Pierwiastki, dzięki którym istnieje życie i te, które szkodzą zdrowiu.

Wielki wybuch – powstanie pierwiastków Według najbardziej prawdopodobnego modelu ewolucji Wszechświata, około 14 miliardów lat temu dokonał się Wielki Wybuch. Wyłonił się wtedy Wszechświat – przestrzeń, czas, energia oraz materia czyli oczywiście pierwiastki chemiczne.

Pierwiastki, dzięki którym istnieje życie: 1. wodór 2. tlen 3. żelazo 4. wapń

WODÓR Wodór jest najprostszym i najlżejszym pierwiastkiem chemicznym rozpoczynającym układ okresowy. Wodór tworzy cząsteczki dwuatomowe H2.

WŁAŚCIWOŚCI WODORU Jest bezbarwnym, bezwonnym gazem, słabo rozpuszczalnym w wodzie Jest pierwiastkiem o najmniejszej gęstości Czysty wodór pali się, ale nie podtrzymuje palenia Łączy się z innymi pierwiastkami Mieszanina wodoru i tlenu w stosunku 2:1 to tzw. mieszanina piorunująca.

ZASTOSOWANIE Wodór stosuje się jako surowiec do syntezy podstawowych produktów przemysłu chemicznego - amoniaku, chlorowodoru, metanolu i benzyny syntetycznej. Wodór ma duże znaczenie jako materiał napędowy (w mieszaninie z tlenem) do rakiet kosmicznych. Był stosowany do napełniania balonów i sterowców.

WYSTĘPOWANIE w stanie wolnym w atmosferze Słońca i gwiazd stan związany jako H2O – bez której nie byłoby życia na Ziemi w postaci węglowodorów w gazie ziemnym i ropie naftowej związki organiczne: białka, węglowodany i tłuszcze i inne

TLEN Tlen jest gazem o właściwościach niemetalu. Jest niezbędny organizmom tlenowym do oddychania. Oddychanie czystym tlenem przez dłuższy czas jest jednak dość niebezpieczne, ponieważ podnosi on ciśnienie krwi i wywołuje kwasicę. Niedobór tlenu staje się niebezpieczny dla życia, gdy jego zawartość w powietrzu spada poniżej 10-12%.

WŁAŚCIWOŚCI TLENU bezwonny, bezbarwny gaz Słabo rozpuszczalny w wodzie Podtrzymuje proces spalania W odpowiednich warunkach reaguje z większością pierwiastków, tworząc tlenki Występuje w dwóch odmianach : jako tlen o dwuatomowych cząsteczkach (O2) i ozon o trójatomowych cząsteczkach (O3)

ZASTOSOWANIE TLENU I OZONU Jako jeden ze składników mieszanin gazowych wypełniających butle używane np. przez płetwonurków W medycynie i ratownictwie Jako składnik paliwa w pojazdach kosmicznych W większości procesów przemysłowych Do dezynfekcji, np. wody Do bielenia materiałów W medycynie do udrażniania naczyń krwionośnych Ozon :

WYSTĘPOWANIE Tlen jest jednym z najczęściej występujących pierwiastków w przyrodzie. Istnieje głównie w postaci wolnej, jak i w postaci tlenków. Powietrze zawiera około 21% tego pierwiastka. Tlen powstaje w procesie fotosyntezy.

ŻELAZO Żelazo, to jeden z podstawowych mikroelementów występujących w organizmie człowieka i zapewniających jego prawidłowe funkcjonowanie. Jest podstawowym składnikiem hemoglobiny, dostarczającej tlen do wszystkich komórek w ciele człowieka. Żelazo jest także składnikiem mioglobiny, odpowiedzialnej za magazynowanie tlenu oraz budulcem wielu enzymów pełniących istotne funkcje w organizmie człowieka (takich jak katalaza czy lipooksygenaza). To właśnie dzięki żelazu krew jest czerwona.

Wchłanianie żelaza Wchłanianie żelaza odbywa się w dwunastnicy i w jelicie cienkim. Żelazo jest wiązane do postaci transferryny i w ten sposób transportowane po organizmie, natomiast magazynowane jest w wątrobie.

Zapotrzebowanie Zapotrzebowanie na żelazo zależy od różnych czynników, takich jak wiek, płeć czy stan organizmu, w związku z czym jest zmienne. Dobowe zapotrzebowanie na żelazo w przypadku osób dorosłych wynosi zwykle 10 mg dla mężczyzn oraz 20 mg dla kobiet. Niedobory żelaza zdarzają się dość często. Niedobór żelaza powoduje niedokrwistość (anemię), czego efektem jest m.in. niedotlenienie organizmu (omdlenia).

Występowanie Produkty w których występuje żelazo: ryby, jaja, razowe produkty zbożowe, rośliny strączkowe, rośliny o zielonych liściach (np. sałata, kapusta, brokuły, rzeżucha) oraz nasiona i pestki.

WAPŃ Wapń jest niezbędnym minerałem – jest składnikiem kości i zębów, odgrywa zasadniczą rolę w przekazywaniu informacji za pomocą nerwów.

Rola wapnia konieczny do działania wielu hormonów niezbędny do funkcjonowania mięśni jest potrzebny do uwalniania neuroprzekaźników w mózgu wspomaga układ nerwowy niezbędny do krzepnięcia krwi oraz regulacji ciśnienia krwi przyczynia się do zachowania mocnych kości i zębów bierze udział w procesach metabolicznych żelaza jest potrzebny do zachowania prawidłowego rytmu serca jest niezbędny do budowy komórek pomaga organizmowi przyswajać witaminę B12 jest niezbędny do budowy szkieletu, który stanowi jego magazyn zapewnia odpowiednią krzepliwość krwi

WCHŁANIANIE WAPNIA Organizm z jedzenia jest w stanie wchłonąć 40 proc. wapnia (z wiekiem zdolność ta zmniejsza się). Najwięcej wapnia tracimy poprzez sód. Wchłanianie wapnia może również być ograniczone poprzez spożywanie zbyt dużej ilości białka.

ZAPOTRZEBOWANIE Zapotrzebowanie na ten pierwiastek zmienia się wraz z wiekiem. Najwięcej potrzebuje go młodzież w wieku 14-18 lat, i kobiety po 50 roku życia, również kobiety w ciąży i karmiące mają większe zapotrzebowanie na wapń.

WYSTĘPOWANIE Produkty w których występuje wapń: żółte sery, mleko, soja, natka pietruszki

PIERWIASTKI, KTÓRE SZKODZĄ ZDROWIU : 1. rtęć 2. ołów 3. arsen 4. kadm

RTĘĆ Rtęć jest jedynym ciekłym metalem w układzie okresowym. Należy do 12 grupy układu okresowego do szeregu cynkowców. Jest diamagnetykiem.

WŁAŚCIWOŚCI RTĘCI Duże ilości rtęci zużywane są do wydobywania złota i srebra oraz do produkcji materiałów wybuchowych Rozpuszcza metale (z wyjątkiem żelaza, wolframu, molibdenu i platyny) tworząc amalgamaty. Wykazuje dużą lotność.

ZASTOSOWANIE Rtęć, dzięki swoim właściwościom znalazła zastosowanie do wypełniania termometrów, barometrów, manometrów, pomp próżniowych, itp. Duże ilości rtęci zużywane są do wydobywania złota i srebra, oraz do elektrolizy litowców i produkcji materiałów wybuchowych.

WYSTĘPOWANIE Rtęć jest rzadko występującym pierwiastkiem w przyrodzie. Występuje głównie w postaci siarczku HgS, czasami towarzyszy srebru. HgS

OŁÓW Ołów jest szarym metalem ciężkim o niskiej temperaturze topnienia. Jest on kowalny i ciągliwy. Jest dość aktywny chemicznie.

WŁAŚCIWOŚCI OŁOWIU W temperaturze pokojowej ołów reaguje z powietrzem pokrywając się warstewką tlenku i węglanu. W temperaturze białego żaru metal ten spala się w powietrzu oślepiającym płomieniem. Ołów reaguje z wodą tworząc pasywną warstewkę wodorotlenku Pb(OH)2. Reaguje z kwasami utleniającymi na gorąco. W wyższych temperaturach reaguje z siarką i fosforem.

ZASTOSOWANIE Ołów stosuje się do konstrukcji urządzeń zabezpieczających przed promieniowaniem. Metal ten stosuje się do konstrukcji płyt akumulatorowych. Stop ołowiu z antymonem jest używany do wyrobu czcionek drukarskich. Stopy cyny z ołowiem są dobrymi stopami lutowniczymi.

WYSTĘPOWANIE OŁOWIU PbS Ołów jest często występującym pierwiastkiem w przyrodzie. Występuje głównie w postaci galeny PbS. Występuje także w wodzie Zatrucie ołowiem powoduje tzw. ołowicę, która uszkadza głównie mózg, wątrobę, nerki i układ rozrodczy. PbS

ARSEN Arsen jest srebrzystobiałym półmetalem. Jest kruchy i słabo przewodzi prąd elektryczny. Występuje w 4 odmianach alotropowych, z których najbardziej znany jest arsen szary (o właściwościach metalicznych), żółty i brązowy.

WŁAŚCIWOŚCI Arsen jest półmetalem dość aktywnym chemicznie w temperaturze pokojowej. Łatwo reaguje z fluorowcami. Rozdrobniony arsen zapala się w chlorze. Z powietrzem nie reaguje w temperaturze pokojowej, natomiast po ogrzaniu spala się dając tlenek As2O3. W temperaturze czerwonego żaru rozkłada wodę z wydzieleniem wodoru.

ZASTOSOWANIE Arsen stosuje się głównie jako dodatek do stopów. Niewielki dodatek arsenu (do 1%) umożliwia wyrób śrutu ołowianego. Służy on także do wyrobu stopów lustrzanych.

WYSTĘPOWANIE As2S3 FeAsS Arsen jest niezbyt często występującym pierwiastkiem w przyrodzie. Występuje głównie w postaci minerałów: arsenopirytu FeAsS i aurypigmentu As2S3. Złoża arsenu występują w Rosji, Szwecji i Norwegii. FeAsS As2S3

KADM Kadm jest srebrzystobiałym, kowalnym metalem. Na powietrzu pali się jasnym płomieniem dając tlenek kadmu CdO. W temperaturach bliskich zera bezwzględnego wykazuje właściwości nadprzewodzące.

WŁAŚCIWOŚCI Kadm jest dość aktywnym chemicznie metalem o właściwościach podobnych do cynku. Powoli rozpuszcza się w kwasach, nie rozpuszcza się w zasadach. W związkach występuje na +2 stopniu utlenienia. Na powietrzu pokrywa się warstwą tlenku CdO (pasywacja). Pod działaniem kwasów tworzy sole kadmowe zawierające jony Cd2+.

ZASTOSOWANIE Kadm, głównie metaliczny, stosuje się w: metalurgii w stopach łożyskowych jako powłoki ochronne innych metali medycynie (plomby zębów, np. amalgamat) Energetyce w akumulatorach niklowo-kadmowych w reaktorach jądrowych, np. do wyrobu prętów kontrolujących przebieg reakcji łańcuchowej w cienkowarstwowych ogniwach słonecznych jako warstwa buforowa sztuce (do otrzymywania barwnika, żółcieni kadmowej) fizyce jądrowej jako filtr pochłaniający neutrony termiczne

WYSTĘPOWANIE Znaczne ilości kadmu zawierają rudy cynku i paliwa kopalne (np. węgiel kamienny). W wyniku ich wydobywania i przetwarzania jego znaczne ilości uwalniają się do atmosfery, hydrosfery i gleb.

Znaczenie biologiczne Kadm jest pierwiastkiem niezwykle toksycznym (wielokrotnie bardziej niż arsen). Uszkadza nerki – niszczy kłębuszki i kanaliki nerkowe, powoduje anemię, choroby kostne (osteoporozę), zaburzenia powonienia, białkomocz. Zmniejsza wydzielanie insuliny, zwiększa utlenianie lipidów (co prowadzi do zwiększonego wytwarzania wolnych rodników). Oddziałuje też niekorzystnie na układ krążenia. Kadm odkłada się również w łożysku matek palących w czasie ciąży lub w inny sposób narażonych na wyższe stężenia tego metalu.

Rzeka zatruta tonami kadmu. Skażenie kadmem jednego z dopływów Rzeki Perłowej może doprowadzić do najgorszej od dziesięcioleci katastrofy ekologicznej w kontynentalnych Chinach.

BIBLIOGRAFIA : Hanna Gumińska, Janina Smolińska „Ciekawa chemia” część 1 i 2; Maria Litwin „To jest chemia”; Julian Aleksandrowicz, Irena Gumowska „ Kuchnia i medycyna”; David L. Heiserman „Księga pierwiastków chemicznych”.

Koniec. Dziękujemy za uwagę!