Титан: значення, надлишок і недолік, титан в продуктах

Титан - хімічний елемент, досить широко поширений в природі. Це метал, сріблясто-сірий і твёрдий- він входить до складу багатьох мінералів, і добувати його можна майже скрізь - Росія займає друге місце в світі з видобутку титану.

Багато титану в тітаністого залізняку - ільменіт, що відноситься до складних оксидів, і золотисто-червоному рутил, що є поліморфною (різноманітною і здатної існувати в різних кристалічних структурах) модифікацією двоокису титану - хімікам відомо три таких природних з`єднання.

Титан часто зустрічається в гірських породах, але в грунтах, особливо піщаних, його ще більше. Серед титановмістних гірських порід можна назвати перовскит - він вважається досить распространённим- титанів - силікат титану і кальцію, якому приписують лікувальні і навіть магічні властивості-анатаз - також полиморфное з`єднання - простий оксид- і Брук - красивий кристал, часто зустрічається в Альпах, а у нас, в Росії - на Уралі, Алтаї і в Сибіру.

Відео: Простатит

Заслуга відкриття титану належить відразу двом ученим - німцеві і англійцю. Англійський учений Вільям Мак-Грегор ні хіміком, але мінералами дуже цікавився, і одного разу, в кінці XVIII століття, виділив з чорного піску Корнуелл невідомий метал, і незабаром написав про нього статтю.

Цю статтю читав і відомий німецький учений, хімік М.Г. Клапрот, і він через 4 роки після Мак-Грегора виявив оксид титану (так він назвав цей метал, а англійці називали його менаккіном - за назвою місця, де він був знайдений) в червоному піску, поширеному в Угорщині. Коли вчений порівняв з`єднання, знайдені в чорному і червоному піску, вони виявилися оксидами титану - так що цей метал був відкритий обома вченими незалежно.

До речі, назва металу не має ніякого відношення до давньогрецьких Богам Титанам (хоча є і така версія), а назвали його в честь Титании - цариці фей, про яку писав Шекспір. Ця назва пов`язується з легкістю титану - його незвично низькою щільністю.

Після цих відкриттів багато вчених не раз намагалися виділити чистий титан з його з`єднань, але в XIX столітті це вдавалося погано - навіть великий Менделєєв вважав цей метал рідкісним, і тому цікавим тільки для «чистої» науки, а не для застосування в практичних цілях. Але вчені XX століття зрозуміли, що титану в природі багато - близько 70 мінералів містять його в своєму складі, і сьогодні відомо безліч таких родовищ. Якщо говорити про металах, широко використовуваних людиною в техніці, то можна знайти тільки три, яких в природі більше, ніж титану - це магній, залізо і алюміній. Хіміки ще кажуть, що, якщо кількісно об`єднати всі запаси міді, срібла, золота, платини, свинцю, цинку, хрому та ще деяких металів, якими багата Земля, то титану вийде більше, ніж їх усіх.

Виділяти із з`єднань чистий титан хіміки навчилися тільки в 1940 році - це зробили американські вчені.

Багато властивостей титану вже вивчені, і він застосовується в різних сферах науки і промисловості, але ми тут не будемо детально розглядати цю сторону його застосування - нам цікаво біологічне значення титану.

Використання титану в медицині і харчовій промисловості теж нас цікавить - в цих випадках титан надходить безпосередньо в організм людини, або контактує з ним. Одне з властивостей цього металу дуже радує: вчені, в тому числі і медики, вважають титан безпечним для людини, хоча при його надмірному надходженні в організм можуть виникати хронічні легеневі захворювання.

Титан в продуктах

Титан є в морській воді, тканинах рослин і тварин, а значить, і в продуктах рослинного і тваринного проісхожденія.Растенія отримують титан з грунту, на якій ростуть, а тварини отримують його, поїдаючи ці рослини, проте спочатку - вже в XIX столітті - хіміки відкрили титан в організмі тварин, а вже потім в рослинах. Ці відкриття знову були зроблені англійцем і німцем - Г. Різом та А. Адергольдом.

В організмі людини титану близько 20 мг, і надходить він зазвичай з продуктами харчування і водою. Титан є в яйцях і молоці, в м`ясі тварин і рослинах - їх листі, стеблах, плодах і насінні, але взагалі в продуктах харчування його трохи. Рослини, особливо водорості, містять більше титану, ніж тканини тварин-багато його в Кладофора - рунистої яскраво-зеленої водорості, що часто зустрічається в прісних водоймах і морях.

Значення титану для організму людини

Навіщо титан потрібен організму людини? Вчені кажуть, що його біологічна роль не з`ясована, але він бере участь в процесі утворення еритроцитів в кістковому мозку, в синтезі гемоглобіну і в процесі формування імунітету.

Титан є в головному мозку людини, в слуховому і зоровому центрах- в жіночому молоці він є завжди, причому в певних кількостях. Концентрації титану в організмі активізують обмінні процеси, і покращують загальний склад крові, знижуючи в ній вміст холестерину і сечовини.

У добу людина отримує близько 0,85 мг титану, з водою і продуктами харчування, а також з повітрям, але в шлунково-кишковому тракті він всмоктується слабо - від 1 до 3%.

Відео: Цинк Тяньши Tiens

Для людини титан нетоксичний або малотоксичний, і про летальної дози у медиків теж немає даних, але при регулярному вдиханні двоокису титану він накопичується в легенях, і тоді розвиваються хронічні захворювання, що супроводжуються задишкою і кашлем з мокротою - трахеїт, альвеоліт і ін. Нагромадження титану разом з іншими, більш токсичними елементами, викликає запалення і навіть гранулематоз - важке захворювання судин, небезпечне для життя.

Надлишок і недолік титану

Чим можна пояснити надмірне надходження титану в організм? Оскільки, як уже сказано, титан застосовується в багатьох областях науки і промисловості, надлишок титану і навіть отруєння їм часто загрожує робочим різних виробництв: машинобудівних, металургійних, лакофарбових і т.д. Найбільш токсичний хлорид титану: досить відпрацювати на такому виробництві близько 3-х років, не дуже дотримуючись техніки безпеки, і хронічні захворювання не забаряться проявитися.

Лікують такі захворювання зазвичай антибіотиками, піногасниками, кортикостероїдами, вітамінамі- хворі повинні перебувати в спокої і отримувати багато пити.

Дефіцит титану - як у людини, так і у тварин, що не виявлено та не описаний, і в цьому випадку можна припустити, що його дійсно не буває.

У медицині титан надзвичайно популярний: з нього роблять чудові інструменти, і при цьому доступні і недорогі - титан коштує від 15 до 25 доларів за кілограм. Люблять титан ортопеди, стоматологи і навіть нейрохірурги - і не дивно.

Виявляється, у титану є цінне для медиків якість - біологічна інертність: це означає, що конструкції з нього прекрасно себе ведуть в організмі людини, і абсолютно безпечні для м`язових і кісткових тканин, якими вони обростають згодом. Структура тканин при цьому не змінюється: титан не схильний до корозії, а його механічні властивості дуже високі. Досить сказати, що в морській воді, яка за складом дуже близька до лимфе людини, титан може руйнуватися зі швидкістю 0,02 мм за 1000 років, а в розчинах лугів і кислот він по стійкості схожий на платину.

Серед всіх використовуваних в медицині сплавів титанові відрізняються чистотою, і домішок в них майже немає, чого не можна сказати про кобальтових сплавах або нержавіючої сталі.

Внутрішні і зовнішні протези, виготовлені з титанових сплавів, не руйнуються і не деформуються, хоча весь час витримують робочі навантаження: механічна міцність титану в 2-4 рази вище, ніж у чистого заліза, і в 6-12 разів вище, ніж у алюмінію.

Пластичність титану дозволяє робити з ним все, що завгодно - різати, свердлити, шліфувати, кувати при низьких температурах, прокатувати - з нього виходить навіть тонка фольга.

Температура його плавлення, проте, досить висока - близько 1670 ° C.

Відео: Skoda Octavia A7 1.4 Cephex Тюнінг

Електропровідність у титану дуже низька, і він відноситься до немагнітних металів, тому пацієнтам з титановими конструкціями в організмі можна призначати фізіотерапевтичні процедури - це безпечно.

У харчовій промисловості використовується діоксид титану - в якості барвника, що позначають як Е171. Їм фарбують цукерки і жуйку, кондитерські вироби і порошкові продукти, локшину, крабові палички, вироби з фарша- ним же освітлюють глазурі і борошно.

У фармакології діоксидом титану забарвлюють ліки, а в косметології - креми, гелі, шампуні та інші засоби.