Секция химия фтор. Фториды. Потенциометрическое определение фторидов в почве icon

Секция химия фтор. Фториды. Потенциометрическое определение фторидов в почве




Скачать 216.73 Kb.
НазваниеСекция химия фтор. Фториды. Потенциометрическое определение фторидов в почве
Дата28.12.2012
Размер216.73 Kb.
ТипИсследовательская работа
источник
1. /анкета.doc
2. /химия.doc
Анкета участника IX научной конференции школьников «открытие» Фамилия, имя, отчество Симонов Андрей Сергеевич Дата рождения (число, месяц, год) 20 марта 1989
Секция химия фтор. Фториды. Потенциометрическое определение фторидов в почве

IX Российская научная конференция школьников «Открытие»


СЕКЦИЯ ХИМИЯ


Фтор. Фториды. Потенциометрическое определение фторидов в почве.


Исследовательская работа




Выполнен учеником


11 медицинского класса МОУ Гимназии №35

г. Екатеринбурга

Симоновым Андреем Сергеевичем



Научный руководитель –

учитель химии высшей категории, канд.хим.наук
ПУЗАНОВА Татьяна Александровна


ассистент кафедры аналитической химии Уральского Государственного Университета имени А.М.Горького.

ЛАКИЗА Наталья Владимировна


Ярославль, 2006




Исследовательская работа 1

Выполнен учеником 1

Симоновым Андреем Сергеевичем 1

ВВЕДЕНИЕ 3

ФТОР как элемент. 4

Методы определения массовой концентрации фторидов 5

ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ 5

Спектрофотометрический метод 6

Потенциометрический метод 7

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 9

Метод отбора проб 9

Аппаратура, материалы 9

Приготовление растворов 9

Построение градуировочного графика 10

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 11

ПРИЛОЖЕНИЯ 12

ФТОР и экология 14

Влияние на окружающую среду 14

Значение фтора для здоровья человека 15

ВВЕДЕНИЕ


В современном мире огромное количество людей следят за экологической обстановкой. В их поле зрения попадают огромное множество химических соединений, потому что они в основном и загрязняют биосферу. Одним из элементов, который, несомненно, в больших количествах попадает в окружающую среду является фтор. Но в окружающей среде фтор как газ практически не оказывает воздействия на организм из-за своей небольшой концентрации; хуже дело обстоит с соединениями фтора – фторидами. Согласно СМИ, в данном случае API,допустимая концентрация вблизи источников заражения превышает ПДК примерно в 54 раза! Таким источником становятся в основном заводы алюминиевого производства. Фторид алюминия складируется, как побочный продукт, не годный в использовании. Но помимо этого при выбросах в атмосферу он благополучно осаждается в почву. При этом контроль за содержанием выбрасываемых веществ практически не ведется, а если и ведется то многим современные методы не по карману.

Поэтому перед выполнением исследовательской работы я перед собой поставил следующую цель: более подробно ознакомиться со свойствами фтора, выяснить влияние этого элемента на человека, найти более экономически выгодные пути анализа почв для предприятий.

При достижении вышеуказанной цели мне пришлось столкнуться с проблемой моей работы: современное развитие промышленности носит разветвленный характер, и одна из отраслей этой сложной системы негативно влияет на окружающую среду.

В этой связи мне необходимо было решить следующие задачи:

  1. рассмотреть доступную мне информацию о фторе и его соединениях;

  2. проследить их влияние на человека

  3. ознакомиться с методами определения содержания фторидов в почве

  4. проанализировать и определить наиболее выгодный способ из мне доступных.



ФТОР как элемент.




Химический элемент фтор принадлежит к группе галогенов и имеет один стабильный нуклид с массовым числом 19. Его относительная атомная масса в углеродных единицах составляет 18,9984 - это самый легкий из галогенов. Заряд атомного ядра равен девяти, и соответственно девять электронов расположены на уровнях 1s22s22p5. Наличие не спаренного электрона на p-уровне позволяет говорить об атоме фтора как о фтор-радикале. Его спин равен 1/2, и в электронном спектре ему отвечает дуплет, то есть дважды вырожденный энергетический уровень (направление спина по и против вектора напряженности магнитного поля). Атомарный фтор (фтор-радикал) легко присоединяет один электрон с образованием замкнутой электронной оболочки инертного газа (аргона) с нулевым спином. Величина выделяемой при этом энергии называется сродством к электрону, ЭС (в англоязычной литературе Electron Affinity, EA).

Значение электронного сродства атома фтора одно из наиболее высоких для элементов Периодической системы и составляет 3,45 эВ (340 кДж/моль) (1 эВ = = 96,5 кДж/моль). ЭС несколько выше лишь у атома хлора: 3,51 эВ. Первый потенциал ионизации атома фтора, то есть энергия, необходимая для удаления электрона с верхнего энергетического уровня на бесконечное расстояние с нулевой кинетической энергией, составляет 17,42 эВ. Атом хлора удерживает электрон верхнего энергетического уровня значительно слабее, и его первый потенциал ионизации 12,97 эВ (энергия ионизации) на 4,45 эВ ниже. Полусумму этих значений - сродства к электрону и энергии ионизации - используют в химии как количественную характеристику понятия "электроотрицательность".

Атомарный фтор имеет наибольшее значение этой полусуммы и, следовательно, является самым электроотрицательным элементом Периодической системы. На языке химиков это означает, что атомарный фтор - наиболее сильный окислитель, то есть перетягивает на себя электроны от любого другого атома Периодической системы элементов, включая атомы хлора и кислорода. Атомарный фтор легко димеризуется с образованием молекулярного фтора F2 . При этом 5 + 5 электронов с 2p-уровней двух атомов фтора размещаются на энергетических уровнях молекулярного фтора. При этом шесть электронов размещаются на связывающих орбиталях, понижая полную энергию системы относительно суммы энергий двух атомов фтора, а четыре электрона размещаются на разрыхляющих орбиталях, что снижает итоговый выигрыш от объединения двух атомов в молекулу. В результате энергия диссоциации молекулы фтора на атомы оказывается сравнительно невысокой. Последнее облегчает образование фтор-радикалов и резко повышает химическую активность фтора. Для сравнения приведем энергии диссоциации наиболее сильных окислителей, существующих при нормальных условиях в виде двухатомных молекул: O2 (494 кДж/моль), F2 (155 кДж/моль), Cl2 (239 кДж/моль), Br2 (190 кДж/моль), I2 (149 кДж/моль).

Естественно, что фтор как наиболее мощный окислитель встречается в природе лишь в виде соединений и главными фторсодержащими минералами являются флюорит CaF2 , криолит Na3AlF6 и фторапатит CaF2 i i 3Ca3(PO4)2 . Общее содержание фтора в 16-километровой зоне земной коры составляет 0,07 мас. % и значительно выше, чем хлора, брома и иода, вместе взятых.

Методы определения массовой концентрации фторидов


Согласно ГОСТ 4386-89 для определения массовой концентрации фторидов используют два метода: спектрофотометрический и потенциометрический.


ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ



Потенциометрия представляет собой метод определения концентраций веществ, а также различных физико-химических величин, основанный на измерении потенциалов электродов. Измерение электродных потенциалов и нахождение зависимости между ними и концентрацией (активностью) определяемых компонентов позволяет установить не только концентрацию (активность) ионов, но и ряд других характеристик; константы диссоциации слабых электролитов и константы устойчивости комплексных соединений, произведений растворимости малорастворимых осадков, стандартные и формальные электродные потенциалы, окислительно-восстановительные потенциалы, стехиометрические коэффициенты в химических реакциях, число электронов, участвующих в потенциалопределяющей стадии и т.д. по величине потенциала индикаторного электрода можно оценить также глубину протекания и направление ОВР между реагирующими веществами.

Потенциометрию применяют как для непосредственного определения концентрации (активности) вещества, находящегося в растворе (прямая потенциометрия), так и для определения точки эквивалентности при титровании (потенциометрическое титрование), изменяя потенциал индикаторного электрода в зависимости от количества добавленного титранта. В непосредственной близости от точки эквивалентности потенциал электрода быстро изменяется, так как в этой области изменение концентрации раствора происходит с наибольшей скоростью. При этом получают S-образную кривую. Следует заметить, что потенциометрическое определение точки эквивалентности особенно удобно при титровании окрашенных или непрозрачных растворов, а также в неводных средствах.

Поскольку действие потенциометрических датчиков основано на измерении разности потенциалов между индикаторным электродом и электродом сравнения, то вполне понятно что чувствительность и избирательность определений в первую очередь зависят от характеристик индикаторных электродов.


Спектрофотометрический метод


Спектрофотометрический метод анализа основан на измерении интенсивности светового потока, прошедшего через окрашенный раствор. В рассматриваемом методе используются химические реакции, при которых определяемое вещество переходит в окрашенное соединение, вызывающее изменение окраски анализируемого раствора. Измеряя светопоглощение такого окрашенного раствора, определяют содержание окрашенного вещества в исследуемом растворе. Интенсивность окраски раствора прямо пропорциональна содержанию определяемого компонента в исследуемом растворе.

Спектрофотометрический метод определения фторид-ионов основан на его способности образовывать растворимый в воде тройной комплекс сиренево-синего цвета, в состав которого входит лантан, ализарин-комплексон и фторид. Для повышения оперативности измерения оптической плотности определение проводят в водно-ацетоновой среде, в которой полнота развития окраски тройного комплекса лантана, ализаринкомплевсона и фторида достигается через 15 мин.

Определению фторида сильно мешают алюминий и железо, связывая его в комплекс и занижая результаты. Допустимая мас­совая концентрация алюминия не выше 0,2 мг/дм3, железа — не выше 0,7 мг/дм3.

Потенциометрический метод


Метод основан на измерении потенциала электрода, погруженного в анализируемый раствор. Для измерения электродного потенциала используют систему из двух электродов. Один электрод – индикаторный – должен быть чувствителен к ионам, находящимися в растворе; потенциал, возникающий на нем, зависит от концентрации этих ионов. второй электрод – электрод сравнения- должен быть нечувствителен к ионам, находящимся в растворе; потенциал его постоянен и не зависит от состава раствора.

Изменение равновесного потенциала электрода в зависимости от концентрации ионов в растворе называется обратимостью электрода относительно данного катиона или аниона. В связи с этим рассматривают электроды первого и второго рода.

Металл, погруженный в раствор соли этого же металла, образует определяющую потенциал электрода ОВС. В такой системе потенциал электрода определяется только относительно концентрации катионов в растворе. Электроды такого типа называют электродами первого рода. К ним относятся ртутные, серебряные электроды, группа амальгамных электродов1 и другие металлические электроды.

Электродом второго рода называют металл, погруженный в насыщенный раствор малорастворимой соли этого металла, содержащий избыток другой соли с одинаковым анионом. В этом случае потенциал электрода определяется концентрацией соответствующего аниона.

Примерами электродов второго рода могут служить хлорсеребряный и каломельный электроды

Электрод, который реагирует на изменение концентрации определяемого иона в растворе и заменяет собой индикатор при обычном титровании, называется индикаторным электродом.

Величину поотенциалаиндикаторного электрода определяют по отношению к какому-либо неполярному электроду, потенциал которого не изменяется в процессе анализа и служит только для определения потенциала индикаторного электрода, такой электрод называется электродом сравнения или стандартным электродом.

Электрод сравнения должен быть прост в изготовлении и должен сохранять практически постоянный и воспроизводимый потенциал при прохождении небольших токов. Этим требованиям удовлетворяют электроды различных систем.

Система из двух электродов, погруженных в анализируемый раствор, представляет собой гальванический элемент, ЭДС которого равна потенциалу, характеризующему состав анализируемого раствора.

Для определения суммарной концентрации фтора в анализируемой почве потенциометрическим методом используют электродную систему, состоящую из фторидного ионселективного электрода и вспомогательного хлорсеребренного электрода. Мешающее влияние алюминия и железа до массовой концентрации, равной предельно допустимой концентрации в питьевой воде, устраняется введением в анализируемую пробу буферного раствора, содержащего цитрат натрия и этилендиаминтетраацетат натрия, которые разрушают комплексы фтора и переводят весь присутствующий фтор в состояние фторида.

Целью работы является определение концентрации фторид-иона в воде методом прямой потенциометрии. Этот метод позволяет определять суммарную концентрацию фторидов (всех его форм: иона фтора, его комплексных соединений). Для определения используют электродную систему, состоящую из фторидного ионоселективного электрода и вспомогательного хлорсеребряного электрода. Измерение потенциала фторидного элек­трода проводят на иономере.

Определению фторид-ионов мешают алюминий и железо, мешающее действие которых устраняют добавлением ацетатно-цитратного буферного раствора. Определение возможно при массовой концентрации алюминия не более 40 мг/дм3 и желе­за — не более 40 мг/дм3.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Метод отбора проб


Отбор проб — по ГОСТ 24481. Объем пробы 50—60 см3.

Аппаратура, материалы


  1. pH-метр

  2. Мешалка магнитная.

  3. индикаторный фторидселективный электрод сравнения.

  4. Хлорсеребряный электрод сравнения.

  5. Фторид натрия.

  6. Мерные колбы вместимостью 50, 1000 мл.

  7. Пипетка вместимостью 5, 10, 20 мл.

  8. Стаканы вместимостью 50 мл.

Приготовление растворов


Приготовление стандартного 0.1 М раствора фторида натрия.

В мерную колбу вместимостью 1000 мл поместили 4.1990 г фторида натрия, растворили и довели объем раствора до метки дистиллированной водой. Этот раствор имеет величину pF = 1 (массовую концентрацию 1.9 г/дм3 фторида). Раствор необходимо хранить в полиэтиленовом сосуде с плотно закрытой пробкой.

Приготовление ацетатно-цитратного буферного раствора (рН=5).

В мерную колбу вместимостью 500 мл поместили 52.00 г ацетата натрия, 29.20 г хлорида натрия, 3.00 г лимоннокислого натрия, 0.30 г этилендиаминтетраацетата натрия и 8 мл уксусной кислоты, прибавили 200 – 300 мл дистиллированной воды, растворяют соли и доводят объем раствора до метки дистиллированной водой.

Приготовление рабочих стандартных 0.01; 0.001; 0.0001 и 0.00001 М растворов фторида натрия.

Для приготовления 0.01 м раствора фторида натрия 5 мл основного стандартного раствора разбавляют дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 50 мл. этот раствор имеет величину pF = 2 (массовую концентрацию 190 мг/дм3).

0.001 М раствор фторида натрия готовят разбавлением 5 мл 0.01 М раствора до 50 мл дистиллированной водой в мерной колбе. Данный раствор имеет pF = 3 (массовая концентрация 19 мг/дм3).

Для приготовления 0.0001 М раствора фторида натрия 5 мл 0.001 М раствора NaF разбавляют дистиллированной водой до 50 мл в мерной колбе. Этот раствор имеет pF = 4 (массовая концентрация 1.9 мг/дм3).

0.00001 М раствор фторида натрия готовят разбавлением 5 мл 0.0001 М раствора до 50 мл дистиллированной водой в мерной колбе. Этот раствор имеет pF = 5 (массовую концентрацию 0.19 мг/дм3)

Все рабочие стандартные растворы готовят в день проведения анализа.

Построение градуировочного графика


В стакан вместимостью 50 мл поместил 20.0 мл 0,00001 М рабочего стандартного раствора (pF = 5), поместил в раствор магнит от магнитной мешалки, прилил 10 мл ацетатно-цитратного буферного раствора для устранения мешающего влияния алюминия и железа. Установив­шееся значение равновесного потенциала измеряют в милливоль­тах при перемешивании раствора магнитной мешалкой. После это­го электроды тщательно несколько раз отмывают в дистиллированной воде, сушат промоканием фильтровальной бумагой. Во второй стакан вместимостью 50 мл наливают 20 мл 0.0001 М (pF=4) рабочего стандартного раство­ра, погружают в раствор магнит, приливают 10 мл буферного раствора, включают магнитную мешалку и измеряют установив­шееся значение потенциала в милливольтах. Далее аналогичным способом измеряют потенциалы электрода в 0.001 М рабочем стандартном растворе (pF = 3) и в 0.01 моль/дм3 растворе (pF=2). При выполнении измерений необходимо следить за тем, чтобы на поверхности мембраны фторидного электрода не нали­пали пузырьки воздуха.

По результатам измерений построил градировочный график в координатах, откладывая по оси абсцисс величину pF стандартных растворов, а по оси ординат – значение потенциала в милливольтах.

Время установления равновесного потенциала в диапазоне pF = 5 и выше составляет 10 мин, при более высоких концентра­циях фторида, т. е. при pF менее 5, время установления равнове­сия 3 мин.

Градуировочный график следует проверять каждый раз перед работой по двум-трем точкам рабочих стандартных растворах. При построении градуировочного графика проверяют одновременно правильность работы фторидного электрода (крутизна характери­стики электрода). При измерении потенциалов рабочих градуи­ровочных растворов он должен изменяться от раствора к раство­ру на значение (56±3) мВ. Если такая зависимость значения по­тенциала от pF не соблюдается, то фторидный электрод следует регенерировать вымачиванием в 0.001 М растворе фторида натрия в течение суток, а затем тщательно отмыть дистилли­рованной водой.

Предел обнаружения 1·10-5 моль/л.

Градуировочный график представлен на рисунке 1. Данные для построения градуировочного графика были обработаны по методу наименьших квадратов, который позволяет составить уравнение прямой, на которой лежат экспериментальные точки. Подстановка в уравнение значения потенциала для исследуемых растворов позволяет с меньшей погрешностью определить значение pF, чем при определении pF из графика 1 (ПРИЛОЖЕНИЕ №1)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.


Таким образом, я сделал следующие выводы по результатам моей работы: контроль за содержанием фторид-ионов на предприятиях практически не ведется; концентрация фторидов вблизи заводов превышает ПДК в несколько раз; люди, живущие в промышленном районе получают недопустимую концентрацию фтор-соединений. Чтобы обеспечить контроль за содержанием таких соединений в биосфере, на мой взгляд, необходимо ввести способ потенциометрического контроля хотя бы в районных лабораториях.(согласно моим исследованиям данный способ легок и безопасен в применении). Что позволит отслеживать изменение концентраций фторидов в биосфере и тем самым изменять систему питания, для поддержания количества фтора в организме в норме.


ПРИЛОЖЕНИЯ



ГРАДУИРОВОЧНЫЙ ГРАФИК и метод наименьших квадратов…………………………..1

Фтор и экология…………………………………………………………………………………2





ПРИЛОЖЕНИЕ №1: Градуировочный график и метод наименьших квадратов.


[09.11.2005 16:14 "/Graph2" (2453683)]

Linear Regression for Data1_B:


Y = A + B + С + D* X


Parameter Value Error

------------------------------------------------------------

A -68 6,36396

B 63 1,73205

C Z

D Z

------------------------------------------------------------


R 0,99924


ПРИЛОЖЕНИЕ №2: Фтор и экология

ФТОР и экология

Влияние на окружающую среду


Особого внимания заслуживает влияние фтора и его соединений на окружающую среду, в том числе на человека. В поистине огромном диапазоне колеблется физиологическая активность фторидов. Чрезвычайно высокая устойчивость и полное отсутствие токсичности, с одной стороны, и хрестоматийные примеры мощнейших отравляющих веществ - с другой. Еще во время второй мировой войны были созданы боевые отравляющие вещества нервно-паралитического действия, представляющие эфиры монофторангидрида фосфорной кислоты - зарин и зоман.

Сейчас фториды широко используются в медицине, растениеводстве и животноводстве2. С ними связывают перспективу лечения рака и регулирование наследственности, создание мощных психотропных средств, транквилизаторов и новых антибиотиков.

Но эта ситуация не столько радужна, сколько тревожна. Физиологическое действие фторидов практически не изучено. По мнению профессора Е. Кобаяси3, организмы часто не отличают фтор от кислорода или водорода в органических соединениях и за счет этого "эффекта маскировки" он проникает в жизненно важные центры организма с опасной легкостью. Совершенно очевидно, что использованию сложных фторсодержащих препаратов должны предшествовать тщательные, многолетние и скрупулезные работы по особенностям их влияния на живые клетки, процессы обмена, жизнь нуклеиновых кислот. Вот только один из уроков, которые фторидные соединения уже преподали человечеству. Увлечение фторсодержащими хладагентами и компонентами аэрозольных упаковок привело к появлению в атмосфере планеты значительных концентраций этих соединений. Напрямую они не влияют на растения, животных и человека. Однако высокая инертность позволяет им сохраняться в атмосфере, подниматься в ее верхние слои и там, в условиях разрежения и жестких излучений, соприкасаться с озоном. Озон - аллотропическая модификация кислорода - О3. Он формируется в верхних слоях атмосферы, образуя слой этого соединения - озоносферу. Молекулы озона поглощают жесткую солнечную радиацию - электромагнитное излучение с длиной волны менее 290 нм. Организмы растений и животных очень чувствительны к жестким лучам, вызывающим болезни крови, гибель клеток и всего организма. Озоновый слой тысячелетиями служил надежным щитом жизни на Земле, защищая ее поверхность от губительного излучения. Появление фреонов на больших высотах приводит к уничтожению и распаду озонового слоя. Вначале под действием жестких лучей от молекулы фреона отщепляется атом хлора Cl. Затем он взаимодействует с молекулой озона

Cl + O3→ ClO + O2

Имеющиеся в озоносфере радикалы - атомы кислорода, образующиеся при диссоциации озона

O3 →O2 + O·,

взаимодействуют с ClO. по уравнению

ClO + O· → Cl· + O2,

в результате чего атомы хлора освобождаются и готовы к новому акту разрушения молекул озона. Специалисты считают, что один атом хлора в состоянии уничтожить около 100 тыс. молекул озона. Озоновый слой начинает уменьшаться. В полярных областях его осталось всего 30%, а в конце 1995 года над Антарктидой учеными впервые зафиксировано локальное полное исчезновение слоя озона - "озоновая дыра". Человечество с тревогой следит за развитием ситуации. Многие страны уже приняли решение о прекращении производства фреонов, спешно ищут альтернативные заменители (ведь невозможно же обходиться без холодильной техники). Кстати, одной из альтернатив может быть использование фторорганических соединений, не содержащих хлора - перфторированных.

Значение фтора для здоровья человека



Фториды жизненно необходимы для здорового функционирования организма, но даже их природные соединения в избытке очень токсичны. Уже в 1803 году было обнаружено, что фтор входит в состав костной системы (следовательно, необходим для ее нормального функционирования), но в 1931 году установили, что избыток фтора в питьевой воде вызывает заболевания зубов.

Дефицит фтора приводит к тому, что кальций, составляющий основу всех костных тканей, не накапливается в организме, а именно наличие фтора способствует его задержанию в костной системе.

Переизбыток фтора приводит к выведению кальция из костей. Соли фтора концентрируются в костях, вызывая остеохондроз, изменения цвета и формы зубов, направления их роста, а вслед за этим огрубление суставов и их неподвижность, костные наросты. Человек начинает с трудом двигаться. Организм, защищаясь, выделяет фтор с мочой, но часто не может справиться с его излишком. Большие дозы фтора экстрагируют магний из лимфы крови, мобилизуют кальций и выводят его из костей, что, в конце концов, приводит к их остеопорозу.

Кальций оседает в почках, в легких, в мышцах. Поэтому, когда мы говорим о фторе и о фториде, необходимо знать допустимые для человека концентрации. Разница между полезной и вредной дозами очень мала: меньше 0.5 мг/л - слишком мало, 1 1.5 мг/л - достаточное количество, а больше - уже слишком много. Суточная потребность определяется двумя факторами: максимально допустимая концентрация фторидов в сутки и вес тела. Физиологические дозировки таковы, что при весе тела 50 кг оптимальным считается потребление 1-2.5 мг/в сутки, таким образом, взрослому человеку достаточно получать 2-3 мг фторидов в сутки. Существенный переизбыток фторидов в организме, который может нанести вред здоровью человека, вызывает концентрация от 10 мг в сутки. ГОСТом 2874-82 узаконены допустимые концентрации фторидов в питьевой воде в размере 1.5 мг/л. При данной концентрации фторидов в воде никаких отрицательных последствий его влияния на здоровье не наблюдалось.

Как можно узнать, что фторидов в организме слишком много? По маленьким пятнышкам на эмали зубов. Сначала они могут быть серыми или белее, чем эмаль, но чем больше в нашем организме фторидов, тем пятнышки темнее и, наконец, становятся коричневыми или черными. Зубы выглядят, как если бы были дырявыми, начинают крошиться, их трудно даже пломбировать.

К числу наиболее распространенных болезней, существенно влияющих на состояние здоровья населения, относится кариес зубов. Последствия кариеса не ограничиваются разрушением жевательного аппарата, осложненные формы его ведут часто к воспалительным процессам челюстно-лицевой области, аллергизации организма, заболеваниям ЛОР органов, пищеварительной, выделительной и других систем. Таким образом, профилактика кариеса является одной из узловых медико-социальных проблем современности.

Наибольшие концентрации фторидов в организме обнаруживаются в минерализованных тканях: в зубах и костях. Фтор придает им плотность, устойчивость к физическим и химическим факторам. Непосредственное противокариесное действие фторидов осуществляется за счет:

Положительного влияния на структуру зубов.

Фториды воздействуют - непосредственно на зубной налет, снижая способность в нем бактерий производить кислоту.

Фториды способствуют реминерализации костей или восстановлению эмали зубов в местах, ранее деминерализованных кислотой.

Эффект реминерализации является наиболее важным из них. Ионы фторида, проникающие как в поверхностный слой, так и в толщу эмали, приводят к ее укреплению. Эмаль становится не только более стойкой к кариозной атаке, но и сама приобретает способность реминерализоваться или залечить начальные проявления кариеса, вызываемые кислотами микроорганизмов, вызывающих кариес. Необходимые для реминерализации ионы фторида обеспечиваются как фторированной водой, так и различными содержащими фториды средствами, как, например, зубная паста.

Существует три основных фактора, занимающих ведущую роль в профилактике кариеса:

1. Употребление фторсодержащих продуктов. Большинство продуктов питания содержит в среднем 0.2 – 0.3 мг фтора на 1 кг, а в рыбе его - от 5 до 15 мг, а в молоке - от 0.1 до 0.2 на 1 кг. Богат фтором чай. Содержание его зависит от способности поглощать фтор из почвы самим растением, от удобрения, от возраста чайного листа, времени сбора и "географии" чая. Количество фтора в готовом напитке зависит от его крепости, длительности настоя и др. Наилучшим вкусом и ароматом обладает чай, настаивающийся 5 минут; в одном стакане содержится около 0,2 мг фтора. В таких сортах чая, как даржелинг, цейлонский в 100 г сухого листа содержится от 10.25 до 15.25 мг фтора. Но при таких нестабильных концентрациях профилактика кариеса невозможна.

Определяющее значение в профилактике кариеса принадлежит водному фактору. Всемирная организация здравоохранения неоднократно подчеркивала необходимость введения фторирования питьевой воды в мировом профилактики кариеса зубов, поскольку в настоящее время нет другого метода, снижающего уровень заболеваемости кариесом, который был бы настолько эффективным и удобным в практическом отношении.

Содержание фторидов в рационах питания населения не имеет существенных различий, в то время как их концентрация в питьевой воде является тем основным фактором, который определяет уровень поступления фторидов в организм человека.

В пищеварительном тракте всасывается до 70% фторидов, содержащегося в воде, и 35%, содержащегося в пище. Следовательно, наиболее усвояемыми являются фториды, растворенные в воде. Поэтому употребление воды с концентрацией около 1 мг/л в 2-4 раза снижает заболеваемость кариесом (при этом взрослый человек получает в сутки 2-3 мг фторида). Снижение заболеваемости кариесом постоянных зубов отмечается уже через 2-3 года после начала употребления фторированной воды. Увеличение концентрации фтора на 0.1 мг/л дает снижение кариеса на 10%. (Это правило верно, если концентрация не превышает 1.5 мг/л.). Антикариесный эффект фторируемой воды распространяется на все группы зубов как молочного, так и, особенно, постоянного прикуса. Анализ данных о заболеваемости кариесом после 10 лет фторирования воды по опыту различных стран свидетельствует о том, что коэффициент снижения интенсивности кариеса в разных городах колеблется от 40 до 75%; принято считать, что в среднем он равен 60.5%.

2. Возраст. Существует определенная зависимость между возрастом человека и способностью усваивать фтор. В детском организме задерживается до 35% поступающего фтора, в организме взрослого человека - около 1.5 %. Причем снижение заболеваемости кариесом происходит тем выраженнее, чем с более раннего возраста дети получают фторированную воду. Таким образом, наиболее актуальной и эффективной становиться профилактика в детском возрасте.

3. Способ профилактики. Различают системную и местную профилактику кариеса. Системное действие наступает после поступления фторидов в желудочно-кишечный тракт и их всасывания и распределения внутри организма. Фториды становятся составной частью формирующихся структур зуба и обеспечивают длительную их защиту. Местное действие реализуется в полости рта только на уже прорезывающиеся зубы. Системно поступившие фториды могут также оказывать и местное действие после выделения фторидсодержащей слюны из железы, при этом фториды оказывают действие и включаются в поверхность зуба, предотвращая развитие кариеса зубов. Фторид оказывает разрушающее действие на зубной налет, и при этом он усиливает реминерализацию эмали. В основном системное действие обеспечивается при фторировании воды, молока, соли, а также приеме специальных таблеток, капель или пастилок. Преимущественно местное действие происходит при использовании фторсодержащих зубных паст, растворов и гелей.

Были проведены исследования по сравнительной антикариозной эффективности различных средств как местного, так и системного действия:

Жевательная резинка - 2-3%

Зубная паста - 20-30%

Фторированная вода 50-60%.

Максимальный эффект снижения кариеса достигается тогда, когда фторид имеет возможность поступать и усваиваться на всех стадиях формирования зубов, и системно, и местно, после их прорезывания, т.к. антикариозный эффект распространяется на молочные и коренные зубы в равной степени.

Таким образом, фторирование питьевой воды признано наиболее эффективным, реально осуществимым массовым мероприятием по предупреждению кариеса зубов и расценивается как одно из крупнейших достижений профилактической медицины 20 века. Многочисленными исследованиями доказано, что фторированные таблетки, в силу трудностей регулярного приема, не оказывают такого постоянного и равномерного профилактического действия, как вода. Фторирование же зубов препаратами местного действия, такими как фторсодержащие пасты, лаки и другие средства, является более дорогим и менее эффективным способом, и может представлять интерес в роли не основного, а вспомогательного пути фторпрофилактики кариеса.

Лучше всего фтор усваивается из питьевой воды (примерно 65%) и только потом - из продуктов питания. Наибольшее количество фтора содержат следующие продукты: черный и особенно зеленый чай, грецкие орехи, морепродукты (скумбрия, треска, лосось, сардины, креветки), пресноводная рыба, зерновые культуры (рис, гречка, овес, кукуруза), соя, шпинат, лук, картофель, вино, говядина, курятина, цельное молоко, яйца, яблоки, грейпфруты.

Для удовлетворения суточной потребности во фторе взрослому человеку надо выпить 42 г черного чая или съесть 300 штук грецких орехов, 700 г лосося, 3.5 кг зернового хлеба, выпить 20 л молока.

Рекомендуемая дневная норма фтора

Возраст, состояние

Норма, мг

до года

0.1-1

1-3 года

0.5-1.5

4-6 лет

1-2.5

7-14 лет

1.5-2.5

Старше 14 лет

1.5-4

Беременные женщины

2-4

Кормящие матери

1.5-4

Примечание. Потребность увеличивается, если вы работаете в горячем цехе, то есть постоянно находитесь при повышенной температуре воздуха.

Алюминий, попавший к нам с поверхности кухонной утвари или входящий в состав антацидных лекарственных препаратов существенно уменьшает количество фтора, доступного для усвоения. Без фтора плохо усваивается железо, поэтому железодефицитная анемия и кариес - два заболевания, которые идут по жизни вместе.

Безопасность применения фтора.

Фтор очень токсичен. Принимать препараты фтора нужно очень и очень осторожно, обязательно проконсультировавшись с врачом. Дозы свыше 10 мг фтора на 1 кг пищи приводят к стойким деформациям костей; свыше 5 мг на 1 кг пищи - изменяют цвет зубной эмали. А большие дозы фтора (до 2 г) вызывают серьезное отравление. Дозы в 5-10 г - смертельны.



1 Большинство металлических дают более четкие показания, если растворить металл в ртути. Такие электроды называются амальгамными и обладают дополнительными преимуществами по сравнению с металлическими. Растворенный в ртути металл почти не реагирует с кислотами, так как водород на амальгаме выделяется с большим перенапряжением по сравнению с чистым металлом. Равновесие с амальгамным электродом устанавливается быстрее чем в случае металлического электрода.

2 Исикава Н. Новое в технологии соединений фтора. М.: Мир, 1984. 591 с.


3 Исикава Н. Новое в технологии соединений фтора. М.: Мир, 1984. 591 с.




Похожие:

Секция химия фтор. Фториды. Потенциометрическое определение фторидов в почве icon9А химия Сысоева Г. И. Очная олимпиада по химии
Конкурс «Вокруг света» фгбоу впо «агу», Русское географическое общество» секция «Природопользование и геоэкология» заключительный...
Секция химия фтор. Фториды. Потенциометрическое определение фторидов в почве iconВоробьева Л. И., зам директора по увр секция 2
Секция Реализация междисциплинарных программ через индивидуальные образовательные проекты
Секция химия фтор. Фториды. Потенциометрическое определение фторидов в почве iconЖюри подвело итоги работы и присудило Шкаеву Ивану 2 место
«Старт в науку». Участвовал в этой конференции и ученик 4 «Б» класса мбоу сош с. Р. Камешкир Шкаев Иван со своей работой «Поваренная...
Секция химия фтор. Фториды. Потенциометрическое определение фторидов в почве iconДокументи
1. /химия/химия 8 кл/план. хим 8 кл 13-14 г.docx
2. /химия/химия...

Секция химия фтор. Фториды. Потенциометрическое определение фторидов в почве iconВ пустыне чахлой и скупой На почве зноем раскаленной

Секция химия фтор. Фториды. Потенциометрическое определение фторидов в почве iconДевиз команды Химия везде, химия во всем

Секция химия фтор. Фториды. Потенциометрическое определение фторидов в почве iconКарточка участника межрегиональной научно-практической конференции Инфокоммуникационные технологии в региональном развитии 2011 Секция Инфокоммуникационные технологии в современном образовательном пространстве Подсекция «Среднее и высшее профессиональное образование».
Секция Инфокоммуникационные технологии в современном образовательном пространстве
Секция химия фтор. Фториды. Потенциометрическое определение фторидов в почве iconСекция икт в региональном развитии Секция «икт в региональном развитии»
Смоленщины и иных регионов России, а также бизнес-структур, работающих в сфере информационных технологий и связи в студии в ОАО «Центртелеком»,...
Секция химия фтор. Фториды. Потенциометрическое определение фторидов в почве iconСекция икт в региональном развитии Секция «икт в региональном развитии»
Смоленщины и иных регионов России, а также бизнес-структур, работающих в сфере информационных технологий и связи в студии в ОАО «Центртелеком»,...
Секция химия фтор. Фториды. Потенциометрическое определение фторидов в почве iconПоволжская открытая олимпиада школьников 2013 г. «Будущее медицины» II тур биология 11 класс
Сингамный (в момент оплодотворения). Это генетическое определение пола, т к зависит от баланса хромосом (хромосомное определение...
Секция химия фтор. Фториды. Потенциометрическое определение фторидов в почве iconИтоговый контрольный тест Закончите определение: «Общество это…»
К какому понятию относится определение: «Обособившаяся от природы, тесно связанная с ней часть материального мира, которая включает...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©lib3.podelise.ru 2000-2013
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Лекции
Доклады
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Программы
Методички
Документы
Документы