Výskyt halogenů v přírodě

Halogeny jsou prvky VII. A (17.) skupiny periodické tabulky, kam patří fluor (F), chlor (Cl), brom (Br), jod (I) a astat (At). Název halogenů je odvozen od slov ,,halos" (sůl) a ,,genao" (tvořit), jelikož se v přírodě nevyskytují volně, ale ve formě řady sloučenin, zejména solí. Jako prvky halogeny tvoří dvouatomové molekuly (F₂, Cl₂, I₂). V této podobě mají specifický zápach a vyznačují se vysokou reaktivností.

Vlastnosti halogenů

Halogeny mají 7 valenčních elektronů, například ¹⁷Cl: [¹⁰Ne] 3s² 3p⁵. Tvoří dvouatomové molekuly X₂ (s jednoduchými vazbami) ve všech skupenských stavech a jsou velmi reaktivní, snaží se vytvořit stabilnější konfigurace. Se zvyšujícím se Z stoupají ve skupině teploty tání a varu (od F k I klesá). Všechny jsou dobře rozpustné v nepolárních rozpouštědlech (mají nepolární molekuly X₂), s výjimkou I se rozpouštějí ve vodě. Jsou velmi reaktivní díky vysokým elektronegativitám (klesá od F k I). Přijímají snadno e^- → tvoří: a) halogenidové anionty X^- b) jednu kovalentní vazbu v kovalentních sloučeninách.

Fyzikální vlastnosti halogenů:

• Fluor je světle žlutý plyn.
• Chlor je žlutozelený plyn.
• Brom je červenohnědá kapalina, toxická.
• Jod je fialovočerná pevná látka, sublimuje (z pevného přímo do plynného skupenství), jód je pouze nepatrně rozpustný ve vodě, lépe se rozpouští v roztoku jodidu draselného KI za vzniku tzv. Lugolova roztoku.
• Astat je radioaktivní pevná látka s krátkým poločasem rozpadu, málo prozkoumaná.

Fluor je žlutozelený, mimořádně jedovatý a velmi reaktivní plynný prvek s největší elektronegativitou. Díky tomu reaguje fluor se všemi ostatními prvky. Chlor je žlutozelený, jedovatý a reaktivní plynný prvek, který se ve volné přírodě vyskytuje jen ve formě sloučenin (např. chlorid sodný - sůl kamenná). Jod je tmavě fialová pevná látka s kovovým leskem. Jod velmi snadno sublimuje (změna skupenství z pevného rovnou na plynné).

Výskyt halogenů v přírodě

Ve volné přírodě se samotné halogeny nevyskytují, pouze vázané. V halogenidech (nejčastější) nejrozšířenějších prvků (Na, K, Mg, Ca) - př. NaCl, CaF₂… Halogeny se v přírodě vyskytují jen jako anionty ve sloučeninách. Fluor v kazivci CaF₂. Chlor v kuchyňské soli NaCl. Brom v mořské vodě. Jód v žlázách a řasách.

Fluor, chlor a jod jsou biogenní prvky. Fluor: součást minerálů - př. kazivec (fluorid vápený) CaF₂, kryolit Na₃[AlF₆]. Chlor: součást minerálů - halit (sůl kamenná) NaCl, sylvín KCl, karnalit KCl * MgCl₂ * 6H₂O, mořská voda. Brom: v malém množství ve sloučeninách s Cl, také v mořské vodě, chaluhách, slaných jezerech. Jod: mořská voda.

Čtěte také: Dobrodružství s albatrosy v knihách

Chemické vlastnosti a reakce

Halogeny se připravují hlavně elektrolýzou roztoků nebo tavenin halogenidů. Halogeny se slučují přímo s prvky v intenzivních reakcích a snadno podléhají substituci.

Chlor je názorným příkladem toho, jak může mít využití jedné látky velmi odlišný dopad. Na jedné straně životy bere (bojový plyn), na druhé straně je zachraňuje (chlorování vody). Vyrábí se ze soli kamenné a jeho význam je obrovský.

Jod velmi snadno sublimuje (změna skupenství z pevného rovnou na plynné). Mimo jiné se vyskytuje v našem těle, kde má vliv na správnou funkci metabolismu. Jeho nedostatek se může projevit sníženou inteligencí či zvětšením štítné žlázy (tzv. struma), proto se přidává do soli.

Halogenované organické sloučeniny (AOX)

Halogenované organické sloučeniny (AOX) je poměrně široká skupina organických látek obsahující některý z prvků patřících do skupiny halogenů. AOX označuje adsorbovatelné, organicky vázané halogeny. Jedná se o mezinárodně uznávaný parametr pro sledování těchto látek ve vodě; může se jednat o jednoduché sloučeniny jako je chloroform, nebo komplexní látky jako jsou dioxiny. V přírodě se většina AOX přirozeně nevyskytuje, jejich hlavním zdrojem v prostředí je především průmyslová výroba papíru a celulózy.

Konkrétní chemické i toxikologické vlastnosti jsou vždy závislé na druhu sloučeniny; souhrnně popsat negativní účinek AOX je prakticky nemožné. Mezi již méně významné zdroje AOX můžeme považovat také chlorování pitné vody a v podstatě jakýkoliv chemický závod, kde dochází k zpracování chlóru a jiných halogenů. Riziko pro prostředí představují také staré ekologické zátěže a skládky nebezpečného odpadu. Písmena AOX znamenají ‚Adsorbable Organically bound Halogens‘ (adsorbovatelné organicky vázané halogeny), vyjádřené jako chloridy a stanovené příslušnou evropskou normalizovanou metodou (European Standard Method). Hodnota AOX je globálním parametrem, vyplývajícím z použití této standardní metody, který má určit celkové množství halogenovaných organických látek ve vodě. Tento parametr zahrnuje velkou skupinu látek, které mohou být adsorbovány z vody do aktivního uhlí. Může jít o jednoduché těkavé látky jako je např. trichlormethan (chloroform), nebo o komplexní organické molekuly jako jsou dioxiny.

Čtěte také: Více o rizicích v přírodě

Většinu látek AOX tvoří molekuly s obsahem chloru, ale vyskytují se také látky AOX s bromem a jodem. Některé AOX se řadí do skupiny těkavých organických látek (VOC). Písmena EOX pro stanovení těchto látek v odpadech znamenají "extrahovatelné organické halogenované látky".

Jedním z hlavních zdrojů úniků AOX v celém světě je průmysl papíru a celulózy. Při používání chloru a chemikálií s obsahem chloru při bělení vláken reaguje část chloru s organickou hmotou za vzniku chlorovaných organických látek, které mohou být následně vypouštěny s vyčištěnými odpadními vodami a stanoveny jako látky AOX. Významným zdrojem stejných sloučenin v odpadech jsou pak spalovny odpadů, kde se spaluje značné množství látek s obsahem chlóru a bromu. Menší množství AOX vzniká také během běžného chlorování pitné vody, vody pro bazény, chladících vod a užitkové vody v prádelnách.

Protože se jedná o poměrně širokou skupinu látek, je těžké je blíže popsat. V roce 2013 byly v ČR nahlášeny úniky AOX do vody ve výši 46 tun, do odpadních vod pak bylo nadlimitně vypuštěno přes 20 tun těchto látek.

Některé z chlorovaných chemikálií určených jako AOX jsou toxické pro ryby a ostatní vodní organizmy i při nízkých koncentracích. Mnohé z látek spadajících do skupiny AOX jsou stálé a mají tendenci se akumulovat v organismech (řadí se tedy k tzv. perzistentním organickým látkám).

Jod

Chemický prvek jod je šedočerná, kovově lesklá, tuhá látka, která již za normální teploty sublimuje. Jod je méně reaktivní než ostatní halogeny. Snadno reaguje s fosforem, železem a rtutí. Jod je omezeně rozpustný ve vodě, ale velmi dobře se rozpouští v celé řadě organických rozpouštědel za vzniku různě zbarvených roztoků. Vodné roztoky jodidů bývají obvykle bezbarvé, výjimku tvoří světle zelený jodid nikelnatý NiI₂, tmavě zelený jodid chromitý CrI₃ a růžový jodid kobaltnatý CoI₂. Jod se v přírodě vyskytuje pouze ve svých sloučeninách, elementární jod se v přírodě nenalézá. Přírodní jod je ze 100 % tvořen stabilním izotopem ¹²⁷I, uměle bylo připraveno dalších 33 nestabilních izotopů jodu s hmotnostními čísly od 108 do 141.

Čtěte také: Inspirace pro svatbu v přírodě

Známým zdrojem jodu je chilský ledek, ve kterém je jod přítomen jako jodičnan. Mezi známé minerály s obsahem jodu patří např. lautarit Ca(IO₃)₂, bruggenit Ca(IO₃)₂·H₂O, bellingerit Cu₃(IO₃)₆·2H₂O nebo salesit Cu(IO₃)(OH). Největší obsah jodu (66,63 % I) ze všech nerostů má marshit CuI. Celkem je známo 25 minerálů jodu.

Výroba jodu se provádí redukcí z krystalizačního louhu chilského ledku. Surový jod se rafinuje sublimací. Dalším zdrojem jodu ve formě jodidů je popel mořských chaluh a některé naftové vody. V roce 2012 byla světová produkce jodu 28 kt, největším producentem je s roční výrobou 17 kt Chile, 9,4 kt jodu se vyrobilo v Japonsku.

Největší využití nalézá jod a jeho sloučeniny v lékařství jako desinfekce a zejména jako laboratorní činidlo pro celou řadu analytických metod (oxidimetrie, jodometrie). Methyljodid CH₃I se používá jako metylační činidlo, oxid jodičný I₂O₅ je extrémně silné oxidační činidlo a používá se jako součást filtrů ochranných masek proti oxidu uhelnatému.

tags: #halogeny #výskyt #v #přírodě

Oblíbené příspěvky:

• Postupy instalace vody, odpadu, plynu, topení a klimatizace
• Komplex SA-75 Dvina podrobně
• Nařízení v silniční dopravě
• Lokální řešení plastové stopy
• Jsou chemtrails realitou, nebo fikcí?