Химия циркония - Блюменталь У. Б.
Скачать (прямая ссылка):
Известен также пример процесса, идущего в обратном направлении. Если к водной взвеси основного карбоната циркония HOOZrOC02ZrOOH прибавить кристаллы щавелевой кислоты, то образуется прозрачный раствор, из которого спустя короткое время выделяются кристаллы. Здесь ионы, входящие в состав растворимого вещества, претерпевают в раствора внутримолекулярную перегруппировку с образованием нового нераство-
38
Глава 1. Элемент цирконий
римого соединения. Ковалентная природа соединений циркония находит отражение в малой скорости реакций, протекающих с их участием, и в перегруппировках, происходящих в процессе многих реакций.
0. БИОЛОГИЧЕСКОЕ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ЦИРКОНИИ И ЕГО СОЕДИНЕНИЙ
В настоящее время отсутствуют данные о роли циркония в органической жизни нашей планеты. Некоторые исследователи пришли к заключению, что минералы циркония обладают слишком низкой растворимостью, чтобы влиять на рост растений [50]. Однако установлено, что цирконий каким-то образом проникает в живые организмы. Исследование почв Советского Союза вдоль сорокового меридиана показало, что в них содержится около 0,03% циркония, а живущие на этой почве организмы содержат менее 10 1% циркония [45]. Изучение пшеницы, овса, ячменя, ржи и кукурузы в Испании обнаружило присутствие циркония в 1,6% общего числа образцов, но в количествах, лишь незначительно превышающих нижний предел чувствительности аналитических методов [178, 179]. Цирконий не был найден в растениях Centaurea paniculata, Alyssum bentolinis, Euphorbia nicoeensis, Helicrysum italicum [180]. В другом исследовании различных растений среднее содержание циркония составляло 0,005% [181]. Судя по анализам каменного угля, содержание циркония в золе колеблется от нуля до нескольких сотых процента [47—49]. Установлено присутствие следов циркония в насекомых [46].
Было исследовано поглощение циркония растениями в определенных условиях. При этом у моркови, выращенной в почве, содержавшей радиоактивный цирконий, наблюдалась высокая концентрация радиоизотопа в корнях и низкая — в побегах. Присутствие циркония в корнях особенно примечательно, если учесть, что он лишь незначительно поглощается глиной или почвой, но то количество, которое все же поглощается, удерживается очень прочно и плохо выщелачивается различными солями. Тем не менее радиоактивный цирконий не был найден в водном экстракте [182]. Наибольшая концентрация циркония в корнях и очень незначительное перемещение его в другие-части растений подтверждается работой [183]. Цирконий стимулирует образование корней побегами Alternanthera spathulata [184]. Растворы хлорида цирконила подавляют положительный геотропизм1) корней в течение первых 8 час, после чего рост корней протекает обычным образом [185].
Результаты неопубликованного исследования показали, что цирконий не подавляет рост бактерий (бактериостатический эффект) в условиях эксперимента. В другой работе было отмечено, что нитрат циркония в пептоновой ванне уменьшает образование индола кишечной палочкой, увеличивает образование пироцианина палочкой Pseudomonas aeruginosa и понижает вирулентность микроба куриной холеры и палочки сибирской язвы [186]. Найдено, что все соединения циркония проявляют инсектицидные свойства [187]. Двуокись циркония является инсектицидом против мучного хрущака (Tribolium ferrugineutn), ее действие сильнее, чем у двуокисей титана или кремния [188]. Соединения циркония подавляют рост опухолей, выращиваемых на куриных эмбрионах, не влияя на сам эмбрион [189].
При введении в организм высших животных (через рот, трахеи, внутривенно), а также при местном применении нерастворимые соединения
*) Геотропизмом называется способность растении реагировать на силу земного притяжения. Корпи отличаются положительным геотропизмом, т. е. растут в направлении действия этой силы.— Прим. ред.
0. ISиологическое и физиологическое деистипс циркония
3!1
циркония, по-видимому, не оказывают существенного влияния. Соединения, растворимые в воде и вводимые через рот или применяемые местно, безвредны, если они не содержат наряду с цирконием токсичных компонентов. Однако отмечено, что некоторые соединения циркония имеют сильнокислую или снльнощелочную реакцию и при их введении следует соблюдать такие же меры предосторожности, как и при введении любых кислот и щелочей. Переносимые дозы соединений циркония при внутривенных и внутри-брюшинных инъекциях невелики, однако они все же несколько выше, чем для соединений многих других тяжелых металлов. Металлический цирконий вызывает лишь слабые реакции при имплантации его в большие полушария собак на 8—97 дней. В подобных же условиях серебро вызывает воспаление [190]. По имеющимся данным, существует возможность использования этого металла для наложения швов.
Многократное введение больших количеств карбоната циркония 2Zr02-•С02-лН20 в пищу кошек н мышей не оказывало заметного влияния на их состояние и поведение [191]. Будучи нерастворим в воде, водный карбонат циркония растворяется в соляной кислоте, и поэтому в желудке может превратиться, по крайней мере частично, в растворимые хлориды. Автору известно несколько человек, употреблявших без вреда водный карбонат циркония в количествах, эквивалентных 30 г химически связанной окиси циркония. Растворимые соли циркония можно вводить различным животным в желудок без заметных последствий (например, цитрат — собакам [192] и лактат — мышам [193]). В последнем случае заметно уменьшалось количество грамм-положительной и грамм-отрицательной кишечной флоры, что указывает на возможность применения лактата циркония при инфекционных заболеваниях кишечника.
