Таллий – история открытия и основные вехи использования. Яд таллий - "молодая зеленая ветвь" Как влияет таллий на организм

15.05.2023

Таллий является редко встречающимся металлом на Земле. Но случаи отравления им не так уж и редки. Отравление таллием протекает тяжело, зачастую приводит к летальному исходу. Сравнить по токсичности можно со свинцом и мышьяком, опасен, как и кристаллический фенол. Более токсичен, чем ртуть, находящаяся перед таллием в таблице Менделеева. Следует познакомиться поближе с этим опасным металлом.

Таллий — опасный химический элемент

Каковы же его свойства и характеристики?

У вещества порошковая консистенция, бело-серебристой расцветки. Применяется обширно, особенно находясь в составе противоядий от грызунов. Для проведения радиологического обследования сердца используются соли таллия, а также сульфат таллия, как и в роли катализатора для фейерверков и в изготовлении оптических линз.

Этот химический элемент располагается в третьей группе таблицы Менделеева и имеет голубой оттенок. Бывает он одно- и трёхвалентным, более токсичным ядом считается одновалентный элемент. В природе он присутствует мало и не концентрированно, потому добывают его при обработке и добыче солей тяжёлых металлов (например, из свинца). В жирной и водной среде соединения таллия практически не растворяются.

Существует таллий в следующих состояниях:

раствора Клеричи;
перекиси;
окиси (гидроксид таллия, оксид таллия);
галоидных солей (нитрат таллия, хлорид таллия, сульфат таллия, йодид и бромид).

Таллий применяется в различных отраслях промышленности

Также этот элемент встречается в человеческом организме, роль его полноценно еще не изучена. Ученые предполагают, что в организм он попадает вместе с растительной пищей. Содержится он также в:

копоти;
бытовой пыли;
сигаретном дыме;
промышленных испарениях.

Оксид таллия, как и прочие его соединения, распределяется по организму равномерно. Меньше всего его в кишечнике, волосяном покрове и зубах, в большом объеме отмечается в жировых тканях, чуть больше в мышцах и жирах. Гидроксид таллия или в другой форме в организме должен быть в пределах 0,1 мг, норма повышается до 0,5 мг при большой мышечной массе.

Какова токсикогенетика этого вида отравления?

Острое отравление таллием может произойти из-за намеренного и случайного попадания в организм больших порций солей металла. Парами и пылью металлов можно получить повреждения дыхательной системы, поражение происходит и при контактах с кожным покровом.

Вещество в организм всасывается различными способами: через кожный покров, дыхательные пути и пищеварительный тракт. Чтобы яд полностью впитался, достаточно одного часа. Гидроксид таллия или любое другое соединение представляет серьезную опасность.

Таллий способен накапливаться в организме

Ядам легко впитываться в кровь, и большая часть оседает в сердечных мышцах, почках, слюнных железах и печени. Сравнительно малой являются отложения в мозге и жировых тканях. Выводится элемент в основном через желудок. Около месяца составляет срок полувыведения яда.

Как же происходит интоксикация?

Отравление солями таллия опасно тем, что он способен не только нарушать структуру клеток, но также и накапливаться в ней. Он способен изменять свойства молекул, так как способен взаимодействовать с различными энедогенными лигандами. Также он может образовывать связи с низкомолекулярными соединениями. Накапливаясь в клетках кожи, вещество поражает их.

Оксид таллия, находясь в организме, выбирает мишенью транспортные системы биомембран, работу ферментов, а также структурные белки. Повреждения происходит также и лизосом, эндоплазматического ретикулума. Механизмы работы биологически активных веществ нарушаются.

Каковы же симптомы?

Отравление таллием происходит при употреблении веществ с содержащимся таллием в количестве более 1 грамма. Летальный исход наступает при приёме дозы в 600 мг. Есть разница во временных рамках проявления симптоматики отравлений, как хронических, так и острых, но можно отследить и общие схожие проявления.

Механизм воздействия таллия на организм человека

В течение первых 3-4 часов могут проявиться первые симптомы:

кровотечения в кишечнике;
общая слабость;
рвота;
ощущения тошноты.

В течение следующих 7 суток поражается нервная система, проявляется это в следующих симптомах:

ухудшение зрения;
повреждения черепных нервов;
проблемы с координацией движений;
боли в мышечной ткани;
онемение конечностей;
полиневрит;
судороги;
головные боли;
слабость;
психические нарушения.

Гидроксид таллия и прочие соли также со временем вызывают нарушения в работе всех систем организма.

Почки — снижение мочеиспускания, увеличение уровня мочевины в кровеносной системе, понижается и клубочковая фильтрация.
Зрение - происходит атрофия сетчатки.
Кожа - белесые пятна на ногтевой пластине, раздражения кожного покрова, облысение.
Сосудистая система и сердце — увеличение АД, тахикардия, болевые ощущения в сердце.
Дыхательная система - паралич мышц органов дыхания, отек лёгких, раздражительность в горле.

Симптомы и последствия отравления таллием

Если получить смертельную дозу вещества, то времени до летального исхода остается немного. Проявляются симптомы либо в одно время, либо через небольшой промежуток друг за другом. Кровотечения в кишечнике, диарея, тошнота и рвота, повышенная температура могут дополняться психозом, отёком легких и даже комой. В период 7-10 суток наступает смерть, поэтому следует сразу же после отравления получить медицинскую помощь.

Если отравление в хронической стадии, то симптоматика весьма расплывчата, проявиться может на последних стадиях. В основном присутствуют нарушения функционирования желудочно-кишечного тракта. Такое состояние характеризуется следующей симптоматикой:

ухудшение зрения;
слабость в мышцах;
алопеция;
импотенция.

Как диагностировать?

Чтобы получить информацию о наличии таллия в организме, нет смысла использовать рентген, так как он в данном случае незаметен, используется для диагностирования рентгенограмма. При попадании в организм этого вещества в значительных дозах, его концентрация варьируется в пределах 300-2000 мкг/л, а экскреция за сутки превосходит 10-20 мкг. Оксид таллия в организме также можно заметить при помощи электроэнцефалограммы, заметные небольшие изменения, также в периферических нервах замедляется нервная проводимость.

Варианты лечения

Гемодиализ — один из методов лечения отравления таллием

Существует несколько лечебных процедур, использующихся для выведения из организма таллия: употребление диэтилдитиокарбамата (противоядия), усиление экскреции почек при помощи хлорида калия, гемодиализ, а также очищение желудка. Употребление сиропа ипекакуаны и промывание пищеварительной системы необходимо делать в первые 5 часов. Насколько вывелся яд может показать анализ, полученный при помощи рентгенограммы области живота.

В желудке и кишечнике таллий впитывать помогает прусский голубой, который в кристаллической решетке заменяет таллий калием, благодаря чему он не всасывается в кровь. Употребить нужно 250 мг/кг однократно. Для очищения желудка применяют цитрат магния или маннитол (в качестве слабительных препаратов).

Последствия отравления и профилактические меры

Для работающих на производствах в контакте с таллием, необходимо соблюдать определенные защитные меры:

полноценно и правильно питаться;
систематически осуществлять плановые осмотры в больнице;
на рабочих местах не допускать принятия пищи и напитков;
обязательно использовать защитные средства (специализированную обувь и одежду, перчатки, респираторы).

Оксид таллия в организме сверх нормы может привести к тяжелым последствиям, а также нарушить нормальное функционирование организма. Необходимо избегать прямых контактов с веществами, которые содержат в своем составе гидроксид таллия или другие его производные.

Интоксикация имеет не разовые последствия, а более серьезные, ведь таллий очень токсичен. Развиться может бесплодие, число врожденных пороков, импотенция, гормональные нарушения и нарушения психики, хроническими заболеваниями дыхательной системы и желудочно-кишечного тракта. Летальный исход возможен от инфаркта или же инсульта.

Важная информация об отравлении таллием

Если подвести итоги, то отравление таллием, как высокотоксичным элементом, очень опасно. Отравиться можно не только в производственных условиях, но и в бытовых. Все системы в организме разрушаются под его воздействием, особенно страдает нервная и мышечная системы.

Лечение необходимо начинать сразу же. В первую очередь необходимо ввести прусскую синь, эффективный антидот. Также следует всегда осуществлять профилактические меры и осторожность, особенно на производстве.

Видео

Насколько тяжелым может быть отравление таллием? Ответ на этот вопрос вы найдете, посмотрев видеосюжет.

Официально талий был открыт в 1863 английским ученым Круксом. В пламени горелки Крукс увидел ярко-зеленую линию, которая быстро исчезала (из-за летучести соединения), и появлялась вновь с каждой свежей пробой. Крукс убедился, что он имеет дело с неизвестным еще элементом, которому он дал название «таллий» от греческого «молодая зеленая ветвь».

Новое вещество оказалось опасным ядом с замедленным действием, что привело к его активному использованию в криминальных целях.

Интересно, что Агата Кристи популяризировала таллий в одном из самых знаменитых своих романов «Вилла «Белый конь», где в центре сюжета - таллиевое отравление (яды писательница знала досконально, она работала медсестрой в госпитале во время первой мировой войны). Не раз Кристи даже обвиняли в том, что именно она ввела этот яд в употребление, подсказав настоящим преступникам способ отравления солями таллия.

.."- Бедняжка, как мучилась. Была совсем здорова, и вдруг эта опухоль мозга. И так ее было жалко - прихожу к ней в больницу, лежит, и волосы у нее лезут и лезут, а густые были, такая седина красивая. И прямо клочьями на подушке. И тут, Марк, я вспомнила Мери Делафонтейн. У нее тоже лезли волосы. И вы мне рассказывали про какую-то девушку в кафе, в Челси, как у нее в драке другая девица вырывала целые пряди, f ведь волосы так легко не вырвешь, Марк, попробуйте-ка сами. Ничего не выйдет. Это не просто - может, новая болезнь? Что-то это да значит.

Я ухватился за трубку, и у меня все поплыло перед глазами. Факты, полузабытые сведения стали на свои места. Роуда со своей собакой, статья в медицинском журнале, читанная давным- давно. Конечно... конечно. Я вдруг услышал, что квакающий голос миссис Оливер все еще доносится из трубки.
- Спасибо вам, - сказал я. - Вы - чудо!

Я положил трубку и тут же позвонил Лежену.
- Слушайте, - спросил я. - У Джинджер сильно лезут волосы?
- По-моему, да. Наверно, от высокой температуры.
- Температура, как бы не так. У Джинджер таллиевое отравление. И у остальных было то же самое. Господи, только бы не слишком поздно...

Как вы все разложили по полочкам, - сухо заметил Лежен. - А что навело вас на мысль о таллии?
- Неожиданные совпадения. Началом всей истории была любопытная сценка в баре в Челси. Девицы дрались, одна у другой вырывала волосы. А та сказала: "И ничуть не было больно". Так оно и есть, больно не было. Я читал однажды статью о таллиевом отравлении. Массовые отравления рабочих на каком-то заводе, люди умирали один за другим. И врачи устанавливали, я помню, самые разные причины: и паратиф, и апоплексические удары, паралич, эпилепсия, желудочные заболевания, что угодно. Симптомы самые различные: начинается со рвоты или с того, что человека всего ломит, болят суставы - врачи определяют полиневрит, ревматизм, полиомиелит. Иногда наблюдается сильная пигментация кожи.

Да вы прямо настоящий терапевтический справочник.
- Еще бы. Начитался. Да, но есть симптом, общий для всех случаев. Вы падают волосы. Таллий одно время прописывали детям от глистов. Но затем признали это опасным. Иногда его прописывают как лекарство, но тщательно выясняют дозу, она зависит от веса пациента. Теперь им травят крыс. Этот яд не имеет вкуса, легко растворим, всюду продается. Нужно лишь одно - чтобы не заподозрили отравления."

В новой книге Джона Эмсли «Элементы убийства» в центре сюжета пять наиболее опасных ядов: мышьяк, сурьма, ртуть, таллий и свинец. Автор рассказывает о каждом из ядов, об их полезных свойствах, способах их применения, а также описывает детали и симптомы токсического действия на человеческий организм.

С середины ХХ века таллий становится одним из наиболее популярных средств для профессионального отравления с целью убийства. В 1957 году во Франкфурте жертвой отравления таллием стал бывший советский разведчик Николай Хохлов. В 2000 году был рассекречен документ, в котором излагались планы ЦРУ по уничтожению кубинского лидера Фиделя Кастро в 1950-1960 годах, среди которых существовал и план использования солей таллия, которые должны были вызвать выпадение прославленной бороды кубинского лидера. Широко применял яды для борьбы с неугодными приближенными и оппозиционерами Саддам Хусейн. В 1972 году к пожизненному заключению был приговорен известный британский отравитель Грэхем Янг за убийство пятерых своих сотрудников при помощи таллия.

Осенью 1998 года в Черновцах на Украине произошло массовое отравление детей, причиной которого стал таллий. В 1999 году в Новосибирске предприниматель Александр Кривобоков отравил жену, чтобы жениться на более молодой женщине, и подсыпал яд своим деловым партнерам, намереваясь прибрать к рукам бизнес.

Осенью 2001 года в Вологде были взяты с поличным два злоумышленника при попытке реализации десяти запаянных колб с металлическим таллием. В каждом контейнере находилось по 250 граммов этого сильнодействующего яда, одним граммом которого можно отравить весь городской водопровод.

В 2004 году произошло массовое отравление военнослужащих дислоцированного на Дальнем Востоке объединения ВВС и ПВО. 27 солдат из авиационного гарнизона Возжаевка нашли на местной свалке банку с химическим реактивом и принесли его в казарму. Реактив содержал высокотоксичный яд - нитрат таллия, но солдаты, не зная об этом, решили найти порошку, похожему на тальк, свое применение - им пересыпали портянки, якобы из гигиенических соображений. Некоторые решили попробовать порошок в качестве суррогатного наркотика, добавляли его в табак и курили. Все 27 человек с признаками тяжелого отравления - у некоторых даже выпали волосы - были доставлены в окружной военный госпиталь в Хабаровске. После выполнения анализов крови военные медики пришли в ужас от количества таллия, содержавшегося в организмах солдат. Превышение допустимой концентрации составляло от 300 до 1000 раз.

Но таллий используется не только в преступных целях. Долгую историю имеет применение таллия в медицине. С 1912 по 1930 соединения таллия широко использовались для терапии туберкулеза и дизентерии, но из-за их высокой токсичности и небольшой разницы между терапевтической и токсической дозами постепенно круг использования таллия ограничился удалением волос при лечении стригущего лишая - соли таллия в небольших дозах приводят к временному облысению. С начала 1980-х годов неуклонно возрастает применение радиоактивного изотопа 201Tl для диагностики болезней сердечно-сосудистой системы и онкологических заболеваний. На основе соединений таллия готовят препараты для удаления волосяного покрова. Солями таллия до сих пор «стригут» шерсть овец в ряде стран.

Одним из химических элементов, который относится к металлической группе, является талий. Таллий в организме человека всегда присутствует в небольшом количестве. Несмотря на это контакта с ним следует избегать, поскольку приводит к тяжелой форме интоксикации. Таллий имеет ядовитое действие на человека.

Что собой представляет талий и возможные способы отравления им

Прежде чем выяснить, где можно отравиться, необходимо ответить на вопрос: соли таллия - что это? Это сильнодействующий токсин, который поражает периферическую и центральную нервную систему, почки, желудочно-кишечный тракт. В промышленности его используют намного реже, чем другие металлы. Важно помнить, что любой контакт с ним в большинстве случаев заканчивается смертью, поскольку является сильнодействующим ядом.

Во время многочисленных экспериментов данный химический элемент был выявлен в организме человека в большем количестве именно в жировых тканях. По сегодняшний день его функции и предназначение в нашем организме остаются большой загадкой. В растениях находится его минимальное количество. Поэтому ученые считают, что таллий (или thallium) попадает в организм человека именно с растительными продуктами. Концентрация настолько мала, что никакого вреда здоровью он не причиняет.

Важно знать, где содержится яд. Интоксикация может произойти в одной из следующих ситуаций:

Работа с пестицидами или инсектицидами. Большая часть отравлений наблюдается у работников сельского хозяйства.
Во время работы на производстве, где используют талий. Например, производство пиротехники, термометров, красок флуоресцентных и лампочек.
Металл входит в состав ядов для грызунов, поэтому отравление может произойти во время обработки помещения против грызунов.
Чаще всего дети травятся от попадания вовнутрь средства, которое содержит пестициды таллия. Так важно прятать от ребенка все отравы, растворы и химикаты, ведь он еще ничего не знает о предстоящей опасности. Для маленького организма даже самое минимальное количество подобного вещества может стать последним.

Во время работы с таллием обязательно надевается респиратор и защитный костюм.Для отравления не всегда нужен контакт с кожей, достаточно сульфат талию попасть в организм через дыхательные пути. Очень часто этот химический элемент используют для того, чтобы намеренно убить человека.

Действие таллия на организм

Выше мы выяснили, что данный металл имеет 3 пути попадания в организм:

контакт с кожей,
через пищеварительную систему,
через дыхательные пути.

Таллий имеет ядовитое действие на организм человека. Достаточно 1 грамма для отравления. Большее количество приводит к смерти. Самое быстрое и тяжелое отравление наблюдается в ситуациях когда таллий (thallium) проглотили. Попадание его в желудок приводит к локальному воспалению. Достаточно менее часа для того, чтобы этот яд распространился по всему организму. Больше всех страдают почки, поскольку лишь они способны вывести его из организма. А именно происходит нарушение их функций, поскольку таллий оседает на внутренних стенках органов. Выводится из организма очень и очень медленно. Понадобится до 3-х месяцев, чтобы полностью очистить организм от небольшого количества яда.

Не только почки, но и все остальные жизненно важные органы страдают от интоксикации. В сердце, нервных клетках головного мозга, печени, нервных путях и сосудах наблюдается оседание металла. В более тяжелых случаях отмечается отек головного мозга. Как правило, именно это становится причиной всех смертей в ходе отравления.

Проявления отравления таллием

Сложность интоксикации напрямую зависит не только от количества принятого яда, но и от возраста пострадавшего и его веса. Ребенку необходимо намного меньше времени и количества химиката для развития отравления.

Спустя первые 2 часа можно наблюдать, как начинают проявляться первые симптомы. Общее состояние пострадавшего начинает быстро ухудшаться и спустя это время можно наблюдать полную клиническую картину. Первые симптомы отравления таллием:

Острая боль в животе, которая быстро распространяется. В этот момент поражаются все отделы кишечника и желудка.
Тошнота, после чего следует рвота. Обычно рвотная масса состоит из желудочного сока, желчи и остатков съеденного.
Вследствие поражения кишечника наступает диарея, которая сопровождается кровью. Это вызвано кровотечением в кишечнике.
Учащенный ритм сердца или тахикардия могут привести в скором времени к постоянно нарушенному ритму сердца.
Частое дыхание.
Наблюдается падание артериального давления. Это вызвано внутренним кровотечением в области кишечника.

Если вовремя не обратиться за медицинской помощью, то на протяжении следующей недели добавляются такие симптомы:

приступы судорог, которые очень напоминают эпилепсию,
сильная и постоянная головная боль находится в одной части головы,
апатия, ярко выраженная слабость всего организма,
миалгия, так званая мышечная боль, которая локализируется в нижних конечностях,
пошатывания, нарушенная координация, особенно заметна при ходьбе. Это говорит о том, что таллий повредил мозжечок,
воспаление нервных путей или полиневрит, который проявляется болями во всем теле,
резкое ухудшение зрения, в особо запущенных и тяжелых формах наступает полная слепота, что говорит о поражении в головном мозге зрительного центра,
потеря сознания, наблюдаются глубокие коматозные состояния.

В случаях острых и тяжелых отравлений пострадавший умирает в течение первых суток вследствие отека мозга или внутреннего кишечного кровотечения.

Первая медицинская помощь при отравлении

Если есть подозрения, что произошла интоксикация таллием, необходимо вызвать скорую помощь, не дожидаясь первых симптомов. Ведь каждая минута важна. Первая помощь и дальнейшее лечение осуществляется лишь медперсоналом в стационарных условиях.

Все что вы можете - это . Таким образом, вы выведите собравшиеся частички талия в желудке и уменьшите тяжесть всего дальнейшего процесса отравления. Следующие мероприятия вы можете провести самостоятельно:

Очищение желудка. Если яд был проглочен, то данное мероприятие рекомендуется провести в первые минуты. Для этого пострадавшему необходимо выпить залпом более 1-го литра простой воды, после чего вызвать рвотный рефлекс. Для того чтобы спровоцировать рвотный позыв, надавите на корень языка. Необходимо повторить данную процедуру несколько раз. Это поможет вывести из желудка максимальное количество яда. Если наблюдается нарушение сознания, то такая промывка категорически запрещается. Также следует прекратить в случаях, когда рвота имеет темный или даже черный цвет. Такой цвет может говорить лишь о начавшемся внутреннем кровотечении. А промывание лишь усилит его и увеличит объем кровопотери.
Сорбенты. Стоит заглянуть в аптечку. Возможно, там найдутся препараты группы сорбентов. Внимательно прочтите инструкцию, чтобы понять, какую необходимо больному принять дозировку. Например, на 10 кг веса необходима 1 таблетка активированного угля.
Питье. Это должна быть простая вода. Именно питье поможет снять обезвоживание, которое может возникнуть в процессе отравления. Следует обратить внимание на температуру воды. Она должна быть комнатной, ни в коем случаи не горячей. Также следует избегать газированных напитков.

Лишь прибывшие на вызов медики могут оказать первую медицинскую помощь. Она состоит из следующих мероприятий:

вводятся препараты, которые устраняют нарушение дыхания и сердцебиения,
ставятся специальные капельницы, которые снимают интоксикационный синдром,
при выраженном кишечном кровотечении вводятся кровоостанавливающие препараты,
если наблюдается неукротимая рвота, то ,
маленьким детям или пострадавшим с нарушенным сознанием делают промывку желудка через зонд.

После того как все жизненно важные показатели стабилизировались, его везут в ближайшую больницу. Там проводится госпитализация в токсикологическое отделение или в реанимацию.

Обследование и лечение пострадавшего

В организме не так просто выявить таллий. Для этого рентгенологически исследуют брюшную полость. Его можно увидеть на снимке, поскольку он не пропускает рентгеновские лучи. Он может собираться в области почек или кишечника.

Отравление таллием является очень серьезным, поэтому лечение начинается в минуты госпитализации. Оно состоит из следующих компонентов:

Вводится дитиокарб – это антидот таллия. Благодаря ему нейтрализуются и выводятся токсины с организма. Но улучшение не происходит мгновенно.
Гемодиализ также помогает вывести токсины с организма. Проводится в первые сутки отравления. Помогает предотвратить острую почечную недостаточность.
Если отсутствует кишечное кровотечение, то применяют слабительные препараты.
Вводятся медикаменты для нормализации и поддержания давления и работы сердца.
Капельницы, которые направлены на нормализацию давления, а также снижение интоксикации. Любой препарат вводится под строгим контролем электролитного состава крови.

Какие могут быть последствия?

Во всех случаях отмечается, что интоксикация сульфатом таллия никогда не проходит бесследно, в независимости была ли оказана помощь своевременно и правильно или спустя некоторое время. Как правило, последствия остаются на всю жизнь. При более сложных отравлениях после выздоровления наблюдается полная потеря трудоспособности. Самые распространенные последствия после интоксикации:

Аллопеция. Характерно как для мужчин, так и для женщин. Потеря волос может быть частичная, а может быть и полное облысение. Как правило, это последствие необратимо.
Сетчатка глаза атрофируется. Это приводит к полной или частичной потери зрения.
У мужчин импотенция, а у женщин нарушается менструальный цикл, возможно бесплодие.
Почечная недостаточность вызвана поражением почек, в некоторых случаях пострадавший нуждается в постоянном гемодиализе.
Атрофия кожи, дерматит, высыпания и покраснения.
Сердечная недостаточность, которая переходит в хроническую.
Депрессия.
Нарушение памяти.
Развитие эпилепсии.

В связи с тем, что таллий не такой распространенный металл, отравление им встречается редко, но оно намного серьезней, чем остальные. Важно помнить, что такое соли таллия и где содержится яд. Чаще всего страдают дети, которые употребили вещество, в состав которого входит сульфат таллия, или люди, работающие на производстве с его использованием. Для сохранения жизни необходимо вызывать скорую помощь при малейших подозрениях на интоксикацию. Врачам приходится бороться с большим количеством осложнений, которые могут возникнуть, поэтому период лечения и реабилитации является очень длительным. Даже при своевременной первой помощи пострадавший может навсегда остаться инвалидом.

Таллий - элемент главной подгруппы третьей группы шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 81. Обозначается символом Tl (лат. Thallium ). Относится к группе тяжелых металлов. Простое вещество таллий - мягкий металл белого цвета с голубоватым оттенком.

История и происхождение названия

Таллий был открыт спектральным методом в 1861 году Уильямом Круксом в шламах свинцовых камер сернокислотного завода города Гарц. Чистый металлический таллий был независимо получен Круксом и французским химиком Клодом-Огюстом Лами в 1862 году.

В марте 1861 г. английский ученый Уильям Крукс исследовал пыль, которую улавливали на одном из сернокислотных производств. Крукс полагал, что эта пыль должна содержать селен и теллур – аналоги серы. Селен он нашел, а вот теллура обычными химическими методами обнаружить не смог. Тогда Крукс решил воспользоваться новым для того времени и очень чувствительным методом спектрального анализа. В спектре он неожиданно для себя обнаружил новую линию светло-зеленого цвета, которую нельзя было приписать ни одному из известных элементов. Эта яркая линия была первой «весточкой» нового элемента. Благодаря ей он был обнаружен и благодаря ей назван по-латыни thallus – «распускающаяся ветка». Спектральная линия цвета молодой листвы оказалась «визитной карточкой» таллия.

Нахождение таллия в природе

Больше 30 лет прошло после открытия Крукса, а таллий все еще оставался одним из наименее изученных элементов. Его искали в природе и находили, но, как правило, в минимальных концентрациях. Лишь в 1896 г. русский ученый И.А. Антипов обнаружил повышенное содержание таллия в силезских марказитах.

Таллий - рассеянный элемент. Содержится в обманках и колчеданах цинка, меди и железа, в калийных солях и слюдах. Таллий - тяжелый металл. Известно лишь семь минералов таллия (например, круксит (Cu, Tl, Ag) 2 Se, лорандит TlAsS 2 , врбаит Tl 4 Hg 3 Sb 2 As 8 S 20 , гутчинсонит (Pb, Tl)S Ag 2 S 5As 2 S 5 , авиценнит Tl 2 O 3 и другие), все они крайне редкие. Главная масса таллия связана с сульфидами и прежде всего с дисульфидами железа. В пирите он установлен в 25% проанализированных образцов. Его содержание в дисульфидах железа нередко составляет 0,1 – 0,2%, а иногда достигает 0,5%. В галените содержание таллия колеблется от 0,003 до 0,1% и редко более. Высокие концентрации таллия в дисульфидах и галенитах характерны для низкотемпературных свинцово-цинковых месторождений в известняках. Содержание таллия, достигающее 0,5% отмечается в некоторых сульфосолях. Небольшое количество таллия встречается во многих других сульфидах, например в сфалеритах и халькопиритах некоторых медноколчеданных месторождений. Его содержание колеблется от 25 до 50 г/т.

Но ни одно месторождение минералов таллия на Земле не представляет интереса для промышленности. Получают этот элемент при переработке различных веществ и руд – как побочный продукт.

Наибольшее геохимическое сходство таллий имеет с К, Rb,Cs, а также с Pb, Ag, Cu, Bi. Таллий легко мигрирует в биосфере. Из природных вод он сорбируется углями, глинами, гидроксидами марганца, накапливается при испарении воды (например, в озере Сиваш до 5·10 -8 г/л). Содержится в калиевых минералах (слюде, полевых шпатах), сульфидных рудах: галените, сфалерите, маркезите (до 0,5 %), киновари. Как примесь присутствует в природных оксидах марганца и железа.

Таллий обнаружен в растительных и животных организмах. Он содержится в табаке, корнях цикория, шпинате, древесине бука, в винограде, свекле и других растениях. Из животных больше всего таллия содержат медузы, актинии, морские звезды и другие обитатели морей. Некоторые растения аккумулируют таллий в процессе жизнедеятельности. Таллий был обнаружен в свекле, произраставшей на почве, в которой самыми тонкими аналитическими методами не удавалось обнаружить элемент.

Получение таллия

Технически чистый таллий очищают от других элементов, содержащихся в колошниковой пыли (Ni, Zn, Cd, In, Ge, Pb, As, Se, Te), растворением в теплой разбавленной кислоте с последующим осаждением нерастворимого сульфата свинца и добавлением HCl для осаждения хлорида таллия (TlCl). Дальнейшая очистка достигается электролизом сульфата таллия в разбавленной серной кислоте с использованием проволоки из платины с последующим плавлением выделившегося таллия в атмосфере водорода при 350-400° С.

Первооткрыватель таллия нашел его в летучей пыли сернокислотного завода. Сейчас кажется естественным, что таллий, по существу, нашли в дымоходе – ведь при температуре плавки руд соединения таллия становятся летучими. В пыли, уносимой в дымоход, они конденсируются, как правило, в виде окиси и сульфата. Извлечь таллий из смеси (а, пыль – это смесь многих веществ) помогает хорошая растворимость большинства соединений одновалентного таллия. Их извлекают из пыли подкисленной горячей водой. Повышенная растворимость помогает успешно очищать таллий от многочисленных примесей. После этого получают металлический таллий. Способ получения металлического таллия зависит от того, какое его соединение было конечным продуктом предыдущей производственной стадии. Если был получен карбонат, сульфат или перхлорат таллия, то из них элемент №81 извлекают электролизом; если же был получен хлорид или оксалат, то прибегают к обычному восстановлению. Наиболее технологичен растворимый в воде сульфат таллия Tl 2 SO 4 . Он сам служит электролитом, При электролизе которого на катодах из алюминия оседает губчатый таллий. Эту губку затем прессуют, плавят и отливают в форму. Следует помнить, что таллий всегда получают попутно: попутно со свинцом, цинком, кадмием и некоторыми другими элементами.

Физические и химические свойства таллия

С одной стороны, таллий сходен со щелочными металлами. И в то же время он чем-то похож на серебро, а чем-то на свинец и олово. Судите сами: подобно калию и натрию, таллий обычно проявляет валентность 1+, гидроокись одновалентного таллия TlOH – сильное основание, хорошо растворимое в воде. Как и щелочные металлы, таллий способен образовывать полииодиды, полисульфиды, алкоголяты. Зато слабая растворимость в воде хлорида, бромида и иодида одновалентного таллия роднит этот элемент с серебром. А по внешнему виду, плотности, твердости, температуре плавления – по всему комплексу физических свойств – таллий больше всего напоминает свинец.

И при этом он занимает место в III группе периодической системы, в одной подгруппе с галлием и индием, и свойства элементов этой подгруппы изменяются вполне закономерно.

Помимо валентности 1+, таллий может проявлять и естественную для элемента III группы валентность 34-. Как правило, соли трехвалентного таллия труднее растворить, чем аналогичные соли таллия одновалентного. Последние, кстати, изучены лучше и имеют большее практическое значение.

Но есть соединения, в состав которых входит и тот и другой таллий. Например, способны реагировать между собой галогениды одно- и трехвалентного таллия. И тогда возникают любопытные комплексные соединения, в частности Tl 1+ – . В нем одновалентный таллий выступает в качестве катиона, а трехвалентный входит в состав комплексного аниона.

Таллий - белый металл с голубоватым оттенком. Существует в трёх модификациях.

Низкотемпературная модификация Tl II с гексагональной решеткой, a =0,34566 нм, c =0,55248 нм. Выше 234 °C существует высокотемпературная модификация Tl I, с объёмной центрированной кубической решеткой типа α-Fe, а =0,3882 нм. При 3,67 ГПа и 25 °C - Tl III-модификация с кубической гранецентрированной решеткой, а =0,4778 нм.

Таллий диамагнитен. При температуре 2,39 К он переходит в сверхпроводящее состояние.

Влияние таллия на организм человека

Таллий относится к высокотоксичным ядам, и отравление им нередко заканчивается летальным исходом. Отравления таллием и его соединениями возможны при их получении и практическом использовании. Таллий проникает в организм через органы дыхания, неповрежденную кожу и пищеварительный тракт. Выводится из организма в течение длительного времени. Острые, подострые и хронические отравления имеют сходную клиническую картину, различаясь выраженностью и быстротой возникновения симптомов. В острых случаях через 1-2 суток появляются признаки поражения желудочно-кишечного тракта (тошнота, рвота, боли в животе, понос, запор) и дыхательных путей. Через 2-3 недели наблюдаются выпадение волос, явления авитаминоза (сглаживание слизистой оболочки языка, трещины в углах рта и т. д.). В тяжёлых случаях могут развиться полиневриты, психические расстройства, поражения зрения и др.

Для сульфата таллия летальная доза при пероральном приеме составляет для людей около 1 г. Известны случаи, когда смертельными оказывались дозы в 8 мг/кг, а также в 10-15 мг/кг. Отравление продолжаются несколько недель (2-3) недели, причем через 3-4 суток после приема яда наступает мнимое хорошее самочувствие.

Предельно допустимая концентрация в воде для таллия составляет всего лишь 0,0001 мг/м3 , в атмосферном воздухе - 0,004 мг/м3.

Существенную экологическую опасность таллий представляет также в связи с тем, что при извлечении из герметичного контейнера он быстро окисляется на открытом воздухе.

Применение таллия

В 1920 г. в Германии был получен патентованный яд против грызунов, в состав которого входил сульфат таллия Tl 2 SO 4 . Это вещество без вкуса и запаха иногда входит в состав инсектицидов и зооцидов и в наши дни.

Из него были изготовлены первые фотоэлементы, рабочим телом которых было именно это вещество. Особо чувствительными они оказались к инфракрасным лучам.

Другие соединения этого металла, в частности смешанные кристаллы бромида и йодида одновалентного таллия, хорошо пропускают инфракрасные лучи. Такие кристаллы впервые получили в годы второй мировой войны. Их выращивали в платиновых тиглях при 470°C и использовали в приборах инфракрасной сигнализации, а также для обнаружения снайперов на войне.

Соли таллия применяют, в частности, для удаления волос при стригущем лишае – соли таллия в соответствующих дозах приводят к временному облысению. Широкому применению этого металла в медицине препятствует то обстоятельство, что разница между терапевтическими и токсичными дозами этих солей невелика. Токсичность же таллия и его солей требует, чтобы с ними обращались внимательно и осторожно.

Металлический таллий входит в состав некоторых сплавов, придавая им кислотостойкость, прочность, износоустойчивость. Чаще всего таллий вводят в сплавы на основе родственного ему свинца. Подшипниковый сплав – 72% Pb, 15% Sb, 5% Sn и 8% Tl превосходит лучшие оловянные подшипниковые сплавы. Сплав 70% Pb, 20% Sn и 10% Tl устойчив к действию азотной и соляной кислот.

Несколько особняком стоит сплав таллия с ртутью – амальгама таллия, содержащая примерно 8,5% элемента №81. В обычных условиях она жидкая и, в отличие от чистой ртути, остается в жидком состоянии при температуре до –60°C. Сплав используют в жидкостных затворах, переключателях, термометрах, работающих в условиях Крайнего Севера, в опытах с низкими температурами.

В химической промышленности металлический таллий, как и некоторые его соединения, используют в качестве катализатора, в частности при восстановлении нитробензола водородом.

Не остались без работы и радиоизотопы таллия. Таллий-204 (период полураспада 3,56 года) – чистый бета-излучатель. Таллий-204 используется в качестве источника бета-излучения во многих приборах для контроля и исследования производственных процессов. С помощью таких приборов автоматически измеряется, например, толщина движущейся ткани или бумаги: как только бета-лучи, проходящие через слой материала, начинают ослабевать или усиливаться (а это значит, что толщина материала соответственно увеличилась или уменьшилась), автоматическое устройство дает нужную команду и восстанавливает "статус-кво", т. е. оптимальный технологический режим. Другие приборы с радиоактивным таллием как рукой снимают вредный статический заряд, возникающий в производственных помещениях текстильной, бумажной и кинопленочной промышленности.

Изотопы таллия

У элемента два стабильных и 19 радиоактивных изотопов (с массовыми числами от 189 до 210). Последним в 1972 г. в Лаборатории ядерных проблем Объединенного института ядерных исследований в Дубне получен самый легкий изотоп этого элемента – таллий-189. Его получили, облучая мишень из дифторида свинца ускоренными протонами с энергией 660 МэВ с последующим разделением продуктов ядерных реакций на масс-сепараторе. Период полураспада самого легкого изотопа таллия оказался примерно таким же, как у самого тяжелого, он равен 1,4±0,4 минуты (у 210 Tl – 1,32 минуты).

Запасы и добыча таллия

Мировые ресурсы таллия, связанные с ресурсами цинка, насчитывают около 17 тыс. т; наибольшая их часть сосредоточена в Канаде, Европе и США. Еще 630 тыс. т связаны с мировыми ресурсами угля. Среднее содержание таллия в земной коре оценивается в 0,7 частей на миллион. Мировые запасы и базу запасов таллия, содержащегося в цинковых рудах, Геологическая служба США оценивает соответственно в 380 и 650 т, из которых на США приходится соответственно 32 и 120 т.

Добыча таллия в мире в 2006 г., по оценке, составила 10 т, не изменившись по сравнению с 2005 г. Таллий в качестве побочного продукта извлекается в ряде стран из пыли и отходов, образующихся при переработке медных, цинковых и свинцовых руд. В США этот металл не извлекается с 1981 г., несмотря на его наличие в добываемых или перерабатываемых рудах.

В России и странах СНГ работают около 10 предприятий, добывающих таллий в процессе производства.

Таллий (Tl)

Гарантированное облысение

Таллий – токсичный для организма человека ультрамикроэлемент. Токсичность его обусловлена нарушением ионного баланса главных катионов организма – натрия и калия.

Суточная потребность организма человека точно не определена. Предполагается, что оптимальное суточное поступление таллия – около 2 мкг.

Суточное поступление таллия с питанием незначительное, однако таллий очень хорошо абсорбируется в кишечнике. Так же, как и калий, таллий в организме аккумулируется внутри клеток . Как в норме, так и при интоксикации таллием, этот элемент в основном сконцентрирован в почках (в медуллярном слое), печени, мышцах, органах эндокринной системы, щитовидной железе и в яичках. В основном таллий выводится с калом путем секреции из внутренней среды организма в кишечник. Сопровождается этот процесс конкуренцией калий/таллий. Выделение таллия через почки в целом незначительное, даже на фоне отравления.

Биологическая роль в организме человека . Таллий имеет выраженную токсичность , обусловленную нарушением ионного баланса главных катионов организма – натрия и калия.

Ион таллия склонен образовывать прочные соединения с серосодержащими лигандами и, таким образом, подавлять активность ферментов, содержащих тиогрупы. Таллий нарушает функционирование различных ферментных систем, ингибирует их, препятствуя тем самым синтезу белков .

Поскольку ионные радиусы калия и таллия близки, они имеют схожие свойства и способны замещать друг друга в ферментах . Катион таллия имеет большую по сравнению с калием способность проникать через клеточную мембрану внутрь клетки. При этом скорость проникновения таллия в 100 раз выше, чем у щелочных металлов. Это вызывает резкое смещение равновесия Na/K, что приводит к функциональным нарушениям нервной системы .

Именно тот факт, что таллий является изоморфным «микроаналогом» калия, свидетельствует о том, что токсичность его соединений для человека существенно выше, чем у свинца и ртути.

Синергисты и антагонисты таллия . Антагонистами таллия являются вещества, содержащие серу .
Таллий подавляет усвоение железа и способен вытеснять калий из организма.

Признаки недостаточности таллия : научные данные отсутствуют.

Повышенное содержание таллия . Таллий имеет выраженную токсичность. Летальная доза для человека – 600 мг.
Источниками отравления таллием могут служить бытовые средства: химикаты, предназначенные для борьбы с грызунами, – родентициды (сульфаты таллия).

Риск хронического отравления таллием присутствует у рабочих, занятых на таких производствах, как обжиг пирита, плавление руд (сульфидные руды, богатые калием минералы), сжигание угля, получение полупроводников, цемента, специального стекла с добавками таллия. Попадать в организм таллий может также через загрязненные пищевые продукты или с пылью.

В криминалистике описаны случаи использования солей таллия с целью убийства или самоубийства .

При остром отравлении таллием в первую очередь поражается периферическая нервная система, центральная нервная система, сердце, гладкая мускулатура, печень, почки, кожа и волосы. Таллий вызывает диффузное поражение нейронов центральной нервной системы.

Основные проявления избытка таллия : сильные боли по типу невралгии; гиперестезия в конечностях (примерно с 4–го дня после перорального поступления таллия), позже возможно наступление паралича, бессонница; истерия; расстройства зрения; спутанность сознания, тахикардия (резистентная к терапии обычными средствами); поражения потовых и сальных желез кожи; выпадение волос из–за нарушения синтеза кератина (на 10–13 день после отравления или несколько позже).

Таллий необходим : соединения таллия применяются для удаления волос при стригущем лишае – соли таллия в соответствующих дозах приводят ко временному облысению . Широкому применению солей таллия в медицине препятствует то обстоятельство, что разница между терапевтическими и токсическими дозами этих солей невелика .

Некоторые силикаты и фосфаты щелочноземельных металлов, активированные таллием, применяются в физиотерапии.

Пищевые источники таллия :