1«АХҚЗ» АҚ өндірістік қалдықтарының және шығарындыларының

Cr2O3 +3К2S2O7=Cr2(SO)4 +3К2SO4 (4)

Хром триоксиді қосылыстары күшті тотықтырғыш, хром(IV) тотығу-тотықсыздану процесінде Cr(IІІ) формасына өтеді. Бұл процестер нейтралды ортада келесі түрде жүреді:

2- 2- + 3+ -

Cr2O7+3 SO3+8Н→2 Cr+3S+6Н3N+2OH (5)
Қышқылды ортада
2- 2- + 3+ 2- 2-

Cr2O7+3 SO3+8Н→2 Cr +3SО4+ 4Н2О→[Cr(ОН)6] (6)

Сілтілі ортада

2Cr2O4+3(NН4)2S+2OH+2 Н2О→2[Cr(ОН)6]+3+6Н3N (7)

Бихроматтар қышқылдық ортада, ал тек сілтілі ортада әрекеттеседі:

КCrО4+ Н2SO4= К2CrО7+К2SO4+H2O (8)

Металлдық хром адам организміне айтарлықтай қауіп келтірмейді. Хромның жоғарғы валентті қосылыстары адам организміне түсіп бәрінен бұрын бауыр және бүйректің қызметін өзгеріске ұшыратып канцрогендік әсер етеді. Хромның үш және алты валентті күйінің өзара әсерлесуін келесі теңдіктен көруге болады:

+2 + +3

Cr2O7+3 SO3+14Н+6↔2Cr +7Н2О+1,33у (9)

Бірақ та мұндай тотығу процесі тірі организмде жүрмейді. Егер еріген формада болса, онда алты валентті хром тотығуы мүмкін. Хроматтар қанға түсіп үш валентті күйге дейін тотығып гемоглобинмен және қанның басқада компоненттерімен байланысқа түсіп соның салдарынан жасушаны ұзақ уақыт бойы тастап кете алмайды. Мұның басты себебі хромның үш валентті формасы бос ион түрінде өздігінен өмір сүре алмайды. Үш валентті хромның адам жасушасында ұзақ уақыт болуы оның формалық түрде өздігінен іс-әрекет ете алмауына байланысты. Организм үш валентті хромды нашар сіңіреді және жасуша мембраналары арқылы организмге қиындықпен өтеді. Үшвалентті хромның басқа әртүрлі валенттіліктерден айырмашылығы оның әлсіз абсорбциялық қасиеті және асқорту мүшелерінде көп жинақталмайды. Адам хромды бір тәулік ішінде 200мг шамасында тұтынады. Хромның үш валентті қосылыстары және құрамында хром бар металлдар біршама дәрежеде инертті болып келеді. Концрогендік әсері бар алты валентті хром қосылыстары қоршаған орта құрауыштарына күрделі түрде өте қауіпті әсер етеді. Зерттеу нәтижелері негізгі шикізат ретінде хром қышқылдарын қолданатын хроматтар, хром бояғыштар, және электролиттік өнеркәсіп орындарында ұзақ уақыт жұмыс жасайтын адамдардың он бес жылдан астам уақыт бойы жабық түрде созылатын тыныс алу органдарының рак ауруына ұшырауының көбейгенін көрсетті. Ұзақ уақыт бойы жүргізілген медициналық бақылаулар хром өнеркәсібі орындарында ұзақ уақыт бойы хром қосылыстарымен байланыста болатын жұмысшылардың қан құрамының өзгеретіндігін көрсетті.

+3 +4

Жұмыс жасау орындарында Cr және Cr қосылыстарының болуы жұмысшылардың тыныс алу жолдарының зақымдануына және пневмосклероз ауруының дамуына әкеліп соқтырады. Санитарлық бақылаулар бойынша цех ауасында Cr(ІV) концентрациясының жоғары болуынан жұмысшылардың мұрын қуыстарының зақымдануына әкеліп соқтырады. Хроматтардың улы әсерінен дерматит ауруы туындайды. Хром қосылыстарымен байланысқа түспеген жағдайда сауығу процесі жүреді. Хром қосылыстары денеге тиген жағдайда жазылатын жара пайда болады. Хром қосылыстарымен ұзақ уақыт бойы байланысқа түскен жағдайда есте сақтау қабілетінің функциясы бұзылады.

Никель- Ақтөбе облысының аумағында кеңінен таралған минералдардың бірі. Оның топырақ құрамындағы мөлшері 2-35 мг/кг жетеді. Химиялық элемент ретінде никельге келесі қасиеттер тән: балқу температурасы 1455 ºС; қайнау температурасы 2900 ºС; стандартты балқу энтальпиясы ΔНбал=17,5кДж⁄ моль; стандартты булану энтальпиясы ΔНбул=370кДж⁄ моль; стандартты энтропиясы S298=29,9 дж/(моль∙К). Түсі ақшыл-күміс тәріздес. Реакцияда +2, кей жағдайларда +3 және +4 валентіліктерін көрсетеді.

Оттегінің қатысуымен 800 ºС жоғары температурада қызған кезде балқу температурасы 1955 ºС түсі сарғылт-жасыл кристал түріндегі никель оксиді түзіледі:

2Ni+O2 → 2NiO (10)

Түзілген заттегі органикалық еріткіштерде ерімейді. Сұйытылған HCl және Н2SO4 біртіндеп HNO3 қышқылында тез ериді. Никель оксидтеріне теңдік бойынша алынған гидроксидтер сәйкес келеді:

2NаОН+NiCl2=Ni(ОН)2+NаCl (11)

Түзілген ақ-жасыл түстегі зат аморфты және NiO сияқты суда және органикалык ерітінділерде ерімейді.

+2

Ni(ОН)2 көптеген Ni тұздары сияқты ауа оттегісіне тұрақты болып келеді.

Хлордың қатысуымен Ni гидроксиді Ni гидроксидіне өтеді:

2Ni(ОН)2+2 NаОН+Cl2=2Ni(ОН)3+2NаCl (12)

+2 +3

2Ni(ОН)3 +6НCl=2Ni Cl2+Cl2+6Н2О (13)

Никель тірі организмдердің РНҚ және ДНҚ құрылысын сонымен қатар рибосома құрлысын қалыпты етеді. Қышқылдарда никель және оның қосылыстарында біртіндеп ериді. Никель тұз қышқылының 0,3% ерітіндісінде бір тәулік ішінде 150 мг, ал бір айда 200 мг ериді.

Ас қорыту жүйесіне түскен никель қанға сіңіріліп никоплазма ақуыздарымен күрделі қосылыс түзеді. Никель жасушаға еніп зат алмасу процесін бұзады. Ұзақ уақыт бойы адам организміне никель буларының әсер етуі нәтижесінде организмде канцрогендік заттектердің түзілуі күшейеді, одан әрі қарай өкпе және асқазанды рак аурулары сияқты аса ауыр науқасқа шалдықтыруы мүмкін.

Жұмыс жасау орындарының ауасында концентрация мөлшері шамадан тыс болған жағдайда жұмысшыларды анемияға және асқорту сөлінің төмендеуіне әкеліп соқтырады. Барлық никель қосылыстары теріні тітіркендіргіш әсерге ие. Терісінің жоғарғы сезімталдылығы бар адамдар никель қосылыстарымен ұзақ уақыт бойы байланыста болса онда «никель экземасы» деп аталатын аллергиялық ауру байқалады.

Цинк. Қарапайым элемент ретінде цинктің негізгі қасиеттері: тығыздығы 7130 кг/м³; балқу температурасы 420 ºС; қайнау температурасы 905ºС; стандартты балқу энтальпиясы ΔНбал=7,24кДж⁄ моль; стандартты булану энтальпиясы ΔНбул=115кДж⁄ моль. Цинк ақшыл-күміс түсті металл. Оттегінің қатысуымен ақшыл жалын шығарып келесі теңдік бойынша жанады:

Zn+O2=2ZnO (14)

Цинк оксиді түсі ақ ұнтақ түріндегі суда ерімейтін зат. Биохимиялық процестердің қалыпты функциясын бұзбайтын ZnO судағы максимальды концентрациясы 5 мг/л-ге тең. Сілтілердің сулы ерітінділерінде цинк еріген кезде келесі реакция бойынша сутегіні бөледі:

Zn+2NаОН+2Н2О=Nа2[Zn(ОН)4]+ Н2↑ (15)

Күрделірек қосылыстар гидроксидтермен түзіледі. Соңғысы концентрленген сілтілерде гидроксоцинкаттар түзеді:

Zn(ОН)2+2NаОН=Nа2[Zn(ОН)4] (16)

Цинк гидрооксиді аммиактың су ерітінділерінде еріп аммиакат түзеді.

Zn(ОН)2+4NН3= [Zn(NН3)4](ОН)2 (17)

Тәжірибе жүзінде цинктің барлық қосылыстары қоршаған ортаға экологиялық қауіпті болып саналады. Цинктің адам организміне атқаратын рөлін қарастыра отырып ескеретін жайт, соңғы зерттеулер бойынша ол ақуыз синтезіне, ДНК және РМК, жасушаның бөліну процессінде, олардың өсуіне және регенациясына маңызды рөл атқарып, олардың құрылымын іріктеуде тіршілікке қажетті маңызды элементтердің бірі. Ересектер үшін цинктің орта тәуліктік тұтыну мөлшері 10 ÷ 30 мг, балалар және жасөспірімдер үшін 10 ÷ 15 мг құрайды.

Цинк және оның қосылыстарының кері әсеріне тоқталатын болсақ, адам организмі үшін цинк оксиді және цинктің ұсақ бөлшектері, сондай-ақ шаңдары ең қауіпті болып табылады. Өнеркәсіп орындарында ұзақ уақыт бойы цинк шаңдарымен тыныс алу нәтижесінде жоғарғы тыныс алу жолдарының қабынуына және адамның ішкі мүшелерінің зақымдануына әкеліп соқтырады. ZnO өте улы және каталитикалық активті.

Темір. Жер шарында кеңінен таралған элементтердің бірі. Таза күйінде темір күміс тәрізді, ақ түсті, жалтыр, соғылғыш, қиын балқитын элемент. Тығыздығы 7830-дан 7870 кг/м³. Балқу температурасы 1539 ºС; қайнау температурасы 3200ºС; стандартты балқу энтальпиясы ΔНбал=3,8кДж⁄ моль; стандартты булану энтальпиясы ΔНбул = 380кДж⁄ моль.

Юнг модулі 195 ÷ 210 ∙ 10³ МПа, Бринелл бойынша қаттылығы 360-445МПа.

Реакцияда + 2 және + 3, ал кейде +4 , +6 тотығу дәрежелерін

+3 +4

4 Fe + 3 O2 = 2Fe2О3 (18)

Ылғалды ауада немесе сумен байланысқанда тот түзіледі және біртіндеп металлдың карозияға ұшырау процессі жүреді:

4Fe + 3 O2 + 2Н2О = 2 (Fe 2О3 ∙ Н2О) (20)

Карозияның жүру процесінің жылдамдығы екіншілік реакцияға байланысты, бірақта карозияның жүру процесі негізінен суда еріген оттегінің болуына байланысты.

+3 +4

Қыздырған кезде темір әрекеттесіп Fe және Fe қосылыстарын түзеді:

Fe + 2Cl = FeСl2 (22)

Fe+Н 2SО4 = Fe SО4 + Н2 ↑ (23)

Бірақ, күкірт қышқылында темір тек қызған жағдайда ериді:

2Fe + 6Н2 (SО4)3 + 3 SО2 + 6 Н2О (24)

+3 +4

FeО + Н2 SО4 = Fe SО4 + Н2О (25)

Темір (ІІ) гидрооксиді ақ түсті, суда ерімейтін, ауада оңай тотығатын негіз:

4Fe(ОН) 2 + О2 + 2 Н2О = 4Fe(ОН) 3 (26)

+2

Fe тұздары және гидрототықтары тотықсыздандырғыштар болып табылады:

4FeSО4 + О2 + Н2О = 4Fe(ОН) SО4 (28)

4Fe(ОН) 2 + О2 + 2 Н2О = 4Fe(ОН)3 (29)

+3

Fe тұздары тотықтырғыш болып табылады:

3FeCl3 + Н2S = 2FeCl2 + S + 2НCl (31)

+2

Fe оксиді күшті тотықтырғаштармен әркеттескенде фераттар түзеді:

Темірдің медицинадағы маңызы бұрыннан зерттелген. Темір организмнің 11- ден астам функциясына маңызды рөл атқарады. Адам организміндегі темір төмендегідей мөлшерде кездеседі:

• 
  Қан гемоглобинінде 60 ÷ 65 %
  
• 
  Бауыр жасушаларында жән,е ми сүйектерінде 20 ÷ 25 %
  
• 
  Бұлшық еттерде, қан плазмасында және ферменттерде 15 %
  

Марганец. Таза күйінде түрлі-түсті, ақшыл күміс тәріздес металл.

α – Мn, β – Мn, γ – Мn, δ – Мn. Қаттылығы және тығыздығы бойынша 7,2 ÷ 7,45 г/см³. Түрлілігіне байланысты темірдің қасиеттеріне ұқсас, бірақ одан айырмашылығы химиялық тұрақты. Балқу температурасы 1240 ÷ 1260 ºС; қайнау температурасы 1260-1280 ºС; стандартты балқу энтальпиясы ΔНбал=12,56 кДж⁄ моль; стандартты булану энтальпиясы ΔНбул = 226,9 кДж⁄ моль. Реакцияда көбінесе +2, +4 және +7 тотығу дәрежелерін көрсетеді.

Марганец араласқан қышқылдармен оңай әрекеттесіп сутегін ығыстырады:

Мn + Н2 SО4 = Мn SО4 + Н2↑ (33)

Мn +2Н NО3 = Мn (NО3)2 + Н2↑ (34)

Бірақ та концентрлі қышқылдарда марганец тек қызған жағдайда, сәйкес оксидтерді бөліп ериді:

Мn + 2Н2 SО4 = Мn SО4 + SО2↑ + Н2О (36)

4Мn +8Н NО3 = 3Мn (NО3)2 + 2 NО↑ + 4Н2О (37)

Құрғақ ауада марганец жоғарыда жайлап тотығады. Қыздырған кезде марганец ұнтақ тәрізді күйде ауада оңай жанып, күкіртпен, азаотпен және көміртегімен екі валентті қосылыс түзеді:

Мn + S = МnS (38)

Мn + N2 = МnN2 (39)

Мn + С = МnС (40)

Мn (ІІ) оксиді және гидрооксиді негізгі айқан қасиеттерге ие. Екеуі де

+4

ауа оттегісінің қатысуымен Мn оксиді және гидроксидіне дейін тотығады. Марганецтің басқа түрлі қосылыстарына қарағанда тұрақтылығы жоғары және амфотерлік қасиет көрсетеді. Бірақ та, күшті қышқылдармен әрекеттескенде тұрақсыз тұз түзеді.

2Мn(ОН)4 + 2Н2 SО4 = 2МnSО4 + 6Н2О + О2 ↑ (42)

ауа оттегісінің қатыскуымен марганец (ІV) сілтілермен әркеттесіп манганаттардың түзілуіне әкеледі:

2МnО2 + 4КОН + О2 = К2МnО4 + 2Н2О (43)

соңғысы сулы ерітінділерде және күшті тотықтырғыштар әсерінен тұрақсыз болып келеді:

4К2МnО4 + 2Н2О ↔ 2КМnО4 + МnО2 + 4КОН (44)

2К2МnО4 + Cl2 = 2КМnО4 + 2КCl (45)

Жеті валентті күйде марганец, марганец амгидриді (Мn2О7), жалпы атауы перманганат.

Мn2О7-күшті тотықтырғыш болып табылады. 0ºС төмен температурада ол тұрақты, жоғарғы температурада жарылыс пен марганец (ІV) күйіне дейін ыдырайды:

2Мn2О7 = 4МnО2 + 3О2 (47)

Адам организміне марганец жарақаттың жазылуы және мидың максимальды тиімді жұмыс істеуі, сүйек талшықтарының қалыптасуы және өсуі үшін аса қажетті химиялық элемент болып табылады. Оның адам организмінде жетіспеушілігінен баланың алғашқы сатылық қалыптасу, дамуының тежелуін туындатады. Сондй-ақ есте сақтау қабілетін нашарлатады, қолдың және бұлшық еттің қалтырнап, дірілдеуіне әкеліп соқтырады.

+2

Марганецтің Мn тәуліктік тұтыну мөлшері шамамен 40-45 мг құрайды. Марганецтің және оның қосылыстарының кері әсері бәрінен де бұрын орталық нерв жүйесі қызметінің жүйесінің нашарлауымен сипатталады. Марганец қосылыстарымен улану созылмалы түрде асқынуы мүмкін. Марганецпен уланудың клиникалық белгісі үш кезең бойынша жүреді: бірінші кезең орталық нерв жүйесінің қызметінің бұзылуымен сипатталады; екінші кезең бастапқы токсинді энцефалопатия белгілерінің байқалуы; үшінші кезең бастапқы «марганец паркенсонизм» белгісінің байқалуымен сипатталады.

4Cu + О2 = 2 Cu2О (48)

Ылғалды ауада мыс негізгі қышқыл тұзын түзеді:

2Cu + О2 + Н2О + СО2 = (CuОН) 2СО (49)

концетрлі күкіртті, концетрленген және сұйытылған қышқылдарда мыс қызған кезде ериді:

Cu + 2Н2 SО4 = CuSО4 + SО2 + Н2О (50)

2Cu +8НNО3 = 3Cu(NО3)2 + 2NО↑ + 4Н2О (51)

Cu +4НNО3 = 3Cu(NО3)2 + 2NО↑ + 2Н2О (52)

Ауаның қатысуымен мыс сірке қышқылымен әрекеттсекенде негізгі мыс атцетаты түзіледі:

2СН4 СООН + 2Cu + О2 = Cu2О(СН3СОО) 2 + Н2О (53)

Жоғарыда аталған мыс қосылыстарының барлығы қауіпті болып табылады.

Адам организмінде мыс эритропоздың (қан жасушаларының түзілуі) түзілуін реттеп отырады. Сондай-ақ, сүйектің қалыптасуына және кейбір ферменттердің түзілуіне қатысады. Мысты бір тәулік ішіндегі тұтыну мөлшері орташа алғанда 3 мг құрайды.

Мыс және оның қосылыстарының қоршаған ортаға тигізетін кері әсері басқа ауыр металлдар әсерінен айтарлықтай айырмашылықтары бар. Мыс қосылыстарының улы әсері ас қорыту жолдарын зақымдануынан көрінеді. Ең қауіпті мыс ацетаты және сульфаты көп мөлшерде болған жағдайда организмнің дұрыс жұмыс жасауын бұзады.

Cu және + CuО шаңдарының әсерінен бронхиттің алғашқы белгілері байқалады және ренит, гастрит, фарингит ауруларына ұшырау мүмкіншілігі жоғарылайды. Мыс шаңдарының ұзақ уақыт бойы әсерінен бүйрек және бауырдың қалыпты жұмыс істеу функцияларының бұзылуына әкеліп соқтырады.

Cu және Н2SО4 булары асқазан жарасының ушығуына әкеліп соқтырады. Мыстың органикалық қоыслыстарымен кешенді қосылыстар түзу қабілеттілігінің нәтижесінде аллергиялық реакцияның жоғарылауына ықпал етеді. Сондай-ақ, цехта жұмыс жасайтын жұмысшылардың Cu тұздары және оксидтерімен, соның ішінде CuSО4 , CuО және Cu (NО3)2 тығыз байланыста болғандықтан көбінесе аллергиялық дерматике ұшырайды.

Қорғасын. Таза күйінде көкшіл, ақ түсті, беріктігі аз және майысқақ металл. Балқу температурасы 327 ºС, қайнау температурасы t = қайнау 1740 ºС, тығыздығы 1140 кг/м³. Қызған кезде Pb оксиді оттегіні қосып алады және бұл реакция қайтымды реакция болып табылады.

PbО + О2 = 2Pb3О4 (54)

2Pb3О4 + 2О2 = 6 PbО2 (55)

2PbО2 → 2 PbО + О2 ↑ (56)

Ылғалды ауада қорғасын ауа оттегісімен әрекеттеседі:

2Pb + О2 + Н2О = 2Pb (ОН) 2 (57)

Қорғасын концентрленген күкір қышқылымен әрекеттескенде онда ериді:

2PbО + 2 Н2SО4 = Pb (Н2SО4) 2 +Н2↑ (56)

Өзінің пластикалық белгісіздігіне және айтарлықтай балқу температурасы төмен болуына байланысты қоршаған орта экожүйесінің компоненттерінің қорғасынмен антропогендік ластануы табиғип ластанудан айтарлықтай біршама есеге асып түседі.

Көптеген қорғасын қосылыстарының асқазан сөлінде көп ери қоймайтынына қарамастан олар асқазан сөлінің қышқылдығына байланысты улылық қауіптілігінен асатын қосылыс түзеді. Қорғасынның және оның қосылыстарының зиянды әсері жүйке жүйесінің іс - әрекетінің өзгеруінен, эндокрионды процесстердегі зат айналымының бұзылуынан, ас қорыту жолдары қызметінің және жүрек қан тамырлар жүйесінің өзеруінен, кейбір тері ауруларының ушығуынан көруге болады.