Keemia - Halogeenide osa (0)

Sisukord
1 Mis on halogeenid ? ………………………………………………………………………………………………………………. 3
2 Halogeenide omadused ………………………………………………………………………………………………………… 4
3 Halogeenide kasutamise valdkonnad ……………………………………………………………………………………… 5
4 Halogeenid looduses sealhulgas elusorganismis ehk BIOTOIME ……………………………………………….. 6
1 Mis on halogeenid?
Fluor , kloor , broom , jood ja astaat on halogeenid, mis on VII A rühma elemendid. Halogeenid kuuluvad kõige aktiivsemate mittemetallide hulka, kusjuures nende keemiline aktiivsus suureneb rühmas alt üles.
Suure keemilise aktiivsuse tõttu leidub neid looduses vad ühenditena. Sõna halogeen tuleneb kreeka keelsest (‘hals’ – meresool; ‘gen’ – tekitama) ja tähendab soolatekitajaid.
Halogeenide oksüdatsiooniastmed on vahemikus –I kuni +VII. Ainult fluoril võivad olla oksüdatsiooniastmed –I ja 0.
Looduss esineb halogeenidest kõige rohkem ühendina fluori ja kloori, mida esineb nii mineraalide koostises kui ka lahustunult merevees. Broomi - ja joodiühendid on vähem levinud ja radioaktiivset astaati leidub maakoores vaid umbkaudu 30grammi. Hinnanguliselt on astaat Maal leiduvaist 93-st elemendist üldse kõige vähem levinud element, mida tuntakse suhteliselt vähe.
Halogeenid lihtainena koosnevad kaheaatomilistest molekulidest, seega reaktsioonivõrrandites on nende indeksiks alati 2.
Kuna nende molekulide vahel on suhteliselt nõrgad molekulidevahelised jõud, siis on halogeenidel madalad keemistemperatuurid.
Kõik halogeenid, eriti fluor ja kloor on lihtainena tugevalt mürgised. Halogeeniaurud on terava lõhnaga ja kahjustavad hingamisteid. Seetõttu tuleb kõik halogeenidega tehtavad katsed sooritada töötava tõmbega tõmbekapis.
3
2 Halogeenide omadused
Halogeen
Lihtaine valem
Värvus
Olek
Omadused
Lisa
Fluor
F
Kahvatu-kollane
Gaasiline aine
Õhust raskem, terava lõhnaga, väga mürgine, kõige aktiivsem mittemetall
Ainus lihtaine millega vesinik reageerib toatemperatuuril ilma täiendavate tingimusteta, levinuim halogen maakoores, saamine: fluoriit , krüoliit
Kloor
Cl
Kollakas -roheline
Gaasiline aine
Terava lõhnaga, õhust üle kahe korra raskem, üks aktiivsemaid keemilisi elemente, väga tugev oksüdeerija, vees väga hästi lahustuv
Vees lauhustudes saadakse veisinikkloriidhape mis on suitsev ja sööbiv hape , kontsentreeritud vesinikkloriid - ja lämmastihappe segu vahekorras 3:1 nim. Kuningveeks(tunti juba 1200. a paiku), see oli tol ajal ainuke teadaolev aine, mis kulda lahustab
Broom
Br
Punakas-pruun
Vedelik
Terava lõhnaga, sööbiv, veest üle kolme korra raskem, ainus vedelas olekus mittemetall toatemperatuuril
Muistsetest aegadest hinnatud kõrgete võimukandjate tunnusvärvus purpur on broomiühend(toodeti purpurtigudest – 1g purpuri jaoks 10 000 tigu ), broomi vesilahust nim. broomiveeks
Jood
I
Hallikas-must
Tahke kristalne aine
Metalse läikega mustjas-violetse värvusega, veest ligi 5x raskem kristalne aine, kuumutamisel jood sublimeerub e. läheb otse tahkest olekust üle gaasilisse, joodi aurud on violetsed, puhtas vees lahustub vähe moodustades joodivee,paremini lahustub orgaanilistes lahustites
Vähelevinud element, mõned mereorganismid on võimelised joodi kontsentreerima, tänapäeval toodetakse joodi looduslikest soolveekogumitest, naftapuuraukude veest ja Tšiilis peamiselt tšiili salpeetrist ehk NaNO³-st, joodi lahust etanoolis nim.jooditinktuuriks
Astaat
At
Metalne
Tahke aine
Raskeim halogen, sarnaneb keemiliselt joodi ja polooniumiga, ebapüsiv element, poolmetall
Maakoores alla 30g astaati, 1940.a saadi astaati esmakordselt sünteetilisel teel pommitades vismutit alfaosakestega, 1943.a leiti seda ka loodusest
4
3 Halogeenide kasutamise valdkonnad
Fluor

• Fluoroplasti ehk teflonir kasutatakse keemiliselt väga vastupidava materjalina pannide vooderdamisel ja suuski hõõrdumise vähendamiseks.
  
• Fluori sisaldavaid freoone kasutatakse jahutusvedelikuna külmutusseadmetes, mis aga atmosfääri sattudes kahjustavad osoonikihti.
  
• Vähesel määral sisaldavad fluoriühendeid hambapastad, need vähendavad hambakaariese teket.
  
• Sõjagaasidena on kasutatud selliseid orgaanilisi fluoriühendeid nagu näiteks sariin ja samaan. Sariini aurude kontsentratsioon 0,2 mg ühes liitris õhus mõjub inimesele juba surmavalt. Need gaasid halvavad närvisüsteemi ning kutsuvad esile kiire surma.
  
• Meditsiinis rakendatakse fluoriühendeid vereasendajana ja narkoosivahendina.
  
• Vesinikfluoriidhape söövitab klaasi. Seda kasutatakse klaasesemete graveerimisel.
  

Kloor

• Kloori- ja klooriühendeid kasutatakse tekstiili-ja paberitööstuses pleegitajana.
  
• Keemiatööstuses plastide, taimekaitsevahendite, värvide, ravimite, mürkkemikaalide, soolhappekloriidide tootmiseks.
  
• Veepuhastusjaamades on kloor kasutusel nii vee desinfitseerijana.
  
• Vesinikkloriidhapet e. soolhapet kasutatakse kloororgaaniliste ühendite tootmiseks, metallide kloriidide saamiseks, metallide söövitamiseks, pindade puhastamiseks.
  
• Naatriumkloriidi e. keedusoola kasutatakse maitseainena ja konservandina. Maailmatoodang umbes 150 mln tonni aastas.
  
• Hõbekloriidi kasutatakse valgustundlikkuse tõttu fotopaberite valmistamiseks, kus see laguneb hõbe- ja klooriidioonideks.
  

Broom

• Anorgaaniliste ja orgaaniliste ainete sünteesiks.
  
• Dibromoetaani tootmiseks, mida kasutatakse mootorikütuse lisandina ja taimekaitsevahendina.
  
• Broomi ja broomiühendeid kasutatakse peale keemialaborite veel fotograafias(bromiididena) ja meditsiinis.
  
• Hõbebromiidi kasutamine isetumenevates päikeseprillides.
  
• Kaaliumbromiid on värvuseta, vees hästi lahustuv kristalne aine, mida kasutatakse rahustava toime tõttu ravimites hüsteeria ja unetuse puhul, lisaks veel optikas.
  

Jood

• Väikestes kogustes kasutatakse joodi katalüsaatoritena, looma- ja linnutoidu lisandites, värvainete ja pigmentide koostuses, halogeenlampides, meditsiinis antiseptikuna ja kilpnäärme diagnostikas.
  
• Hõbejodiidi on kasutatud ka looduse mõjutamisel, näiteks orkaani ja vihma ärahoidmiseks.
  
• Lennukilt pihustades pilvesse hõbejodiidi kristallikesi, siis muutuvad need kondensatsioonikeskmeteks ja nende umber hakkavad kasvama piisad . Nii saab esile kutsuda sademeid, näiteks metsatulekahjude korral. Mõnel pool on seda kasutatud ka selleks, et vihm enne maha sajaks, kui see jõuab mittesoovitud piirkonda või üritusele, näiteks parade segama.
  

Astaat

• Kasutatakse tuumareaktorites.
  

5
4 Halogeenid looduses sealhulgas elusorganismides ehk BIOTOIME
Fluor
Täiskasvanud inimorganismis on keskmiselt 2-2,4g fluori, millest enamik paikneb luudes ja hambavaabas. Soovitluslik päevane fluori tarbimiskogus on 0,3-0,5mg täiskasvanu kohta. Fluor aitab vältida hammaste lagunemist ja plekiliseks muutumist ning tugevdab luid .
Fluori looduslikud allikad on näiteks looduslik vesi, õun, roheline sibul, must aroonia, spargel , punapeet, piim, mereannid, mais, meresool, tee, küüslauk ja kaerahelbed.
Fluori puudus põhjustab hambakaariese teket, selle vältimiseks lisatakse joogivette ja hambapastasse fluoride. Joogivees peaks olema umbes 1mg fluoride, kui neid on üle 1,5mg liitri kohta siis tekib fluori üleküllus ehk fluoroos .
Kloor
Lihtainena on kloor inimesele mürgine, põhjustades lämbumist ja surma.
Täiskasvanud inimorganismis on 100-105g klooriühendeid. Kloori leidub klooriidioonidena rakuvälistes biovedelikes, veres, lümfis ja muudes seedenõredes. Kloor hoolitseb koos naatriumi ja kaaliumiga organismi vedelikutasakaalu säilitamise eest ja on vajalik lihaste ja närvide normaalseks toimimiseks.
Päevane soovituslik kogus on 2,5g. Olulisemateks toiduallikateks on keedusool , oliivid, peekon , konservkalad, juust ja maapähklid. Kloori üleküllus võib tekkida pideva soolase toidu söömise tagajärjel  südame ja veresoonkonna haigused ning neerude koormamine, veepuudus , kõrge vererõhk, osteoporoosi soodumus (luude hõrenemine), ajuinsuldi soodumus ja tursete teke.
Broom
Lihtainena on broom inimesele väga mürgine ja sööbiv. Nahale sattumisel tekitab see raskelt paranevaid haavandeid. Broomiaurud kahjustavad kõri, kopse ja bronhe.
Inimorganismis on broom suhteliselt ühtlaselt jaotunud, ent koevedelikes on selle tase veidi kõrgem kui rakkude sisemuses. Rohkem esineb broomi kilpnäärmes ja neerudes. Inimorganismis on broomi keskmiselt 260mg.
Bromiidid on suhteliselt vähemürgised. Sissevõtmisel põhjustavad nad mürgitust 3g ja surma 35g koguses. Broomi biotoimet on vähe uuritud, kuid broomiühendeid (eriti K- ja Na-bromiide) kasutatakse näiteks kesknärvisüsteemi erutus - ja pidurdusprotsesside tasakaalustamiseks . Rahustava toime tõttu kasutatakse neid ka ajukoore töö soodustamiseks.
Jood
Eluslooduses on jood laialt levinud, aga väga väikestes kontsentratsioonides. Täiskasvanud inimeses on ligikaudu 12-30mg joodi, millest ligi 10mg paikneb kilpnäärmes. Jood aitab kilpnäärmel toota hormone, mis reguleerivad organismi ainevahetuse kiirust, kasvamist, arengut ja valkude sünteesi. Lisaks osaleb jood inimese ainevahetuse normaalse tempo ja püsiva kehasoojuse tagamisel, sidekoe, juuste, küünte ja naga normaalsel arengul. Joodi ööpäevane vajadus inimorganismile on 50-300mikrogrammi.
Joodi puudumisel võib tekkida kilpnäärmehaigus(struuma), mille tagajärjel võib esinedakasvupeetus, vaimne alaareng, ebanormaalselt aeglane suguline areng, üldine nõrkus, silmade esiletungimine e. nn pungsilmad, aeglustunud ainevahetus , väsimus, juuste väljalangemine, kuiv nahk jm. Rasedatel võib joodi puuduse korral suureneda oht raseduse katkemiseks, lapse surnult sündimiseks või arengupeetusega lapse sündimiseks. Toiduallikad: mereannid, munakollane , piimatooted ning puu- ja köögiviljad. Mõned toiduained takistavad joodi omastamist – kaalikas , naeris, sojaoad, maapähklid, spinat, aedsalat , kaltsium . Joodi üleküllus võib põhjustada suuhaavandeid, palavikku, metallimaitset suus , süljenäärme paisumist , kõhulahtisust, tugevat kipitustunnet kätes ja halgades, peavalu ja hingamisraskusi.
6