Титан значення, надлишок і недолік, титан в продуктах
Титан - хімічний елемент, досить широко поширений в природі. Це метал, сріблясто-сірий і твердий; він входить до складу багатьох мінералів, і добувати його можна майже скрізь - Україна 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 поширеним; титаніт - 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, вУкаіни - на Уралі, Алтаї і в Сибіру.
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 Новомосковскл 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 походження. Рослини 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.
За 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%.
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. Накопичення 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, вітамінами; хворі повинні перебувати в спокої і отримувати багато пити.
Дефіцит титану - як у людини, так і у тварин, що не виявлено і 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.
Електропровідність у титану дуже низька, і він відноситься до немагнітним металам, 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 та порошкові продукти, локшину, крабові палички, вироби з фаршу; їм же освітлюють глазурі і борошно.
У фармакології діоксидом титану забарвлюють ліки, а в косметології - креми, гелі, шампуні та інші засоби.
Гатаулина Галина
для жіночого журналу InFlora.ru