چرا در میان فلزات، کلسیم در استخوان ها وجود دارد؟

کلسیم با عدد اتمی 20 و آرایش الکترونی 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 در گروه فلزات قلیایی خاکی قرار دارد. امروزه بیش از 90 نوع فلز کشف  شده که هرکدام خواص ویژه ای دارند. اما چرا از بین این همه فلز، کلسیم به عنوان ماده ی اصلی استخوان ها انتخاب شده است؟ یکی از دلایل آن این است که کلسیم نسبت به فلزات قلیایی مثل سدیم، پتاسیم و سزیم و همچنین نسبت به فلزات قلیایی خاکی دیگر مانند بریلیوم و منیزیم قدرت فعالیت کمتری دارد و به راحتی با آب واکنش نمی دهد.

در بدن حدود یک کیلوگرم کلسیم وجود دارد، پس فلز مورد نیاز باید فراوان باشد. کلسیم در پوسته ی زمین از نظر فراوانی در بین عناصر مقام پنجم را پس از اکسیژن، سیلیسیم، آلومینیوم و سدیم دارد. اکسیژن قطعا نمی تواند جای کلسیم را بگیرد چون هم گاز است و هم نافلز. سیلیسیم هم نمی تواند ماده ی مورد نظر باشد. چون واکنش پذیر است و با هالوژن ها (ید، کلر، فلوئور و استاتین) به راحتی واکنش می دهد و نمی تواند با اسیدها واکنش دهد (تا خون را قلیایی نگه دارد).

آلومینیوم استحکام کمی داشته و مانند سیلیسیم بسیار واکنش پذیر است و به راحتی اکسید می شود. سدیم با وجود فراوانی در پوسته ی زمین و مواد خوراکی، به چند دلیل برای استحکام استخوان ها مناسب نیست. زیرا با آب سریع واکنش داده و باز قوی و خطرناک سدیم هیدروکسید را تولید می کند. هم چنین بسیار بسیار نرم است و حتی با چاقو بریده می شود. سدیم به همراه پتاسیم و لیتیم تنها فلزاتی هستند که از آب چگالی کمتری دارند و بسیار سبک اند.

فلزات رادیواکتیو به دلیل خاصیت سرطان زایی مناسب نیستند. آهن و روی با وجود فراوانی در مقادیر زیاد خطرناک اند و می تواند منجر به مرگ شوند. فلزاتی مانند طلا، مس، پلاتین، نقره، کادمیم، جیوه، تنگستن، ایریدیم و ایندیم بسیار سنگین و سمی هستند و در مواد خوراکی هم به ندرت وجود دارند.

با این وجود، تنها فلزی که محکم است، چگالی بیشتر از آب و متوسطی دارد، سخت است، در مقادیر زیاد خیلی خطرناک نیست، می تواند برای مقابله با اسیدها تولید قلیا کند، از فلزات قلیایی دیگر واکنش پذیری کمتری دارد، به راحتی اکسید نمی شود و رادیواکتیوی و سرطان زا نیست، کلسیم است.

دلیل و جنس باد معده چیست؟

باد معده یا باد روده، گازی اغلب بدبو است که از مقعد انسان خارج می شود. جنس آن اغلب از گازهای زیر است:

نیتروژن، هیدروژن، هیدروژن سولفید، اکسیژن، کربن دی اکسید و متان. نیتروژن که از گازهای بدبو است، در پروتئین وجود دارد. مقدار اضافی آن به صورت باد خارج می شود و به همین دلیل است که افرادی که گوشت می خورند بوی ناخوشایندی دارند. هیدروژن هم در اثر تنفس و آب وارد بدن شده و اضافی آن دفع می گردد.

هیدروژن سولفید یا گاز فاضلاب که بوی تخم مرغ گندیده می دهد، در بدن کار کاهش فشارخون را بر عهده دارد. ولی باید بدانیم که این گاز بسیار سمی بوده و از طریق باد معده خارج می شود.

اکسیژن هم در گاهی مواقع در باد معده حضور دارد. کربن دی اکسید در اثر واکنش اسید معده و شیره ی پانکراس (لوزالمعده) به وجود آمده و خارج می شود. به واکنش زیر توجه کنید:

HCl + NaHCO3 = H2O +CO2 + NaCl

هیدروکلریک اسید + سدیم بی کربنات = آب + کربن دی اکسید + سدیم کلرید

متان در افراد گیاهخوار بیشتر دیده می شود. این گاز بسیار آتش گیر است و با جرقه ای کوچک آتش می گیرد. گاوهای شیرده بیشترین متان را در بین جانداران تولید می کنند.

چرا بازها از اسیدها خطرناک ترند؟

سوختگی شیمیایی عملی است که در آن بخشی یا همه ی سلول های بدن به دلیل تماس با اسید یا باز قوی می سوزند و از بین می روند. در این بین مشخص شده که سوختگی با باز خطرناک تر و وخیم تر است. اما دلیل آن چیست؟

بگذارید اول دلیل سوختگی با اسید و باز را مشخص کنیم. وقتی اسید قوی روی پوست ریخته می شود، آب سلول ها با اسید واکنش می دهد. در این واکنش گرمای زیادی تولید می شود و سلول ها را می سوزاند. اسید به دلیل خاصیت آب دوستی وارد کانال های پروتئینی سلول می شود ولی سلول بعدی اجازه ورود مولکول اسید را نمی دهد. به همین دلیل اسید سر جایش مانده و بیشتر نفوذ نمی کند. هم چنین خون و فلزات قلیایی بدن مانند کلسیم، پتاسیم، سدیم و منیزیم به کمک ما می آیند و اثر اسید را تا حدودی خنثی می کنند.

اما وقتی باز قوی روی پوست ریخته می شود با چربی سلول ها واکنش می دهد. قلیا با حل کردن غشای از جنس چربی سلول آن را متلاشی می کند. به همین دلیل نیازی به ورود به سلول ها ندارد و تا عمق استخوان نفوذ می کند. در بدن هم ماده ی اسیدی غیر از اسید معده وجود ندارد که قلیا را خنثی کند.

و در آخر فراموش نکنیم که مهم ترین و تاثیرگذارترین کار درمواقع سوختگی شیمیایی شستشوی قسمت آسیب دیده با آب است.

آهک، از مهم ترین مواد صنعت

آهک ماده ای است که امروزه کاربرد وسیعی در صنعت دارد و برای ساخت سیمان، ضدعفونی کردن استخرها، مزرعه ها و گاوداری ها و هم چنین برای ساخت بتن استفاده می شود. تحقیقات نشان داده که آهک از دیرباز مورد استفاده ی ایرانیان باستان بوده است. امروزه سه نوع آهک داریم:

1- آهک مرده:

آهک مرده به سنگ آهک گفته می شود که از معادن استخراج شده و به صورت خام در صنعت استفاده نمی شود. نام شیمیایی آن کَلسیُم کَربُنات و فرمول آن CaCO3 است. آهک مرده را در کارخانه و در محیط بی اکسیژن حرارت می دهند تا به آهک زنده تبدیل شود. به معادله ی زیر توجه کنید:

CaCO3 = CaO + CO2

کلسیم کربنات (آهک مرده) = کلسیم اکسید (آهک زنده) + کربن دی اکسید

آهک مرده قلیایی است و  با اسید واکنش داده و کف می کند. ماده ای تقریبا بی خطر است اما می تواند تولید سنگ کلیه کند.

2- آهک زنده:

آهک زنده از حرارت آهک مرده به دست می آید. ماده ی اصلی استفاده شده در صنعت همین آهک است. نام شیمیایی آن کَلسیُم اُکسید و فرمول آن CaO است. با آب به راحتی واکنش داده و تولید گرما و آهک شکفته می کند. به معادله ی زیر توجه کنید:

CaO + H2O = Ca(OH)2

کلسیم اکسید (آهک زنده) + آب = کلسیم هیدروکسید (آهک شکفته)

آهک زنده ماده ای قلیایی و خطرناک است. تماس با آن می تواند موجب سوختگی و خورده شدن پوست شود.

3- آهک شکفته:

آهک شکفته از ترکیب آهک زنده با آب بوجود می آید. آهک شکفته همان کَلسیُم هیدروکسید با فرمول Ca(OH)2 و ماده ی قلیایی قوی است. در تولید سیمان و بتن از مقدار کمی آهک شکفته استفاده می شود. این ماده بسیار خطرناک بوده و تماس کوتاه مدت با آن می تواند موجب سوختگی و آسیب های جبران ناپذیر شود.

پادزهر سیانور را بشناسید!

پُتاسیُم سیانید یا سیانور که به عنوان قوی ترین سم دنیا شناخته می شود، مقدار بسیار کم آن موجب مرگ می شود. ابتدا فرد مسموم بی هوش شده و 15 الی 20 دقیقه بعد از دنیا می رود. امروزه پادزهر این سم قوی کشف شده است، پادزهری که خودش نوعی سم محسوب می شود! نام این ماده سُدیُم نیتریت (NaNO2) است. سدیم نیتریت در کودهای شیمیایی به مقدار زیادی وجود دارد که موجب آلودگی خاک و آب می شود. خوردن سدیم نیتریت می تواند مرگ را به دنبال داشته باشد، اما جالب است بدانید در صورت مسمومیت با سیانور نه تنها خطری ندارد بلکه خاصیت سمی آن را نیز خنثی می کند.

سدیم نیتریت نوعی نمک به رنگ سفید و بلورهای ریز است که به عنوان اکسید کننده قوی نیز شناخته شده و برای محیط زیست خطرناک است. مکانیسم اثر آن بر سم سیانور هنوز مشخص نیست اما آنچه که واضح است، این است که سدیم نیتریت پادزهر سیانور به شمار می رود.