Оглавление Видео опыты по химии Видео опыты по физике На главную страницу

Химия и Химики № 6 2010

Журнал Химиков-Энтузиастов



Кости
Растворение кости в соляной кислоте


В.Н. Витер

Индикаторная бумага
Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter


Костная ткань животных и человека состоит из неорганических (минеральных) и органических веществ.

Неорганическая составляющая кости представлена в основном гидроксилапатитом Са10(РО4)6(ОН)2 и аморфным фосфатом кальция Са3(РО4)2. Соотношение между этими компонентами сильно зависит от возраста: в раннем возрасте преобладает аморфный фосфат кальция, но по мере взросления организма преобладающим становится гидроксилапатит.

В эмали зубов кроме гидроксилапатита содержится также карбонатапатит Са10(РО4)6CO3, хлорапатит Са10(РО4)6Cl2 и фторапатит Са10(РО4)6F2.

В организме взрослого человека содержится более 1 кг кальция, который почти полностью локализован в костях и зубах, где находится в форме фосфатов. Большая часть кальция в костях постоянно обновляется. Ежедневно кости скелета теряют и вновь получают примерно 700-800 мг кальция.

Большую часть органического вещества кости составляет фибриллярный белок коллаген. Он играет роль своеобразной связки для минеральной составляющей. Кроме коллагена в кости содержатся и другие белки, а также жиры и углеводы.

Неорганические вещества костей легко растворяется в соляной кислоте. Приступим к эксперименту.

В стакан на 100 мл налили соляной кислоты (разбавленной водой 1 : 2) и поместили в нее бедренную кость курицы. Вскоре стало заметно слабое выделение газа, видимо, это высвобождался воздух, который содержался в порах. Раствор стал слегка мутным от органического вещества. Первоначально других изменений не наблюдалось.

На следующий день жидкость окрасилась в коричневый цвет. Гидроксилапатит и аморфный фосфат кальция прореагировали с соляной кислотой, в результате образовались фосфорная кислота и хлорид кальция. От кости осталась только темная желеобразная масса органических веществ.


Растворение кости в соляной кислоте
Растворение кости в соляной кислоте
Растворение кости в соляной кислоте
Растворение кости в соляной кислоте
Растворение кости в соляной кислоте
Растворение кости в соляной кислоте
Растворение кости в соляной кислоте
Растворение кости в соляной кислоте
Растворение кости в соляной кислоте



Некоторые животные имеют настолько высокую кислотность в желудке, что способны без проблем переваривать проглоченные кости. В качестве примера можно привести птиц-падальщиков. Благодаря высокому содержанию соляной кислоты в желудке грифы могут без проблем питаться погибшими животными, зараженной такими опаснейшими болезнями как ботулизм, классическая чума свиней и сибирская язва.

Есть данные, что в желудке африканского грифа рН составляет 1.0, а для некоторых других хищных птиц рН = 0.7. Нетрудно подсчитать, что такую кислотность имеют водные растворы соляной кислоты с концентрацией 0.1-0.2 моль/л (или 0.4-0.7%). Однако часть кислоты желудочного сока нейтрализуется щелочными компонентами, поэтому содержание HCl в желудочном соке несколько выше, чем для водных растворов соляной кислоты с таким же рН. С другой стороны, желудочный сок, непосредственно выделяемый стенками желудка, имеет существенно более высокую кислотность, чем содержимое желудка (даже натощак). Какая реальная концентрация соляной кислоты в пищеварительном соке, выделяемом клетками слизистой оболочки желудка грифа, можно только догадываться.

Другая птица-падальщик - бородач питается в основном костями, проглатывая их крупными кусками. Значение рН среды в желудке у этой птицы неизвестно, но можно предположить, что содержание соляной кислоты в желудке бородача выше, чем у грифа (соответственно рН ниже).

Для сравнения нормальный рН в желудке человека составляет примерно 1.5-2.5 (такой рН имеет водный раствор HCl с концентрацией 0.003-0.03 моль/л или 0.01-0.1%). Причем рН самого желудочного сока равен около 0.9-1.5. Как показал анализ, концентрация HCl в желудочном соке человека составляет около 0.4-0.6%. Пусть читателя не смущает кажущаяся близость значений рН для желудков человека и грифа, ведь шкала рН логарифмическая:

pH = -log(C[H+])

Уменьшение значения рН на одну единицу (например, от рН = 2 до рН = 1) соответствует увеличению концентрации ионов водорода в десять раз (в нашем примере от 0.01 до 0.1 моль/л).



Африканский гриф (англ. - White-backed Vulture, лат. - Gyps africanus)
Африканский гриф
(англ. - White-backed Vulture, лат. - Gyps africanus)

Африканский гриф (англ. - White-backed Vulture, лат. - Gyps africanus)

Бородач или ягнятник (англ. - Bearded Vulture, лат - Gypaetus barbatus)
Бородач или ягнятник
(англ. - Bearded Vulture, лат - Gypaetus barbatus)




Кости


Разные эксперименты

<Эксперименты с фосфором ч.1> <Эксперименты с фосфором ч.2> <Эксперименты с пропан-бутановой смесью 1> <Эксперименты с пропан-бутановой смесью 2> <Эксперименты с водородом 1> <Эксперименты с водородом 2> <Эксперименты с водородом 3> <Литература. В чем опасность хлористого азота? ч.1> <Получение хлористого азота ч.2> <Перекись ацетона (№3 2011)> <Черный порох (№4 2011)> <Кумулятивный эффект (№5 2011)> <Нитроглицерин (№6 2011)> <Огонь от капли воды (№1 2012)> <Огонь на ладони (№1 2012)>
<Опыты по химии - видео, фотографии, описание, обсуждение> [Отправить сообщение об ошибке]