Хрома и ванадий содержится в продуктах. Сочетание с другими питательными веществами

Ванадий (V) - тугоплавкий металл (tпл=1915 °С), химически довольно инертный. При стандартных условиях по шкале твердости металлов ванадий занимает среднее положение. Твердость ванадия значительно меньше, чем, например, титана и хрома, но выше, чем меди и алюминия.

Ванадий можно растворить лишь в горячей концентрированной серной или азотной кислоте, царской водке. Именно инертность обеспечила этому металлу широкое применение. Сплав ванадия и никеля, обладающий механическими свойствами стали, многократно превосходит ванадий по химической стойкости.

Чистый ванадий получают при восстановлении оксида ванадия кальцием:

V 2 O 5 +5Са→ 2V+5CaO.

Ванадий проявляет большое разнообразие степеней окисления: от +2 до +5. Высший оксид V 2 O 5 - вещество жёлто-оранжевого цвета. Соответствующая ему кислота существует только в растворах.

Ванадий реагирует с горячими щелочами:

V 2 O 5 +2KOH→ 2KVO 3 +Н 2 О,

при этом образуются соли ванадиевой кислоты - ванадаты .

Ещё большее применение находит феррованадий - сплав ванадия с железом. Ванадий в таком сплаве содержится до 30 %.
Ванадий сравнительно дёшев и может легко заменять сталь при создании коррозионно-стойких изделий. Даже небольшое (до 1%) содержание ванадия в стали повышает её упругость примерно в два раза!

Хром

Хром (Cr) - серебристый металл белого цвета, твёрдый и тугоплавкий (tnл=1890 °С). При комнатной температуре он не окисляется на воздухе. устойчив к окислению даже при повышенной температуре, в то время как в порошковом состоянии (в виде мелкой стружки) - сгорает на воздухе уже при 300 °С, образуя зелёный оксид хрома (III) Cr 2 О 3 .

Феррохром (содержащий около 60 % хрома) и чистый хром используются в качестве добавок к сталям: образующийся сплав - хромистая сталь - отличается высокой твёрдостью и устойчива к окислению. Самая популярная марка нержавеющей стали содержит 18% хрома и 6% никеля. Такая сталь используется в химической и нефтехимической промышленности, а также для изготовления бытовых приборов. Сплавы хрома и никеля - нихромы, не только устойчивы к коррозии, но и обладают высоким электрическим сопротивлением. Из них изготовляют спирали накаливания электронагревательных приборов. Многие изделия покрывают тонким (0,1 мкм) слоем металлического хрома - хромируют. Хромовое покрытие придаёт изделию красивый внешний вид и защищает его от коррозии.

Название «хром» (от греч. «хрома» - «цвет», «краска») подчёркивает разнообразие окраски солей этого металла. Так, в водных растворах соединения хрома (II) имеют небесно-голубой цвет, хрома (III) - фиолетовый или зелёный, хрома (VI) - оранжевый или жёлтый. Если соединения хрома (II) проявляют основные свойства, то соединения трёхвалентного хрома амфотерны.

Сульфид хрома

Сульфид хрома имеет химическую формулу(Cr 2 S 3). Но иногда свойства полученного соединения сильно зависят от того, какие химические реакции используют при его получении. Вот, пример, любая попытка получить сульфид хрома Cr 2 S 3 из водного раствора обречена на неудачу: образующееся вещество легко разлагается водой с выпадением осадка гидроксида хрома Cr(OH) 3 и выделением большого количества сероводорода :

2CrCl 3 +3Na 2 S+6H 2 O→ 2Cr(OH) 3 +6NaCl+3H 2 S.

Однако, если в кварцевую трубку поместить несколько граммов порошка безводного хлорида хрома, над которым пропустить ток сухого сероводорода, постепенно повышая температуру до 600 °С, образуется сульфид хрома Cr 2 S 3 в виде чёрных кристаллов с металлическим блеском:

2CrCl 3 +3H 2 S +t°→ Cr 2 S 3 +6HCl.

Это соединение инертно не только по отношению к воде, но и к разбавленным кислотам.

представляет собой один из важных микроэлементов , необходимых нам для поддержания здоровья. Он содержится практически во всех клетках человеческого организма. Однако больше всего ванадия содержит костная ткань. Большое количество данного микроэлемента присутствует в сердечной мышце, селезенке, мышечной ткани, легких, щитовидной железе и почках. Ванадий выводится из организма с мочой. Однако, ванадий и его соединения являются известными загрязнителями окружающей среды.

История открытия ванадия

История открытия данного микроэлемента достаточно интересна. Получилось так, что открыт он был несколько раз. Впервые ванадий был открыт в 1801 году. Автором этого открытия стал профессор минералогии Дель Рио из Мехико. Новый металл он обнаружил в свинцовых рудах. Однако вскоре ученый засомневался в результатах своих исследований и пришел к выводу, что он открыл хромат свинца. В 1830 году шведский химик Нильс Сефстрём снова открыл ванадий в железной руде. Новый элемент был назван Берцелиус и Сефстрём. До конца исследование руды было доведено Фридрихом Вёлером. Именно он установил, что в ней содержится не хром, а новый металл. Ему было присвоено название Ванадий, в честь скандинавской богини любви и красоты.

Функции ванадия в организме

Хотя в организме человека содержится совсем небольшое количество ванадия, всего 0,10 мг, но этот элемент необходим для осуществления некоторых важнейших процессов жизнедеятельности. Но пока физиологическая роль ванадия изучена еще недостаточно хорошо.

Ванадий необходим нашим сосудам, т.к. он препятствует развитию атеросклероза. Это происходит за счет снижения выработки холестерина в клетках печени. Если в мозге содержится достаточное количество ванадия, то его сосуды поддерживаются в хорошем состоянии. Данный микроэлемент необходим для нормального функционирования сердечно-сосудистой системы. Он уменьшает риск развития гипертонии и других заболеваний этой системы.

Нужен для нормального протекания углеводного обмена в нашем организме. Данный микроэлемент способен имитировать многие эффекты инсулина. Поэтому его применяют при лечении больных диабетом.

Этот элемент необходим нашему организму для нормального формирования костной ткани. помогает солям кальция накапливаться в костях. Достаточное количество ванадия в организме предотвращает возникновение деформаций опорно-двигательного аппарата. А в детском организме данный микроэлемент необходим для нормального роста скелета. также принимает участие в формировании зубов и помогает в профилактике кариеса.

Ванадий выступает в качестве катализатора для многих окислительно-восстановительных процессов. Данный элемент воздействует на некоторые функции печени, глаз, почек. Ванадий принимает участие в клеточном механизме регуляции «натриевого насоса». Он способствует уменьшению отечности и снимает опухоли. Ванадий необходим для поддержания в организме нормального баланса натрия и калия. Этот микроэлемент способствует полноценной работе мышечной и нервной тканей.

Регулирует уровень глюкозы и гемоглобина в крови. Он способствует снижению уровня коэнзимов А и Q.

Ванадий также способствует повышению защитных функций организма. Ведь этот микроэлемент стимулирует движение фагоцитов. А фагоциты представляют собой клетки, которые поглощают болезнетворные микробы и повышают невосприимчивость к инфекциям. Согласно данным проведенных биохимических исследований, ванадий принимает участие и в замедлении процессов старения.

Взаимодействие с другими веществами

Некоторые вещества способствуют усилению отравляющего воздействия ванадия. К ним относятся: хром, аскорбиновая кислота, хлорид и гидроксид алюминия, железистое железо. Токсическое действие ванадия снижается, если человек употребляет повышенное количество белков и хрома. Селен защищает организм при накоплении в нем ванадия.

Суточная потребность в ванадии

Для этого минерального вещества точные нормы потребления пока не установлены. Но считается, что для здорового взрослого человека суточная потребность в ванадии составляет около 10-25 мкг. Чтобы оценить количество ванадия, содержащегося в организме, нужно исследовать кровь, мочу и волосы.

Недостаток ванадия в организме

Нужно сказать, что нехватка ванадия встречается крайне редко. Главной причиной дефицита ванадия является его недостаточное поступление с пищей. Но обычный рацион при сбалансированном питании полностью удовлетворяет потребности организма в ванадии.

Основными проявлениями нехватки ванадия в организме человека можно назвать повышение уровня триглицеридов, снижение уровня холестерина и повышение уровня фосфолипидов. Такой дефицит может стать причиной развития таких серьезных заболеваний, как сахарный диабет и атеросклероз. При недостатке ванадия может происходить снижение уровня холестерина. Кроме того, при этом может повышаться содержание печеночных липидов, триглицеридов, и фосфолипидов в плазме крови. Возможно и увеличение гематокрита.

Избыток ванадия в организме

Ванадий и его соединения являются очень токсичными. Опасная доза для человека составляет 0,25 мг. Смертельной для человека является доза 2-4 мг этого вещества.

Основными симптомами передозировки ванадия являются следующие проявления: лейкопения, аллергия, анемия, уменьшение количества витамина С в организме. Происходит также снижение содержания цистина в волосах, возникают воспалительные реакции кожи и слизистых оболочек, верхних дыхательных путей. При этом возрастает риск появления новообразований и развития заболеваний дыхательной системы. Известно также, что содержание ванадия в крови значительно повышается при шизофрении.

Чаще всего передозировка этого элемента связана с экологическими и производственными факторами. Например, на производстве иногда происходят отравления рабочих ванадием. Особенно это касается производства нефтепродуктов, асфальта, стекла. Нужно сказать, что отравление ванадием является достаточно распространенным явлением.

В каких продуктах содержится ванадий

Микроэлемент ванадий достаточно широко распространен в природе . Точно неизвестно, сколько ванадия содержится в нашей пище. Однако известно, что в кишечнике всасывается всего 1% поступающего ванадия, остальное его количество выводится с мочой. В человеческом организме ванадий аккумулируется в костной ткани.

Среди продуктов растительного происхождения основными источниками ванадия являются : соя, злаки, растительное масло, рис, оливки, бобовые, картофель, морковь, редиска, укроп, черный перец, салат, петрушка и грибы.

Из продуктов животного происхождения стоит выделить жирное мясо, морскую рыбу и моллюсков, печень. Также ванадий найден в достаточном количестве в молоке. Хорошим источником безопасного ванадия является пчелиное маточное молочко, а также мед с сотами. Некоторое количество данного микроэлемента в организм человека поступает и с питьевой водой. Усвоение ванадия снижается при курении.

Ванадий в медицине

В медицине соединения ванадия издавна применялись как стимулирующее средство при анемии, а также при лечении сифилиса, туберкулеза и ревматизма.

Наверное, немногим известен химический элемент под названием ванадий, или ванадиум (V). Но он существует и играет значительную роль для человека. Он принадлежит к , выполняющим ряд значимых функций. В частности, способствует правильному обмену веществ, формированию и росту здоровых костей и зубов, повышает защитные способности, очищает кровь и даже замедляет старение (в сочетании с другими минералами). Меж тем, некоторые химики называют его ультрамикроэлементом, так как содержание ванадиума в организме чрезвычайно низкое. И еще один интересный факт. Почти столетие ученые спорили на тему пользы ванадия. И только в конце ХХ столетия стало понятно: этот микроэлемент таки необходим человеку. Поэтому сегодня важно знать, в какой пище и в каких порциях искать ванадиум для поддержания хорошего самочувствия.

Открытие ванадиума

Ванадий – один из тех химических веществ, которые ученые «открывали» несколько раз. Впервые он был открыт в позапрошлом веке мексиканским минералогом Мануэлем дель Рио. Но группа европейских ученых посчитала, что открытый мексиканцем элемент является уже известным хромом. И только 30 лет спустя шведский химик Нильс Габриэль Сефстрем повторно «открыл» ванадий и подтвердил выводы дель Рио о новом микроэлементе. И именно швед «окрестил» новый микроэлемент именем Ванадиум – в честь скандинавской богини красоты Ванадис. Еще через 30 с лишним лет другой химик, теперь уже в Англии, Генри Энфилд Роско получил металл ванадий в лабораторных условиях.

В среднем в теле взрослого человека содержится от 20 до 25 мг ванадия в самых разных концентрациях.

Свои «депо» элемент создает в костях, жире, иммунных клетках, печени и селезенке. В категорию микроэлементов ванадий был причислен сравнительно недавно, так что информации о нем пока не так много, как о других микронутриентах с более давней историей. Тем не менее уже сейчас, базируясь на результатах исследований, ученые убедились: в человеческом организме ванадиуму отведены важные функции.

В организме ванадий:

• активизирует некоторые ферменты;
• способствует метаболизму кальция, углеводов, липидов, катехоламинов (гормоны, вырабатывающиеся во время стресса);
• содействует выработке некоторых гормонов;
• принимает участие в формировании красных кровяных телец;
• усиливает восприимчивость организма к инсулину в диабетиков 1-го и 2-го типов;
• повышает выносливость;
• предотвращает развитие атеросклероза;
• является профилактическим средством против некоторых видов рака (костной ткани, молочной железы, печени, предстательной железы);
• защищает от развития сердечно-сосудистых недугов;
• укрепляет кости и зубы;
• снижает уровень «плохого» холестерина;
• регулирует глюкозу в крови;
• влияет на концентрацию натрия и калия в организме;
• необходим для роста детей;
• положительно влияет на функционирование репродуктивной системы.

Суточная потребность в ванадиуме

Поскольку ванадий к числу микроэлементов причислен недавно, ученые еще окончательно не определили рекомендуемую суточную дозу. Меж тем, потребление вещества в пределах от 0,1 до 1 мг в день считается безопасным и адекватным для удовлетворения потребностей организма. Придерживаясь рационального и сбалансированного питания, легко обеспечить эту норму. Правда, из полученного с пищей ванадия поглощается только около 1 процента, остальное выводится. Что, впрочем, неплохо, так как защищает от отравления микровеществом.

Источники в продуктах

Высокий уровень содержания ванадия чаще всего встречается в овощах и дарах моря.

Грибы, петрушка и шпинат принадлежат к списку наиболее важных источников микронутриента. В 100 граммах названных продуктов хранится более 0,1 мг полезного вещества. Почти 0,3 мг ванадия есть в 100 граммах цельного зерна, молочных продуктов и даров моря.

Также небольшие порции ванадия попадают в организм вместе с водой. Согласно некоторым источникам, большие запасы вещества есть в пчелином маточном молочке и меде в сотах.

Признаки переизбытка

Однако исследования продолжаются, и данные еще могут быть пересмотрены. Поэтому важно принимать ванадиум с осторожностью, не превышая безопасные границы.

Меж тем, переизбыток ванадия в организме чаще случается по причине плохой экологии. Если лишние дозы микроэлемента и попадают в организм, то обычно не с пищей, а вместе с выбросами на металлургических заводах, при изготовлении стекла и асфальта. У людей, работающих на производстве, возможно развитие астмы, дерматитов, анемии, что является потенциальными признаками переизбытка ванадиума.

Передозировка этим микроэлементом может привести к:

• анемии;
• повреждению сосудов;
• обезвоживанию;
• диарее;
• зеленому налету на языке;
• почечной недостаточности;
• повреждениям печени, легких;
• нервным и психическим расстройствам;
• тошноте;
• потере аппетита;
• снижению веса;
• кожным проблемам;
• задержке роста;
• снижению иммунитета.

Признаки дефицита

Говорить со 100-процентной уверенностью, что дефицит ванадия опасен для человеческого организма, пока рано. Тем не менее есть мнение, что нехватка этот микровещества провоцирует:

• осложнения у диабетиков;
• гипогликемии (резкое снижение глюкозы в крови);
• развитие онкологических заболеваний;
• склонность к сердечно-сосудистым болезням;
• повышение холестерина.

Но важно отметить, что лабораторные опыты с исключением ванадия из рациона ученые проводили только на животных. У них дефицит вещества порождал ухудшение состояния костной ткани, хрящей, мышц, снижение способности к размножению. Опыт, проведенный на козах, показал: нехватка ванадиума провоцирует выкидыши, мертворождаемость, неправильное развитие плода. Был проведен эксперимент и над крысами: после введения в рацион животных ванадия у них улучшалась работоспособность щитовидной железы.

Признаки ванадий-дефицита у людей – только теория. Кроме того, если придерживаться рационального питания, «заработать» нехватку микроэлемента практически невозможно. Исключение – нарушение функции пищеварения и проблемы с всасыванием полезных веществ.

Взаимодействие ванадия с другими элементами

Важно знать, что и способны ослаблять токсичное воздействие ванадиума, а железистое железо, и аскорбиновая кислота – наоборот, усиливать его влияние на организм. Именно поэтому для быстрого выведения большой дозы ванадиума из организма стоит применять препараты, содержащие хром и этилендиаминтетрауксусную кислоту (нейтрализует негативное воздействие тяжелых металлов).

Ванадий – новое питательное вещество в группе микроэлементов. Ученым предстоит провести еще много исследований, прежде чем делать какие-либо громкие заявления. Хотя уже сейчас понятно, что ванадиум играет определенную роль для поддержания здоровья человека.

Элемент мало кому из нас знаком. А между тем он играет важную роль в повышении защитных функций организма. Он стимулирует движение фаоцитов - клеток, поглощающих болезнетворные микробы и все «лишнее» в крови, очищая тем самым кровь и повышая невосприимчивость организма к инфекциям. В последние годы стало известно, что в сочетании с другими минеральными веществами ванадий замедляет процессы старения. Поэтому надо знать, в каких продуктах питания и в каком количестве он содержится.

Содержание ванадия в продуктах питания

Такие продукты, как творог, мясо, макароны, обработанные зерна, конфеты, шоколад, сливки, какао, ванадия не содержат.

Поступление ванадия с водой незначительно.

Суммируя различные источники, можно сказать, что ванадий - это микроэлемент, участвующий в регулировании углеводного обмена, сердечно-сосудистой деятельности (в частности, уменьшает выработку холестерина). Ванадий участвует также в процессах формирования костей и зубов, роста и метаболизма жиров, а также стимулирует рост и репродукцию клеток, действуя при этом как противораковое средство. Ванадий вместе с цирконием, сопутствуя серебру, благотворно действует на функции паренхиматозных органов (печень, селезенка, легкие), щитовидной и поджелудочной желез, гипофиза, половых органов, мышечной системы.

Хотя дефицит ванадия у человека - редкое явление, однако у подопытных животных нехватка ванадия приводит к ухудшению роста зубов, костей, хрящей и мускулов, а также ослаблению функции размножения. Существуют также американские данные о том, что недостаток ванадия связан с развитием диабета. По крайней мере дефицит ванадия, наряду с недостатком хрома и цинка, является одним из важнейших индикаторов симптомов диабета. Депонируется ванадий в основном в костных и жировых тканях.

Уровень суточной потребности организма человека в ванадии не установлен, но по экспертным оценкам составляет около 2 мг в день.

Открытие ванадия в России

В России ванадий впервые был найден в Ферганской долине у перевала Тюя-Муюн (в переводе с киргизского – Верблюжий горб). Из этих руд «Ферганское общество по добыче редких металлов» извлекало в небольших количествах соединения ванадия и урана и продавало их за границу. Большую же часть ценных компонентов руды, в том числе радий, извлекать не умели. Только после установления Советской власти богатства Тюя-Муюна стали использоваться комплексно.

Позднее ванадий обнаружили в керченских железных рудах, и было налажено производство отечественного феррованадия. Богатейшими источниками ванадия оказались уральские титаномагнетиты. Вместе с керченской рудой они освободили нашу промышленность от необходимости ввоза ванадия из-за рубежа. В 1927 г. ванадий был обнаружен в Сулейман-Сае, около нынешнего г. Джамбула. В наши дни поставщиками ванадия стали также месторождения центрального Казахстана, Киргизии, Красноярского края, Оренбургской области. В горе Качканар на Урале заключено 8 млрд т железной руды, и разработка ее началась лишь в 60-е годы. Руда эта беднее, и... ценнее руд всемирно известных железных гор – Высокой и Благодати, потому что из недр Качканара добывается не только железо, но и ванадий.

Еще в прошлом веке ванадии был впервые обнаружен в составе некоторых растений, после чего присутствие элемента №23 в углях, торфе и сланцах перестало казаться странным. Один из растительных «собирателей» ванадия хорошо знаком каждому – это ядовитый гриб бледная поганка. В крови некоторых обитателей морей и океанов – морских ежей и голотурий содержание ванадия достигает 10%. Предполагается, что ванадий играет здесь ту же роль, что железо в гемоглобине. Но это утверждение – гипотетическое. Другие ученые придерживаются мнения, что роль ванадия в этом случае сравнима с ролью магния в хлорофилле, иными словами, ванадий, содержащийся в крови голотурий, участвует прежде всего в процессах питания, а не дыхания.

В Аргентине проводились опыты с введением соединений ванадия в пищу быков и свиней. При этом у животных улучшался аппетит, и они быстро прибавляли в весе. Известно также, что плесень «черный аспергил» развивается нормально только в присутствии солей ванадия. Все факты говорят о том, что ванадий играет определенную роль в жизненных процессах, но какую именно – это еще предстоит уточнить. Впрочем, даже металлургам, которые в познании элемента №23 пошли дальше ученых других специальностей, предстоит узнать о ванадии еще многое. А химикам, особенно тем, которые изучают механизм каталитического действия различных веществ, – еще больше.

Роль ванадия в организме человека:
Ванадий является необходимым микроэлементом, который играет немаловажную роль в работе мышечной, сердечно-сосудистой и нервной систем, способствует регуляции углеводного обмена и в развитии костной ткани.
Ванадий содержится практически во всем организме, однако наибольшее количество находится в костной ткани. Кроме того он содержится в мышечной ткани, легких, селезенке, сердечной мышце, почках, а также в щитовидной железе. Выделяется ванадий с мочой.
Главным антагонистом этого микроэлемента являются некоторые белки и хром.
Несмотря на то, что в организме здорового человека содержится не более 0,1 мг этого вещества, он очень важен для прохождения немалых процессов в человеческом организме, поскольку он выполняет ряд важных функций:
- способствует регуляции работы сердечно-сосудистной системы (снижает вероятность гипертонии и сердечно-сосудистых заболеваний)
- предотвращает формирование атеросклероза (снижает выработку холестерина в печени)
- принимает участие в развитии костной ткани (содействует накоплению солей кальция в костях, а также способствует развитию зубов и повышает их выносливость к кариесу)
- способствует регуляции углеводного обмена (имитирует большинство эффектов инсулина)
- содействует регуляции «натриевого насоса» (снимает опухоли и уменьшает отечность)
- способствует регуляции работы нервной и мышечной тканей
- катализирует многие окислительно-восстановительные процессы
- влияет на некоторые функции печени, почек и глаз
- способствует регуляции уровня гемоглобина и глюкозы
- снижает уровень таких коэнзимов, как A и Q

Симптомы недостатка и избытка ванадия:
Основными симптомами недостатка ванадия являются: повышенный уровень триглицеридов и фосфолипидов, а также сниженный уровень холестерина. Эти симптомы могут указывать на повышенную вероятность развития сахарного диабета или атеросклероза.
Основными симптомами избытка этим микроэлементом являются: анемия, аллергия, лейкопения, снижение содержания в организме, воспалительные реакции слизистых оболочек и кожи, а также повышение риска болезней дыхательной системы и формирования опухолей.
Это вещество проявляет токсические свойства в больших количествах. Доза от 2 до 4 мг является летальной, а такие вещества, как хром, хлорид, гидроксид алюминия и аскорбиновая кислота усиливают токсические свойства ванадия.

В каких продуктах содержится ванадий:
Основными источниками ванадия являются бобовые, злаки, картофель, зелень, рис, растительное масло, грибы, оливки, а также жирное мясо, моллюски и морская печень.