Кремний и кремнийорганические соединения в нашей жизни

Кремний и
кремнийорганические
соединения в нашей жизни,
гигиеническая оценка роли
кремния в развитии
заболеваний человека.
Круглова Т.С. ЧР Новочебоксарск МОУ «Лицей №18».

Кремний, после кислорода – самый распространенный
элемент на Земле. Он составляет 27,6% массы земной коры.
Кремний – кристаллическое вещество темно – серого цвета,
со стальным блеском. Является полупроводником,
химически инертен и проявляет все основные свойства
неметаллов. Важнейшие неорганические соединения
кремния образуются при его взаимодействии с фтором,
гидрооксидами щелочных металлов, с металлами, с
кислородом, с основными оксидами.
Кремний применяют для изготовления кристаллических
детекторов, полупроводниковых усилителей и
фотосопротивлений; селитовых высокотемпературных
стержней; для раскаления металлов и получения ряда
сплавов, для получения кремнийорганических соединений.
В частности акционерное общество «Химпром» выпускает
целый ряд кремнийорганических соединений. Рассмотри их.




1.Готовые следующие (всего пять видов)
Их применяют при изготовлении керамических форм
для точного литья; в производстве мебельных лаков для
придания им матовости; в нефте - газодобыче в качестве
основного компонента высокоселективных тампонажных
составов; как связующее в производстве графитовых
деталей.
2.Этилсиликаты (2 вида)
Их применяют в производстве моторных масел (топлив)
и каучуков в качестве присадки; в медицине в качестве
связующего при изготовлении зубных протезов; в
строительстве для пропитки бетона с целью уменьшения
его пористости и увеличения кислотно морозостойкости; в нефте – газодобыче в качестве
компонента тампонажных жидкостей; в лакокрасочной
промышленности для модификации олиф и улучшения
качества канифольных лаков







3.Жидкости (9 видов)
Применяется как смазочное масло в холодильных
фреоновых машинах; в качестве материала для
закалки стекла; в качестве смазки для трущихся
поверхностей. Представители
Полиэтилметилксилоксановые жидкости марки A
марки В. Они применяются в химической
промышленности: 1) в качестве разделительной
смазки в производстве каучука и пластических масс;
2) для смазки литьевых форм
3)для рабочей жидкости в вакуум – насосах и
компрессорах;
В Машино- и приборостроении:
1) в качестве смазок трущихся поверхностей
2) как компонент смазывающих, охлаждающих
жидкостей в металлообработке


Их применяют также в пищевой, строительной,
стекольной, керамической и текстильной
промышленности.
Следующий представитель кремнийорганических
жидкостей – пеногаситель. Он применяется для
гашения пены в целлюлозно-бумажной
текстильной промышленности, в производстве
искусственных волокон, а также в качестве
противопенной добавки к минеральным маслам.
К жидкостям также относится гидролизат
диметидихлорсилана , который используется в
производстве линейных и циклических
кремнийорганических жидкостей, каучука и
различных каучуко-резиновых композиций



4. Смолы (3 вида)
Применяется в изготовлении лакокрасочного
материала, кремнийорганических эмалей,
эмульсий, красок общего назначения.
Представитель смол - смола
полиметилоксановая. Её применяют в
лакокрасочной промышленности как
пленкообразующее в производстве
кремнийорганических эмалей, как
модификатор для алкидных лаков и смол, а
также в лесоперерабатывающей
промышленности, в строительной
промышленности
5. Мономеры (10 видов)
Основные представители: тетраэтоксисилан
технический и улучшенный и технический
(применяется для получения двуокиси кремния, а
также как реагент для органического синтеза и в
качестве компонента пленкообразующих
лакокрасочных материалов), фенилтрихлорсилан
улучшенный и технический (используется для
производства составных частей красок, термо - и
электроизоляционных лаков, смол, смазочных
масел). Остальные мономеры используются в
основном для производства линейных и
структурированных органополисилоксанов в
производстве различных кремнийорганических
жидкостей, каучука и для синтеза пластиков, смол,
лаков и других композиционных составов.
•
•
•
•
•
6. Лаки (7 видов)
Лаки используется в основном для изготовления эмалей и красок, для
пропитки стеклянной оплетки проводов и кабелей, для изоляции
электрических машин и аппаратов от влаги и плесени, для
производства теплостойких пластмасс антифрикционных
графитопластовых материалов и для отверждения эпоксидных смол.
Из всего сказанного, мы видим, что кремний и его органические
соединения используются во многих отраслях промышленности.
Кремний также широко распространен в природе, ее играет большую
роль в жизни животных и человека, наряду с другими
микроэлементами.
Известно, что сбалансированное, нормальное содержание
микроэлементов в окружающей среде обеспечивает нормальные
процессы обмена веществ в 80%-85% случаев. А резкий недостаток
или резкий избыток и дисбаланс микроэлементов в окружающей среде
приводит к нарушению обмена веществ, развитию различных
эндемических заболеваний.
На протяжении длительного времени исследовалось содержание
некоторых микроэлементов в почвах, водах, растениях на территории
Чувашии. Основные разработки проводили сотрудники
сельхозинститута, кафедры химии, биохимии, внутренних болезней,
патаномии, гигиены Чувашского Государственного Университета.
 В результате исследований установлено, что
большинство районов, объединившись в
группы по уровню заболеваемости, находятся
в территориальной близости, где имеются
определенные гидрогеологические,
геологические, геохимические,
климатические особенности. Таким образом,
на территории Чувашии выявлены 3
субрегиона биосферы:
 1) Приволжский субрегион
 2)Прикубниноцивильский субрегион
 3)Присурский субрегион
Приволжский субрегион биосферы занимает 0,3
территории от западной до восточной её границы
вдоль правого берега реки Волги. Сюда входят
Ядринский, Моргаушский, Чебоксарский,
Марпосадский, Козловский и частично Цивильский,
Красноармейский административные районы.
Здесь распространены дерново-подзолистые
почвы. Во всех звеньях биогеохимической пищевой
цепи этого субрегиона наблюдается недостаток
йода, кобальта, цинка, молибдена, умеренный
избыток кремния и нарушенное соотношение
микроэлементов к йоду и кремнию. Пониженное
содержание фтора в питьевой воде из
водоисточников. Эти особенности субрегиона
биосферы способствуют распространению среди
населения эндемического гипотиреоидного зоба (с
пониженной активностью щитовидной железы),
кариеса зубов, мочекаменной болезни
 Прикубниноцивильский субрегион биосферы занимает
0,3 территории в центральной и восточной её части.
Сюда входят Урмарский, Янтиковский, Канашский,
Аликовский, Красноармейский административные
районы. Здесь распространены серые лесные почвы, в
юго-восточной части на небольшой площади имеются
черноземные почвы. Во всех звеньях биогеохимической
пищевой цепи отличается умеренный недостаток йода,
кобальта, цинка, меди, молибдена, бора, марганца. Но
благоприятное соотношение микроэлементов к йоду и
кремнию. Эти особенности субрегиона способствуют
нормальной регуляции обмена веществ, нормальной
работе эндокринных органов в организмах людей и
животных. Этот субрегион считают контрольным при
поиске причин эндемических заболеваний. Но
умеренный недостаток микроэлементов может
способствовать снижению реактивности организма к
возбудителям инфекционных заболеваний.

Присурский субрегион биосферы занимает 0,3 территории Чувашии в
юго-западной и южной части. В этот субрегион входят Алатырский,
Порецкий, Ибресинский, Шумерлинский, Шемуршинский,
административные районы. Здесь распространены песчаноподзолистые почвы с участком торфяно-болотистых. Здесь обнаружены
месторождения терпенов, содержащих 75,5% двуокиси кремния, более
50% растворимой кремнекислоты. В этом субрегионе в питьевых
колодцах содержится кремния от 10 до 15мг/л, в то время как в
восточных районах от 2,5 до 5 мг/л содержание кремния в реке Сура,
которая протекает вдоль западной границы республики колеблется от
15 до 18 мг/л, а в реке Цивиль, протекающее ближе к восточной
границе, в пределах 2-2,5 мг/л. Такое высокое содержание кремния в
реке Суре объяснимо его высоким содержанием в песчано-подзолистых
почвах, также залежью кремнистых пород (Алатырское месторождение
терпенов). Биогенная миграция микроэлементов носит в Присурском
районе специфический характер-кремниевый. Имеется во всех
изученных звеньях биогеохимической цепи резкий избыток кремния,
умеренный недостаток йода, кобальта, неблагоприятное соотношение
микроэлементов к йоду и кремнию. Этот субрегион экстремальный, так
как резко нарушено соотношение микроэлементов в растениях, кормах,
почвах, водах. В этой зоне более высокая заболеваемость населения
мочекаменной болезнью, рассеянным склерозом, раком желудка,
сахарным диабетом, хроническим холестицитом, эндемические
тиреотоксическим зобом, хроническим гастритом, наблюдается
значительное нарушение функции почек.





Исследования установили, что в этих субрегионах биосферы
наблюдается неодинаковая ответная реакция людей и животных.
Проводились экспериментальные исследования на 3 группах крыс,
употреблявших в течение 9 месяцев питьевые воды и корм, регулярно
доставляемые из сравнимых почвенных зон, подтвердили роль
биохимических условий песчано-подзолистых почв в нарушении
фосфорно-кальциевого обмена и мочекаменной болезни в организме
белых крыс. Опыты на крысах, собаках выявили, что развитию
мочекаменной болезни способствует повышенное содержание
растворенной кремнекислоты в питьевой воде. Выявлены основные
закономерности действия кремния питьевых вод на организм
животных при повышенном содержании его больше 5 мг/л:
1.оказывает неблагоприятное действие на почки животных ,
способствует образованию мочевых камней.
2.повышает активность щитовидной железы и околощитовидных
желез.
3.понижает общий белок в крови, нарушает фосфорно-кальциевый
обмен.
4.вредное действие кремния питьевых вод усиливается при
увеличении концентрации в них фтора, нитратов, сульфатов,
хлоридов и повышении жесткости воды.


Аналогичное действие оказывает кремний на
организм человека. Проводился анализ
заболеваемости за 10 лет с 1981 по 1990 года по 21
району республики. Изучалось сельское население,
так как городское население менее стабильное и
подвержено многочисленным факторам урбанизации.
В Порецком, Алатырском и Шумерлинском районах
на протяжении десятков лет регистрируется более
высокая частота случаев основных заболеваний
человека. Таким образом, проведенные исследования
выявили: во-первых, роль геохимических факторов в
развитии заболеваний у людей. Во-вторых,
установлено, что неблагоприятное влияние
оказывает не только избыток или недостаток
микроэлементов, но и их неблагоприятное
соотношение.
В-третьих, доказана ведущая роль высоких
концентраций кремния в развитии многих
заболеваний.






Список использованной литературы:
1.Г.П.Хомченко «Пособие по химии» 1996г.
2.В.А.Филов «Неорганические соединения
1-4 групп 1988г.
3.Справочник АО «Химпром» г.
Новочебоксарска
4.В.Л.Сусликов «Гигиеническая оценка роли
кремния в питьевой воде» 1978 г.
5.В.Л.Сусликов «Биологическое
районирование Чувашской республики
Конец