Smago metālu saraksts: veidi un īpašības

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

No visiem 104 ķīmiskajiem elementiem, kas mūsdienās zināmi cilvēcei, 82 ir metāli. Tie ieņem ievērojamu vietu cilvēku dzīvē rūpniecības, bioloģiskās un vides jomās. Mūsdienu zinātne iedala metālus smagajos, vieglajos un cēlos. Šajā rakstā mēs apskatīsim smago metālu sarakstu un to īpašības.

Smago metālu noteikšana

Sākotnēji par smagajiem metāliem bija pieņemts saukt tos pārstāvjus, kuru atommasa ir virs 50. Taču nosauktā termina lietojums mūsdienās biežāk sastopams nevis no ķīmiskā viedokļa, bet gan atkarībā no to ietekmes uz vides piesārņojums. Tātad smago metālu sarakstā ir iekļauti tie metāli un metaloīdi (pusmetāli), kas piesārņo cilvēka biosfēras elementus (augsni, ūdeni). Apskatīsim tos.

Cik vienumus ir smago metālu sarakstā?

Šodien nav vienprātības par elementu skaitu nosauktajā sarakstā, jo nav vispārīgu kritēriju attiecībā uz metāliemsmags. Tomēr smago metālu sarakstu var izveidot atkarībā no dažādām metālu īpašībām un to īpašībām. Tie ietver:

• Atomu svars. Pamatojoties uz šo kritēriju, pie nosauktajiem pieder vairāk nekā 40 elementi, kuru atomu masa ir lielāka par 50 amu (g/mol).
• Blīvums. Pamatojoties uz šo kritēriju, par smagajiem tiek uzskatīti metāli, kuru blīvums ir vienāds ar dzelzs blīvumu vai pārsniedz to.
• Bioloģiskā toksicitāte apvieno smagos metālus, kas nelabvēlīgi ietekmē cilvēku un dzīvo organismu dzīvi. Viņu sarakstā ir aptuveni 20 vienumi.

Ietekme uz cilvēka ķermeni

Lielākā daļa šo vielu negatīvi ietekmē visus dzīvos organismus. Ievērojamās atommasas dēļ tie tiek slikti transportēti un uzkrājas cilvēka audos, izraisot dažādas slimības. Tātad cilvēka ķermenim kadmijs, dzīvsudrabs un svins ir atzīti par visbīstamākajiem un smagākajiem metāliem.

Toksisko elementu saraksts ir sagrupēts pēc bīstamības pakāpes saskaņā ar tā sauktajiem Mertza noteikumiem, saskaņā ar kuriem toksiskākajiem metāliem ir mazākais iedarbības diapazons:

1. Kadmijs, dzīvsudrabs, tallijs, svins, arsēns (bīstamāko metālu indes, kuru pieļaujamās robežas pārsniegšana var izraisīt nopietnus psihofizioloģiskus traucējumus un pat nāvi).
2. Kob alts, hroms, molibdēns, niķelis, antimons, skandijs, cinks.
3. Bārijs, mangāns, stroncijs, vanādijs, volframs

Tas tomēr nenozīmē, ka neviens no iepriekš grupētajiem elementiem navMertz noteikumi, nedrīkst būt klāt cilvēka organismā. Gluži pretēji, smago metālu sarakstā ir iekļauti šie un vairāk nekā 20 elementi, kuru neliela koncentrācija ne tikai nav bīstama cilvēka dzīvībai, bet ir nepieciešama arī vielmaiņas procesos, īpaši dzelzs, varš, kob alts, molibdēns un pat cinks..

Vides piesārņojums ar smagajiem metāliem

Biosfēras elementi, kas ir piesārņoti ar smagajiem metāliem, ir augsne un ūdens. Visbiežāk vainīgi pie tā ir metalurģijas uzņēmumi, kas apstrādā vieglos un smagos krāsainos metālus. Piesārņojošo vielu sarakstu papildina arī atkritumu sadedzināšanas iekārtas, automašīnu izplūdes gāzu iekārtas, katlu stacijas, ķīmiskās rūpniecības uzņēmumi, poligrāfijas uzņēmumi un pat spēkstacijas.

Visizplatītākie toksīni ir: svins (automašīnu ražošanā), dzīvsudrabs (izplatīšanas piemērs: ikdienā saplīsuši termometri un dienasgaismas apgaismojuma ierīces), kadmijs (veidojas sadedzinot atkritumus). Turklāt lielākā daļa rūpnīcu ražošanā izmanto vienu vai otru elementu, ko var raksturot kā smagu. Grupas metāls, kuru saraksts tika dots iepriekš, atkritumu veidā visbiežāk nonāk ūdenstilpēs un pēc tam pa trofisko ķēdi sasniedz cilvēkus.

Bez tehnogēnajiem dabas piesārņojuma faktoriem ar smagajiem metāliem pastāv arī dabiskie faktori - tie ir vulkānu izvirdumi, kuru lavā konstatēts paaugstināts kadmija saturs.

Toksiskāko metālu izplatības dabā iezīmes

Dzīvsudrabs dabā visvairāk lokalizējas ūdens un gaisa vidē. Pasaules okeāna ūdeņos dzīvsudrabs nonāk no rūpnieciskām izplūdēm, un tur ir arī dzīvsudraba tvaiki, kas veidojas ogļu sadegšanas rezultātā. Toksiski savienojumi uzkrājas dzīvos organismos, īpaši jūras veltēs.

Svinam ir plaša izplatīšanas zona. Tas uzkrājas gan kalnos, gan augsnē, gan ūdenī, gan dzīvos organismos un pat gaisā, automašīnu izplūdes gāzu veidā. Protams, svins nonāk vidē antropoloģiskas iedarbības rezultātā rūpniecisko atkritumu un nepārstrādātu atkritumu (akumulatoru un akumulatoru) veidā.

Un vides piesārņojuma avots ar kadmiju ir rūpniecības uzņēmumu notekūdeņi, kā arī dabas faktori: vara rūdu laikapstākļi, augsnes izskalošanās, kā arī vulkāniskās darbības rezultāti.

Smagā metāla pielietojumi

Neskatoties uz toksicitāti, mūsdienu rūpniecība, apstrādājot smagos krāsainos metālus, rada milzīgu noderīgu produktu klāstu, kuru sarakstā ir vara, cinka, svina, alvas, niķeļa, titāna, cirkonija, molibdēna u.c. sakausējumi.

Varš ir ļoti plastisks materiāls, no kura var izgatavot dažādus vadus, caurules, virtuves piederumus, rotaslietas, jumta segumus un daudz ko citu. Turklāt to plaši izmanto mašīnbūvē un kuģu būvē.

Cinkam ir augstas pretkorozijas īpašības, tāpēc cinka sakausējumu izmantošana metāla izstrādājumu pārklāšanai (tā sauktā galvanizācija) ir izplatīta. Cinka izstrādājumu pielietojumi: celtniecība, mašīnbūve, poligrāfija (drukas plāksnes), raķešu zinātne, ķīmiskā rūpniecība (laku un krāsu ražošana) un pat medicīnā (antiseptiķi utt.).

Svins viegli kūst, tāpēc to izmanto kā izejvielu daudzās nozarēs: krāsu un laku, ķīmijas, automobiļu (iekļauts akumulatoros), elektronikā, medicīnā (aizsargpriekšautu izgatavošana pacientiem rentgena izmeklējumu laikā).