Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

18 Октября 2011

Ядовитый в природе, бром жизненно необходим человеку. Он регулирует деятельность нервной системы и помогает в переваривании пищи.

Бром в природе – ядовитая красно-бурая жидкость с неприятным запахом. Даже название этого элемента произошло от греческого слова «зловоние». Тем не менее, это опасное вещество – незаменимый для человеческого организма микроэлемент. Он регулирует деятельность центральной нервной системы и щитовидной железы. К счастью, поступающие вместе с пищей и питьевой водой соединения брома нетоксичны. А распространенная легенда о том, что бром снижает половое влечение – очередной миф.

Источник брома для организма

• изделиях из макарон;
• орехах: нут (турецкий орех), арахис, кешью, миндаль и фундук;
• бобовых и зерновых продуктах питания.

Намного меньше брома можно найти в рыбных и молочных продуктах.

Роль микроэлементов и биологически-активных добавок к пище

Содержание брома в организме человека (масса тела 70 кг) составляет 260 мг. Бром находится в крови, мозге, печени, почках. Больше всего его в мозге. В гипофизе (придаток мозга) брома в 25–50 раз больше, чем в крови, и в 15–20 раз больше, чем в печени.

Биологическая роль брома и его соединений. Физиолог И.П.Павлов сказал: «Человечество должно быть счастливо тем, что располагает таким драгоценным для нервной системы препаратом, как бром». При нервных заболеваниях количество брома в крови и мозге снижается. Бромиды, широко используемые как лекарственные средства, при поступлении в организм распадаются с выделением ионов брома, которые не подавляют процессы возбуждения, а усиливают процессы торможения, т. е. способствуют восстановлению правильного соотношения этих процессов в головном мозге. В этом и заключается целительное действие препаратов брома на нервную систему.

Физиологическая роль брома и его соединений в нашем организме проявляется также и в его действии на щитовидную железу. Для образования гормонов щитовидной железы необходим йод. Ионы же брома, поступая в организм в течение длительного времени, препятствуют накоплению в щитовидной железе ионов йода и тем самым угнетают ее деятельность.

Источники поступления брома в организм человека. Бром поступает в организм главным образом с пищевыми продуктами растительного происхождения, а также при употреблении бромсодержащих минеральных вод. Чем меньше хлоридов и других солей содержит вода, тем отчетливее проявляется действие брома на организм человека.

Применение брома и его соединений. Токсичность бромидов невелика. Их применяют в основном при истерии, неврастении и других неврозах. Однако при очень длительном применении бромидов и вследствие медленного выделения их из организма ионы Br– могут накапливаться в организме в больших количествах, что приводит к развитию хронического отравления – бромизму. Бромизм характеризуется признаками угнетения высшей нервной деятельности: наблюдаются апатия, сонливость, ослабление памяти; на коже появляется сыпь (чаще угревидная), наблюдаются катаральные явления – набухают слизистые оболочки, начинаются кашель и насморк. Для ускорения выведения бромидов из организма следует назначить диету с большим содержанием в ней хлорида натрия (до 10–20 г в сутки) и обильное питье (до 3–5 л воды в сутки). С целью предупреждения бромизма рекомендуется следить за чистотой кожи (частое мытье), полоскать рот и систематически (1 раз в неделю) принимать солевые слабительные средства (сульфат магния или натрия).

Металлы, входящие в состав живых организмов, играют огромную роль в их жизнедеятельности. Они стимулируют нормальный обмен веществ, активно участвуют в кроветворении, влияют на рост, размножение и наследственность. Вот почему их называют металлами жизни. К ним относятся железо, цинк, медь, селен, марганец, кальций, кобальт и др. Знания о них позволили найти принципиально новые подходы к лечению многих болезней, считавшихся ранее неизлечимым.

Роль железа в жизнедеятельности человека. Несмотря на малое содержание железа в организме человека (2- 5 г у взрослых и 340-400 мг у новорожденных), по своей значимости оно является уникальным микроэлементом. Входя в состав крови, железо участвует в переносе кислорода от легких ко всем тканям, органам и системам нашего организма. Жизнедеятельность всех клеток невозможна без постоянного получения энергии, выработку которой обеспечивают протекающие в них сложные биохимические реакции, идущие с участием кислорода.

Вовлечение в патологический процесс центральной нервной системы (ЦНС) при ЖД подтверждается отставанием психомоторного развития детей, обеднением их эмоциональной сферы с преобладанием плохого настроения, вялости, раздражительности, плаксивости. У школьников значительно снижается способность к концентрации внимания, они быстро утомляются, у них снижается индекс интеллектуальности. Кроме того, могут наблюдаться понижение артериального давления, частые головокружения и учащенное сердцебиение. У детей первых 5 лет жизни диагноз анемия ставится при уровне гемоглобина в крови ниже 110 г/л, у детей старше 5 лет и взрослых — при уровне ниже 120 г/л.

Внешние проявления железодефицита:

Сколько нужно железа человеку. В нашем теле содержится от 2 до 5 г железа в зависимости от уровня гемоглобина, веса, роста, пола, возраста. Особенно его много в гемоглобине крови — 2/3 от общего количества, остальное запасено в тканях и внутренних органах, в основном в печени. Железо, поступающее с пищей, усваивается в кишечнике и переносится в кровеносные сосуды, где захватывается особым транспортным белком трансферрином. Он выполняет сходную с гемоглобином функцию, только переносит не кислород, а железо. Железо транспортируется главным образом в костный мозг, где постоянно образуются красные кровяные тельца, продолжительность жизни которых составляет в среднем 120 суток. Небольшая его часть попадает в печень и селезенку, где хранится как запасной фонд. Оставшаяся незначительная часть железа идет на образование миоглобина и некоторых ферментов тканевого дыхания.

— гинекологические: нарушение менструальной функции; нерегулярность месячных, иногда их отсут­ствие; бесплодие; мастопатия; раздражение и трещины сосков.

Источники поступления йода в организм человека. Однако организм может терять йод, если человек ест соленую пищу или пьет хлорированную воду. Это явление объясняется свойством замещения галогенов, которое выражается законом: любой из четырех галогенов может замещать элемент с более высокой атомной массой и не может замещать элемент с более низкой атомной массой. Фтор может замещать хлор, бром, йод, т. к. имеет более низкую атомную массу. Подобно фтору, хлор вытесняет йод. Обратный процесс невозможен. При тепловой обработке пищи теряется в среднем 20–60% йода. Йод также теряется, если не соблюдаются правила хранения йодированной соли (6 месяцев в деревянной таре, в сухом месте). Поступление йода уменьшается при употреблении в пищу кочанной и цветной капусты.

Реакция организма на недостаток йода. При недостаточном поступлении йода в организм снижается функция щитовидной железы и развивается гипотиреоз. Щитовидная железа закладывается на 4–5-й неделе внутриутробного развития, а в 6–8 недель появляются первые признаки ее гормональной активности. При недостаточном количестве йода в организме, особенно во внутриутробный период и первые месяцы жизни, может возникнуть заболевание кретинизм (тяжелые нарушения психики и физического развития) – самая тяжелая форма гипотиреоза. Очень важно поставить правильный диагноз именно в первый месяц жизни ребенка, а это возможно только по анализу крови, т. к. клинические проявления заболевания в большинстве случаев появляются гораздо позже (на 3–4-м месяце жизни). К ним относятся повышенная сонливость ребенка, плохой аппетит, запоры, плохая прибавка в весе, сухость кожи, пупочная грыжа и др.

При недостатке йода у взрослых щитовидная железа увеличивается в размерах, чтобы захватить йода из кровотока как можно больше и обеспечить организм достаточным количеством гормонов. Внешне это проявляется в увеличении самой щитовидной железы в виде припухлости на передней поверхности шеи (зоб). Развивается состояние, называемое микседемой. Симптомы недостатка гормонов щитовидной железы в организме – снижение обмена веществ, падение температуры тела, мозоли на пальцах ног, онемение и мурашки рук ночью, выпадение волос, вялость, слабость, сухая желтоватая кожа, возникает одутловатость. Микседема поддается лечению, но больным всю жизнь приходится регулярно принимать соответствующие гормональные препараты, получаемые из щитовидных желез сельскохозяйственных животных. Чтобы предупредить развитие зоба, дефицит йода восполняют, принимая йодированную поваренную соль NaCl, в которую введен KI (25 г на 1000 кг соли).

Дозировки брома

Несмотря на то, что бром очень нужен организму, важно понимать и то, что очень легко можно получить избыток этого микроэлемента. 35 мг брома – это доза, которая способна привести к летальному исходу. Даже, если у вас избыток брома, вам срочно нужно принять слабительные средства, которые без проблем выведут его из организма.

Нехватка и переизбыток

Признаки дефицита брома в организме:

• снижение уровня гемоглобина;
• бессонница;
• повышенная раздражительность;
• задержка роста у подростков;
• уменьшение кислотности желудочного сока;
• половая слабость.

Нехватка микроэлемента сокращает продолжительность жизни человека, вызывает расстройства нервной системы, повышает вероятность самопроизвольного прерывания беременности. Для устранения дефицита брома рекомендуется обогатить рацион пищевыми продуктами или принимать витаминно-минеральные комплексы в состав которых входит полезное соединение.

• головокружение;
• носовые кровотечения;
• высыпания на коже;
• расстройства речи;
• рвота;
• диарея;
• миалгия;
• атаксия;
• раздражение слизистых оболочек глаз;
• нарушение работы пищеварения, нервной системы;
• кашель, спазм дыхательных путей;
• ухудшение памяти, бессонница.

Попадание соединений брома, в том числе бромидов, на кожу вызывает сильнейший, труднозаживающий ожог. Поэтому место контакта микроэлемента с тканями нужно в срочном порядке многократно промыть водой, затем обработать раствором гипосульфита натрия 50%, смазать мазью в состав которой входит пищевая сода.

Причины излишка минерала в организме: нарушение обмена веществ, поступление микроэлемента с продуктами питания, медицинскими препаратами, парами в избыточном количестве.

При отравлении бромом пострадавшего, в первую очередь, следует вывести на чистый воздух, поднести к носу тампон, смоченный в нашатырном спирте. Затем вызвать рвоту, дать принять слабительные средства и активированный уголь для выведения излишка элемента из организма. Дальнейшее лечение предполагает обильное питье (употребление минеральной воды, теплого молока) и проведение ингаляций раствором тиосульфата натрия 2 % под контролем врача.

Если не купировать симптомы передозировки, развиваются энтерит, бронхит, ринит, болезнь бромодерма, конъюнктивит, галлюцинации, при хроническом отравлении возможно наступление удушья.

Помните, пары брома особенно опасны для астматиков, поскольку способны вызвать отек легких, острое токсическое воспаление гортани, трахеи.

История открытия

Сам Br был впервые описан в 1826 году Антуаном Баларом – препаратором из Монпелье. Молодой ученый получил темно-бурую жидкость из сожженных морских водорослей и назвал ее муридом (по аналогии с латинским muria, то есть «рассол»). Хотя немногим раньше, в 1825м, ассистент профессора Гмелина, студент Левиг с помощью хлора выделил элемент из кройцнахского источника. Правда, пока немец собирал достаточное количество материала для проведения исследований, француз его опередил, заявив о своем открытии.

В любом случае заседатели специально собранной комиссии (среди которых был и знаменитый Гей-Люссак) из Парижской академии наук посовещались и признали название Балара неудачным. Дело в том, что в то время семейству солей хлороводородной кислоты было дано имя муриаты. Вот ученые и посчитали, что слишком созвучные термины вызовут путаницу, и вместо этого предложили вариант Brome (с греческого переводится как «зловонный»), потому что открытие неприятно пахло. Его и ввели в употребление по всему миру, естественно, с поправкой на языковые особенности.

Препараты на основе бромидов

В медицине используют препараты бромида калия, аммония, натрия, а также бромоформ. При лечении неврологических и психических патологий назначают до 3 г лекарств в день, в редких случаях используют более высокие дозировки.

Важно! Лекарства на основе брома относятся к группе устаревших средств с очень низкой ценой и большим количеством побочных эффектов.

Один из самых распространённых препаратов на основе бромида калия и весеннего горицвета – «Адонис-Бром».

Приготовление бромной воды: получение, применение, цвет

Сначала – несколько слов о самом Br. При стабильно комнатной температуре он является жидким (и это единственный неметалл с таким состоянием) и обладает теми же характеристиками, что и галогены. По своей реакционной способности он находится между хлором и йодом. Визуально он тягучий и красно-коричневый, прямо как NO2, но спутать их невозможно из-за запаха, ярко выраженного и негативно воспринимаемого обонянием.

Элемент повсеместно распространен и сегодня, причем наивысшее его содержание фиксируется в соленых озерах и морях (откуда он может попадать и в пресные источники). За счет более высокой плотности бром растворяется в воде очень легко, делая ее оранжевой.

Есть два способа приготовления – рассмотрим каждый. Согласно первому методу, нужно:

• взять 4 мл Br и 1 л дистиллированной H2O;
• интенсивно перемешать их в закрытой колбе.

При всей кажущейся простоте действия важно соблюдать предельную осторожность и работать только в защитной одежде и в вытяжном шкафу. Все потому, что при соединении двух компонентов выделяются ядовитые испарения.

Более безопасный, а значит и удобный вариант – расщепление порошка NaBr и помощью отбеливателя (с хлором, но без добавок и ароматизаторов) и HCl. Происходит следующим путем:

• ингредиенты соединяются в стакане;
• полученный раствор отправляют в чистую емкость (бутылку), в которую вливают средство бытовой химии;
• резервуар закрывают крышкой, проверяя плотность ее прилегания, и аккуратно встряхивают;
• результат смешивают с дистиллятом H2O.

Способы получения

По характеру использования оборудования их можно разделить на два вида – рассмотрим оба.

Механический – мы уже описывали его раньше, но для закрепления предоставим еще один пример с другими концентрациями. Итак, потребуется:

• 1 мл Br и на каждые 250 мл дистиллированной H2O;
• закрытая колба для перемешивания компонентов;
• вытяжной шкаф и спецодежда для безопасности проведения процесса.

В числе минусов, напоминаем, ядовитые испарения. После приготовления жидкость необходимо хранить в непрозрачной и герметичной стеклянной емкости.

Электрохимический – в данном случае схема такая:

• на электролизер направляется водный раствор KBr, NaBr или другого щелочного металла с концентрацией 60 г/л;
• под током плотностью 1 кА/м2 поток подают на мембрану МФ-4СК-100;
• этот фильтр улавливает частицы Na и пропускает Br, который, при взаимодействии с H2O, образует Br2 и сопутствующие кислоты (HBr, HBrO).

Преимущество данной технологии в том, что все ее этапы можно проводить, не находясь в непосредственной близости с веществами, а значит и не вдыхая ядовитые испарения и не рискуя получить ожог от капли, случайно попавшей на кожу. Еще один плюс – в промышленных масштабах, ведь при производстве жидкости объем не ограничен размером колбы.

Химические свойства

Подобно галогеновым смесям является замечательным оксидантом, хотя и немного проигрывает в этом плане хлорному раствору. Эффективно окисляет марганец, железо, никель, кобальт, хром, другие металлы. Отдельной строкой идут фенолы, при добавлении которых замещенные соединения выпадут в осадок. Эта операция выполняется с небольшим вливанием H2O в роли катализатора (иначе она протекала бы несколько дней).

Важнейшей особенностью является качественная реакция взаимодействия с бромной водой: если она обесцветится при введении органического соединения, значит, в добавке есть как минимум одна двойная связь СС, и взятый в качестве образца углеводород непредельный.

В каждом из случаев происходит именно радикальная замена, поэтому обязательным условием для эффективного течения эксперимента является наличие катализаторов и/или яркий свет.

Все объясняется электрофильным сложением, и особенно четко эта закономерность видна по пропусканию через среду любого алкина или алкена, допустим, этилена. По местам разрыва начнут присоединяться атомы Br, продолжая цепи. А если в качестве примера взять муравьиную кислоту, то будет также выделяться H и CO2 (диоксид серы, бром, вода – характерная комбинация).

Физические свойства

Тягучая желто-оранжевая жидкость, возможно, с красновато-коричневым оттенком с явным и сразу узнаваемым неприятным запахом. Внимание, ее пары ядовиты, поэтому хранить ее следует не просто в темноте, а в герметично закрытой емкости.

Также необходимо избегать ее попадания на кожу. В случае непродолжительного контакта пораженное место будет достаточно сильно зудеть, а вот длительное воздействие уже грозит болезненными ожогами или даже появлением язвочек. Поэтому, если вы вдруг допустите неосторожность, как можно скорее промойте поврежденный участок, а если рана еще и глубокая, смажьте ее мазью с NaHCO3.

Определение

Это раствор, состав которого можно записать по схеме:

«бром плюс вода и кислоты» (бромоводородная и бромноватистая)

В обычных условиях это желто-оранжевая по своему цвету жидкость с высокой степенью прозрачности. Является достаточно активным веществом, успешно сочетающимся как с органикой, так и с неорганическими соединениями. Довольно сильный окислитель, быстро воздействующий в щелочной среде на катионы Mn+3, Ni+3, Cr+3, Co+2, Fe+2, а также в отдельном порядке на фенолы.