Олово (Sn) — один из древнейших металлов, полученных человеком в чистом виде. Археологи датируют первые орудия из бронзы (сплава меди и олова) 4-м веком до н.э. На латыни олово звучит как stannum — «стойкий, прочный». Оно является дефицитным тяжелым металлом, что обуславливает его высокую стоимость. В земной коре оно рассеяно в виде касситерита (SnO2), реже — оловянного колчедана или станнина (Cu2FeSnS4).
Олово часто используется как защитное покрытие для внутренней части консервных банок. Несмотря на то, что в атмосферных условиях оно является катодом для жести, в присутствии органических кислот механизм защиты пары Sn/Fe меняется на более эффективный анодный. Это и относительная безопасность олова обусловило его применение (а не, например, цинка) в данных целях. Сегодня есть тенденция замены оловянного покрытия жести на полимерное (далее будет показано почему).
Олово в соединениях проявляет устойчивые валентные состояния +2 и +4. В условиях организма олово может находиться в форме катиона Sn 2+ или гидроксидов Sn(OH)2 и xSnO2*yH2O. Несмотря на более характерную для олова высшую степень окисления, в физиологических условиях обе эти формы могут сосуществовать, легко переходя одна в другую (φоSn 4+ /Sn 2+ = -0,15В, φоSnO2/SnO = -0,88В).
Олово. Применение и физические свойства. Общий обзор.
2. Физиологическая роль олова в организме.
Информация о физиологической роли олова в организме человека и животных противоречива. Олово образует больше количество металлоорганических соединений (т.е. соединений, в которых есть хотя бы одна связь Sn-C). К ним относятся тетраалкильные соединения R4Sn, алкилгалогеноводороды R3SnГ, R2SnГ2, RSnГ3, гидроксиды R3SnOH и другие кислородосодержащие соединения, сульфиды R2SnS. В организме олово находится в основном в виде жирорастворимых соединений.
В человеческом теле диспергировано до 0,0002% олова, обычно же — на порядок меньше. По этой причине для человека оно относится к примесным микроэлементам. Ежедневно человек «съедает» 0,02-17 мг олова, особенно при активном потреблении консервов, хранящихся в банках из луженой жести.
В кровь олово практически не всасывается, т.к. в результате гидролиза образуются гидроксиды или другие труднорастворимые неорганические соединения. Поступление его в кровь ограничивается значениями 0,02-0,2 мг в сутки (в виде белковых комплексов). Однако, это количество олова быстро распределяется по разным органам.
Олово депонируется в скелете (10 мкммоль/кг), печени (2,7), легких (2,4), почках (1,6), коже (1,3). Оно входит в состав желудочного гормона гастрина. Этот гормон регулирует выработку соляной кислоты в желудке и увеличивает секрецию пепсина (пищеварительный фермент, расщепляющий белки).
В опытах на крысах было показано, что малые дозы соединений олова способствуют их росту.
Потребность в олове обычно удовлетворяется обычным питанием. Дефицит наступает при длительном его потреблении менее 1 мг в день. Испытания на лабораторных животных показали, что при нехватке олова замедлялся рост и привес у некоторых видов, нарушался минеральный состав внутренних органов, развивалась алопеция, ухудшался слух.
Олово — Металл, РАЗРУШАЮЩИЙ САМ СЕБЯ!
3. Негативное влияние олова на организм.
Неорганические соединения олова сравнительно малотоксичны для человека, отравиться ими трудно, если соблюдать технику безопасности. А вот органические соединения — сильные яды. Металлическое олово в виде пыли может попадать в организм человека на производстве при вдыхании. Следствием длительного поступления оловянной пыли являются пневмокониозы и экземы.
В виде соединений олово воздействует на организм через дыхательные пути и желудочно-кишечный тракт. Опасными могут быть аэрозоли оловосодержащих растворов, пыль его соединений, а также вода и пища, в которых превышен ПДК по олову. Олово из аэрозолей надолго задерживается в легких, но с трудом попадает в кровоток.
Потенциально опасными являются следующие соединения олова:
- SnCl4 — раздражает верхние дыхательные пути, вызывает спастический кашель.
- SnCl2 — вызывает раздражение и язвы на коже, ингибирует некоторые ферменты.
- SnH4 — является сильным ядом судорожного действия. Может образовываться при длительном хранении консервов в банках из луженной жести. Вызывает тяжёлые отравления.
- Органические соединения олова (особенно ди- и триалкильные) — поражают ЦНС. Производные триалкилолова применяются в промышленности как фунгициды и антисептики. В медицине не применяются. Соли олова с уксусной, лимонной, винной кислотой могут образовываться в консервных банках, при этом концентрация их в продукте может достигать 1,4 г/л. Употребление такого продукта приведет к расстройствам пищеварения.
Накопление олова с возрастом обычно не происходит. Это дает основание предположить, что в организме заложен эффективный гомеостатический механизм регулирования его содержания. Однако, некоторые оловоорганические соединения при попадании в организм с пищей аккумулируются, приводя к хромосомным аберрациям (мутациям) в клетках костного мозга.
Олово в основном выводится с мочой, в меньшей степени — желчным и кишечным путем. Период полувыведения равен 2 суток.
Причины и механизм токсического действия олова изучены мало. Определенно установлено, что Sn2+, будучи мягкой кислотой Льюиса, прочно связывается с мягким основанием — сульфогидрильными группами -SH, что, вероятно, приводит к ингибированию ферментов, содержащих данные группы.
Соединения олова влияют на активность флавиновых ферментов (ферменты, регулирующие окислительно-восстановительные реакции в живых организмах). Они могут увеличивать скорость ферментных реакций гемолиза эритроцитов крови (разрушение эритроцитов с выделением гемоглобина в окружающую среду): увеличивается количество свободных радикальных частиц в эритроцитах и развивается окислительный стресс.
Олово оказывает ингибирующее влияние на ферменты, участвующие в биосинтезе гема, в том числе и на один из ключевых — δ-аминолевулинатдегидратазу (АЛКД). Ингибирование АЛКД SnCl2 в организме кролика наблюдается уже при 5 мкммоль/л крови. В то же время SnCl4 никак не влияет на ингибирование в той же концентрации.
При концентрации олова в организме больше 20 мг/кг происходит ингибирование ферментов печени, содержащие сульфогидрильные группы: глутатионредуктазу, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназу, лактатдегидрогеназу и сукцинатдегидрогеназу.
Ингибирование ферментативных реакций может происходить:
- За счет дезактивации активных центров ферментов.
- За счет образования комплексов Sn 2+ с субстратами, содержащими группы -SH (глутатионом, цистеином).
Токсическая доза олова для человека — 2 г, интоксикация организма начинается при содержании в организме 250 мг/кг. Один из основных симптомов отравления оловом — анемия, связанная со снижением воспроизводства эритроцитов и, как следствие, со снижением их числа в крови и понижением уровня гемоглобина.
К другим основным симптомам системного переизбытка олова относят:
- плохой аппетит, слабость, тошнота, головокружение, постоянная мигрень;
- металлический привкус во рту;
- боли в животе, тошнота, диарея и другие заболевания ЖКТ;
- расстройства зрения;
- дерматиты и экземы;
- изменения в легких, пневмокониозы;
- увеличение печени.
Антагонистами олова являются цинк и медь.
Источник: zctc.ru
Олово: свойства, интересные факты, применение
Олово — легкий цветной металл, простое неорганическое вещество. В таблице Менделеева обозначается Sn, stannum (станнум). В переводе с латинского это значит «прочный, стойкий». Первоначально этим словом называли сплав свинца и серебра, и только значительно позже так стали именовать чистое олово. Слово «олово» имеет славянские корни и обозначает «белый».
Металл относится к рассеянным элементам, и не самым распространенным на земле. В природе он встречается в виде различных минералов. Самые важные для промышленной добычи: касситерит — оловянный камень, и станнин — оловянный колчедан. Добывают олово из руд, как правило, содержащих не более 0,1 процента этого вещества.
Свойства олова
Легкий мягкий пластичный металл серебристо-белого цвета. Имеет три структурные модификации, переходит из состояния α-олово (серое олово) в β-олово (белое олово) при температуре +13,2 °С, а в состояние γ-олово при t +161 °С. Модификации весьма сильно отличаются своими свойствами. α-олово — серый порошок, который относят к полупроводникам, β-олово («обычное олово» при комнатной температуре) — серебристый ковкий металл, γ-олово — белый хрупкий металл.
В химических реакциях олово проявляет полиморфизм, то есть кислотные и оснóвные свойства. Реактив достаточно инертный на воздухе и в воде, так как быстро покрывается прочной оксидной пленкой, защищающей его от коррозии.
Олово легко вступает в реакции с неметаллами, с трудом — с концентрированной серной и соляной кислотой; с этими кислотами в разбавленном состоянии не взаимодействует. С концентрированной и разбавленной азотной кислотой реагирует, но по-разному. В одном случае получается оловянная кислота, в другом — нитрат олова. Со щелочами вступает в реакции только при нагревании. С кислородом образует два оксида, со степенью окисления 2 и 4. Является основой целого класса оловоорганических соединений.
Воздействие на человеческий организм
Олово считается безопасным для человека, оно есть в нашем организме и каждый день мы получаем его в минимальных количествах с пищей. Его роль в функционировании организма пока не изучена.
Пары олова и его аэрозольные частицы опасны, так как при длительном и регулярном вдыхании оно может вызвать заболевания легких; ядовиты также органические соединения олова, поэтому работать с ним и его соединениями надо в средствах защиты.
Такое соединение олова как оловянистый водород, SnH4, может служить причиной тяжелых отравлений при употреблении в пищу очень старых консервов, в которых органические кислоты вступили в реакцию со слоем олова на стенках банки (жесть, из которой делают консервные банки — это тонкий лист железа, покрытый с двух сторон оловом). Отравление оловянистым водородом может быть даже смертельным. К его симптомам относятся судороги и чувство потери равновесия.
Это интересно
При понижении температуры воздуха ниже 0 °С белое олово переходит в модификацию серого олова. При этом объем вещества увеличивается почти на четверть, оловянное изделие трескается и превращается в серый порошок. Это явление стали называть «оловянной чумой».
Некоторые историки считают, что «оловянная чума» послужила одной из причин поражения армии Наполеона в России, так как превратила пуговицы на одежде французских солдат и пряжки для ремней в порошок, и тем самым оказала на армию деморализующее влияние.
А вот настоящий исторический факт: экспедиция английского полярного исследователя Роберта Скотта к Южному полюсу закончилась трагически в том числе потому, что все их топливо вылилось из запаянных оловом баков, они лишились своих мотосаней, а дойти пешком сил не хватило.
Применение
— Большая часть выплавляемого олова используется в металлургии для производства различных сплавов. Эти сплавы идут на изготовление подшипников, фольги для упаковки, белой пищевой жести, бронзы, припоев, проводов, литер типографских шрифтов.
— Олово в виде фольги (станиоль) востребовано в производстве конденсаторов, посуды, изделий искусства, органных труб.
— Используется для легирования конструкционных титановых сплавов; для нанесения антикоррозионных покрытий на изделия из железа и иных металлов (лужение).
— Сплав с цирконием обладает высокой тугоплавкостью и стойкостью к коррозии.
— Оксид олова (II) — используется в качестве абразива при обработке оптических стекол.
— Входит в состав материалов, применяющихся для изготовления аккумуляторов.
— При производстве красок «под золото», красителей для шерсти.
— Искусственные радиоизотопы олова применяются как источник γ-излучения в спектроскопических методах исследования в биологии, химии, материаловедении.
— Двухлористое олово (оловянную соль) используют в аналитической химии, в текстильной индустрии для крашения, в химпроме для органического синтеза и производства полимеров, в нефтепереработке — для обесцвечивания масел, в стекольной отрасли — для обработки стекол.
— Олово борфтористое применяется для изготовления жести, бронзы, других нужных промышленности сплавов; для лужения; ламинирования.
Источник: pcgroup.ru
Как олово влияет на организм человека в украшениях
Отравление оловом и его побочные эффекты
Трибутил-оксид олова может индуцировать профессиональную астму. Добавление этого соединения в краски, используемые в помещениях, может привести к раздражению глаз и горла, потере аппетита, тошноте, рвоте и чувству жжения в носу. Установленная OSHA допустимая предельная концентрация для экспозиции к органическим соединениям олова составляет 0,1 мг/м3 — средневзвешенный во времени (за 8 ч) уровень экспозиции рабочих.
а) Физические свойства олова. Разрешенные OSHA предельные концентрации для экспозиции к неорганическим соединениям олова — 2 мг/м3 в воздухе и к органическим соединениям олова — 0,1 мг/м3 в воздухе.
б) Патофизиология отравления оловом. Морфологические изменения после интоксикации ТМО (триметил-олово) ограничиваются нервной системой. Все нейроны почти всегда поражаются центральным хроматолизом и аккумуляцией телец лизосомной болезни.
в) Клиника отравления оловом. Besser и соавт. описывают острый лимбико-мозжечковый синдром, развивающийся после вдыхания триметил-олова (ТМО). Этот синдром напоминает описанные ранее, но, кроме того, для него характерны потеря слуха, конфабуляция, булимия, нарушенное сексуальное поведение, нистагм, фокальные и тонико-клонические эпилептические припадки и сенсорная невропатия.
Тяжести интоксикации сопутствуют максимальные концентрации олова в моче, наблюдаемые между первым и десятым днями после отравления.
Пероральное поглощение триэтил-олова, загрязнителя, образующегося при производстве бактерицидного лекарства, действующего против Staphylococcus (Stalinon) и содержащего диэтил-олово, характеризуется такими симптомами, как повышенное внутричерепное давление и большие тонико-клонические эпилептические припадки. Более 100 человек умерли. Wax и Dockstader составили таблицу данных о токсичности олова.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 21.12.2022
- Отравление теллуром и его лечение
- Отравление таллием и его побочные эффекты
- Отравление оловом и его побочные эффекты
- Отравление титаном и его побочные эффекты
- Отравление ураном и его побочные эффекты
- Отравление цинком и его лечение
- Классификация пестицидов и отравление ими
- Отравление фосфорорганическими инсектицидами
- Лечение отравления фосфорорганическими инсектицидами
- Отравление триортокрезилфосфатами (ТОФК) и их побочные эффекты
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.
Источник: meduniver.com