Պղինձ Բովանդակություն
1. Ընդհանուր տեղեկություններ 2. Պղնձի տարածվածությունը բնությքան մեջ 3. Պղնձի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները 4. Պղնձի և նրա միացությունների վնասակար ազդեցությունը 5. Պղնձի սահմանային-թույլատրելի չափաբաժինները
(Ar)3d104s1
1. Ընդհանուր տեղեկություններ
Պղինձ (լատ. Cuprum), Сu: Մենդելեևի պարբերական համակարգում գտնվում է IB խմբի VI շարքում: Իրենից ներկայացնում է փափուկ, կռելի, կարմիր մետաղ: Բնության մեջ հայտնի են պղնձի 2 կայուն իզոտոպներ. 63Сu (69,1%) и 65Сu (30,9%): Հայտնաբերման կոնկրետ տարեթիվը և հայտնաբերողի անունը հայտնի չեն:
2. Պղնձի տարածվածությունը բնությքան մեջ
Պղնձի միջին պարունակությունը երկրակեղևում կազմում է (կլարկ) 4,7•10-3 % : Երկրակեղևի հիմնական ապարների կազմված ստորին մասում պղնձի պարունակությունը ավելի շատ է (1•10-2%), քան վերին մասում (2•10-3%), որտեղ գերակշռում են գրանիտներն ու մյուս հրաբխածին ապարները: Պղինձը ինչպես խորքային տաք, այնպես էլ կենսոլորտի սառը ջրերում ենթարկվում է ինտենսիվ միգրացիայի: Ծծմբաջրածինը բնական ջրերից անջատում է պղնձի տարբեր սուլֆիդներ, որոնք ունեն արդյունաբերական մեծ նշանակություն: Պղնձի բազմաթիվ միներալներից գերակշռում են սուլֆիդները, ֆոսֆատները, սուլֆատները, քլորիդները, կարբոնատներն ու օքսիդները: Բնության մեջ հանդիպում է նաև բնածի պղինձ: Պղինձը պատկանում է կենսածին տարրերի թվին: Այն մասնակցում է բազմաթիվ ֆիզիոլոգիական գործընթացներում: Կենդանի մասսայում նրա միջին պարունակությունը 2•10-4% է: Գոյություն ունեն նաև պղինձ կուտակող օրգանիզմներ: Տայգայի խոնավ կլիմայական լանդշաֆտներում պղինձը համեմատաբար հեշտությամբ է տարրալուծվում թթու ապարներից: Այս մասերում դիտվում է պղնձի դիֆիցիտ, որի հետ կապված առաջանում են կենդանական և բուսական հիվանդություններ: Տափաստաններում և անապատներում պղինձը սակավ շարժուն է: Պղնձի հանքավայերերի շրջաններում հողում և բույսերում նկատվում է պղնձի ավելցուկ, ինչի հետ կապված հիվանդանում են տնային կենդանիները: Գետաջրում պղնձի քանակությունը շատ քիչ է` 1•10-7%: Տարբեր հոսքերով օվկիանոս ընկնող պղինձը համեմատաբար ավելի արագ է անցնում տիլային զանգվածի մեջ: Այդ իսկ պատճառով կավերն ու թերթաքարերն որոշ չափով հարստացված են պղնձով(5,7•10-3%): Անցաց ժամանակաշրջանների օվկիանոսային համակարգերում տեղ-տեղ տիլերում տեղի է ունեցել պղնձի կուտակումներ, որոնք հագնեցրել են հանքավայերերի ձևավորման: Պղինձը ակտիվորեն միգրացվում է նաև ստորգետնյա ջրերում: Այս գործընթացի հետ կապված է ավազակավերում պղնձի հանքաքարի կուտակումը:
3. Պղնձի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները
Պղնձի ֆիզիկական հատկությունները. Պղնձի գույնը կարմիր է, կտրվածքում` վարդագույն, բարակ շերտերի դեպքում լույսի տայ դառնում է կանաչակապտավուն: Մետաղն ունի խորանարդաձև բյուրեղացանց. а = 3,6074 Å: Խտությունը կազմում է 8,96 գ/սմ3 (20 °С): Ատոմային շառավիղը` 1,28 Å, իոնայինը` Cu+ 0,98 Å; Сu2+ 0,80 Å: Հալման և եռման ջերմաստիճանները համապատասխանաբար կազմում են 1083 °С և 2600 °С : Սահմանային ջերմունակությունը 20 °С-ում` 385,48 Ջ/(կգ•Կ): Պղինձն օժտված է բարձր էլեկտրահաղորդականությամբ` 20 °С-ում 394,279 Վտ/(մ•Կ), ցածր էլեկտրական դիմադրությամբ` 20 °С 1,68•10-8 օմ•մ: Պղինձը դիամագնիսական է: Նրա ատոմային մագնիսական ընկալումը կազմում է 5,27•10-6: Պղնձի ամրության սահմանը ըստ Բրինելի կազմում է 350 ՄՊա: Դիմադրության սահմանն ըստ ձգման` 220 ՄՊա, հարաբերական երկարացումը`60% : Պղնձի քիմիական հատկությունները. Ըստ քիմիական հատկությունների պղինձը միջանկյալ տարր է հանդիսանում Մենդելեևի պարբերական համակարգի VIII խմբի առաջին եռյակի և I խմբի ալկալիական տարրերի միջև: Պղինձը, ինչպես Fe, Co, Ni, միտված է կոմպլեքսառաջացման կողմը, տալիս է գունավոր միացություններ, անլուծելի սուլֆիդներ և այլն: Ալկալիական մետաղների հետ համընդհանրությունները այդքան էլ նշանակալի չեն: Չնայած նրան, որ պղինձը տալիս է բազմաթիվ միավալենտ միացություններ, այնուամենայնիվ պղնձի համար առավել բնութագրական է երկվալենտականությունը: Միավալենտ պղնձի աղերը ջրում գործնականորեն անլուծելի են և հեշտությամբ օքսիդանում են մինչև երկվալենտ պղնձի միացություններ: Cu2+ հիդրատացված իոններն ունեն կապույտ գույն: Հայտնի են նաև միացություններ, որոնցում պղինձը եռավալենտ է: СО2 և խոնավության պայմաններում պղնձի մակերևույթին առաջանում է նրա հիմնական կարբոնատի կանաչ թաղանթ: Պղինձը օդում տաքացնելիս տեղի է ունենում մակերևութային օքսիդացում, 375 °С ցածր պայմաններում առաջանում է СuО, 375-1100 °С` ոչ ամբողջական օքսիդացված վիճակում, ներքուստ առաջանում է Сu2О: Խոնավ քլորը սովորական պայմաններում փոխազդում է պղնձի հետ` առաջացնելով ջրում լավ լուծելի պղնձի քլորիդ` СuCl2: Պղինձը յուրահատկորեն փոխազդում է ծծմբի և սելենի հետ: Այն այրվում է ծծմբի գոլորշիներում: Ջրածնի, ածխաթթու գազի և ազոտի հետ պղինձը չի թոխազդում նույնիսկ բարձր ջերմաստիճաններում: Ջրածինը և մյուս այրվող գազերը (СО, СН4), բարձր ջերմաստիճաններում ազդում են Сu2О պարունակող պղնձի ձուլակտորների վրա, վերականգնում է այն մինչև մետաղ` ջրային գոլորշիների և СО2 առաջացմամբ: Շիկացած պղնձի վրայով NН3 բաց թողնելիս առաջանում է Cu3N: Արդեն իսկ շիկացման ջերմաստիճանին մոտ պղինձը ենթարկվում է ազոտի օքսիդների ազդեցությանը, մասնավորապես NO, N2O (Сu2О առաջացմամբ) и NO2 (СuО առաջացմամբ): Сu2С2 և СuС2 կարելի է ստանալ պղնձի աղերի ամոնյակային լուծույթների վրա ացէթիլենի ազդմանբ: Ազոտական թթվում պղինձը լուծվում է ազոտի օքսիդների և Cu(NO3)2 առաջացմամբ: Պղնձի բոլոր աղերը թունավոր են: Պղինձը միավալենտ և երկվալենտ վիճակում առաջացնում է բազմաթիվ կոմպլեքսային միացություններ: Միավալենտ պղնձի կոմպլեքսային միացության օրինակ է (NH4)2CuBr3; K3Cu(CN)4, իսկ երկակի աղերի կոմպլեքսների օրինակ` [Cu{SC(NH2)}2]Cl և այլն: Երկվալենտ պղնձի կոմպլեքսային միացության օրինակ է հանդիսանում CsCuCl3, K2CuCl4 երկակի աղերի տիպը: Կարևոր արդյունաբերական նշանակություն ունեն պղնձի ամոնյակային կոմպլեքսային միացությունները` [Сu (NH3)4] SO4, [Сu (NH3)2] SO4:
4. Պղնձի և նրա միացությունների վնասակար ազդեցությունը
Պղինձը համարվում է բուսական և կենդանական օրգանիզմներին անհրաժեշտ տարրերից մեկը: Նրա հիմնական կենսաքիմիական դերը կայանում է ֆերմենտային ռեակցիաներում ակտիվատորի կամ էլ պղինձ պարունակող ֆերմենտների կազմում հանդես գալը: Բույսերում պղնձի քանակությունը կազմում է չոր նյութի զանգվածի 0,0001 մինչև 0,05% և կախված է բույսի տեսակից և հողում պղնձի պարունակությունից: Բույսերում պղինձը մտնում է օքսիդազ ֆերմենտների և պլաստոցիանինա սպիտակուցի կազմի մեջ: Օպտիմալ կոնցենտրացիաների սահմաններում պղինձը բարձրացնում է բույսերի ցրտադիմացկունությունը, նպաստում է դրանց աճին ու զարգացմանը: Կենդանիների շարքում պղնձով առավել հարուստ են որոշ անողնաշարներ: Ընդունվելով սննդի հետ, պղինձը ներծծվում է ստամոքսի կողմից, կապվում է արյան շիճուկի սպիտակուցի` ալբումինոմի հետ, ապա կլանվում է լյարդի կողմից, որտեղից ցերուլոպլազմին սպիտակուցի կազմում վերադառնում է արյան մեջ և հասցվում է օրգանների և հյուսվածքներին: Մարդու մոտ պղնձի պարունակությունը (չոր զանգվածի100 գ համար) տատանվում է 5 մգ լյարդում, 0,7 մգ ոսկրերում, մարմնի հեղուկներում` 100մկգ ( 100 մլ) արյան մեջ մինչև 10 մկգ ողնուղեղի հյութում. Հասուն մարդու օրգանիզմում 100 գ: Պղինձը մտնում է մի շարք ֆերմենտների կազմի մեջ` թիրոզինազներ, ցիտոքրոմօքսիդազներ, կարգավորում է ողնուղեղի արյան շրջանառությունը: Պղնձի փոքր չափաբաժիններ ազդում են ածխաջրերի, միներալային նյութերի և այլնի փոխանակության վրա: Արյան մեջ պղնձի քանակության ավելացումը բերում է երկաթի միներալային միացությունների օրգանական միացությունների փոխակերպմանը, հեմոգլոբինի սինթեզման ժամանակ կարգավորում է լյարդում կուտակված երկաթի օգտագործումը: Պղնձի պակասի դեպքում կենդանիների մոտ ցածրանում է երկաթի ներծծումն ու օգտագործումը, ինչը հանգեցնում է հյուծվածությամբ և քթարտադրությամբ ուղեկցվող սակավարյունության: Պղնձով թունավորումը հանգեցնում է սակավարյունության, լյարդի հիվանդության, Վիլսոնի հիվանդության: Մարդու մոտ, ներծծման և դուրսբերման նուրբ մեխանիզմների շնորհիվ, պղնձով թունավորումը հազվադեպ է տեղի ունենում: Մեծ չափաբաժինների դեպքում պղինձը առաջացնում է փսխում, այն ներծծելիս կարող է սկսվել ընդհանուր թունավորում (քթարտադրություն, շնչառության և սրտի աշխատանքի թուլացում, խեղդում և կոմային վիճակ): Պղինձը բարձր չափաբաժինների դեպքում թողնում է թունավոր ազդեցություն: Սննդի հետ 50 մկգ/կգ ավելի քանակությամբ օրգանիզմ ընկնելուց հետո դիտվում են թունավորման բնութագրիչ ախտանիշներ. բերանում մետաղական համ, անկառավարելի փսխում, ցավեր որովայնում: Փոքր քանակությամբ ընդունման դեպքում պղինձը կուտակվում է լյարդում, ինչի պատճառով օրգանիզմում առաջանում են ֆիզիոլոգիական խանգարումներ. սրտխառնոց, փսխում, որովայնային ցավ: Պղնձի որոշ միացություններ սննդամթերքում կատարում են օքսիդացման գործընթացների կատալիզատորի դեր, իսկ որոշներն էլ քայքայում են վիտամին C և A, վատացնում են օրգանոլեպտիկ ցուցանիշները, նպաստում են լիպիդային օքսիսդացման թունավոր ելանյութերի ձևավորմանը:
5. Պղնձի սահմանային-թույլատրելի չափաբաժինները
• ՍԹԿ հող – 3 մգ/կգ • ՍԹԿ խմելաջուր – 1 մգ/լ • ՍԹԿ սնունդ – 30 մկգ/կգ
Օգտագործված գրականության ցանկ
1. http://chem100.ru/elem.php?n=29 2. http://www.magin.ru/zdor.html 3. http://ru.wikipedia.org/wiki/Медь# 4. Тиво П.Ф., Быцко И.Г. – Тяжелые металлы и экология. – Мн.: ЮНИПОЛ, 1996.- 192 ст. 5. arm_standarts 6. http://www.okhranatruda.ru/view_art.php?art=57&page=94 7. http://him.1september.ru/articlef.php?ID=199901401