лекція 7.

До природним хімічним факторамвідносяться:

хімічний склад літосфери:

хімічний склад гідросфери;

хімічний склад атмосфери,

хімічний склад їжі.

Хімічний склад літосфери, атмосфери та гідросфери залежить від природного складу + викид хімічних речовин у результаті геологічних процесів (наприклад, домішки сірководню внаслідок виверження вулкана) та життєдіяльності живих організмів (наприклад, домішки фітонцидів, ефірних масел) + викид/використання хімічних антропогенної діяльності.

Дія хімічних факторів на організм людини може бути обумовлена: 1. надлишком чи нестачею вмісту природних хімічних елементів у навколишньому середовищі (природні мікроелементози); 2. надлишком вмісту природних хімічних елементів у навколишньому середовищі, пов'язаним з діяльністю людини (антропогенне забруднення); побуту (квартира, меблі, посуд, миючі засоби тощо).

Антропогенні хімічні фактори: господарсько-побутові відходи, промислові відходи, синтетичні матеріали, що використовуються у побуті, сільському господарствіі промисловому виробництві, продукти фармацевтичної промисловості, харчові добавки

Класифікація хімічних факторів за походженням:

1.Продукти повного та часткового згоряння органічного палива (вугілля, природного газу, нафтопродуктів, деревини), а також прості продукти окиснення - токсичні радикали кисню та перекису, оксиди азоту, сірчистий газ, оксиди вуглецю;

2. Продукти хімічної промисловості- бензол, фенол, ксилол, аміак, формальдегід, відходи виробництва пластмас, гумової, лакофарбової промисловості, нафтопереробної промисловості;

3.Продукти побутової та сільськогосподарської хімії: пестициди, детергенти (миючі засоби), синтетичні тканини та фарби, органічні розчинники для хімічного чищення, добавки, що застосовуються для консервації, надання органолептичних властивостей харчовим продуктамта косметичних засобів;

4. Тяжкі метали, що надходять у біосферу при згорянні органічного палива або з заводів, що виплавляють ці метали з руд;

5. Неорганічний пил (силікати, азбест, частки вуглецю);

6. Біологічні полютанти, рослинні алергени, бактеріальні токсини;

7. Радіонукліди.

Класифікація хімічних факторів за ступенем токсичності:

1. Малотоксичні сполуки (аміак, нафталін, етиловий спирт, бензин, окис вуглецю, бутан, нітрати);

2. Помірно токсичні (оцтова та деякі інші органічні кислоти, спити метиловий, бутиловий, пропіловий, тютюн, етилен, пил;

3.Сполуки підвищеної токсичності (миш'як, стронцій, цинк, фенол, хлор, сірководень та сірковуглець, ціаніди та ін.);

4. Високо токсичні сполуки (кадмій, ртуть, свинець та їх сполуки, поліциклічні хлоровані, ароматичні вуглеводні, токсичні радикали кисню, сірки, азоту).

Хімічні фактори поділяються на екзогенні та ендогенні.

Науково-технічний процес (НТП) призвів до того, що людині та іншим живим істотам на Землі доводиться контактувати з хімічними речовинами, які раніше не зустрічалися в еволюційному розвитку. Або ж доводиться взаємодіяти з речовинами, природними для складу довкілля, але перевищують їх початкові концентрації.

В даний час широкомасштабне застосування мають понад 60 тисяч хімічних речовин із 6 млн синтезованих. Щорічно до них додається близько 1 тис. нових хімічних сполук.

Шляхи надходження та розподілу ксенобіотиків в організмі:

1.черезшкірне: а) через епідерміс; б) через сальні та потові залози; в) через волосяні фолікули. Для низькомолекулярних та ліпофільних сполук основним є трансепітеліальний шлях. На процес всмоктування найбільше впливають фізико- Хімічні властивості, і насамперед їхня ліпофільність.

2.Проникнення через слизові оболонки.Слизові оболонки позбавлені рогового шару та жирової плівки. Резорбція речовин через слизові оболонки визначається наступними факторами: 1. агрегатний стан речовини; 2.доза та концентрація ксенобіотика; 3. вид слизової оболонки, її товщина 4. тривалість контакту; 5.інтенсивність кровопостачання анатомічної структури.

3.пероральне надходження. Деякі ксенобіотики можуть надходити в організм активним транспортом. Але основним є механізм пасивної дифузії речовин через епітелій ШКТ.

4. інгаляційне надходження. Ксенобіотики у формі газу або пари можуть легко проникати через легені в кровотік. Великі частинки накопичуються на слизовій оболонці верхніх відділів дихальних шляхів, середні в більш глибоких відділах, дрібні можуть досягти поверхні альвеол.

Після резорбції (всмоктування) у кров речовина відповідно до градієнта концентрації розподіляється по всіх органах та тканинах, речовини розподіляються нерівномірно в організмі. Деякі вибірково накопичуються у тому чи іншому органі, тканині, клітинах певного типу. Наприклад свинець, стронцій депонуються переважно у кістках. Різні токсиканти можуть утворювати з біологічними молекулами ковалентні зв'язки і, таким чином, накопичуватися в тканинах. Миш'як внаслідок високої спорідненості до кератину депонується у нігтях. Інший механізм депонування накопичення ліпофільних речовин у жировій тканині, наприклад, поліциклічні ароматичні вуглеводні, деякі хлорорганічні інсектициди.

Етапи реакції організму на забруднення природного середовища:

1.Накопичення забруднювачів у тканинах та органах.

2.Возникнення функціональних змін, що виходять за межі фізіологічної норми.

3.Захворювання.

Наслідки хімічного забруднення природного середовища:

1.поява мутантних організмів з різними формами патології,

2. стійкі зміни спадкових властивостей та реактивності організму,

3. зниження рівня популяційного гомеостазу,

4.істотні зміни показників здоров'я населення (зміна фізичного розвитку, зміна структури захворюваності та смертності, зниження репродуктивного здоров'я, посилення тенденції до формування комбінованої патології)

Дія ксенобіотиків: токсична (у тому числі імунотоксична), канцерогенна, алергенна, мутагенна, порушення процесів регуляції (ефектори нейро-ендокринної системи).

Умови, що визначають біологічний ефект хімічних факторів:

доза та час впливу,

шлях надходження організму,

посилення дії рахунок комбінованого шляху впливу

Внутрішні:

індивідуальні генетичні, статеві та вікові особливості людини,

вихідний рівень здоров'я.

Елімінація (виведення) ксенобіотиків відбувається:

у шлунково-кишковому тракті,

у нирках,

у легенях,

Печінка, тонкий кишечник та нирки є центральними органами, у яких відбувається концентрація та елімінація чужорідних молекул Ці органи, як і підшлункова залоза, найбільш чутливі до клітинного пошкодження ксенобіотиками. Дуже часто таке пошкодження відбувається за рахунок хімічно реактивних продуктів, які ушкоджують макромолекули, включаючи ДНК та білки.

Незначне забруднення навколишнього середовища хімічними речовинами має слабкий вплив на організм людини. При досягненні граничної концентрації розвивається несприятлива реакція, яка посилюється надалі при хронічних впливах.

поріг шкідливого впливу – це мінімальна доза речовини, за якої в організмі виникають зміни, що виходять за межі фізіологічних та пристосувальних реакцій, або прихована (тимчасово компенсована) патологія.

У минулому токсикологія ґрунтувалася на думці «доза визначає отруту». Передбачалося, що малі кількості отрути не ведуть до якихось наслідків, а великі дози– убивають. Дослідження вчених фундаментально змінили принципи токсикології. Зараз відомо, що часте вплив малих доз токсинів веде до більш серйозних наслідків, ніж одноразова дія високих доз.

Так, малі кількості формальдегіду, що надходять до житлових приміщень із ізолюючих матеріалів та меблів можуть зруйнувати здоров'я цілої сім'ї. Або низько-дозована дія пестицидів або ходіння босоніж у ранні критичні періоди вагітності по підлозі, виготовленій з пресованих матеріалів, може викликати серйозні дефекти центральної нервової системи у плода з незворотними. інтелектуальними порушеннямиу народжених дітей.

Екологічна медицина розглядаєпереважно хронічні форми інтоксикації. Гостріж отруєнняхімічними речовинами є предметом токсикології.

Початкова реакція організмуна дію токсичних речовинспрямована на стимуляцію їх виведення та знешкодження. За дуже слабких змінсередовища або його окремих чинників захисно-пристосувальні реакції можуть розвиватися.

На ранніх етапах впливу токсичних сполук в організмі розвиваються різноманітні неспецифічні метаболічні та функціональні порушення, що характеризуються:

Різними порушеннямибіоенергетики клітин,

Зниженням синтезу білків, порфірину та гему,

Порушенням систем антиоксидантного захисту,

Порушенням метаболізму амінокислот та жирних кислот,

Імунними порушеннями.

При тривалій діїтоксичного фактора знижується здатність організму до виведення та знешкодження токсинів, виснажуються захисні системи. Протягом часу на тлі впливу ксенобіотиків, що триває, відбувається виснаження внутрішніх резервів. Розвивається грубе порушення електролітного обміну у клітинах, тканинна гіпоксія та метаболічний ацидоз. Це проявляється симптомами захворювань. Найчастіше наявні відхилення розцінюються як оборотні прикордонні стану.

У той самий час в 20% хворих можуть перейти у хронічні захворювання, оскільки відбувається структурно-функціональна перебудова з недостатнім розвитком поліорганної недостатності (ураження багатьох органів). Характер недостатності органів та систем визначається природою токсичних речовин та рівнем здоров'я людини.

Чинники, що знижують адаптацію до хімічних впливів:

Недостатність біоантіоксидантів (речовини, що захищають мембрану клітини від пошкодження) у харчовому раціоні: низький вміст біоантиоксидантів у харчовому раціоні через бідність ґрунтів, недостатню різноманітність продуктів (низький вміст у харчовому раціоні овочів, ягід, фруктів), а також їх руйнування при неправильному зберіганні та обробці, під впливом радіації;

Наявність у продуктах харчування речовин, що пригнічують антиоксидантну систему(нітрити, нітрати, продукти окислення жирів, отрутохімікати, радіонукліди, важкі метали);

Недотримання принципів раціонального харчування(висока калорійність їжі, надмірне споживання жирів на тлі нестачі свіжих овочів та фруктів, багатих на клітковину, вітаміни та мікроелементи).

Підвищена потреба у біоантиоксидантах: особливий фізіологічний стан організму (інтенсивне зростання, вагітність, лактація, передчасне старіння); стресовий стан, інфекційні та неінфекційні захворювання, шкідливі звички (куріння, алкоголізм, наркоманія), несприятливі кліматичні умовипроживання, гострі та хронічні побутові та виробничі інтоксикації.

Патологічні реакції організму на дію хімічних факторів:

Класом токсичності хімічного фактора, його здатності накопичуватись у тканинах;

Дозами ксенобіотиків та шляхами надходження;

Тимчасовим інтервалом (часом перебування в умовах забрудненого середовища);

Станом індивідуальних механізмівзахисту, віком та статтю.

Механізми токсичної дії:

1.Мутагенна дія (гаметотоксичність).

Мутації у статевих клітинах можуть викликатись малими дозами ксенобіотиків. Контакт із сильними мутагенами можливий у особливих виробничих умовах. В даний час відомо, що 5 - 10% хімічних сполук, що використовуються в господарської діяльностіє мутагенами. Ці речовини здатні викликати порушення в генетичному апараті статевих клітин, які можуть призвести до: безпліддя, загибелі ембріонів, спадкових дефектів.

Встановлено, що близько 10% дітей народжується з фізичними та розумовими дефектами, зумовленими порушеннями у генетичному апараті. З генетичних причин не доношується 25% вагітностей. Цитогенетичні дослідження спонтанних абортів свідчать, що кожен другий пов'язані з мутацією в статевих клітинах батьків чи заплідненої яйцеклітини на ранніх стадіях її розвитку.

У деяких випадках батьки є носіями структурних перебудов. Це веде до зниження репродуктивної функції (спонтанні аборти, мертвонароджені) з одного боку, а також до хромосомних аномалій у плода – з іншого.

Є численні дані про зростання генетичного вантажу. Так, у населення Європи обсяг генетичного вантажу збільшився вдвічі за останні 10 років. Сьогодні кожен 10-й європеєць обтяжений спадковою хворобою або серйозним пороком розвитку. На думку низки вчених 2-3% вроджених вад розвитку обумовлені хімічними агентами довкілля.

В експериментальних дослідженняхПоказано, що 90% хімічних мутагенів індукують розвиток злоякісних захворювань.

2.Генотоксичність.Під генотоксичним ефектом розуміється здатність екологічних факторів індукувати мутації генів соматичних клітин (стволових клітин кісткового мозку, лімфоцитів, нейтрофілів, фібробластів, епітеліальних тощо), які виявляються: порушенням процесів репарації ДНК, нестабільністю хромосом, хромосомними абер.

Генотоксичний ефект у внутрішньоутробному періодіведе до розвитку більшості вроджених вад розвитку. В постнатальному періодігенотоксичність може бути причиною: аутоімунних процесів, запальних, злоякісної трансформації клітин.

3. Ферментопатична дія: a) блокада ферментних систем біоенергетики клітини → порушення гомеостазу, анаболічних процесів → загибель клітин у зв'язку з ураженням ядра; б) порушення фізико-хімічних властивостей мембран → руйнування мембрани → руйнування клітини.

На земній кулі практично неможливо знайти місце, де б не були присутні в тій чи іншій концентрації забруднюючі речовини. Навіть у льодах Антарктиди, де немає жодних промислових виробництв, а люди живуть тільки на невеликих наукових станціях, вчені виявили різні токсичні (отруйні) речі сучасних виробництв. Вони заносяться сюди потоками атмосфери з інших континентів.

Речовини, що забруднюють природне середовище, дуже різноманітні. Короткочасний вплив невеликих концентрацій таких речей може викликати запаморочення, нудоту, першіння в горлі, кашель. Попадання в організм людини великих концентрацій таких речовин може призвести до втрати свідомості, гострого отруєння і навіть смерті. Прикладом подібної дії можуть бути змоги, що утворюються в великих містаху безвітряну погоду або аварійні викиди токсичних речей у промисловими підприємствами в атмосферу.

Реакція організму на забруднення залежить від індивідуальних особливостей організму людини: віку, статі, стану здоров'я. Як правило, більш уразливі діти, літні та літні люди, хворі люди. При систематичному або періодичному надходженні в організм порівняно невеликих кількостей токсичних речовин відбувається хронічне отруєння.

При хронічному отруєнніодні й ті ж речі у різних людейможуть викликати різні ураження нирок, кровотворних органів, нервової системи, печінки.

Подібні ознаки спостерігаються і при радіоактивному забрудненнідовкілля. Внаслідок Чорнобильської катастрофи захворюваність серед населення, особливо дітей, збільшилася у багато разів.

Медики встановлюють прямий зв'язок між зростанням кількості людей, які хворіють на алергію, бронхіальну астму, рак і погіршення екологічної обстановки в даному регіоні. Достовірно встановлено, що такі відходи виробництва, як хром, нікель, берилій, бензопірин, азбест, багато отрутохімікатів є канцерогенами, тобто викликають ракові ракові захворювання. Ще в минулому столітті рак у дітей був майже невідомий, а зараз він зустрічається серед них дедалі частіше. Внаслідок забруднення з'являються нові, невідомі раніше хвороби. Причини їх дуже важко встановити.

Величезна шкода здоров'ю завдає куріння. Курець не тільки сам вдихає шкідливі речовини, а й забруднює атмосферу, наражаючи на небезпеку інших людей. Встановлено, що люди, що знаходяться в одному приміщенні з курцем, вдихають навіть більше шкідливих речовинчим він сам.

Крім хімічних забруднювачів, природного середовищазустрічаються і біологічні, що викликають у людини різноманітні захворювання. Це хвороботворні мікроорганізми, віруси, гельмінти, найпростіші. Вони можуть бути у атмосфері, воді, грунті, у тілі інших тварин організмів, зокрема й у людині.

Найнебезпечнішими є збудники інфекційних захворювань. Вони мають різну стійкість у навколишньому середовищі. Одні можуть жити поза організмом людини лише кілька годин; знаходячись у повітрі, воді, на різних предметах вони швидко гинуть.

Інші можуть жити у навколишньому середовищі від кількох днів до кількох років. Для третіх навколишнє середовище є природним місцем проживання. Для четвертих – інші організми, наприклад дикі тварини, є місцем збереження та розмноження.

Часто джерелом інфекцій є ґрунт, в якому постійно живуть збудники правця, ботулізму, деяких грибкових захворювань. В організм людини вони можуть потрапити при пошкодженні шкірних покривів, з немитими продуктами харчування, порушення правил гігієни. Боліснотворні мікроорганізми можуть проникнути в ґрунтові води та стати причиною інфекційних захворювань. Тому воду з артезіанських свердловин, колодязів, джерел необхідно перед питтям кип'ятити. Відомі численні випадки, коли забруднені джерела води спричинили епідемії холери, черевного тифу, дизентерії. При повітряно-крапельній інфекції забруднення відбувається через дихальні шляхи при видиханні повітря, що містить хвороботворні мікроорганізми.

До таких хвороб відносяться: грип, кашлюк, свинка, дифтерія, кір та ін. Збудники цих хвороб потрапляють у повітря при кашлі, чханні і навіть при розмові хворих людей.

Особливу групу складають інфекції. хвороби, що передаються при тісному контакті з хворим або при користуванні їх речами та предметами гігієни. До них відносяться венеричні хвороби (СНІД, сифіліс, гонорея), трахома, сибірка.

Люди або домашні тварини можуть заражатись природно-вогнищевими хворобами, потрапляючи на територію природного вогнища. До таких хвороб відносять чуму, туляремію, висипний тиф, кліщовий енцефаліт, малярію, сонну хворобу.

Передача збудника від тварини до тварини та від тварини до людини відбувається переважно через переносників, найчастіше через комах та кліщів.

Людина завжди жила у світі шумів і звуків.

Звуком називають такі механічні коливання довкілля, які сприймаються слуховим апаратом людини (від 16 до 20 000 коливань на секунду). Коливання більшої частоти називають ультразвуком, меншою інфразвуком. Шум - гучні звуки, що склалися в безладне звучання.

Тривалий шум не сприятливо впливає орган слуху, знижуючи чутливість до слуху. Він призводить до розладу діяльності серця, печінки, до виснаження та перенапруги нервових клітин. Ослаблені клітини нервової системи що неспроможні досить чітко координувати роботу різних систем організму. Звідси виникають порушення діяльності.

Рівень шуму.

Вимірюється в одиницях, що виражають рівень звукового тиску,- децибелах. Цей тиск сприймається не безмежно. Рівень шуму в 20-30 дБ практично нешкідливий для людини, це природне шумове тло. Що ж до гучних звуків, то тут допустима межа становить приблизно 80 дБ. Звук в 130 дБ вже викликає у людини болючі відчуття, а 150 стають для нього непереносними. Недарма в середні віки існувала страта «під дзвін». Гул дзвін мучив і повільно вбивав засудженого.

У ході історичного розвитку людина пристосувався до певного ритму життя, зумовленого ритмічними змінами у природному середовищі та енергетичною динамікою обмінних процесів.

В даний час відомо безліч ритмічних процесів в організмі, званих Біорітм. До них відносяться ритми роботи серця, дихання, біоелектричної активності мозку. Все наше життя являє собою постійну зміну спокою та активної діяльності, сну та неспання, втоми від напруженої праці та відпочинку.

Центральне місце серед усіх ритмічних процесів займають СУТОЧНІ РИТМИ, що мають найбільше значеннядля організму. Реакція організму будь-який вплив залежить від фази добового ритму (тобто. від часу доби).

Клімат також серйозно впливає на здоров'я людини, впливаючи на нього через погодні фактори. ПОГОДНІ УМОВИ включають комплекс фізичних умов: атмосферний тиск, вологість, рух повітря, концентрацію кисню, ступінь обурення магнітного поля Землі, рівень забруднення атмосфери.

Харчування та здоров'я людини.

Важлива умова збереження здоров'я та високої працездатності – повноцінне раціональне харчування.

У продуктах харчування багато біологічно активних речовин виявляються в рівних, а іноді і в більш високих концентраціях, ніж у застосовуваних лікарських засобах. Ось чому з давніх-давен багато продуктів, в першу чергу овочі, фрукти, насіння, зелень, застосовують при лікуванні різних хвороб. Раціональне харчування передбачає необхідність при складанні добового раціону враховувати, з одного боку, потреби організму в основних поживних речах і енергії, з іншого – зміст цих речей та їх енергетичну цінність. Необхідно суворо дотримуватися санітарно-гігієнічних правил приготування їжі. Ретельно мити, піддавати термічній обробці продукти харчування. Рослини здатні накопичувати в собі практично всі шкідливі речі. Ось чому небезпечна сільгосп. Продукція, що вирощується поблизу промислових підприємствта великих автошляхів.

Ландшафт як фактор здоров'я.

Людина завжди прагне лісу, в гори, на берег моря, річки або озера. Ландшафт може надати різний стан на психоемоційний стан людини. Споглядання краси природи стимулює життєвий тонус і заспокоює нервову систему. Тяга до природних ландшафтів особливо сильна у міських жителів.

Дуже важливо, щоб місто було біогеоцинозним. Поблизу кварталів можуть розміщуватись тільки ті промиші. предпр., які не становлять небезпеки в гігієнічному відношенні та необхідні для потреб міста. Усі підприємства несприятливі у санітарному відношенні повинні бути виведені за межі міст. На вулицях міста та у дворах треба дотримуватися чистоти, не смітити, нічого не ламати. Зелені насадження є невід'ємною частиною комплексу заходів із захисту та перетворення навколишнього середовища. Вони не лише сприятливі мікрокліматичні умови, а й підвищують художню виразність архітектурних ансамблів. Загальна площа зелених насаджень у містах має займати понад половину його території.

Проблеми адаптації людини до довкілля.

Людина, як і інші види живих організмів, здатна адаптуватися до умов оточення. середовища. АДАПТАЦІЮ людини до нових природних та виробничих умов можна охарактеризувати, як сукупність соціально-біологічних властивостей та особливостей, необхідних для сталого існування організму у конкретному екологічному середовищі.

Пристосовуючись до несприятливих екологічних умов, організм людини відчуває стан напруги, втоми. НАПРУГ - мобілізація всіх механізмів, що забезпечують певну діяльність організму людини. Залежно від величини навантаження, ступеня підготовки організму, його функціонально-структурних та енергетичних ресурсів знижується можливість функціонування організму на заданому рівні, тобто. настає втома.

Здатність адаптуватися до нових умов у різних людейне однакова. Так, у багатьох людей при далеких перельотах зі швидким перетином кількох часових поясів, а також при змінній роботі виникають такі несприятливі симптоми, як порушення сну, погіршення самопочуття та настрої, невротичні розлади, загострюються хронічні. захворювання. Інші ж адаптуються швидко.

Стан, при якому швидкості прямої та зворотної реакцій рівні між собою, називається хімічною рівновагою. Рівняння оборотної реакції в загальному вигляді:

Швидкість прямої реакції v 1 =k 1 [A] m [B] n швидкість зворотної реакції v 2 =k 2 [С] p [D] q де в квадратних дужках – рівноважні концентрації. За визначенням при хімічній рівновазі v 1 =v 2, звідки

До з = k 1 / k 2 = [С] p [D] q / [A] m [B] n,

де К з - Константа хімічної рівноваги, виражена через молярні концентрації. Наведене математичне вираз нерідко називають законом дії мас для оборотної хімічної реакції: відношення добутку рівноважних концентрацій продуктів реакції до твору рівноважних концентрацій вихідних речовин.

Положення хімічної рівноваги залежить від наступних параметрів реакції: температури, тиску та концентрації. Вплив, який надають ці фактори на хімічну реакцію, підпорядковуються закономірності, яка була висловлена ​​в загальному вигляді у 1884 французьким ученим Ле-Шательє. Сучасне формулювання принципу Ле-Шательє таке:

Якщо систему, що у стані рівноваги, надати зовнішнє вплив, то система перейде у інший стан те щоб зменшити ефект зовнішнього впливу.

Чинники, що впливають на хімічна рівновага.

1. Вплив температури. У кожній оборотній реакції один із напрямків відповідає екзотермічному процесу, а інший - ендотермічному.

При підвищенні температури хімічна рівновага зміщується у напрямку ендотермічної реакції, при зниженні температури – у напрямку екзотермічної реакції.

2. Вплив тиску. У всіх реакціях за участю газоподібних речовин, що супроводжуються зміною обсягу за рахунок зміни кількості речовини при переході від вихідних речовин до продуктів, положення рівноваги впливає тиск в системі.
Вплив тиску на положення рівноваги підпорядковується наступним правилам:

При підвищенні тиску рівновага зсувається у напрямку утворення речовин (вихідних або продуктів) з меншим обсягом.

3. Вплив концентрації. Вплив концентрації на стан рівноваги підпорядковується наступним правилам:

При підвищенні концентрації однієї з вихідних речовин рівновага зсувається у напрямі утворення продуктів реакції;
у разі підвищення концентрації однієї з продуктів реакції рівновага зсувається у бік освіти вихідних речовин.

Питання для самоконтролю:

1. Що таке швидкість хімічної реакції та від яких факторів вона залежить? Від яких факторів залежить константа швидкості?

2. Скласти рівняння швидкості реакції утворення води з водню та кисню та показати, як змінити швидкість, якщо концентрацію водню збільшити втричі.

3. Як змінюється швидкість реакції з часом? Які реакції називаються оборотними? Чим характеризується стан хімічної рівноваги? Що називається константою рівноваги, яких факторів вона залежить?

4. Яким зовнішнім впливом можна порушити хімічну рівновагу? У якому напрямку змішується рівновага за зміни температури? Тиск?

5. Як можна змістити оборотну реакцію у певному напрямку та довести до кінця?

Лекція №12 (проблемна)

Розчини

Ціль:Дати якісні висновки про розчинність речовин та кількісну оцінку розчинності.

Ключові слова:Розчини – гомогенні та гетерогенні; істинні та колоїдні; розчинність речовин; концентрація розчинів; розчини неелектроїлів; закони Рауля та вант-Гоффа.

План.

1. Класифікація розчинів.

2. Концентрація розчинів.

3. Розчини неелектролітів. Закони Рауля.

Класифікація розчинів

Розчини – це гомогенні (однофазні) системи змінного складу, що складаються із двох або більше речовин (компонентів).

За характером агрегатного стану розчини можуть бути газоподібними, рідкими та твердими. Зазвичай компонент, який у цих умовах перебуває у тому агрегатному стані, як і утворюється розчин, вважають розчинником, інші складові розчину – розчиненими речовинами. У разі однакового агрегатного стану компонентів розчинником вважають компонент, який переважає в розчині.

Залежно від розмірів частинок розчини поділяються на справжні та колоїдні. В істинних розчинах (часто званих просто розчинами) розчинена речовина диспергована до атомного або молекулярного рівня, частинки розчиненої речовини не видно ні візуально, ні під мікроскопом, що вільно пересуваються в середовищі розчинника. Справжні розчини – термодинамічно стійкі системи, необмежено стабільні у часі.

Рушійними силами утворення розчинів є ентропійний та ентальпійний фактори. При розчиненні газів у рідині ентропія завжди зменшується ΔS< 0, а при растворении кристаллов возрастает (ΔS >0). Чим сильніша взаємодія розчиненої речовини та розчинника, тим більша роль ентальпійного фактора в утворенні розчинів. Знак зміни ентальпії розчинення визначається знаком суми всіх теплових ефектів процесів, що супроводжують розчинення, з яких основний внесок вносять руйнування кристалічних ґрат на вільні іони (ΔH > 0) та взаємодію утворених іонів з молекулами розчинника (сольтивація, ΔH< 0). При этом независимо от знака энтальпии при растворении (абсолютно нерастворимых веществ нет) всегда ΔG = ΔH – T·ΔS < 0, т. к. переход вещества в раствор сопровождается значительным возрастанием энтропии вследствие стремления системы к разупорядочиванию. Для жидких растворов (расплавов) процесс растворения идет самопроизвольно (ΔG < 0) до установления динамического равновесия между раствором и твердой фазой.

Концентрація насиченого розчину визначається розчинністю речовини за даної температури. Розчини із меншою концентрацією називаються ненасиченими.

Розчинність для різних речовин коливається у значних межах і залежить від їхньої природи, взаємодії частинок розчиненої речовини між собою та з молекулами розчинника, а також від зовнішніх умов (тиску, температури тощо).

У хімічній практиці найбільш важливі розчини, виготовлені на основі рідкого розчинника. Саме рідкі суміші у хімії називають просто розчинами. Найбільш широко застосовуваним неорганічним розчинником є ​​вода. Розчини коїться з іншими розчинниками називаються неводними.

Розчини мають надзвичайно велике практичне значення, в них протікають багато хімічних реакцій, у тому числі й лежать в основі обміну речовин у живих організмах.

Концентрація розчинів

Важливою характеристикоюрозчинів служить їхня концентрація, яка виражає відносну кількість компонентів у розчині. Розрізняють масові та об'ємні концентрації, розмірні та безрозмірні.

До безрозмірнимконцентраціям (часткам) відносяться такі концентрації:

Масова частка розчиненої речовини W(B) виражається у частках одиниці або у відсотках:

де m(B) та m(A) – маса розчиненої речовини B та маса розчинника A.

Об'ємна частка розчиненої речовини σ(B) виражається у частках одиниці або об'ємних відсотках:

де V i - Об'єм компонента розчину, V(B) - Об'єм розчиненої речовини B. Об'ємні відсотки називають градусами *) .

*) Іноді об'ємна концентрація виявляється у тисячних частках (проміле, ‰) або у мільйонних частках (млн –1), ppm.

Мольна частка розчиненої речовини χ(B) виражається співвідношенням

Сума мольних часток k компонентів розчину χ i дорівнює одиниці

До розмірнимконцентраціям відносяться такі концентрації:

Моляльність розчиненої речовини C m (B) визначається кількістю речовини n(B) 1 кг (1000 г) розчинника, розмірність моль/кг.

Молярна концентрація речовини B у розчині C(B) – вміст кількості розчиненої речовини B в одиниці об'єму розчину, моль/м 3 або частіше моль/літр:

де μ(B) – молярна маса B, V – об'єм розчину.

Молярна концентрація еквівалентів речовини B CЕ (B) (нормальність – застарілий) визначається числом еквівалентів розчиненої речовини в одиниці об'єму розчину, моль/літр:

де n Е (B) – кількість речовини еквівалентів, Е – молярна маса еквівалента.

Титр розчину речовини B( T B) визначається масою розчиненої речовини в г, що міститься в 1 мл розчину:

Г/мл або г/мл.

Масові концентрації ( масова частка, відсоткова, моляльна) не залежать від температури; об'ємні концентрації відносяться до певної температури.

Всі речовини тією чи іншою мірою здатні розчинятися і характеризуються розчинністю. Деякі речовини необмежено розчиняються одна в одній (вода-ацетон, бензол-толуол, рідкі натрій-калій). Більшість сполук обмежено розчиняються (вода-бензол, вода-бутиловий спирт, вода-кухонна сіль), а багато малорозчинні або практично нерозчинні (вода-BaSO 4 , вода-бензин).

Розчинністю речовини за цих умов називають його концентрацію в насиченому розчині. У такому розчині досягається рівновага між розчиняється речовиною і розчином. За відсутності рівноваги розчин залишається стабільним, якщо концентрація розчиненої речовини менша за його розчинність (ненасичений розчин), або нестабільним, якщо в розчині міститься речовини більше за його розчинність (пересичений розчин).

Численні дослідження показали, що факторами, що зумовлюють здоров'я, є:

• біологічні (спадковість, тип вищої нервової діяльності, конституція, темперамент тощо);
• природні (клімат, ландшафт, флора, фауна тощо);
• стан навколишнього середовища;
• соціально-економічні;
• рівень розвитку охорони здоров'я.

Ці чинники впливають спосіб життя людей. Встановлено також, що спосіб життя приблизно на 50%, стан довкілля на 15-20%, спадковість на 15-20% та охорона здоров'я (діяльність його органів та установ) на 10% зумовлюють здоров'я (індивідуальне та громадське).

З поняттям здоров'я тісно пов'язане уявлення про .

Чинники забезпечення здоров'я

Експерти ВООЗ у 80-х роках XX століття визначили орієнтовне співвідношення різних факторів забезпечення здоров'я сучасної людини, виділивши як основні чотири похідні. Згодом ці висновки були принципово підтверджені і стосовно нашої країни так (у дужках дані ВООЗ):

• генетичні фактори - 15-20% (20%)
• стан навколишнього середовища - 20 - 25% (20%)
• медичне забезпечення - 10-15% (7 - 8%,)
• умови та спосіб життя людей - 50 - 55% (53 - 52%).

Таблиця 1. Чинники, що впливають здоров'я людини

Сфера впливу факторів	Чинники
	Зміцнюючі здоров'я	Погіршення здоров'я
Генетичні (15-20%)	Здорова спадковість. Відсутність морфо-функціональних передумов виникнення захворювань	Спадкові захворювання та порушення. Спадкова схильність до захворювань
Стан довкілля (20-25%)	Хороші побутові та виробничі умови, сприятливі кліматичні та природні умови, екологічно сприятливе місце існування	Шкідливі умови побуту та виробництва, несприятливі кліматичні та природні умови, порушення екологічної обстановки
Медичне забезпечення (10-15%)	Медичний скринінг, високий рівень профілактичних заходів, своєчасна та повноцінна медична допомога	Відсутність постійного медичного контролю за динамікою здоров'я, низький рівень первинної профілактики, неякісне медичне обслуговування
Умови та спосіб життя (50-55%)	Раціональна організація життєдіяльності, осілий спосіб життя, адекватна рухова активність, соціальний та психологічний комфорт. повноцінне та раціональне харчування, відсутність шкідливих звичок, валеологічна освіта та ін.	Відсутність раціонального режиму життєдіяльності, міграційні процеси, гіпо-або гіпердинамія, соціальний та психологічний дискомфорт. неправильне харчування, шкідливі звички, недостатній рівень валеологічних знань

Хімічні фактори

Хімічні фактори. Хімічні речовини широко використовуються людиною на виробництві та в побуті (консервуючі, миючі, миючі, дезинфікуючі засоби, а також засоби для фарбування та склеювання різних предметів).

Усі хімічні речовини, які у побуті, у невеликих кількостях безпечні здоров'ю. Однак порушення правил їх застосування може мати несприятливий вплив на організм.

До хімічним речовинамслід також віднести і лікувальні препарати, що призначаються лікарями при різних захворюваннях Багато сучасних ліків випускаються у вигляді різнокольорового драже, мають дуже привабливий вигляд, тому діти нерідко плутають їх із цукерками. Тим часом достатньо однієї таблетки, щоб викликати у дитини серйозне отруєння, небезпечне для життя.

Біологічні фактори

Біологічні фактори Форми існування живої матерії Землі надзвичайно різноманітні: від одноклітинних найпростіших до високоорганізованих біологічних організмів. Всі відомі мікроорганізми можна поділити на три групи: абсолютно безпечні для людини (сапрофіти), ми з ними постійно контактуємо, але це ніколи не викликає захворювань; Безумовно шкідливі, тобто. небезпечні для здоров'я людини (зустріч із ними завжди чревата розвитком інфекційного захворювання, щоправда, це трапляється тоді, коли організм не має відповідного захисту); умовно патогенні (це мікроорганізми, які в звичайних умовах не викликають будь-яких захворювань у людини, проте, коли організм ослаблений внаслідок простудного або хронічного захворювання, недостатнього харчування, авітамінозу, стресу, стомлення тощо, вони можуть спричинити захворювання). Виділено групу особливо небезпечних мікроорганізмів, що викликають тяжкі захворювання у людини. Це, наприклад, збудники натуральної віспи, чуми, холери, туляремії, сибірки, поліомієліту.

Отже, біологічні чинники довкілля включають безліч біологічних об'єктів, із якими людський організм безперервно взаємодіє. Розрізняють:

Природні та соціально-біологічні логічні чинники, що впливають організм людини, нерозривно пов'язані з питаннями екологічного характеру.

Екологія (греч, oikos – будинок, житло, батьківщина + logos – поняття, вчення) – це і область знання, і частина біології, і навчальна дисципліна, та комплексна наука. Екологія розглядає взаємини організмів друг з одним і з неживими компонентами природи: Землі (її біосфери). Екологія людини вивчає закономірності взаємодії людини з природою, проблеми збереження та зміцнення здоров'я. Людина залежить від умов довкілля так само, як природа залежить від людини. Тим часом вплив виробничої діяльності на навколишню природу (забруднення атмосфери, ґрунту, водойм відходами виробництва, вирубування лісів, підвищена радіація внаслідок аварій та порушень технологій) ставить під загрозу існування самої людини. Наприклад, у великих містах значно погіршується природне місце існування, порушуються ритм життя, психоемоційна ситуація праці, побуту, відпочинку, змінюється клімат. У містах інтенсивність сонячної радіації на 15 - 20% нижча, ніж у прилеглій місцевості, зате середньорічна температура вища на 1 - 2 градуси, менш значні добові та сезонні коливання, нижче за атмосферний тиск, забруднене повітря. Всі ці зміни мають вкрай несприятливий вплив на фізичне та психічне здоров'я людини. Близько 80 хвороб сучасної людини - результат погіршення екологічної ситуації на планеті. Екологічні проблемибезпосередньо пов'язані з процесом організації та проведення систематичних занять фізичними вправами та спортом, а також з умовами, у яких вони відбуваються.