне қарай макро, микро- және элементтер болып бөлінеді. Физиологиялық маңызы  жоғарыда баяндалып өткен химиялық заттар макроэлементтреді құрайды. Микроэлементттер денеде өте аз мөлшерде (103-105 пайыз) кездеседі. Оларға темір, мыс, кобальт, марганец, мырыш, йод, бром, фтор, никель жатады.    Ультраэлементтердің (алтын, күміс, селен, радиоактивті элементтер) денеде нышаны ғана болады (106 пайыз және одан да аз).

Микроэлементтер организмнің өсіп даму процесін реттеуде, оның түрлі дерттерге төзімділігін қалыптастыруда маңызды рөл атқарады. Дегенмен, әр микроэлемент белгілі бір қызмет атқарады.

Темір - гемоглобиннің, миоглобиннің, тотығу-тотықсыздандыру ферменттері - пероксидаза, каталаза мен биологиялық тотығу процесін жүрізетін цитохромдық ферменттер құрамы на енеді. Денеде темір бауырда, көк бауырда, ішектің кілегейлі қабығында ферритин (темірдің гидрат тотығы мен белоктардың қосылысы) түрінде кездеседі. Организмде темір гемосидерин (темірлі пигмент, гемоглобиннің ыдырау өнімі) түрінде де кездеседі. Темірдің бір бөлігі плазма белоктарымен сидерофилин атты қосылыс түзеді. Осы қосылыс түрінде темір организмде тасымалданады. Организмде темір жетіспесе эритроциттердің түзілуі бұзылып, қан азаяды (анемия).

Мыс - гемокупреин түрінде эритроциттер құрамында болады. Ол кейбір тотығу- тотықсыздандыру ферменттерінің құрамына ене отырып, ұлпалық тыныс процестеріңде маңызды рөл атқарады. Мыс қан түзу процесін жақсартады, меланин пигментін түзу үшін қажет. Ол цитохромоксидаза ферментінің белсенділігін күшейтіп, гипофиздің алдыңғы бөлігінің гормондары мен А, В, С, Е, РР дәрмендәрілерінің әсерін жандандырып, өсіп-өну процесін күшейтеді.

Кобальт - В12 дэрмендэрісінің құрама бөлігі болғандықтан қан түзу процесінде маңызды қызмет атқарады. Ол организмдегі ферменттік процестерге, зат алмасу қарқынына, өсу, даму процестеріне жағымды әсер етеді, жүректің, ас қорыту ағзаларының, нерв жүйесінің, ішкі секреция бездерінің, сүйек кемітінің қызметін жақсартады. Орга-низмде ұйқы безінде, бауырда, бұл шық еттерде жинақталады.

Марганец - дененің барлық мүшелері мен ұлпа ларының қрамында кездеседі, бірақ сүйекте, бауырда, бүйректе, ұйқы безінде, гипо-физде көбірек жинақталады. Ол белоктарды ыдырататын ферменттердің құрамы на енеді, кейбір тотығу-тотықсыздандыру ферменттерінің белсеңділігін арттырады, белоктың, көмірсулардың, майдың алмасуын жандандырады. Марганец организмнің өсіп-дамуына, қанның түзілуіне, сүйектің жетілуіне жағымды ықпал етеді.

Мырыш - барлық ұлпаларда кездеседі, инсулин гормонының құрамына енеді, мырыш тұздары гипофиз, ұйқы безі және жыныс бездері гормондарының белсенділігін арттырып, белоктар мен көмірсулар алмасуын жандандырады.

Иод - қалқанша безі гормойдарының құрамына енеді, зат алмасу процесін жандандырып, өсу процесін күшейтеді.

Бром - гипофиз гормондарының құрамында кездеседі, үлкен ми жарты шарлары жасушаларындағы қозу және тежелу процестерінің туындауын реттейді.

Фтор - сүйек пен тіс кіреукесінің құрамына енеді. Ол көптеген ферменттердің әрекетін әлсіретіп, зат алмасу процесін баяулатады, қан құрамындағы кальций мен фосфордың ара қатынасына әсер етіп, сүйектің қатаюын шапшаңдатады. Фтор жетіспесе тіс кіреукесі бұзылады.

Никель - кейбір ферменттердің белсенділігін күшейтіп, ашу процесін жандандырады, организмде оның мөлшері шамадан артық болса, онда никель көздің қасаң қабағына жинақталып, организм көру қабілетінен айырылады.

Организмде кейбір элементтердің нышаны ғана болады, сондықтан олардың биологиялық мәні әлі толық зерттелмеген. Бұл элементтердің (мышьяк, радий, торий, уран және оның ыдырау өнімдері) зат алмасу процесіне ықпалы болатыны байқалған.

Калций -тіршілік тірегі

Кальцийдің табиғи қосылыстары құрылыс материалдары ретінде ертеден     (бор, мәрмәр, әктас,гипс) қолданылып келеді. Кальций жер қыртысының минералдар тобы- силикатты жыныстар негізін құрайды. Жануарлардың бақалшағы мен қаңқасы каьций карбонаты мен фосфатынан құралады. Кальций мен оның қосылыстарын кейде тіршілік тірегі, Құрылыс негізі деп те атайды.

Кальцийдің табиғи қосылысы-әкті ғалымдар көп уақытқа дейін жай зат ретінде санап келді. 1808 жылы ағылшын химигі Г.Дэви аздап ылғалданған сөндірілген әкті электролиздеп, сынап катодына амальгама түрінде бөлінген бұрын белгісіз металл бөліп алды, оган латынша «кальций- СаIх»-әк деген атау берді.

Кальций-жер қыртысында оттек, кремний, алюминий, темірден кейінгі ең көп таралған бесінші элемент, оның массалық үлесі-2,96%. Мұхит суларында кездесетін кальций мөлшері-0,04%. Өзінің химияляқ белсенділігіне байланысты кальций табиғатта тек қосылыс түрінде ғана кездеседі. Қазақстанда Қаратау мен Жамбыл облысында аса бай фосфорит кендері бар.

Кальцийдің латынша аты - Салcium, ол периодтық кестеде екінші топта орналасқан химиялық элемент, сілтілік, жер металдарына жатады. Оның реттік-20, салыстырмалық атомдық массасы-40,08. Табиги кальцийдің тұрақты алты изотопы бар, олар: кальций  40,42,43,44,46 және 48, ең көп таралғаны- Са (96,97%) оның жасанды жолмен алынған радиоактивті изотоптары-кальций =39,41,45,47 жэне 49. Са металдық кальцийді немесе оның қосылыстарын уран реакторында нейтронмен қосу арқылы алады. Кальцийдің радиоактивті қосылыстары медицинада, биологияда тірі организмдердің минералдық алмасуын зерттеуде изотоптық индикатор (көрсеткіш) ретінде қолданылады.

Кальций-химиялық активтігі күшті, тотықсыздандырғыш, күміс түсті ақ металл, оның тығыздығы-1840 кг/м, балқу температурасы-1482С. Ол жылуды және электр тогын жақсы өткізеді. Қосылыстарында кальций оң екі валентті. Оңай тотығатындықтан кальций минералды майларда, керосинде немесе өте берік жабылған, ауа қатыспайтын ыдыстарда сақталады, ол ауада қыздырғанда жанып, кальций оксидін СаО түзеді. Кальцийдің жанама жолдармен алатын ақ түсті аса асқын оксиді СаО бар, бұлар-күшті тотықтырғыштар. Кальций галогендермен әрекеттесіп, жалпы формуласы СаҒ болып келетін гаогенидтер түзеді. Кальций қыздырғанда сутегімен әрекеттесіп, гидридке СаН айналып, азотпен -нитрид СаN көміртекпен -карбид СаС түзеді. Кальций карбиді өнеркәсіпте ацетелин, кальций цианамидін алу үшін қолданылады.

Кальцийдің аса маңызды тұздарына кальций карбонаты, кальций нитраты, кальций сульфаты, кальций фосфаты жатады. Өнеркәсіпте металдық кальций хлориді мен кальций фторидің қоспасын балқытып электролиздеу арқылы немесе кальций оксидін алюминий және магний ұнтағының бірін қосып, 110-1200 С-де қыздырып, тотықсыздандыру арқылы алады: 3СаО+2А1=ЗСа+АIO  СаО+Мg=Мg0+Са. Соңғы жылдары кальций карбидін вакуумда 1750 С-де термиялық алу әдістері қолданыла бастады.

Аса белсенді болғандықтан таза кальцийден конструкциялық материалдар даярланбайды, сондықтан ол сирек немесе қиын балқитын металдар уран, торий, ванадий, хром, цирконий, бериллий, тантал немесе олардың қосылыстарын өндіруде, қорытпалары техникада антифрикциялық (қажалуға қарсы) металдар даярлауга, магний қорытпаларын, самолет және ракета жасауға, ал табиғи қосылыстары құрылыс материалдары ретінде, тыңайтқыштар өндіруде, кейбір тұздары медицинада (СаСІ) дәрі-дәрмек ретінде қолданылады.