Где встречается фосфор

Инфо

Избыток фосфора в организме человека

Фосфор не только входит в состав живых клеток в виде строительного материала, он еще принимает участие во многих жизненно важных биологических процессах, протекающих в организме человека:

  • Деление клеток. Фосфор участвует в процессах деления живых клеток и их роста. Он входит в состав нуклеиновых кислот, а также структуру мембран клеток в виде фосфолипидов и фосфопротеинов.
  • Синтез энергии. Фосфор принимает участие в формировании и транспортировки молекул аденозин трифосфата (ATФ), запасающих энергию в нашем организме.
  • Обмен веществ. Фосфор принимает участие в метаболизме и продуцирование углеводов и белков.
  • ЦНС.Фосфор участвует в биологических процессах, обеспечивающих передачу электрических импульсов по волокнам нервов и тканям головного мозга.
  • Баланс фосфора и кальция. Фосфор и кальций тесно взаимодействуют в организме человека и участвуют в формировании одних и тех же биологических структур. В организме человека, с помощью гормонов паращитовидной железы, поддерживается определенный баланс между содержанием фосфора и кальция в тканях и органах. Этот баланс составляет – 2 к 1, две части кальция на одну часть фосфора.
  • Другие функции. Фосфор находится во взаимодействии со многими ферментами, активирует работу витамина D и витаминов группы B. 

Причины недостатка фосфора:

  • нарушения обмена фосфора
  • неудовлетворительное количество поступления макроэлемента в организм (низкое количество потребления белка)
  • избыточный уровень в организме соединений магния, кальция, бария, алюминия
  • чрезмерное потребление синтетических напитков (газированных и пр.)
  • продолжительные хронические болезни
  • отравления, наркозависимость, алкоголизм
  • патологии щитовидной железы, околощитовидных желез
  • болезни почек
  • вскармливание грудного ребенка искусственными смесями

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseru

Симптомы недостатка фосфора:

  • общая слабость, утрата аппетита, истощение
  • боли в мышцах и костях
  • снижается сопротивляемость к инфекциям, простудным заболеваниями; 
  • уменьшается синтез белка печенью
  • появляются дистрофические изменения миокарда, геморрагические высыпания на слизистых оболочках и коже
  • в ряде случаев – нарушения психики
  • рахит, пародонтоз

Когда в организме больше фосфора, чем кальция, организм человека будет использовать кальций, который хранится в костях.

Фосфор и фосфаты являются нетоксичными. Летальной дозой для человека считается 60 мг фосфора. Высокой токсичностью обладает ряд соединений фосфора (фосфин). Отравления соединениями фосфора провоцируют нарушения работы почек и печени, сердечно-сосудистой системы, пищеварительного тракта, а также других систем и органов.

Причины избытка фосфора:

  • чрезмерное количество поступления фосфора (избыток белков в продуктах)
  • употребление большого количества консервированной продукции, лимонадов
  • продолжительное взаимодействие с фосфорорганическими соединениями
  • нарушения обмена фосфора

Симптомы избытка фосфора:

  • отложение малорастворимых фосфатов в тканях
  • поражения пищеварительного тракта и печени
  • декальцинация костей (остеопороз)
  • кровоизлияния и кровотечения
  • лейкопения, анемия

Распространение фосфора в природе

Природный фосфор представляет собой стабильный изотоп ³¹P  . Искусственно получены радиоактивные изотопы  ³ºP и  ³²P последний имеет период полураспада 14,3 дня и иногда используется как индикатор для изучения фосфорного обмена .

В литосфере фосфора сравнительно немного ( 0,08 масс. % ) .Он рассеян в природе и редко скапливается в больших количествах , так же он непременная составная часть растительных и животных белков , у растений сосредоточен в семенах и плодах , у животных — в нервной ткани , мышцах и скелете . В человеческом  организме содержится примерно 1,5 кг фосфора , из них 1,4 кг в костях , 130 г в мышцах и 12 г в нервной ткани .

В следствие большой активности свободный фосфор в природе не встречается , распространён только в виде фосфат — ионов PO4³ˉ

Важнейшие минеральные соединения фосфораапатит , которому отвечает формула Ca5(PO4)3(F,Cl ) .При этом различают фторапатит 3Ca3(PO4)2 • CaF2 , хлорапатит 3Ca3(PO4)2 • CaCl2 и гидроксиапатит 3Ca3(PO4)2 • Ca(OH)2 .

Избыточные катионы кальция , а также фторид — и хлорид — ионы размещаются в пустых промежутках кристаллической решётки ортофосфата кальция , сообщая апатиту особую компактность и твёрдость . Встречается фосфор также в виде фосфорита Ca3( PO4 )2 .

Хотя большие скопления апатита редки , кристаллы его пронизывают важнейшие горные породы ( гранит , гнейсы и т.п ) и служат первоисточником фосфорных соединений в природе . При выветривании горных пород кристаллы апатита попадают в почву , разлагаются почвенными кислотами и корневыми выделениями растений . Далее фосфор усваивается растениями и таким образом вовлекается в биохимический круговорот .

Накопители фосфора растения , а животные только заимствуют его у растений .

Фосфор — анионы входят в состав сложных органических полимерных соединений — нуклеиновых кислот , которые содержатся в живых организмах и принимают участие в процессах передачи наследственных признаков живой клетки .

Фосфор в продуктах питания

https://www.youtube.com/watch?v=upload

Норма фосфора в сутки – 800 мг, максимально допустимое количество потребления – 1600 мг.

Биодоступность (способность усваиваться организмом) фосфора, поступающего с продуктами питания, не более 70%. Только фосфор рыбы всасывается в кишечнике фактически полностью.

Фосфор содержится в продуктах:

  • молоко, молочные продукты (сыры)
  • мясо, субпродукты (говяжья печень), птица, яйца
  • рыба, икра осетровых
  • хлеб, овсяная и гречневая крупы
  • орехи грецкие, семечки
  • овощи, зелень (тыква, петрушка, капуста, шпинат, чеснок, морковь).

Получение и свойства

фосфор в продуктах питания

В переводе с греческого слово фосфор означает ( светоносец ) . Это название получил за свойства светиться в темноте .

Фосфор получают из фосфорита или апатита . Восстановителем фосфора со степенью окисления 5 из его соединений служит углерод , но чтобы образовавшийся фосфор не взаимодействовал с кальцием , прибавляют двуокись двуокись кремния .
Если изобразить фосфорит Ca3( PO4 )2 в виде оксидов 3CaO • P2O5, то процесс получения фосфора выглядит следующим образом : сначала оксид кремния ( IV ) взаимодействует с оксидом кальция , образуя легкоплавкий шлак силиката кальция :

3CaO • P2O5 3SiO2 = P2O5 3CaSiO3

P2O5 5C = 2P 5CO

Ca3( PO1 )2 5C 3SiO2 = 2P 3CaSiO3 5CO

Смесь измельченного фосфорита с песком и углём нагревают электрической дугой в специальной печи . Пары фосфора уходят через трубу в приёмник и сгущаются под водой . Далее его очищают перегонкой .

Фосфор образует несколько аллотропических модификаций , из них важнейшие : белый , красный и чёрный фосфор .

Фосфор образует с кислородом оксиды и соответствующие им фосфорные кислоты .

Промышленное применение фосфора

Некоторые соединения фосфора с металлами ( германий , индий ) используют как полупроводниковые материалы . Огромное количество фосфора расходуется в производстве пестицидов ( тиофоса , карбофоса , хлорофоса и др . )

Белым фосфором наполняют зажигательные снаряды и бомбы . При сгорании фосфора образуется густой белый дым , поэтому белый фосфором наполняют гранаты , предназначенные для получения дымовых завес .

Основной потребитель красного фосфора — спичечное производство , так как он входит в состав массы , наносимой на боковые поверхности спичечных коробок . Головки спичек — это смесь горючих веществ ( серы и других ) с хлоратом калия KClO3 .

Фосфор химически активен , в соединениях с водородом и металлами он проявляет степень окисления -3 , а в кислородных соединениях 3 и 5 .

Соединения фосфора с водородом

Водородные соединения фосфора называют фосфористыми водородами ; они бывают газообразными PH3 , жидкими P2H4 и твёрдыми P12H6 .

Газообразный фосфористый водород PH3 аналогичен аммиаку и именуются фосфином . Получают его , действуя сильными кислотами на фосфиды — соединения фосфора с металлами :

Zn3P2 6HCl = 2PH3↑ 3ZnCl2

Mg3P2 6H2O = 2PH3↑ 3Mg( OH )2

Ca3P2 6H2O = 2PH3↑ 3Ca( OH )2

2PH3 4O2 = P2O5 3H2O

PH4⁺  H2O = PH3↑ H3O⁺

Среди соединений , в которых фосфин проявляет степень окисления — 3 , имеет практическое значение фосфид цинка Zn3P2 — применялся как зооцид для борьбы с мышевидными грызунами .

Фосфор обладает свойством непосредственно соединятся со всеми галогенами .

Трихлорид фосфора PCl3 получают , пропуская хлор над расплавленным фосфором . Это бесцветная жидкость с резким запахом и температурой кипения 76°C . Соединение не очень стойко , легко гидролизуется с выделением хлороводорода и получением фосфористой кислоты :

PCl3 3H2O = 3HCl↑ H3PO3

PCl5 = PCl3 Cl2

PCl5 4H2O = 5HCl↑ H3PO4

Хлориды фосфора используют в синтезе органических соединений . Трибромид PBr3 и трийодид фосфора PI3 служит для получения бромоводорода и йодоводорода .

Лит.: Некрасов Б. В. Основы общей химии, Майзель Ю. А., Земельман В. Б., Баркан А. Б. Автоматизация производств фосфора и фосфорсодержащих продуктов.

Вред фосфатов, применяющихся в пищевой промышленности

В пищевой промышленности применяются фосфаты в продуктах в следующих целях:

  • В качестве подкислителя в газированных напитках
  • Фосфаты сохраняют воду в продуктах питания, повышая его вес и объем, предупреждая формирование бульонно-жировых отёков, в процессе хранения предотвращают высыхание. В основном применяются в продукции из рыбы, птицы и мяса (вареные, варено-копченые колбасы, сардельки)
  • Фосфаты добавляются в сгущенное молоко, помогая предотвратить кристаллизацию продукта.
  • Добавляются в сухие сыпучие продукты, не допуская слеживания и формирования комков в порошке. Применяется в сухих сливках, сухом молоке, порошках, содержащих какао в сухом виде.
  • Добавляются в плавленые сырки, обеспечивая их консистенцию
  • Используются при температурной обработке молока и молочных продуктов 
  • При изготовлении мороженого и других продуктов из сухих смесей фосфаты повышают скорость их растворения при производстве. 
  • Применятся для увеличения срока годности сливочного масла и маргарина

На этикетках можно найти следующие обозначения:

  • Е 340 – фосфаты калия
  • Е 338 – ортофосфорная кислота (или просто фосфорная)
  • Е 343 – фосфаты магния
  • Е 341 – фосфаты кальция
  • Е 342 – фосфаты аммония

Последствия вредного воздействия фосфатов:

  • Избыточное поступление фосфатов в организм человека, нарушает баланс в тканях между фосфором и кальцием, что приводит к нарушению структуры костной ткани и нарушению обменных процессов в организме человека. Избыток фосфора приводит к заболеваниям костной ткани в виде остеопороза.
  • Избыток фосфора приводит к повышению риска сердечно сосудистых заболеваний, повышению риска инфарктов. Это происходит за счет отложения кальция на внутренних стенках сосудов, что приводит к их закупорке. Все это происходит из-за нарушения кальцево-фосфорного баланса.

Взаимодействие фосфора с другими элементами и лекарствами

Фосфор в чистом виде является химически не устойчивым элементом, поэтому легко вступает во взаимодействие с другими веществами. В природе и в нашем организме фосфор содержится в основном в виде химических соединений с другими веществами.

На содержание фосфора и его соединений в нашем организме, могут оказывать влияния различные внешние факторы и другие вещества, поступающие с пищей.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpolicyandsafetyru

Рассмотрим вещества, которые могут оказать значимое влияние на содержание фосфора в организме человека:

  • Алкоголь может выщелачивать фосфор из костей и снижать его общий уровень в организме
  • Антациды (снижают кислотность желудка), содержащие алюминий, кальций или магний, могут связывать фосфаты в кишечнике. При долгосрочном использовании, эти лекарственные препараты могут привести к снижению содержания фосфора в организме человека (гипофосфатемии).
  • Противосудорожные препараты могут снизить уровень фосфора и увеличение уровня щелочной фосфатазы, фермента, который помогает удалить фосфат из организма.
  • Препараты желчной кислоты снижают уровень холестерина в крови. Они могут уменьшить пероральную абсорбция фосфатов с пищей или добавками. Оральные добавки фосфата должны быть приняты, по крайней мере, за 1 час до или через 4 часа после этих препаратов.
  • Кортикостероиды, в том числе повышают уровень фосфора в моче
  • Калий или препараты с его высоки содержанием, могут привести к слишком большому уровню калия в крови (гиперкалиемия). Гиперкалиемия может вызвать опасные нарушения сердечного ритма (аритмии). Заменители соли, в которых также содержится высокий уровень калия и фосфора, могут привести к снижению их уровня при использовании в долгосрочной перспективе.
  • Ингибиторы АПФ (лекарство от кровяного давления). Это препараты, называемые ангиотензин-превращающим ферментом (АПФ), используемые для лечения высокого кровяного давления, они могут снизить уровень фосфора.
  • Другие медикаменты также могут тоже снижать уровень фосфора. К таким препаратам относятся: циклоспорин (используется для подавления иммунной системы), сердечные гликозиды (дигоксин или Lanoxin), гепарины (разжижающие кровь препараты), а также нестероидные противовоспалительные препараты (например, ибупрофен).
Оцените статью
avrora22.ru