Токсические вещества неорганического действия

Очень токсичны органические производные ртути. Важнейшие признаки отравления ими — тяжелое поражение центральной нервной системы, атаксия (расстройство согласованности в сокращении различных групп мышц), нарушение зрения, парестезия (ощущения онемения, покалывания, ползания мурашек и т. п.), дизартрия (расстройство речи), нарушение слуха, боль в конечностях установлены и подробно описаны после широко известных отравлений метилртутью в Японии и Ираке. Эти явления практически необратимы и требуют чрезвычайно длительного лечения с целью хотя бы их снижения. Высокая токсичность метилртути (при поступлении в организм малых ее количеств в течение длительного периода времени) обусловлена ее липидорастворимостью, что позволяет ей легче проходить через биологические мембраны, проникать в головной мозг, спинной мозг, в периферические нервы, а также пересекать плацентарный барьер и накапливаться в плоде. Метилртуть полностью разрушает нервные клетки центральной нервной системы.

Анализ последствий заболеваний в Японии и Ираке показал, что у матерей, перенесших легкое отравление ртутью, рождались дети с тяжелым церебральным параличом. Таким образом, внутриутробный период представляет стадию жизненного цикла, очень чувствительную к воздействию ртути.

Установлено, что наряду с общетоксическим действием (отравлениями) ртуть и ее соединения вызывают гонадотоксический (воздействие на половые железы), змбриотоксический (воздействие на зародыши), тератогенный (пороки развития и уродства) и мутагенный (возникновение наследственных изменений) эффекты. Есть сведения о возможной канцерогенности неорганической ртути.

Симптомы отравления

Симптомы отравления ртутью острого характера начинают проявляться спустя несколько часов после ее проникновения в организм. Симптомы отравления ртутью — слабость и потеря аппетита, боли в горле в процессе глотания и головные боли, привкус металла в полости рта, усиленное слюноотделение, отечность и кровоточивость десен, рвота. Со стороны желудочно-кишечного тракта проявляются такие симптомы отравления ртутью, как болезненность живота и понос с примесями слизи или крови. Довольно часто возникает воспалительный процесс в легких, болезненность при дыхании в грудной клетке, сильный кашель и затрудненное дыхание, лихорадка. Кроме того, температура тела может резко возрастать до критической, в жидкости мочи при анализе обнаруживается большая концентрация ртути. Если отравление ртутью было сильным, то человек может скончаться через несколько дней.

Хронические симптомы отравления ртутью

Хронические отравления ртутью развиваются по причине длительного контакта со средой, в которой содержатся пары ртути. Другими словами, хроническими отравлениями ртутью страдают люди, чья работа связана с постоянным нахождением в среде, где в большой концентрации содержаться ее пары.

Симптомы отравлению ртутью хронического характера в первую очередь отражаются на нервной системе. Первыми симптомами отравления ртутью могут служить сильная утомляемость и слабость, сонливость и головные боли, апатичность и неустойчивость эмоционального фона. При этом, кроме апатии, может проявляться крайняя нервозность и раздражительность. На фоне общей слабости отмечаются такие симптомы отравления ртутью, как снижение концентрации и интеллектуальных способностей. Со временем начинает развиваться дрожание сначала пальцев на руках, потом начинают дрожать губы и веки. Если хроническое отравление ртутью очень сильное, то дрожи подвержено все тело.

Огромную роль  в процессе диагностирования отравлений ртутными парами играет понижение осязательной способности кожного покрова, вкуса и восприятия запахов. Кроме того, отмечается сильный гипергидроз, частое мочеиспускание, нарушения в работе сердца, резкое снижение показателей артериального давления.

Хроническое отравление парами ртути становится причиной развития туберкулеза, атеросклероза, патологий печени и ЖКТ. При отравлении ртутными парами у женщин отмечается нарушение цикла месячных, зачатие дате тяжело, беременность может протекать неблагополучно.

Первая помощь

Помощь при отравлении ртутью заключается в промывании желудка молоком или раствором белка. Применяются рвотные средства (апоморфин под кожу), молоко, яичный белок. Противоядием служит свежеосажденное сернистое железо.

4.3 Мышьяк

Химическая формула: As.

Физические свойства

Существует несколько аллотропных модификаций, из которых наиболее устойчив  серый мышьяк. tпл=817 °C(при 3,6 МПа),tкип=615°C,плотность равна 5,72 г/см3.

Способы получения

Общее содержание примесей в мышьяке используемом для синтеза арсенида индия, не должно превышать 1×10-5%, суммарное содержание селена и теллура должно быть < 1×10-6% каждого в отдельности.

Наиболее перспективными технологиями очистки мышьяка являются хлоридная и гидридная с получением промежуточных высоко чистых продуктов треххлористого мышьяка или гидрида мышьяка. Хлоридная схема получения чистого мышьяка включает:

       хлорирование металлического мышьяка хлором или взаимодействие трехокиси мышьяка с соляной кислотой;

       очистку трихлорида мышьяка ректификацией;

       восстановление очищенного трихлорида мышьяка водородом до компактного металлического мышьяка.

Перед ректификацией треххлорида мышьяка проводят сорбционную очистку.

Для получения особо чистых гидрида мышьяка и элементарного мышьяка используется гидридная схема. Гидридная технология мышьяка имеет ряд преимуществ:

       содержание мышьяка в гидриде выше, чем в любом другом соединении;

       разложение гидрида мышьяка происходит при невысоких температурах и отсутствует необходимость в восстановлении;

       гидриды имеют малую реакционную способность по отношению к конструкционным материалам при температурах синтеза и очистки.

Недостатками гидрида мышьяка являются высокая токсичность и взрывоопасность.

Гидридная технология очистки мышьяка состоит из следующих этапов:

       синтез арсенида металла II группы;

       гидролиз арсенида с получением арсина;

       очистка арсина сорбцией;

       вымораживание и ректификация;

        

       разложение арсина до металлического мышьяка.

Мышьяк, полученный по приведенным схемам, с успехом используется для синтеза арсенида индия. Кроме того, треххлористый мышьяк находит широкое применение для нарашивания эпитаксиальных слоев арсенида индия.

Применение

Около 97 % добываемого мышьяка используют в виде его соединений. Чистый мышьяк применяют редко. В год во всем мире получают и используют всего несколько сотен тонн металлического мышьяка. В количестве 3 % мышьяк улучшает качество подшипниковых сплавов. Добавки мышьяка к свинцу заметно повышают его твердость, что используется при производстве свинцовых аккумуляторов и кабелей. Малые добавки мышьяка повышают коррозионную устойчивость и улучшают термические свойства меди и латуни. Мышьяк высокой степени очистки применяют в производстве полупроводниковых приборов, в которых его сплавляют с кремнием или с германием. Мышьяк используют и в качестве легирующей добавки, которая придает “классическим” полупроводникам (Si, Ge) проводимость определенного типа.

Мышьяк как ценную присадку используют и в цветной металлургии. Так, добавка к свинцу 0,2...1 % As значительно повышает его твердость. Уже давно заметили, что если в расплавленный свинец добавить немного мышьяка, то при отливке дроби получаются шарики правильной сферической формы. Добавка 0,15...0,45 % мышьяка в медь увеличивает ее прочность на разрыв, твердость и коррозионную стойкость при работе в загазованной среде. Кроме того, мышьяк увеличивает текучесть меди при литье, облегчает процесс волочения проволоки. Добавляют мышьяк в некоторые сорта бронз, латуней, баббитов, типографских сплавов. И в то же время мышьяк очень часто вредит металлургам. В производстве стали и многих цветных металлов умышленно идут на усложнение процесса — лишь бы удалить из металла весь мышьяк. Присутствие мышьяка в руде делает производство вредным. Вредным дважды: во-первых, для здоровья людей; во-вторых, для металла — значительные примеси мышьяка ухудшают свойства почти всех металлов и сплавов.

Более широкое применение имеют различные соединения мышьяка, которые ежегодно производятся десятками тысяч тонн. Оксид применяют в стекловарении в качестве осветлителя стекла. Еще древним стеклоделам было известно, что белый мышьяк делает стекло "глухим", то есть непрозрачным. Однако небольшие добавки этого вещества, напротив, осветляют стекло. Мышьяк входит в рецептуры некоторых стекол, "венского" стекла для термометров. Соединения мышьяка применяют в качестве антисептика для предохранения от порчи и консервирования шкур, мехов и чучел, для пропитки древесины, как компонент необрастающих красок для днищ судов. В этом качестве используют соли мышьяковой и мышьяковистой кислот: Na2HAsO4, и др. Биологическая активность производных мышьяка заинтересовала ветеринаров, агрономов, специалистов санэпидслужбы. В итоге появились мышьякосодержащие стимуляторы роста и продуктивности скота, противоглистные средства, лекарства для профилактики болезней молодняка на животноводческих фермах. Соединения мышьяка (, , , парижская зелень) используются для борьбы с насекомыми, грызунами, а также с сорняками. Раньше такое применение было широко распространено, особенно при обработке фруктовых деревьев, табачных и хлопковых плантаций, для избавления домашнего скота от вшей и блох, для стимулирования прироста в птицеводстве и свиноводстве, а также для высушивания хлопчатника перед уборкой. Еще в Древнем Китае оксидом мышьяка обрабатывали рисовые посевы, чтобы уберечь их от крыс и грибковых заболеваний и таким образом поднять урожай. А в Южном Вьетнаме американские войска применяли в качестве дефолианта HO,(C2H3)2AsO30 — кислоту ("Эйджент блю"). Из-за ядовитости соединений мышьяка их использование в сельском хозяйстве ограничено.

Важные области применения соединений мышьяка  — производство полупроводниковых материалов и микросхем, волоконной оптики, выращивание монокристаллов для лазеров, пленочная электроника. Для введения небольших строго дозированных количеств этого элемента в полупроводники применяют газообразный арсин. Арсениды галлия GaAs и индия InAs применяют при изготовлении диодов, транзисторов, лазеров.

Токсическое действие

Токсичность мышьяка проявляется только при очень высоких концентрациях на легких почвах. Для большинства растений мышьяк не является очень опасным элементом, так как растения выводят его из организма.

Порог токсичности мышьяка в чистом виде составляет 0 5 мг / кг. Исходя из этого, максимально допустимая доза для человека не превышает 5 мг в сутки в чистом виде или 6 мг в виде трехокиси мышьяка. Видимо, нет никаких данных о влиянии лечебных доз на размножение. Данные из промышленности вряд ли могут иметь отношение к этому вопросу, если действие мышьяка на млекопитающих аналогично его действию на насекомых, поскольку в промышленности очень немногие женщины длительное время соприкасаются с мышьяком.

Симптомы отравлений

К острым симптомам отравления мышьяком относятся: рвота, понос, кровь в моче, мышечные спазмы, усталость, слабость, выпадение волос и кожные заболевания. Токсическому воздействию более всего подвержены легкие, кожа, почки и печень. Считается, что многие виды рака связаны с воздействием на организм накопленного мышьяка. Отсюда вытекает важность очищения организма после 45-50 лет. Необходимо снизить потребление продуктов, богатых мышьяком. Это позволит избежать многих нарушений, связанных со здоровьем.

Первая помощь

Для оказания первой помощи следует:

• удалить из желудка токсические продукты, вызвав рвоту (давать пить теплую подсоленную воду в большом количестве и т. д.);

• через каждые 5 минут давать пострадавшему жженую магнезию по 1 чайной ложке (для получения раствора 1,5 столовой ложки магнезии растворяют в 200 мл воды). Если в наличии есть специальное "мышьяковистое противоядие", то давать его через каждые 5 минут по 1 столовой ложке;

• промыть кишечник, сделав глубокую клизму из чистой воды;

• вызвать "скорую помощь".

4.4 Плавиковая кислота

Химическая формула: НF

Физические свойства

Растворение фтористого водорода в воде сопровождается довольно значительным выделением тепла (59,1 кДж/моль). Характерно для него образование содержащей 38,3 % HF и кипящей при 112 °C азеотропной смеси (по другим данным 37,5 % и tкип 109 °C). Такая азеотропная смесь получается в конечном счете при перегонке как крепкой, так и разбавленной кислоты.

При низких температурах фтористый водород образует нестойкие соединения с водой состава Н2О·HF, Н2О·2НF и Н2О·4НF. Наиболее устойчиво из них первое            (tпл −35 °C), которое следует рассматривать как фторид оксония — [Н3O]F. Второе является гидрофторидом оксония [Н3O][HF2].

Способы получения

Основной способ получения плавиковой кислоты реакция флюорита кальция с серной кислотой, которую проводят в трубчатых вращающихся и шнековых печах при 120-180 °С. Реакционные газы очищают от пыли, конденсируют из них плавиковую кислоту и подвергают его двухступенчатой ректификации. В лаборатории фтористоводородную кислоту удобно получать термическим разложением гидрофторидов.

Применение

Крупный потребитель фтороводородной кислоты — алюминиевая промышленность.

Раствор фтороводорода применяется для прозрачного травления силикатного стекла (нанесение надписей, для этого стекло покрывают парафином, прорезая отверстия для травления). Матовое травление получают в парах фтороводорода.Для травления кремния в полупроводниковой промышленности.