รายการโลหะหนัก: ประเภทและคุณสมบัติ

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

จากองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมด 104 ชนิดที่มนุษย์รู้จักในปัจจุบัน 82 ชนิดเป็นโลหะ พวกเขาครอบครองสถานที่สำคัญในชีวิตของผู้คนในด้านอุตสาหกรรม ชีวภาพและสิ่งแวดล้อม วิทยาศาสตร์สมัยใหม่แบ่งโลหะออกเป็นโลหะหนัก เบา และสูงส่ง ในบทความนี้ เราจะมาดูรายชื่อโลหะหนักและคุณสมบัติของโลหะหนักกัน

การหาโลหะหนัก

ในขั้นต้น เป็นเรื่องปกติที่จะเรียกโลหะหนักว่าตัวแทนที่มีมวลอะตอมมากกว่า 50 อย่างไรก็ตาม การใช้คำที่มีชื่อในปัจจุบันมักไม่ได้เกิดขึ้นจากมุมมองทางเคมี แต่ขึ้นอยู่กับผลกระทบที่มีต่อ มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ดังนั้น รายการโลหะหนักจึงรวมถึงโลหะและเมทัลลอยด์ (เซมิเมทัล) ที่ก่อมลพิษให้กับองค์ประกอบของชีวมณฑลของมนุษย์ (ดิน น้ำ) ไปดูกันเลย

โลหะหนักมีกี่รายการ

วันนี้ไม่มีมติเกี่ยวกับจำนวนองค์ประกอบในรายการที่มีชื่อ เนื่องจากไม่มีเกณฑ์ทั่วไปเกี่ยวกับโลหะหนัก. อย่างไรก็ตาม รายการของโลหะหนักสามารถเกิดขึ้นได้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติต่างๆ ของโลหะและคุณลักษณะของโลหะนั้น ซึ่งรวมถึง:

• น้ำหนักอะตอม. ตามเกณฑ์นี้ ธาตุมากกว่า 40 ชนิดที่มีมวลอะตอมมากกว่า 50 amu (g/mol) เป็นของธาตุที่มีชื่อ
• ความหนาแน่น. ตามเกณฑ์นี้ โลหะเหล่านั้นถือว่าเป็นโลหะหนัก ซึ่งมีความหนาแน่นเท่ากับหรือเกินความหนาแน่นของเหล็ก
• ความเป็นพิษทางชีวภาพรวมโลหะหนักที่ส่งผลเสียต่อชีวิตของมนุษย์และสิ่งมีชีวิต มีประมาณ 20 รายการในรายการ

ผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์

สารเหล่านี้ส่วนใหญ่ส่งผลเสียต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิด เนื่องจากมวลอะตอมที่มีนัยสำคัญ พวกมันจึงถูกขนส่งและสะสมในเนื้อเยื่อของมนุษย์ได้ไม่ดี ทำให้เกิดโรคต่างๆ ดังนั้น สำหรับร่างกายมนุษย์ แคดเมียม ปรอท และตะกั่วถือเป็นโลหะที่อันตรายและหนักที่สุด

รายการองค์ประกอบที่เป็นพิษจะถูกจัดกลุ่มตามระดับของอันตรายตามกฎของ Mertz ที่เรียกว่า โดยโลหะที่เป็นพิษมากที่สุดมีช่วงการสัมผัสที่เล็กที่สุด:

1. แคดเมียม ปรอท แทลเลียม ตะกั่ว สารหนู (กลุ่มของโลหะพิษที่อันตรายที่สุด ซึ่งเกินขีดจำกัดที่อนุญาต ซึ่งอาจนำไปสู่ความผิดปกติทางจิตและทางสรีรวิทยาร้ายแรงและถึงแก่ชีวิตได้)
2. โคบอลต์ โครเมียม โมลิบดีนัม นิกเกิล พลวง สแกนเดียม สังกะสี
3. แบเรียม แมงกานีส สตรอนเทียม วานาเดียม ทังสเตน

นี้ไม่ได้หมายความว่าไม่มีองค์ประกอบใดที่จัดกลุ่มข้างต้นเป็นกฎของ Mertz ไม่ควรมีอยู่ในร่างกายมนุษย์ ในทางตรงกันข้าม รายชื่อโลหะหนักรวมถึงธาตุเหล่านี้และมากกว่า 20 ธาตุ ซึ่งมีความเข้มข้นเพียงเล็กน้อยซึ่งไม่เพียงไม่เป็นอันตรายต่อชีวิตมนุษย์เท่านั้น แต่ยังจำเป็นในกระบวนการเมแทบอลิซึม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เหล็ก ทองแดง โคบอลต์ โมลิบดีนัม และแม้แต่สังกะสี.

มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมด้วยโลหะหนัก

องค์ประกอบของชีวมณฑลที่ปนเปื้อนด้วยโลหะหนักคือดินและน้ำ สาเหตุส่วนใหญ่ที่เป็นต้นเหตุของเรื่องนี้คือสถานประกอบการด้านโลหะวิทยาที่แปรรูปโลหะนอกกลุ่มเหล็กที่เบาและหนัก รายชื่อสารก่อมลพิษยังถูกเพิ่มเข้าไปโดยเตาเผาขยะ ไอเสียรถยนต์ โรงงานหม้อไอน้ำ การผลิตสารเคมี บริษัทการพิมพ์ และแม้แต่โรงไฟฟ้า

สารพิษที่พบบ่อยที่สุดได้แก่ ตะกั่ว (การผลิตรถยนต์) ปรอท (ตัวอย่างการจำหน่าย: เทอร์โมมิเตอร์และอุปกรณ์ให้แสงสว่างจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่ใช้ในชีวิตประจำวัน) แคดเมียม (เกิดจากการเผาขยะ) นอกจากนี้ โรงงานส่วนใหญ่ในการผลิตใช้องค์ประกอบอย่างใดอย่างหนึ่งที่สามารถอธิบายได้ว่าหนัก โลหะของกลุ่มตามรายการที่ระบุไว้ข้างต้น ในรูปแบบของขยะส่วนใหญ่มักจะเข้าสู่แหล่งน้ำและไปถึงมนุษย์ตามห่วงโซ่อาหาร

นอกจากปัจจัยทางเทคโนโลยีของมลพิษทางธรรมชาติด้วยโลหะหนักแล้ว ยังมีปัจจัยทางธรรมชาติอีกด้วย - สิ่งเหล่านี้คือการปะทุของภูเขาไฟในลาวาซึ่งมีปริมาณแคดเมียมเพิ่มขึ้น

คุณสมบัติของโลหะที่เป็นพิษมากที่สุดในธรรมชาติ

ปรอทในธรรมชาติเป็นส่วนใหญ่ในสภาพแวดล้อมของน้ำและอากาศ ปรอทจะเข้าสู่น่านน้ำของมหาสมุทรโลกจากการปล่อยมลพิษทางอุตสาหกรรม และยังมีไอระเหยของปรอทที่เกิดจากการเผาไหม้ถ่านหินอีกด้วย สารพิษสะสมในสิ่งมีชีวิตโดยเฉพาะในอาหารทะเล

ตะกั่วมีพื้นที่จำหน่ายกว้าง มันสะสมอยู่ในภูเขา ในดิน และในน้ำ และในสิ่งมีชีวิต และแม้กระทั่งในอากาศ ในรูปของก๊าซไอเสียจากรถยนต์ แน่นอน ตะกั่วเข้าสู่สิ่งแวดล้อมอันเป็นผลมาจากการกระทำทางมานุษยวิทยาในรูปแบบของขยะอุตสาหกรรมและขยะที่ไม่รีไซเคิล (แบตเตอรี่และแบตเตอรี่)

และที่มาของมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมด้วยแคดเมียมก็คือน้ำเสียของผู้ประกอบการอุตสาหกรรม เช่นเดียวกับปัจจัยทางธรรมชาติ: สภาพดินฟ้าอากาศของแร่ทองแดง การชะล้างของดิน และผลของกิจกรรมภูเขาไฟ

งานโลหะหนัก

ทั้งๆ ที่เป็นพิษ แต่อุตสาหกรรมสมัยใหม่สร้างผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์มากมายโดยการแปรรูปโลหะที่ไม่ใช่เหล็กหนัก รายการซึ่งรวมถึงโลหะผสมของทองแดง สังกะสี ตะกั่ว ดีบุก นิกเกิล ไททาเนียม เซอร์โคเนียม โมลิบดีนัม ฯลฯ

ทองแดงเป็นวัสดุที่มีความเหนียวสูง นำไปทำสายไฟ ท่อ เครื่องใช้ในครัว เครื่องประดับ หลังคา และอื่นๆ ได้หลากหลาย นอกจากนี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวิศวกรรมเครื่องกลและการต่อเรือ

สังกะสีมีคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนสูง ดังนั้นการใช้โลหะผสมสังกะสีในการเคลือบผลิตภัณฑ์โลหะ (ที่เรียกว่าการชุบสังกะสี) เป็นเรื่องปกติ การใช้งานผลิตภัณฑ์สังกะสี: การก่อสร้าง วิศวกรรมเครื่องกล การพิมพ์ (แผ่นพิมพ์) วิทยาศาสตร์จรวด อุตสาหกรรมเคมี (การผลิตสารเคลือบเงาและสี) และแม้แต่ยา (น้ำยาฆ่าเชื้อ ฯลฯ)

ตะกั่วละลายได้ง่ายจึงถูกใช้เป็นวัตถุดิบในหลายอุตสาหกรรม: สีและน้ำยาเคลือบเงา เคมี ยานยนต์ (รวมอยู่ในแบตเตอรี่) อิเล็กทรอนิกส์ การแพทย์ (การผลิตผ้ากันเปื้อนป้องกันสำหรับผู้ป่วยระหว่างการตรวจเอ็กซ์เรย์).