Transkript

1 Anorganické látky d - prvky Ing. Zuzana Honzajková, Ph.D.

2

3 Fluor F (lat. Fluorum ) nekovový prvek, žlutozelený plyn těžší než vzduch Výskyt pouze ve sloučeninách vždy v oxidačním čísle -1 Nejvýznamnější minerály fluoru jsou kazivec CaF 2 a fluoroapatit Ca 5 (PO 4 ) 3 F Využití jako surovina v chemickém průmyslu většího praktického uplatnění nežčistý fluor dosahují jeho sloučeniny

4 Toxicita Fluor fluor - dráždí kůži - popáleniny se velmi pomalu hojí, dráždí nosní a oční sliznici fluorovodík HF - páchnoucí bezbarvý plyn, vodný roztok kyselina fluorovodíková - leptají sklo a proto v plastových lahvích silně leptají, hluboká pálivá bolest i mimo místo kontaktu, bílé skvrny na kůži - odebírají vodu - dehydratace, ionty fluoru odebírají vápník z tkání na CaF 2 - akutně - plicní edém - chronicky - degenerativní změny na játrech a ledvinách, snížení objemu kostní dřeně mohutněním kostí, neurotoxicita

5 Biologický význam Fluor pro zdravý vývoj zubů a kostí, chrání před zubním kazem doporučená dávka 2mg/den nadbytek skodlivý po 2. sv. válce - fluorování vody zajištění zdravých zubů novým generacím dnes max limit v pitné vodě 1,5mg/l způsobuje fluorozu kostí a zubu (bílé, žluté, černé skvrny na zubech) fluoridový anion je protoplasmatický jed, zasahující do funkce enzymů, neurotoxický,spolupůsobení s hliníkem fluorohlinitanové komplexy - usnadňují průnik Al přes hematoencefalickou bariéru. snížení IQ u dětí vlivem zvýšeného příjmu fluoru

6 Měď Cu (lat. Cuprum) - tvrdý, ušlechtilý kovový prvek načervenalé barvy Výskyt ve sloučeninách v mocenství Cu 1+ a Cu 2+ chalkosin (Cu 2 S sulfid měďný) nebo chalkopyrit (CuFeS 2 sulfid měďnatoželeznatý),kuprit (Cu 2 O oxid měďný) Využití ryzí vodič elektrického proudu, ve slitinách (bronz Cu/Sn, mosaz Cu/Zn)

7 Měď Toxicita biogenní prvek - obsahuje ho více než 10 enzymů (př. cytochromoxidáza, hemokuprein pro krvetvorbu) nedostatek: anémie, neurologické poruchy, poruchy plodnosti, u dětí fyzická a psychická retardace (Menkesova choroba) doporučená dávka 1mg/ den, zvýšené dávky do 100mg neškodí nadbytek : 250mg 2g vážné zdravotní problémy inhibice enzymů nad 2g smrtená dávka Wilsonova chhoroba - tělo nedokáže měď správně zpracovat a ta se pak ukládá ve tkáních poškození jater, CNS - demence

8 Stříbro -Ag (lat. Argentum), ušlechtilý kov bílé barvy Výskyt v přírodě převážně jako Ag+, vzácně i jako ryzí kov téměř vždy je stříbro příměsí v ryzím přírodním zlatě, z minerálů stříbra je nejvýznamnější akantit zdroj pro průmyslové získávání stříbra - rudy olova, mědi, niklu nebo zinku. Využití nejlepší elektrická a tepelná vodivost ze všech známých kovů součást různých slitin pro použití v elektronickém průmyslu, výrobě CD i DVD nosičů a šperkařství, fotografický průmysl

9 Toxicita Stříbro obecně působí baktericidně a desinfekčně, koloidní stříbro ničí houby a plísně, zabíjí parazity, minimálně toxické pro vyšší organizmy, použití pro jednorázovou desinfekci malých zdrojů pitné vody (Sagen) roztoky Ag + - při potřísnění tmavé skvrny na kůži, při požití pálení trávicím ústrojí, průjem - chronicky ukládání v organismu argyrie

10 Zinek Zn (lat. Zincum) měkký lehce tavitelný kov výskyt v zemské kůře průměrný obsah činí kolem 100 mg/kg. hlavním minerálem a rudou pro průmyslovou výrobu zinku je sfalerit (ZnS), využití součást různých slitin, barviv, antikorozní povlaky % produkce Zn, plech, slitiny (s mědí mosaz)

11 Toxicita Zinek Nezbytný pro vývoj organizmu (dospělý člověk má obsaženy 2g Zn v enzymech ) při výrazném nedostatku postiženy zejména tkáně s rychlým obratem buněk (sliznice trávicího ústrojí, kůže, tvorba spermií). nekumuluje se v organismu v toxických dávkách, díky omezené resorpci v tenkém střevě akutní otrava: bolest v epigastriu, průjem, nevolnost, zvracení chronicky: indukce sekundární karence mědi, snižuje vstřebávání fosfátů, způsobuje anémii a poruchy funkce trávicího traktu. Horečka slévačů - nadýcháním dýmů ZnO - Způsobují i oxidy jiných kovů: Cd, Co, Cu, Fe, Hg, Ni, Pb, Sn...

12 Kadmium Cd (lat. Cadmium), bílý, měkký, lehce tavitelný,toxický kov výskyt příměs rud Zn, a někdy i Pb, z nichž se také společně získává ve sloučeninách se vyskytuje téměř pouze v mocenství Cd2+ využití NiCd akumulátory, stabilizátory plastů, součást různých slitin a k povrchové ochraně jiných kovů před korozí jeho praktické využití omezováno na nejnutnější minimum

13 Toxicita Kadmium kumulativní jed - koncentruje se především v ledvinách a v menší míře i v játrech (v ledvinách setrvá až desítky let) ledviny silného kuřáka obsahují minimálně 10 více kadmia než u nekuřáka osteoporóza a anemie, zvyšuje riziko srdečních a cévních onemocnění, prokazatelně karcinogenní činnost pohlavních žláz - u samců změny varlat, u březích samic změny placenty akutně - bolesti břicha, průjmy a zvracení (LD50 pro člověka 0,3-8,9 g)

14 Hg (lat. Hydrargyrum) Rtuť řec. hydrargyros tekuté stříbro) těžký toxický kov výskyt ve sloučeninách v mocenství Hg 1+ a Hg 2+ v zemské kůře je rtuť velmi vzácná 0,1 0,3 mg/kg. hlavním minerálem a zdrojem pro výrobu je však sulfid rtuťnatý, HgS - rumělka využití jako součást slitin amalgámů, náplň různých přístrojů

15 Jak se rtuť dostává do životního prostředí přirozené globální zdroje emisí rtuti do atmosféry 5200 t za rok antropogenní 2300 t za rok Atmosférické emise rtuti v tunách pro Českou republiku (zdroj dat: a ročenky životního prostředí ČR, autor T. Navrátil).

16 Bioakumulace rtuti zájem o toxikologické prozkoumání rtuti vyvstal po tragických událostech 60. léta rybářské vesnice v Japonsku přes 1000 úmrtí 70. léta mořené obilí v Iráku hospitalizovaných, 460 úmrtí

17 Amalgám % rtuti, dále Ag, Cu, Zn, Sn Norsko, Švedsko, Dansko od r zakázáno. podléhá korozi uvolňuje Hg do organismu plomba musí být řádně vyleštěna minimalizace koroze U pacientů s amalg. výplněmi vyšší koncentrace Hg v krvi a močí EU ročně se spotřebuje 55 až 95 tun rtuti na zubni výplně, z toho asi 3,6 tuny v ČR.

18 Toxicita Rtuť shromažďuje v tukových tkáních, játrech Neurotoxicita nervové buňky jsou z velké části tvořeny lipidovou složkou V anglickém jazyce se do dnešních dob uchovalo přísloví bláznivý jako kloboučník ( mad as a hatter ). Velice dobře se váže na síru poškozuje aminokyseliny a bílkoviny kumuluje se ve vlasech a nehtech obsahují velké množství sirných aminokyselin Chronické otravy nespecifické - od studených končetin,vypadávání vlasů, šedý lem kolem zubních krčků až vypadávání zubů, přes zažívací poruchy, různé neurologické a psychické potíže až po závažné stavy jako např. chudokrevnost, revmatické choroby či onemocnění ledvin Akutně - bolesti břicha, krvavé průjmy a zvracení. Otravy rtutí běžné i dnešní době 2010 znečištěný koberec Země třetího světa amalgámový způsob těžby zlata

19 Chrom Cr (lat. Chromium) - světle bílý, lesklý, velmi tvrdý a zároveň křehký kov výskyt nejtvrdší elementární kov, mimořádně nízká reaktivita a vysoká chemická odolnost především v mocenství Cr 3+ a Cr 6+ využití v metalurgii jako při výrobě legovaných ocelí a dalších slitin, barvení skla a kožedělném průmyslu při činění kůží

20 Toxicita Chrom Cr při styku s kůží - alergická dermatitida ústup od chromování kovů Toxicita dvou oxidačních stavů Cr 3+ a Cr 6+ je rozdílná Cr 3+ esenciální stopový prvek. Zvyšuje účinnost inzulínu a pomáhá tak udržovat metabolizmus glukózy, cholesterolu a tuků. Cr 6+ vysoce toxický, CrO3 prokázaný karcinogen pro člověka (kategorie 1 dle IARC), letální dávka 1-2 g, mutagenní, pravděpodobnost vzniku karcinomu plic a nosu (při chronické inhalaci perforace nosní přepážky) Významným protijedem je kyselina askorbová (vitamin C) - redukuje Cr 6+ na netoxické sloučeniny Cr 3+ dichromany Cr 2 O (Na +, K +, NH 4+ - v seznamu jedů) stejné účinky jako Cr 6+, smrtelná dávka požitím K 2 Cr 2 O 7-2 g

21 Mangan Mn (lat. Manganum) světle šedý paramagnetický tvrdý kov výskyt vyskytuje se ve třech stabilních modifikacích (a-mangan, b- mangan, g-mangan),které se mění v závislosti na teplotě ve sloučeninách se vyskytuje v mocenstvích Mn 1+ - Mn 7+ s rudami železa, hlavním minerálem burel MnO 2, na dně oceánů konkrece s obsahem % Mn využití až 95 % při výrobě oceli (ferromangan, silikomangan, zrcadlovina, dural), manganový bronz, sklářský (zvyšuje jasnost skla) a keramický (glazury) KMnO 4 silné oxidační schopnosti, používán k desinfekci potravin v rizikových oblastech, v pyrotechnice

22 Toxicita Mangan přítomnost malých množství nutná součást několika enzymů nedostatek vede k problémům v cévním systému, metabolismu cholesterolu a zvýšenému ukládání na cévní stěny kardiovaskulární choroby, poruchy metabolismu cukrů až onemocnění cukrovkou nadbytek působí negativně na nervovou soustavu projevy podobné Parkinsonově chorobě až choroba samotná

23 Železo Fe (lat. Ferrum), měkký, světle šedý až bílý kov s malou odolností proti korozi Výskyt významně zastoupený na Zemi i ve vesmíru zemské jádro je složeno především ze železa (až 35 %) v přírodě se železo ve formě sloučenin v mnoha rudách, hematit (krevel) Fe 2 O 3, limonit (hnědel) Fe 2 O 3 H2O, ilmenit FeTiO 3, magnetit (magnetovec) Fe 3 O 4, siderit (ocelek) FeCO 3 nebo pyrit FeS 2.

24 biologický význam Železo v živých organismech součást hemoglobinu, myoglobinu, cytochromů (zdravý lidský organismus obsahuje 4-5 g Fe, z toho více než polovina v hemoglobinu), denní příjem 20 mg při léčení anémie z nedostatku železa se resorbuje jen redukovaná forma, proto přídavek kyseliny askorbové (redukční účinky) Toxicita železo je málo toxické, sloučeniny hlavně dráždivé a leptavé místní účinky FeCl 3 - místně leptá sliznice a kůži FeSO 4. 7H2O - dráždí žaludeční sliznici, je hepatotoxický Fe(CO) 5 - pentakarbonyl železa, asi 100 toxičtější než ostatní sloučeniny

25 Kobalt Co (lat. Cobaltum, něm. kobold důlní skřítek kazící stříbro ) - namodralý, feromagnetický tvrdý kov výskyt ve sloučeninách v mocenství Co 2+ a Co 3+, v zemské kůře činí průměrný obsah kobaltu kolem 25 mg/kg biologický význam - stopové množství kobaltu je důležité pro řadu živých organismů včetně člověka - je součástí vitaminu B12 využití 30 % v metalurgii pro zlepšování vlastností slitin tvrdost, pevnost, odolnost 30 % při barvení skla a keramiky

26 Toxicita Kobalt ve větších koncentracích snižuje funkci štítné žlázy (sekrece tyroxinu) kardiotoxický - v Kanadě se používaly sloučeniny pro stabilizaci pivní pěny - pozorován nárůst onemocnění srdce u pivařů Co 2+ - nádory u zvířat chronicky: poškození ledvin, jater, astma, alergie elementární práškový sám prudce toxický, kožní záněty a zažívací potíže

27 Nikl Ni (lat. Niccolum) je bílý, feromagnetický, kujný a tažný kov, výskyt ve sloučeninách v mocenství Ni 2+, v zemské kůře jeho průměrný obsah 100 mg/kg. ryzí nikl vzácně, obvykle jako oxid ve směsi s železem (laterit a garnierit) nebo jako sulfid nikelnato-železitý - pentlandit. nikl je také poměrně hojně zastoupeným prvkem v meteoritech využití součást různých slitin a k povrchové ochraně jiných kovů před korozí

28 Toxicita Nikl silně zvyšuje riziko vzniku rakoviny a je dnes řazen i mezi teratogeny toto riziko je pouze při chronických vysokých dávkách - pracovníci metalurgických provozů, kteří nedodržují základní pravidla bezpečnosti práce kožní alergie na nikl niklový svrab, projevuje se u 6-10 % obyvatelstva - zarudnutí kůže a později až vznik kožních ekzémů, i při placení mincemi s obsahem niklu. toxický pro vodní organismy prokázané karcinogeny pro člověka NiO, Ni 2 O 3, NiO 2

29 Titan Ti (lat. Titanium) šedý až stříbřitě bílý, lehký výskyt V malém množství je obsažen ve většině minerálů ilmenit (FeTiO 3 ) a rutil (TiO 2 ) využití vysoce odolný i vůči chemickému působení družice, vesmírné sondy, letecký průmysl Tak odolný, že je absolutné biokompatibilní, žádná forma Ti není metabolizováná implantáty, chirurgické nástroje, piercing