Výskyt kovů alkalických zemin v přírodě

Druhou hlavní podskupinu periodické soustavy tvoří 6 prvků: berylium, hořčík, vápník, stroncium, baryum a radioaktivní radium. Elektronová konfigurace valenčních elektronů je ns2 (n = číslo periody), prvky 2. skupiny periodické soustavy bývají proto označovány jako s2 - prvky.

Všechny prvky druhé skupiny, s výjimkou beryllia, jsou velmi měkké, lehké a reaktivní kovy. Většinou tvoří iontové sloučeniny, pouze beryllium dává přednost tvorbě kovalentních sloučenin (vysoký polarizační účinek kationu Be2+), s kyslíkem tvoří zásadotvorné oxidy typu MO, s vodíkem tvoří tuhé, reaktivní hydridy iontové povahy MH2 (beryllium a hořčík tvoří polymerní hydridy s vodíkovými můstky).

Kovy alkalických zemin se v přírodě vyskytují pouze ve sloučeninách, jako dvoumocné kationy M2+.

Charakteristika vybraných kovů alkalických zemin

Beryllium

Vlastnosti: Šedý, tvrdý, křehký kov. Toxický. Diagonální podobnost s hliníkem. Sloučeniny jsou toxické a karcinogenní.

Zdroje: Beryl - odrůdy (smaragd, akvamarín).

Čtěte také: Původci znečištění půdy

Využití: Slitiny - beryliový bronz. Nejiskřivé nářadí - použití v potenciálně explozivních provozech. Elektrody na svařování.

Hořčík

Vlastnosti: Lehký, stříbřitý kov. Nízká hustota. Neušlechtilý kov. Biogenní prvek - v chlorofylu. Reaktivní, pasivace MgO. Diagonální podobnost s lithiem.

Zdroje: Hojně zastoupený ve sloučeninách.

Výroba: Elektrolýza taveniny MgCl2.

Využití: Slitiny - dural, elektron, magnalium. Metalotermie - výroba jiných kovů pomocí hořčíku.

Čtěte také: Jak recyklovat drahé kovy z elektroodpadu?

Sloučeniny:

• MgO (pálená magnézie): Tepelně odolný - vyzdívky vysokých pecí. Zásadotvorný oxid.
• MgCO3 (magnezit): Hnojivo, prášek u horolezců.
• MgSO4 . 7H2O (hořká/epsomská sůl): Laxativum (projímadlo).

Vápník

Vlastnosti: Stříbrobílý lesklý kov. Měkký. Vysoká reaktivita - musí se uchovávat pod petrolejem, na vzduchu oxiduje, reaguje s vodou. Biogenní prvek (nedostatek - osteoporóza/řídnutí kostí). Vápenaté soli barví plamen do oranžova.

Zdroje:

• Vápenec - CaCO3: Modifikace - kalcit, aragonit, mramor, křída.
• Dolomit: CaMg(CO3)2.
• Fosforit, apatit.
• Sádrovec: CaSO4 .

Baryum

Baryum (Ba) je měkký a lehký kov alkalických zemin. Poprvé byl izolován koncem 18. století. Ba je vysoce reaktivním prvkem, na vzduchu rychle oxiduje. V zemské kůře je Ba relativně hojně, jeho klark 390 g/t (ppm) jej řadí na 15. místo. Ve sloučeninách se vyskytuje jen s oxidačním číslem +2.

Čisté Ba se přirozeně v přírodě nevyskytuje, nejběžnější i ekonomicky nejvýznamnější rudou Ba je baryt (BaSO4). V Roce 2014 pak bylo celosvětově vytěženo přes 8,6 milionu tun Ba. V současnosti jsou v ČR evidovaná tři „spící“ ložiska barytu: Běstvina, Bouhousová a Křižanovice.

Čtěte také: Katalog Odpadů - Kovy

Využití Barya

Oblasti využití barya jsou celkem vyjmenovány v kapitole o jeho účincích na zdraví lidí a zvířat, v části popisující vystavení pracovníků jeho působení. Páry Ba se používají jako redukční činidlo při přípravě neptunia i některých dalších transuranů.

Sloučeniny Ba nachází v lidské společnosti relativně bohaté uplatnění. Ba je používáno při výrobě chemikálií (chlor, stabilizátory PVC), léčiv, elektroniky, mazadel, svářečských slitin, barev a pigmentů, v pyrotechnických efektech, ve sklářském i metalurgickém průmyslu aj.

Baryum v životním prostředí

Ba je přirozenou součástí životního prostředí. Osud Ba závisí na charakteru barnaté sloučeniny. Ve vodě málo rozpustné sloučeniny zůstávají v prostředí relativně dlouhou dobu, dobře rozpustné sloučeniny se rychle mění na baryt, popřípadě witherit (BaCO3). U Ba není popsána bioakumulace.

Zdroji barya v životním prostředí jsou jak matečné horniny, které ho obsahují, tak průmyslová činnost. Například uhelné elektrárny či spalovny odpadů jsou zdroji jeho úniků do ovzduší, ale jeho zdroji je také celá řada oborů vyjmenovaná v části věnované účinkům barya na zdraví lidí a na zvířata). Baryum je přítomno také v celé řadě odpadů - například v kalu uhličitanu barnatého, dále v odpadních kalírenských solích, v odpadech z těžby a úpravy barytu, elektrárenských popílcích a struskách anebo v odpadech z chemického průmyslu.

Koncentrace barya v prostředí

O koncentracích barya není tolik dostupných údajů jako o jiných těžkých kovech. Průměrná koncentrace Ba ve sladkých vodách 0,050 mg/l. V říční vodě se jeho koncentrace pohybují mezi 0,009 - 0,15 mg/l v závislosti na horninovém prostředí, kterým řeka protéká. V různých půdách ČR se uvádějí koncentrace v rozmezí 214 - 7820 ppm.

V lidském organismu je baryum obsaženo průměrně v 0,23 mg/kg tělesné váhy. Na jeho biologické funkci se zatím vědci zcela neshodli, i když ho někteří řadí k tzv.

Podstatnější část příjmu barya do lidského těla jde ovšem potravní cestou, menší pak pitnou vodou a zlomek z ovzduší. Jeho denní příjem v ČR činil podle Trebichavského et al. (1998) 0,8 mg, z toho 0,605 mg potravou, 0,19 mg pitnou vodou a 0,005 vzduchem.

Toxicita Barya

Riziko představují rozpustné sloučeniny Ba. V malých dávkách působí jako svalový stimulant, ve větším množství působí neurotoxicky, poškozují kardiovaskulární systém, způsobuje třes, slabost, případně paralýzu. Při vdechování poškozuje horní i dolní cesty dýchací.

K akutním otravám baryem dochází relativně často především požitím jeho rozpustných sloučenin. Příznaky: dráždění trávicího ústrojí, slinění, zvracení, krvácení trávicího ústrojí, působí na nervový systém a na buňky kosterního a srdečního svalstva, třes, dýchací potíže, bolesti v celém těle, později pak cyanóza, vznik obrn, poškození jater až k selhání srdce.

Chronická otrava baryem se projevuje slabostí, hubnutím, záněty ústní sliznice, průjmy, hypertenzí, vypadáváním vlasů a zánětem spojivek.

Toxickým účinkům barya byli anebo jsou vystaveni pracovníci ve výrobě chemikálií, při aplikaci kalírenských a popouštěcích solí v metalurgii, při sváření, ve výrobě aditiv do maziv a plastů (stabilizátory PVC), ve výrobě pyrotechnických materiálů, v různých sklářských provozech, při výrobě keramiky a elektrokeramiky, elektroniky, činidel, katalyzátorů, pigmentů, textilu, léčiv, louhu a chlóru, vitaminů, hormonů, pryže, pesticidů, hořčíku, zinku a india, při rafinaci cukru a v dalších oborech. Značným koncentracím barya jsou vystaveni například svářeči (2,2 - 6,2 mg/m3 - údaj pochází z konce 90. let - zdroj: Trebichavský et al.

Mimo lidi pracující ve vyjmenovaných oborech mohou být v omezené míře účinkům barya vystaveni také obyvatelé žijící v okolí těchto provozů, dále pak tepelných elektráren spalujících uhlí a spaloven odpadů.

Sloučeniny prvků II.A skupiny

Ca(OH)2 - hydroxid vápenatý, hašené vápno, jeho nas. v laboratoři se užívá jako levná zásada a také k důkazu oxidu uhličitého - zaváděním CO2 do vápenné vody - zakalení (viz. uhličitany - bezbarvé, příp. bílé kryst. síran vápenatý také způsobuje trvalou tvrdost vody - tu lze odstranit např. mýdlo se vyrábí alkalickou hydrolýzou esterů vyšších mastných kyselin s glycerolem působením alkalického hydroxidu - tzv. vznikají při tom alkalické soli vyšších mastných kyselin - mýdla (viz. alkoholáty, fenoláty, jejich příprava a hydrolýza.

výjimkou mezi alkalickými kovy je lithium, které se některými vlastnostmi blíží spíše hořčíku (tzv. průmyslově se vyrábí hlavně sodík - elektrolýzou taveniny chloridu sodného, využívá se např. el. průmyslově se vyrábí hlavně hořčík - elektrolýzou chloridu, používá se v org. průmyslově nejdůležitější suroviny alk. hydroxidy alk. nejdůležitější jsou hydroxid sodný NaOH a draselný KOH, které mají široké uplatnění v chemické praxi, NaOH se užívá jako čisticí prostředek (louh), oba hydroxidy slouží k výrobě mýdla, dále např. uhličitany alk. výroba sody - Solvayův proces - (viz. ot.č. halogenidy alk. průmyslový význam mají např. NaNO3, KNO3 - hnojiva, suroviny pro výr.

tags: #kovy #alkalickych #zemin #v #prirode #vyskyt

Oblíbené příspěvky:

• Efektivní čištění odpadu
• Příroda a dobrodružství v Evropě
• Inspirace pro přírodní balkon
• Pěstování kokosové palmy
• Článek o auditu a konsolidaci