Nejrozšířenější prvky v přírodě a jejich složení

Většina běžných chemických prvků přítomných na Zemi jako jsou uhlík, kyslík a dusík, má svůj původ v kosmu. I naše těla jsou tvořena prvky, které původně vznikly ve vesmíru při výbuších supernov. „Velká část našeho těla je tvořena prvky, které vznikly při výbuchu supernovy, možná, že těch supernov bylo více.

Opravdu se dá říct, že je naše tělo tvořeno popelem vyhořelých hvězd,“ uvádí v Meteoru dr. Jan Havlík z Vysoké školy chemicko-technologické v Praze (VŠCHT). Základními stavebními „kameny“ celého vesmíru jsou vodík a helium tvořící 99 procent jeho hmotnosti. Často se říká, že vodík a helium jsou jediné dva prvky, které byly ve vesmíru ještě před vznikem prvních hvězd. Pravda je to podle Jana Havlíka ale jen částečně.

„Vzniklo velké množství vodíku a menší množství helia. Vedle nich se objevilo i malé množství lehčích prvků, jako jsou lithium, beryllium nebo bor. Vznikly působením kosmického záření na molekulová mračna, tyto prvky se vlastně vyskytovaly ještě před zažehnutím prvotních hvězd, které dál syntetizovaly všechny ostatní prvky až k železu,“ vysvětluje Jan Havlík.

Země, stvořitelka prvků

Složení naší planety není úplně stejné jako před 4,5 miliardami let. V přírodě je 94 prvků, ale pouze 82 z nich jsou stabilní. Ostatní jsou nestabilní, přičemž z toho původního hvězdného materiálu pocházejí pouze bismut, thorium a uran. Všechny ostatní nestabilní prvky nám tady vznikají a zanikají před očima.

Některé prvky si Země vyrábí sama. Děje se tak při jaderném rozpadu uranu nebo thoria, případně během jaderného štěpení. „Existují na Zemi místa, kde docházelo po miliony let k jaderným reakcím podobným jako v jaderných reaktorech. Na těchto místech vznikla řada exotických prvků, například plutonium,“ dodává Havlík.

Čtěte také: Více o nejrozšířenějším minerálu

Za poločasem rozpadu

Když se podíváme do tabulky radioaktivních prvků, tak uvidíme, že některé mají poločas rozpadu mnohem kratší než je doba trvání Země. To znamená, že už se měly dávno rozpadnout, přesto je tu máme. Přirozeným rozpadem uranu totiž vzniká kaskáda dalších radioaktivních prvků, které se na sebe navzájem jeden druhý přeměňují. „Vznikají vlastně taková ložiska prvků, mají stálou koncentraci a pořád se doplňují,“ říká Havlík.

Množství takových prvků pomaličku klesá s tím, jak se vyčerpávají původní zásoby thoria a uranu. Země se v důsledku ochlazuje, poněvadž tyto prvky při rozpadu uvolňují velké množství energie a slouží jako zdroj tepla. Velká část energie, která se uvolňuje např. pomocí vulkánů nebo sopek, pochází právě přeneseně z tohoto jaderného rozpadu.

Kdy skončí všechny pozemské jaderné rozpady?

Není možné říct, kdy přesně skončí všechny jaderné rozpady - liší se to prvek od prvku respektive izotop od izotopu. „U některých je jisté, že vesmír bude dávno studený, ale ony se budou pořád rozpadat. Například bismut, který má poločas rozpadu v miliardách let,“ říká Havlík.

Pojednáváme tady o 94 chemických prvcích Mendělejevovy tabulky, ta aktuální jich však zná 118. Všechny ostatní prvky nad číslo 94 jsou uměle vyrobené a velmi rychle mizí. „Můžeme se s nimi setkat například na skládce, kde jsou detektory kouře, které obsahují malé množství americia. Druhá možnost je třeba v nánosech hornin, v nichž se nacházejí zbytky po výbuchu atomových bomb nebo po nehodách v jaderných elektrárnách. To vše jsou prvky umělé, nepocházejí z přírodních zdrojů,“ uzavírá Jan Havlík.

Stabilní prvky tedy Země dostala do vínku už při svém vzniku, ty staré radioaktivní pomalu mizí, nahrazují je po rozpadu jiné a i ty za mnoho miliard let zmizí úplně.

Čtěte také: Oxidační číslo 0 a nejrozšířenější prvky

Biogenní prvky v živé hmotě

V živé hmotě se vyskytuje cca 28 biogenních prvků, které tvoří různé anorganické a organické sloučeniny. K, Na, Ca atd. se řadí mezi tyto prvky. Uhlík - C - je základní biogenní prvek, vyskytuje se ve všech organických látkách a je součástí vzduchu (CO2), tělních tekutin (HCL), bílkovin, cukrů, tuků atd. F - je součást kostí a zubů.

Organické látky se skládají z řetězců uhlíku na které jsou navázány další látky. Nejjednodušší organické látky jsou uhlovodíky, jsou tvořeny pouze z atomů uhlíku a vodíku. Další organické látky, které jsou součástí živé hmoty jsou pak odvozeny (jsou deriváty) těchto uhlovodíků. Každá organická látka vstupující do procesu metabolizmu (látkové výměny) musí projít změnami které umožní využití této organické látky heterotrofními organizmy.

Oranismus neschopný fotosyntézy, závislý na autotrofních organismech pro příjem organických látek (živočichové, člověk) - konzumenti. Při tomto ději se složité organické látky rozkládají na látky jednoduché (například bílkoviny na aminokyseliny, škroby na monosacharidy, tuky na glycerol a mastné kyseliny). Proces trávení probíhá u různých organických látek v různých oddílech zažívacího traktu viz. dále.

Rozklad látek je důležitým přípravným procesem pro jejich další zpracování-vstřebávání do organizmu. Je proces, kdy jednoduché organické látky přecházejí přes stěnu tenkého střeva (žaludku, tlustého střeva) do krve. Krev dále přenáší tyto rozložené živiny (monosacharidy, aminokyseliny, glycerol a mastné kyseliny) k buňkám jednotlivých orgánů, kde jsou tyto látky využity.

Voda jako základní složka živých organismů

Podle druhu organizmu např. (například 6ti týdenní lidské embryo obsahuje 97 % vody, novorozenec 75 % vody, dospělý člověk 65 %, staří lidé 42 % vody). Pitný režim je zažitým pojmem pro doplňování tekutin. Je to hlavní způsob, jak pokrýt každodenní ztráty tekutin v těle. Je nutné vždy udržet rovnováhu mezi příjmem a výdejem tekutin. Pro orientační zjištění, zda přijímáme dostatečné množství tekutin, stačí běžně sledovat, jaké množství a zbarvení moči z našeho těla odchází.

Čtěte také: Vše o nejrozšířenějším kovu

Pokud má moč tmavou barvu, je to jedna ze známek nedostatečného zásobení tekutinami. Průměrně bychom měli vypít denně mezi 2-3 litry tekutin. Pohybujeme-li se v horku, těžce pracujeme nebo sportujeme, musí být příjem tekutin větší. Příjem tekutin by měl být plynulý v průběhu celého dne. Nelze vše potom dohánět večer.

Minerály a horniny

Minerály (též nerosty) jsou stejnorodé přírodniny. Jejich složení lze popsat chemickým vzorcem či značkou (např. křemen \mathrm{SiO_2}). Chemické složení minerálů ovlivňuje jejich vlastnosti. Minerály jsou většinou krystalické.Chemické složení a klasifikace minerálůMinerály se rozdělují do skupin podle svého chemického složení.

Některé chemické prvky se v přírodě nacházejí samostatně. Uhlík (C) - Vyskytuje se ve formě grafitu, který se skládá z atomů ve vrstvách, užívá se např. k výrobě tužek. Zlato (Au) - Ušlechtilý kov, vyskytuje se např. v křemenných žilách, dříve se získávalo rýžováním.Sulfidy obsahují sulfidový anion (\mathrm{S^{2-}}). Sůl kamenná = halit (\mathrm{NaCl} chlorid sodný) - Krystalizuje odpařením roztoků (např. mořské vody), využití v kuchyni či např.

Oxidy jsou sloučeniny kyslíku (ve formě oxidového aniontu \mathrm{O^{2-}}) s dalšími prvky.Křemen: Nejběžnější minerálKřemen (\mathrm{SiO_2} oxid křemičitý) - Nejčastější minerál, vyskytuje se ve všech typech hornin. Je důležitý např. pro výrobu skla (ve sklářském písku). Má mnohé barevné odrůdy. Korund (\mathrm{Al_2O_3} oxid hlinitý) - Vyskytuje se např. jako modrý safír či červený rubín, ze syntetického korundu se vyrábějí např.

Mezi uhličitany (karbonáty) patří kalcit (\mathrm{CaCO_3} uhličitan vápenatý). Tvoří např. horniny vápenec či mramor, vzniká krystalizací z roztoků či usazováním schránek organismů.Živce - Obsahují různé množství vápníku (\mathrm{Ca}), sodíku (\mathrm{Na}), draslíku (\mathrm{K}). Zvětráváním se tyto prvky uvolňují do prostředí a mohou je využívat např. mastek - Měkký minerál, prášek z něj se užívá např.

Tak jako v každém přírodovědném oboru vyvstala i v mineralogii nutnost uspořádat jednotlivé druhy nerostů do přehledného systému, i když tři tisíce známých minerálů není ve srovnání např. s desítkami tisíc druhů v biologii nijak velké množství. Ukázalo se, že bude účelné třídit nerosty podle jejich chemického složení a vnitřní stavby. Tento přehledný třídicí princip najdeme téměř v každé sbírce minerálů. Základní systematické jednotky jsou třídy (9), skupiny, minerální druhy a jejich odrůdy.

Počty minerálních druhů v jednotlivých třídách jsou různé. Druhově nejbohatší jsou křemičitany, dále následují fosfáty a po nich sulfidy. V přírodě existuje přes 20 minerálů tvořených samostatnými prvky. Ryzí kovy jsou v přírodě nápadné barvou, vysokou hustotou, mají kovový lesk a jsou ohebné a kujné. Sulfidy jsou soli kyseliny sirovodíkové (H2S).

Slučují se jeden nebo dva atomy kovu s jedním nebo několika atomy síry. Sulfidy tvoří důležité rudy všech kovů. Vznikly většinou z horkých roztoků. Často tvoří rudní žíly a poměrně snadno se rozkládají. Halogenidy jsou sloučeniny fluoru (F), chloru (Cl), bromu (Br) a jodu (J). Hlavními zástupci je halit - sůl kamenná (NaCl) a fluorit (CaF2). Halogenidy mají velmi podobné vlastnosti: mají slanou nebo hořkou chuť, většinou jsou dobře rozpustné ve vodě a jejich vodné roztoky vedou velmi dobře elektrický proud.

Halogenidy se nacházejí v rozpuštěném stavu v mořské vodě. Během geologického vývoje Země byly často celé mořské zálivy odděleny od moře a vznikly laguny, které postupně vysychaly. Tak vznikla obrovská solná ložiska. Oxidy jsou sloučeniny kyslíku. Patří sem minerály navzájem odlišné vlastnostmi i způsobem vzniku a výskytu. Mezi nejhojnější a nejvýznamnější patří křemen (SiO2), hematit (Fe2O3) a korund (Al2O3). Mnoho z nich je důležitými rudami železa a cínu. Další jsou ceněné drahokamy (rubín a safír).

V přírodě vznikají vylučováním z tavenin i roztoků. Uhličitany jsou soli kyseliny uhličité. Mají výrazně nekovový vzhled. Nejdůležitější je kalcit, který má velké rozšíření a vyskytuje se také jako hornina (vápenec, mramor). Uhličitany jsou poměrně lehké a mají většinou světlé barvy, jen výjimečně jsou výrazně barevné (malachit a azurit). Zředěnými kyselinami se snadno rozkládají. Při reakci se uvolňuje oxid uhličitý (CO2).

Sírany jsou soli kyseliny sírové. Jejich hlavními zástupci jsou sádrovec (CaSO4*2H2O), baryt (BaSO4), a modrá skalice (CuSO4*5H2O). Minerály této třídy jsou v naprosté většině případů produkty zvětrávání. Méně stabilní sírany se nacházejí v železném klobouku sulfidických ložisek. Další sírany jsou usazeniny moří nebo jezer. V pouštích krystalují sírany ze vzlínající podzemní vody poblíž zemského povrchu a tvoří tak známé pouštní růže ze sádrovce. Výjimku tvoří baryt.

Fosforečnany jsou soli kyseliny fosforečné. Jejich hlavním zástupcem je apatit. Apatit a několik dalších minerálů fosforu je magmatického původu. Po zvětrání nerostů s obsahem fosforu v půdě, se fosfor dostává do rostlin a s nimi pak do koster, zubů a výkalů obratlovců. Křemičitany neboli silikáty jsou sloučeniny oxidu křemičitého (SiO2). Tyto minerály jsou největší třídou nerostů a jsou také nejdůležitější součástí zemské kůry. Jsou také součástí kamenných meteoritů.

Důležité křemičitany jsou živce, slídy, granáty, amfiboly a pyroxeny (tedy téměř všechny horninotvorné nerosty). V přírodě jsou hojné a rozšířené, především jako součásti hornin. Křemičitany mohou mít velmi komplikované složení a strukturu. Mají rozmanité vlastnosti, nekovový vzhled, jsou zbarvené a v tenkých lupíncích průhledné. Většinou jsou lehké, tvrdé (výjimka je mastek) a těžko tavitelné. V kyselinách se rozkládají málo nebo vůbec. Organolity Liší se ode všech předcházejících tříd původem, protože vznikly rozkladem organismů.

Přírodní látky sklovité povahy, které nemají jednotné chemické složení. Nejznámější z nich jsou tektity - skla spojovaná s kosmickými tělesy.Minerály a horninyMinerály (také česky nerosty) tvoří horniny či vyplňují dutiny a pukliny v nich. Jsou většinou anorganické stejnorodé přírodniny. Jejich složení jde vyjádřit chemickou značkou či vzorcem: např. křemen (a) je chemicky oxid křemičitý = \mathrm{SiO_2}. Chemické složení minerálů ovlivňuje jejich vlastnosti. Minerály jsou většinou krystalické.

Horniny jsou přírodniny složené z jednoho či více druhů minerálů. Např. žula (e) je tvořena více minerály: křemenem (a), plagioklasem (b), draselným živcem (c) a biotitem (d). Horniny tvoří geologická tělesa, sestává z nich litosféra.Typy hornin podle vzniku Magmatické (vyvřelé): Vznikají tuhnutím magmatu (např. žula, čedič). Sedimentární (usazené): Vznikají usazováním úlomků hornin (např. pískovec, vápenec). Metamorfované (přeměněné): Vznikají přeměnou magmatických, sedimentárních i metamorfovaných hornin za působení teploty a tlaku, např. mramor, svor.

Radioaktivita v přírodě

Diamanty jsou věčné. To, co naměří přístroj Safecast (nebo kterýkoliv jiný běžný radiometr), je výsledná hodnota dávkového příkonu způsobeného zářením gama z různých zdrojů. Jedná se o přírodní zdroje (kosmické záření, záření z horninového podloží nebo záření z přírodních radionuklidů v živých organismech, včetně člověka) a zdroje záření vzniklé v důsledku lidské činnosti (např.

Na následujícím obrázku jsou znázorněny zdroje záření gama, které se podílejí na výsledné hodnotě zobrazené na přístroji. (Ačkoliv všechny živé organismy a z nich odvozené materiály obsahují také radioaktivní uhlík 14C, není tento izotop v obrázku uveden. Kosmické záření k nám proniká skrze atmosféru z kosmického prostoru. Atmosféra nás před kosmickým zářením stíní - tj. snižuje množství kosmického záření dopadajícího na povrch země. Čím jste výše nad hladinou moře, tím je vrstva atmosféry tenčí a tím více kosmického záření přístroj (např.

Voda záření stíní, dokonce mnohem více než vzduch. Pod vodou by v určité hloubce mohlo být kosmické záření zcela odstíněné. Zdrojem radioaktivity hornin jsou přírodní radioaktivní prvky, které jsou v nich obsažené. Největší podíl má radioaktivní izotop draslíku 40K, jehož koncentrace v horninách zemské kůry je několik hmotnostních procent. Dále jsou to izotopy uranu a thoria a produkty jejich přeměny (zahrnuje i radon a jeho dceřiné produkty).

Pokud je přístroj nad zemí, ukazuje záření z pevného povrchu. V horninovém podloží ČR je obvyklý příkon záření gama na zemském povrchu v rozsahu od 0,006 do 0,245 μSv/h. Zvýšené hodnoty dávkových příkonů lze nalézt v některých oblastech se žulovým podložím nebo v oblastech bývalých ložisek uranových rud. Pokud bude přístroj měřit delší dobu na stejném místě, naměřené hodnoty budou mírně kolísat - nikdy se nestane, že by přístroj ukazoval stále stejné číslo.

Smolinec, správně zvaný uraninit, má chemický vzorec UO2 (tj. oxid uraničitý), je nejdůležitější rudou uranu a radia. Uran bývá v rudě doprovázen dalšími prvky, jako např. Upozornění: vzorky (minerály, půdy nebo předměty), jejichž radioaktivitu chcete zjistit, vložte raději před měřením do plastového sáčku, abyste přístroj chránili před možným znečištěním. V závislosti na velikosti samotného vzorku i množství smolince ve vzorku můžete naměřit různě vysoké hodnoty dávkového příkonu.

Zde byl přístroj Safecast přiložen přímo k plastovému sáčku (ten průchodu záření gama nijak nebrání) se vzorkem smolince a naměřený dávkový příkon se pohyboval kolem 170 microSv/h. Takový vzorek není sice bezprostředně zdraví škodlivý, ale rozhodně není vhodné uchovávat jej dlouhodobě např. Jedná se o baryt s obsahem radia 226Ra. Je to esteticky velmi pěkný minerál, který se běžně prodává. Typická česká lokalita výskytu radiobarytu je Jeníkov u Teplic - více informací najdete zde.

Uranové sklo je sklo charakteristické výrazné žlutozelené barvy, zbarvené příměsí uranu. Často se z něj vyráběly různé ozdobné poháry a jiné dekorační předměty. Dnes se na hodinky apod. používají materiály na bázi hlinitanu strontnatého (SrAl2O4) s příměsí europia nebo dysprosia (podrobnější informace viz Wikipedia. Ze stejného materiálu jsou např. samolepící hvězdičky do dětských pokojů, které po zhasnutí světla ve tmě nějakou dobu svítí.

Tritiové světelné zdroje - GTLS (gaseous tritium light source) - jsou tvořeny zatavenou skleněnou ampulkou obsahující plynný radioaktivní izotop vodíku - tritium. Tritium při radioaktivním rozpadu produkuje záření beta, které dopadá na vnitřní stěnu skleněné ampulky pokryté luminiscenčním materiálem a vzniká viditelné světlo. Tyto výrobky (přívěsky na klíče, hodinky se svítícími ručičkami, kompasy apod.) jsou v ČR i v dalších zemích ve volném prodeji a nejsou nijak regulovány.

SÚJB tedy považuje za prokázané, že zdravotní riziko spojené s ozářením fyzické osoby způsobené manipulací s uvedenými výrobky je dostatečné nízké a lze jej považovat z hlediska radiační ochrany za zanedbatelné, resp. Draselné hnojivo obsahuje zhruba 80 - 250 gramů draslíku na kilogram hnojiva. Pouhých 0.01% z tohoto draslíku tvoří radioaktivní izotop 40K, který je zdrojem záření gama.

Protože mnohé radioaktivní prvky jsou běžnou součástí živých organismů vč. našich těl (např. radioaktivní draslík K-40 nebo uhlík C-14), takže je samozřejmě najdeme i v potravinách, které jíme. Web iDNES.cz publikoval 7. září 2014 článek zvaný "Radioaktivní kanci žijí i v Česku. Ani v jednom případě nejde o nic, čeho bychom se měli obávat. Izotop draslík K-40 se v banánech vyskytuje ve velmi malém množství.

Některé z našich uživatelů přístrojů SAFECAST již napadlo, zda by si nemohli změřit, jak je daná potravina "radioaktivní". Následující obrázek uvádí, jaký dávkový příkon byste teoreticky přístrojem SAFECAST mohli naměřit, pokud by 1) přístroj tak malý příkon vůbec dokázal detekovat a 2) pokud by přístroj měřil pouze záření gama z měřeného vzorku. Ani v případě již zmíněných "radioaktivních kanců" to není tak jednoduché.

Příspěvek dávkového příkonu od vzorku je vyšší, než např. V profesionálních laboratořích se používají mnohařádově citlivější a také mnohem dražší polovodičové detektory z čistého germania umístěné v olověném stínění. I tak probíhá standardní měření jednoho vzorku od několika hodin až po mnoho dnů. Na obrázku níže je zjednodušené schéma takového detektoru v olověném stínění pokrytém z vnitřní strany vrstvou elektrolytické velmi čisté mědi.

Při vlastním měření je vzorek v plastové nádobce na detektoru ze všech stran obklopen olovem, aby se odstínilo přírodní pozadí. Celá sestava samozřejmě zahrnuje složitou elektroniku a software na zpracování naměřených dat. Germaniový detektor je navíc potřeba chladit na nízkou teplotu, k čemuž se obvykle používá kapalný dusík (-195,79 °C), skladovaný ve velkých termoskách - tzv. Dewarových nádobách.

Ne každý ale ví, že obdobu jaderného reaktoru bylo možné nalézt i v přírodě. Tímto unikátem je lokalita Oklo (Gabon, Afrika), kde byl reaktor objeven roku 1972 v místě uranového dolu. Vědci zjistili, že v místě ložiska došlo k postupně k přirozenému nahromadění “paliva” a samovolnému nastartování štěpné reakce asi před dvěma miliardami let.

Dávkový příkon je definován jako dávka obdržená v daném místě ozařovanou látkou za jednotku času, tedy poměr přírůstku dávky za časový interval. V praxi se nejčastěji setkáme s jednotkami Gray nebo Sievert za hodinu, resp. variantě vhodnější pro běžné použití - µGy/h (mikroGray za hodinu) nebo µSv/h (mikroSievert za hodinu), kterou používá i přístroj Safecast, nebo fixní stanička Ramesis. Dávka je pak "množství" absorbované energie za udávaný čas - hodina, měsíc, nebo např.

tags: #nejrozšířenější #prvky #v #přírodě #složení

Oblíbené příspěvky:

• Užitečné informace o skládce Písková Lhota
• Jak zlepšit kvalitu vzduchu doma
• Ekologické zemědělství a dotace
• Složení potravin: Éčka
• Kaufland a udržitelnost