Nejrozšířenější kov v přírodě: Výskyt, vlastnosti a využití

Téměř 80 % prvků v periodické soustavě prvků tvoří kovy. Některé kovy se v přírodě nacházejí v elementárním stavu - ryzí (např. Au, Ag, Pt, Hg). Většina je vázána ve sloučeninách (jsou to hlavně oxidy, sulfidy, uhličitany, křemičitany, sírany, fosforečnany a chloridy). Výskyt a dostupnost jednotlivých rud v přírodě a jejich chemické složení určuje způsob výroby a rozsah jejich zpracování.

Obecné vlastnosti kovů

• Kovový vzhled
• Vysoká teplota tání
• Elektrická a tepelná vodivost
• Tažnost a kujnost

Rozdělení kovů

Kovy lze rozdělit podle různých kritérií:

1. Podle hustoty:
   • Lehké (Na, Mg, Al…) - mají nižší hustotu
   • Těžké (Fe, Pb, Hg…) - mají vyšší hustotu
2. Podle stálosti na vzduchu a vlhku:
   • Ušlechtilé (Au, Ag, Pt) - málo reaktivní, lépe odolávají vlivům tepla a vlhka, rozpouští se v lučavce královské
   • Neušlechtilé (Fe, Mg, Li…)
3. Podle dostupnosti a ceny:
   • Drahé (Au, Ag, Pt)
   • Ostatní (Fe, Zn, Al…)

Slitiny kovů

Slitiny kovů jsou směsi kovů, které se roztaví a poté nechají ztuhnout. Mají často lepší vlastnosti než čisté kovy. Mezi známé slitiny patří například:

• Bronz - měď a cín
• Mosaz - měď a zinek

Koroze

Koroze je narušování povrchu kovů vlivem ovzduší. Proti korozi se kovové předměty chrání různými nátěry, zinkováním, cínováním, chromovými povlaky nebo vrstvičkami stálých nerozpustných sloučenin.

Významné kovy a jejich výskyt

Hliník (Al)

Hliník je nejrozšířenější kov v přírodě. Nachází se v nerostech a horninách, získává se z hliníkové rudy bauxitu. Je to stříbrolesklý, měkký kov, dobrý vodič tepla a elektrického proudu a má malou hustotu. Nepodléhá korozi. Používá se na výrobu alobalu, plechovek na nápoje a CD a DVD disků.

Čtěte také: Více o nejrozšířenějším minerálu

Železo (Fe)

Železo je druhý nejrozšířenější kov a čtvrtý nejrozšířenější prvek. V přírodě se vyskytuje v železných rudách. Je to stříbrolesklý, magnetický kov, který snadno podléhá korozi. Nedostatek železa v krvi způsobuje chudokrevnost. Zdroj železa jsou játra, maso, ořechy, sója a luštěniny.

Výroba surového železa se provádí redukcí železných rud ve vysoké peci za přítomnosti koksu a vápence. Surové železo se dále zpracuje na litinu a ocel. Litina se používá na výrobu topných těles a kotlů, ocel se používá na nosné konstrukce (mosty), lešení a koleje.

Čisté železo je málo odolné vůči korozi, na vlhkém vzduchu se pomalu oxiduje za vzniku rzi - hydratovaného oxidu železitého. Železo je díky stálosti svých atomových jader značně rozšířeno ve vesmíru. V zemském jádře je čtvrtým nejrozšířenejěím prvkem, zemské jádro je také složeno převážně ze železa. Nezanedbatelné množství železa bylo nalezeno také v měsíčním prachu. V zemské kůře je železo přítomno převážně ve formě oxidů a uhličitanů. Vzácně se nachází také v ryzí podobě ve formě kuliček, ale toto železo je meteorického původu.

Měď (Cu)

Měď je součástí nerostů (chalkopyrit). Je to červenohnědý kov, výborně vede elektrický proud a teplo. Na vzduchu se pokrývá zelenou měděnkou, která vzniká korozí mědi a chrání ji před další korozí. Měď se používá na výrobu mincí (10 Kč, 20 Kč), střešních krytin a okapů.

Olovo (Pb)

Olovo je nejrozšířenější prvek z těžkých kovů, v přírodě bychom ho našli jako galenit (sulfid olovnatý), ceruzit (uhličitan olovnatý) a anglezid (síran olovnatý). Používá se k výrobě baterií v automobilovém průmyslu (tetraetyl-tetrametalolovo), ve sklářském průmyslu i na výrobu kabelů a broků.

Čtěte také: Oxidační číslo 0 a nejrozšířenější prvky

Další kovy

Mezi další významné kovy patří například zinek, kadmium, chrom, mangan, arzen a rtuť. S rozvojem moderní techniky roste produkce toxických kovů, které kontaminují ovzduší, povrchové vrstvy půdy a jsou obzvlášť nebezpečné vyskytnou-li se v potravě či podzemní vodě. Jejich zdrojem je zejména výroba kovů (pyrometalurgické a hydrometalurgické postupy), výfukové plyny, spalování fosilních paliv a spalování městských odpadů.

Toxicita některých kovů

Některé kovy jsou toxické a mohou způsobovat vážné zdravotní problémy. Zde jsou některé příklady:

Olovo

Vstřebávání olova dýchacími cestami je možné odhadnout na základě znalostí o aerodynamických charakteristikách aerosolu a na základě fyziologických parametrů dýchání. Takto se vstřebává asi 40 %. V GIT se vstřebává asi 5−8 %, u dětí to může být více. V krvi je z 98 % vázané na erytrocyty, má velkou afinitu k SH-skupinám, proto je schopné inhibovat enzymy (zejména enzymy syntézy hemu). Lehce prochází placentou a hematoencefalickou bariérou, ale v mozku se nehromadí. Hromadí se v kostech.

Akutní encefalopatie se vyskytuje zejména u dětí - apatie, ospalost, stupor, ataxie, hyperaktivita, kóma a smrt zástavou srdce a dýchání. Může přejít do chronické formy. Došlo k objevení difuzních atrofických změn v mozkové kůře, nejvýznamnější pak v temporálním a frontálním laloku. Inhibice syntézy hemu a přežívání erytrocytů způsobuje mikrocytární nebo normocytární anémii, a to hlavně při profesionálních expozicích, kde plumbémie dosahuje hodnot nad 0,5 mg/l. V krvi se objevují bazofilně tečkované erytrocyty a retikulocyty.

Arzen

Už Paracelsus popsal klinický obraz otravy arzenem a její léčbu. V přírodě se nachází ve formě sulfidů, nejrozšířenější je arzenopyrit. Vyskytuje se jako součást jiných rud a získává se jako vedlejší produkt zpracování těchto rud. V minulosti se používal jako součást hnojiv, dnes se používá ke konzervaci dřeva proti houbám, v malém množství ve farmaceutickém průmyslu, v sklářství, k veterinárním účelům, do některých herbicidních přípravků, laserů, bojových chemických látek, do slitin ke zlepšení jejich mechanických a fyzikálních vlastností atd..

Čtěte také: Prvky v přírodě

Preparáty arzenu byly používány k léčebným účelům v široké škále onemocnění - při léčbě lues v kombinaci s ATB, spavé nemoci, amébiázy a ve veterinární medicíně. Arzen patří k jednomu z nejdéle známých jedů středověku (připravovaný z arzeniku). Dnes jsou otravy většinou náhodné. Preparáty podané parenterálně jsou rychle vstřebávané a hromadí se v játrech a později v ledvinách, malé malé množství též v mozku, srdci, děloze a svalstvu. V důsledku vysoké afinity arzenu k SH-skupinám dochází po 48 hodinách k významnému hromadění v ektodermálních tkáních - kůže a její adnexa (keratin, skleroprotein).

Akutní otrava: letální dávka je 60−80 mg. Rozvíjí se obraz GIT syndromu v důsledku paralýzy kapilár mezenteria (As je silný kapilarotoxický jed), pozorujeme zvýšené slinění, ztrátu tělesné hmotnosti. Při mohutnější otravě probíhá otrava pod obrazem paralytického asfyktického syndromu s rychlým přechodem do bezvědomí a obrnou oběhu a dýchání. změny na kůži (alergické dermatitidy, ekzémy, záněty vlasových folikulů, začervenání, vřídky). Z kožních změn je to též typická melanóza lišící se od Addisonové tím, že nepostihuje sliznice.

Rtuť

V přírodě se vyskytuje převážně ve formě sulfidů (rumělka, cinabarit), vzácné jsou chlorid, jodid a oxid. Afinita rtuti k síře a SH-skupině je určujícím faktorem biologických účinků na organismus (narušuje funkci membrán a aktivitu enzymů). Nejvýznamnější je vstřebávání rtuťových par inhalační cestou (vstřebává se až 80 %). Při krátkodobé expozici poškozuje plíce (erozivní bronchitida, bronchiolitida s intersticiální penumonií), ale cílovým orgánem poškození, hlavně při chronické expozici, je mozková a mozečková kůra a bazální ganglia (mikromerkurialismus - nespecifické příznaky, přerůstá v třes rukou typický při psaní), ale hlavně ledviny (hromadí se zejména v kůře, může vzniknout nefrotický syndrom.) a játra. Vylučování rtuti je pomalé a nepravidelné.

V GIT se vstřebávají rozpustné dvojmocné soli rtuti, požití kovové rtuti nevyvolává otravu (vstřebává se pouze 5 %). Stejně jako otravu nevyvolá ani systémové podání kovové rtuti do žíly, zde ale pak hrozí embolie do plic. Chronická otrava: triáda - gingivitida (záněty dásní, slinění, vypadávání zubů) + tremor mozečkového extrapyramidového původu (jemný, poté výrazný intenční třes, najprve pouze končetin, poté také víček a rtů, ataxie s poruchami chůze, fascikulace, neuropatie s akrálními parestéziemi) + erethismus (toxická organická psychóza - úzkost, stydlivost, nervozita, hádavost, emoční labilita, pokles kognitivních funkcí, pokles IQ). Při akutní inhalační otravě - čerstvý vzduch a klid na lůžku, případně další symptomatická léčba.

Kadmium

Je bílý kov chemicky podobný zinku, ve vodě nerozpustný, ale rozpustný v kyselinách. Používá se do slitin, na výrobu galvanických článků, jako lapač neutronů v jaderných elektrárnách, antikorozní materiál, stabilizátor při výrobě plastů apod. Důležitým zdrojem je dnes i spalování pohonných hmot a olejů a používání pesticidů, které ho obsahují. Eliminace kadmia z organismu je velmi pomalá. Kadmium se hromadí hlavně v ledvinách a játrech, což může vést ke vzniku rakoviny prostaty a dýchacího aparátu. V krvi ho koluje len málo, ale prochází placentou a je nebezpečný pro plod. Dokáže vytěsnit zinek z enzymů a tím narušit chod metabolismu.

Akutní otrava: zvýšený krevní tlak, selhání ledvin, rozklad erytrocytů (hypochromní mikrocytární anémie), intenzivní slinění, nauzea, zvracení (typický je krátký interval mezi požitím kontaminované potravy a vomitem!!), křeče v břiše, bolesti hlavy, následuje šok ze ztráty tekutin, akutní selhání ledvin, srdce, plic (edém), smrt v průběhu 24 hod. Chronická otrava: vývoj trvá i více než 9 let s příznaky dušnosti a plicního edému. Při akutní expozici kadmiu v ovzduší se aplikuje 3,4-dimerkaptopropanol (BAL) za současného sledování funkce ledvin.

Chrom

Je v krystalické formě velmi tvrdý kov. V přírodě se vyskytuje jen ve sloučeninách, nejvýznamněji jako ruda chromit. Volný byl nalezen pouze v meteoritech. K profesionální expozici dochází v metalurgickém a chemickém průmyslu, při výrobě kožešin, zrcadel, chromových pigmentů, v dřevařském průmyslu (konzervační prostředky), při povrchové galvanické úpravě kovů apod. Z přirozené potravy se vstřebává okolo 10 %. Projevy otravy způsobuje hlavně šestimocný chrom.

Z místních projevů jsou to: zánět kůže (chromové vředy), akutní orotativní dermatitida, alergické ekzematózní dermatitidy, perforace nosní přepážky. Na plicích nacházíme nodulární změny (pneumokoniózy). V přírodě se vyskytuje ve formě rud jako jsou oxid, uhličitan a křemičitan. Chronická otrava manganem může nastat po pár měsíců trvající expozici, ale obvykle více než dva roky.

tags: #nejrozšířenější #kov #v #přírodě #výskyt

Oblíbené příspěvky:

• Život v dodávce na Zélandu
• Winni's Piatti Lime - recenze
• Emisní normy
• Dopady letecké dopravy na životní prostředí
• Zkušenosti s granulovaným kompostem