王潤(rùn)芳
摘 要:了解并掌握鹵素離子的鑒定方法及生物學(xué)效應(yīng)及鹵素在生物體內(nèi)的應(yīng)用,有利于提高教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:無(wú)機(jī)含氧酸鹽;分解產(chǎn)物;教學(xué)質(zhì)量
周期表中第ⅦA族元素,包括F、Cl、Br、I、At,其中,At為放射性元素,總稱(chēng)為鹵素。鹵素希臘原文為成鹽元素的意思,因?yàn)檫@些元素是典型的非金屬,它們都能與典型的金屬—堿金屬化合生成典型的鹽而得名。
一、鹵素離子的分離和鑒定
1.利用沉淀反應(yīng)
Cl-、Br-、I-都可與硝酸銀反應(yīng),生成不溶于稀硝酸的沉淀:
Cl-+Ag+=AgCl↓(白)
Br-+Ag+=AgBr↓(淡黃)
I-+Ag+=AgI(黃)
它們的溶解度積按AgCl、AgBr、AgI的順序依次減小,因此AgCl易溶于氨水形成銀氨配離子:
AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl-
而AgBr微溶于氨水,AgI不溶于氨水。
因碳酸銨水解產(chǎn)生低濃度的氨:
(NH4)2CO3+H2O=NH4HCO3+NH3·H2O,故可用碳酸銨代替氨水以便控制氨的濃度,鑒別Cl-和Br-離子。能溶于(NH4)2CO3溶液中的鹵化銀沉淀是AgCl,不溶的是AgBr。
AgBr易溶于Na2S2O3溶液中:
AgBr+2S2O2-3=[Ag(S2O3)2]3-+Br-
而AgI易溶于KCN溶液中:
即從AgCl→AgI,在NH3中溶解的平衡常數(shù)K值逐漸減小。
2.利用氧化還原反應(yīng)
鹵素離子的還原性按Cl-、Br-、I-的順序遞增。氯水可將Br-、I-氧化,利用Br-和I-還原性差異可鑒別它們。向含有Br-、I-的混合溶液中加入少量CCl4,然后滴加氯水,邊加邊攪拌。開(kāi)始CCl4層出現(xiàn)紫色,表示有I2生成。隨后褪為無(wú)色,又變?yōu)辄S色,表示有Br2生成。
氟是人體必需的微量元素,它以F- 形式結(jié)合在牙齒和骨骼等硬組織中。適量的氟對(duì)維持牙齒和骨骼的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度有一定的作用,但攝入氟過(guò)量時(shí)會(huì)出現(xiàn)氟中毒。有關(guān)氟的作用,有的認(rèn)為是,F(xiàn)-在骨骼和牙釉質(zhì)中能使羥基磷灰石轉(zhuǎn)變成氟磷灰石,氟磷灰石的晶格結(jié)構(gòu)比羥基磷灰石緊密,而且它的熱力學(xué)穩(wěn)定性大于羥基磷灰石,所以能提高抗齲齒能力,增加骨骼的硬度。缺氟時(shí),兒童發(fā)生齲齒。如果長(zhǎng)期攝入較多,牙釉質(zhì)能出現(xiàn)黃色、褐色或黑色斑點(diǎn),易于破碎或脫落,形常氟斑牙;骨骼能畸形發(fā)育,關(guān)節(jié)強(qiáng)直,腰腿疼痛,出現(xiàn)氟骨癥。這是一種地方病,即地方性氟中
毒癥。
氯離子是體液中存在的主要陰離子,大多分布在細(xì)胞外液,是人體必需的宏量元素。它與Na+、K+、HPO2-4等離子共同維持體液的滲透壓和酸堿平衡。
溴在人體各組織中都有存在,在體內(nèi)的含量比碘還高,但它在體內(nèi)的生理功能還不清楚,尚未確定它是人體的必需元素。已知溴化物,如NaBr和KBr,能加強(qiáng)大腦皮層的抑制過(guò)程,有鎮(zhèn)靜和催眠作用,常用于治療神經(jīng)衰弱。
碘是第二個(gè)被發(fā)現(xiàn)的必需微量元素,它濃集于甲狀腺內(nèi),參與甲狀腺激素的合成,是甲狀腺激素的組成成分,每一個(gè)甲狀腺分子中含有四個(gè)碘原子。甲狀腺激素的生理功能都與碘有關(guān)。由于地區(qū)水、土壤等原因造成人攝入碘不足或過(guò)多時(shí)都會(huì)引起甲狀腺腫大,這是一種地方病,稱(chēng)為地方性甲狀腺腫。
三、常用的含鹵素藥物
1.鹽酸 藥用HCl含量9.5%~10.5%(g/ml),可內(nèi)服補(bǔ)充胃酸的不足,治療胃酸缺乏癥。
2.氯化鈉 用于配制生理鹽水(濃度0.9%),大量用在出血過(guò)多,嚴(yán)重腹瀉等所引起的缺水病癥,也可用來(lái)洗滌傷口。
3.氯化鉀 是一種利尿藥,用于心臟性或腎臟性水腫,也用于缺鉀癥。
4.氯化銨 用作祛痰劑。
5.碘化鈉、碘化鉀 用于配制碘酊。碘化鈉、碘化鉀都能促進(jìn)細(xì)胞的新陳代謝,故用作變質(zhì)劑。此外,對(duì)甲狀腺腫大、慢性關(guān)節(jié)炎、動(dòng)脈血管硬化等癥也有療效。
6.溴化鈉、溴化鉀、溴化銨 三種溴化物稱(chēng)為三溴片,或單獨(dú)使用,作為鎮(zhèn)靜劑。
7.碘 在醫(yī)藥上配制碘酊,外用作消毒劑。內(nèi)服復(fù)方碘溶液治療甲狀腺腫。
8.漂白粉 其有效成分是Ca(ClO)2,具有消毒作用。
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(作者單位 太原師范學(xué)院化學(xué)系)