Lista metali ciężkich: rodzaje i cechy

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Ze wszystkich 104 pierwiastków chemicznych znanych dzisiaj ludzkości 82 to metale. Zajmują poczesne miejsce w życiu ludzi w dziedzinie przemysłu, biologii i ochrony środowiska. Współczesna nauka dzieli metale na ciężkie, lekkie i szlachetne. W tym artykule przyjrzymy się liście metali ciężkich i ich cechom.

Oznaczanie metali ciężkich

Początkowo przyjęło się nazywać metale ciężkie tymi przedstawicielami, którzy mają masę atomową powyżej 50. Jednak dzisiejsze użycie tego terminu występuje częściej nie z chemicznego punktu widzenia, ale w zależności od ich wpływu na zanieczyszczenie środowiska. Na liście metali ciężkich znalazły się więc te metale i metaloidy (półmetale), które zanieczyszczają elementy biosfery człowieka (gleba, woda). Przyjrzyjmy się im.

Ile pozycji zawiera lista metali ciężkich?

Dzisiaj nie ma zgody co do liczby pierwiastków na wymienionej liście, ponieważ nie ma ogólnych kryteriów dotyczących metaliciężki. Jednak listę metali ciężkich można utworzyć w zależności od różnych właściwości metali i ich atrybutów. Należą do nich:

• Waga atomowa. W oparciu o to kryterium, ponad 40 pierwiastków o masie atomowej większej niż 50 amu (g/mol) należy do wymienionych.
• Gęstość. Na podstawie tego kryterium za ciężkie uważa się te metale, w których gęstość jest równa lub przewyższa gęstość żelaza.
• Toksyczność biologiczna to połączenie metali ciężkich, które niekorzystnie wpływają na życie ludzi i organizmów żywych. Na ich liście jest około 20 pozycji.

Wpływ na ludzkie ciało

Większość z tych substancji ma negatywny wpływ na wszystkie żywe organizmy. Ze względu na znaczną masę atomową są słabo transportowane i gromadzą się w tkankach człowieka, powodując różne choroby. Tak więc dla ludzkiego ciała kadm, rtęć i ołów są uznawane za najniebezpieczniejsze i najcięższe metale.

Lista pierwiastków toksycznych jest pogrupowana według stopnia zagrożenia zgodnie z tak zwanymi zasadami Mertza, zgodnie z którymi najbardziej toksyczne metale mają najmniejszy zakres narażenia:

1. Kadm, rtęć, tal, ołów, arsen (grupa najniebezpieczniejszych trucizn metali, których przekroczenie dopuszczalnych granic może prowadzić do poważnych zaburzeń psychofizjologicznych, a nawet śmierci).
2. Kob alt, chrom, molibden, nikiel, antymon, skand, cynk.
3. Bar, mangan, stront, wanad, wolfram

Nie oznacza to jednak, że żaden z elementów zgrupowanych powyżej nie jestReguły Mertza nie powinny być obecne w ludzkim ciele. Wręcz przeciwnie, na liście metali ciężkich znajdują się te i ponad 20 pierwiastków, których niewielkie stężenie nie tylko nie jest niebezpieczne dla życia człowieka, ale jest również niezbędne w procesach metabolicznych, zwłaszcza żelaza, miedzi, kob altu, molibdenu, a nawet cynku..

Zanieczyszczenie środowiska metalami ciężkimi

Elementy biosfery zanieczyszczone metalami ciężkimi to gleba i woda. Najczęściej sprawcami tego są przedsiębiorstwa metalurgiczne, które przetwarzają lekkie i ciężkie metale nieżelazne. Listę czynników zanieczyszczających uzupełniają również spalarnie odpadów, spaliny samochodowe, kotłownie, przemysł chemiczny, drukarnie, a nawet elektrownie.

Najczęstsze toksyny to: ołów (produkcja samochodów), rtęć (przykład dystrybucji: termometry i świetlówki zepsute w życiu codziennym), kadm (powstały w wyniku spalania śmieci). Ponadto większość fabryk w produkcji wykorzystuje taki lub inny element, który można określić jako ciężki. Metal z grupy, której lista została podana powyżej, w postaci odpadów najczęściej dostaje się do zbiorników wodnych, a następnie dociera do ludzi wzdłuż łańcucha troficznego.

Oprócz technogenicznych czynników zanieczyszczenia przyrody metalami ciężkimi, występują również czynniki naturalne – są to erupcje wulkaniczne, w lawie których stwierdzono podwyższoną zawartość kadmu.

Cechy dystrybucji najbardziej toksycznych metali w przyrodzie

Rtęć w przyrodzie występuje przede wszystkim w środowisku wodnym i powietrznym. Rtęć dostaje się do wód oceanów na świecie w wyniku zrzutów przemysłowych, a opary rtęci powstają również w wyniku spalania węgla. Toksyczne związki gromadzą się w żywych organizmach, zwłaszcza w owocach morza.

Lead ma szeroki obszar dystrybucji. Gromadzi się w górach, glebie, wodzie, organizmach żywych, a nawet w powietrzu w postaci spalin samochodowych. Oczywiście ołów przedostaje się do środowiska w wyniku działań antropologicznych w postaci odpadów przemysłowych i niepoddanych recyklingowi (baterie i baterie).

Źródłem zanieczyszczenia środowiska kadmem są ścieki z zakładów przemysłowych, a także czynniki naturalne: wietrzenie rud miedzi, wymywanie gleby, a także skutki działalności wulkanicznej.

Zastosowania do metali ciężkich

Pomimo toksyczności współczesny przemysł wytwarza ogromną różnorodność użytecznych produktów poprzez przetwarzanie ciężkich metali nieżelaznych, których lista obejmuje stopy miedzi, cynku, ołowiu, cyny, niklu, tytanu, cyrkonu, molibdenu itp.

Miedź to bardzo plastyczny materiał, który może być używany do produkcji różnorodnych przewodów, rur, przyborów kuchennych, biżuterii, pokryć dachowych i innych. Ponadto jest szeroko stosowany w inżynierii mechanicznej i przemyśle stoczniowym.

Cynk ma wysokie właściwości antykorozyjne, dlatego powszechne jest stosowanie stopów cynku do powlekania wyrobów metalowych (tzw. galwanizacja). Zastosowania produktów cynkowych: budownictwo, inżynieria mechaniczna, drukowanie (płyty drukarskie), nauka o rakietach, przemysł chemiczny (produkcja lakierów i farb), a nawet medycyna (środki antyseptyczne itp.).

Ołów łatwo się topi, dlatego jest wykorzystywany jako surowiec w wielu branżach: farbiarsko-lakierniczej, chemicznej, motoryzacyjnej (wchodzi w skład baterii), elektronicznej, medycznej (produkcja fartuchów ochronnych dla pacjentów podczas badań rentgenowskich).