Metale ciężkie

- umownie metale, których gęstość przekracza 5 g/cm³.

Metalami ciężkimi są np.: miedź, kadm, ołów, rtęć, cynk, chrom, nikiel, molibden i arsen.

Zatrucia metalami ciężkimi

• Ze względu na znaczą toksyczność wielu tych metali i zdolność do kumulacji (np. w kościach, nerkach, mózgu) ich sole oraz tlenki mogą być przyczyną groźnych zatruć ostrych i przewlekłych, chorób układu krążenia, układu nerwowego, nerek, chorób nowotworowych. Metale ciężkie w postaci pierwiastkowej natomiast się zwykle nie wchłaniają.

• Zatrucia metalami ciężkimi notuje się szczególnie wśród pracowników określonej gałęzi przemysłu, co powoduje liczne choroby zawodowe np. ołowicę w wytwórniach bieli ołowiowej i wśród drukarzy. Zatrucia wywołane są też spożywaniem pokarmów zanieczyszczonych związkami metali, np. rtęcica.

Choroba zawodowa - choroba spowodowana działaniem czynników szkodliwych dla zdrowia występujących w środowisku pracy lub sposobem wykonywania pracy. Powstaje wskutek stałego przebywania ciała w niedogodnej pozycji, systematycznego wykonywania forsownych czynności lub regularnego przebywania w otoczeniu zawierającym czynniki szkodliwe dla zdrowia (hałas, nieodpowiednie oświetlenie, zapylenie, promieniowanie, związki chemiczne, zwiększone obciążenie psychiczne i fizyczne itp.).

Choroby zawodowe występują po dłuższym okresie przebywania w niesprzyjających warunkach, a ich przebieg i leczenie jest równie długotrwałe. Są zazwyczaj chroniczne lub przewlekłe i często prowadzą do trwałej utraty zdrowia. Chorobami zawodowymi mogą być zarówno takie, które dotykają w różnym stopniu całość populacji, jak również choroby charakterystyczne - występujące tylko (lub głównie) w wybranych grupach zawodowych.

Ołowica - zatrucie ołowiem powodujące osłabienie, bezsenność, brak łaknienia, zaburzenia widzenia i uszkodzenia wewnętrznych narządów ciała (wątroby oraz nerek). Dodatkowo poprzez wiązanie się z niektórymi enzymami mogą uszkadzać krwinki czerwone, a także komórki układu nerwowego. Substancją wiążącą ołów (Pb) w organizmie jest chelaton, dlatego też stosuje się go w leczeniu ołowicy.

Rtęcica - to choroba wywołana poprzez akumulację rtęci w organizmie człowieka. Rtęć uszkadza centralny układ nerwowy człowieka oraz układ hormonalny. Może doprowadzić do uszkodzenia warg, zębów oraz dziąseł. Długi czas styczności ze związkami rtęci prowadzić może do urazów mózgu oraz śmierci. Wpływa negatywnie na rozwój płodu oraz niemowlęcia. Gdy matka karmiąca piersią wystawiona jest na działanie związków rtęci, przekazując je dziecku naraża je na defekt mózgu, co może prowadzić do autyzmu.

Przykłady

Sztandarowym przykładem wystąpienia tej choroby jest okręg zatoki Minamata w Japonii (rok 1956), gdzie swego czasu funkcjonowała fabryka używająca do jednego ze swych procesów katalizatora chlorek rtęci(II). Ścieki z tej produkcji odprowadzano do zatoki, gdzie w cyklu biologicznym rtęć przekształcała się do metylortęci i dimetylortęci. Te związki z kolei kumulowały się w mięsie ryb i krabów, będących podstawą żywności mieszkańców Minamaty. Związki te kumulowały się w organizmach ludzkich, powodując zatrucia mieszkańców zatoki. Oficjalnie zginęło więcej niż 900 osób w wyniku zatrucia, a tysiące uległy zatruciu.

Do zatrucia rtęcią doszło również w Iraku w latach 1971-1972 na obszarze wiejskim, gdzie pestycyd zawierający związki metylortęci przeznaczony do roślin doniczkowych został użyty do upraw zbóż, które w późniejszym czasie przerobione zostały na chleb.

Miedź (Cu)

Nazwa miedzi w języku angielskim pochodzi od Cypru, gdzie w starożytności odkryto ten metal. Początkowo nazywano go metalem cypryjskim a następnie cuprum.

W naturze występuje w postaci rud oraz w postaci czystej jako minerał - miedź rodzima. Miedź rodzima jest rzadko spotykana. Głównym źródłem tego metalu są minerały: - siarczki: [ chalkopiryt (CuFeS₂), chalkozyn (Cu₂S), bornit (Cu₅FeS₄)] i węglany - azuryt (Cu₃(CO₃)₂(OH)₂), malachit (Cu₂CO₃(OH)₂).

Czysta miedź metaliczna

• Miedź jest metalem barwy ceglastoczerwonej, o gęstości 8,96 g/cm³ i temperaturze topnienia 1083°C.

• Miedź metaliczna po wytopie i oczyszczeniu jest czerwono-brązowym, miękkim metalem o bardzo dobrym przewodnictwie cieplnym i elektrycznym.

• Nie ulega na powietrzu korozji, ale reaguje z zawartym w powietrzu dwutlenkiem węgla pokrywając się charakterystyczną zieloną patyną zwaną grynszpanem szlachetnym.

• W środowisku o dużym stężeniu dwutlenku siarki zamiast zielonej patyny pojawia się czarny nalot siarczku miedzi.

• Można ją przerabiać plastycznie na zimno i na gorąco, ale w przypadku przeróbki na zimno następuje utwardzenie metalu (w wyniku zgniotu), które usuwa się przez wyżarzenie rekrystalizujące (w temp. 400-600°C).

• Przeróbkę plastyczną na gorąco przeprowadza się w temp. 650-800°C.

• Cennymi własnościami miedzi są wysoka przewodność elektryczna i cieplna oraz odporność chemiczna (z tej przyczyny miedź określa się jako metal półszlachetny).

• Miedź czysta zawiera 0,01-1,0% zanieczyszczeń.

Związki

• Pięciowodny siarczan miedzi(II) CuSO₄·5H₂O ma własności odkażające, a bezwodny ma silne własności higroskopijne i niekiedy stosowany jest do osuszania rozpuszczalników.

• Kompleksy miedzi są trwałe, jednak dość łatwo jest zmieniać stopień utlenienia miedzi w takich kompleksach i dlatego są one często stosowane jak katalizatory reakcji redoks.

• Związki miedzi(I) są trudno rozpuszczalne w wodzie, natomiast wodne roztwory soli miedzi(II) z reguły mają barwę niebieską lub niebiesko-zieloną.

Zastosowanie miedzi

• Jest masowo wykorzystywana jako surowiec do produkcji przewodów elektrycznych i powszechnie w elektronice, a także w budownictwie (pokrycie dachów, elementy różnych instalacji), jako barwnik szkła oraz katalizator.

• Miedź jest dodawana do wielu stopów, zarówno do stali jaki i do stopów aluminium. Jest też dodawana do srebra i złota poprawiając znacznie ich własności mechaniczne.

• Miedź z cyną, cynkiem, molibdenem i innymi metalami przejściowymi tworzy cały zestaw stopów zwanych ogólnie brązami. Najbardziej znane z nich to: udający złoto tombak i posiadający bardzo dobre własności mechaniczne oraz znaczną odporność na korozję mosiądz.

• Stopy miedzi stosuje się do wyrobu kosztownej armatury, elementów precyzyjnych urządzeń mechanicznych i w jubilerstwie.

Kadm (Cd)

Nazwa pochodzi od greckiej nazwy rudy cynku - kalaminu.

Minerałem tego pierwiastka, bez znaczenia przemysłowego, jest np. grenokit (CdS) i monteponit (CdO), ale jest zwykle uzyskiwany jako produkt uboczny przy produkcji cynku.

Kadm odkrył w 1817 niemiecki chemik Friedrich Strohmeyer.

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. Może on zmieniać funkcję i strukturę łożyska zaburzając rozwój płodu.

• Podawanie związków kadmu ciężarnym samicom szczurów powodowało ciężkie wady u potomstwa, takie jak brak oczu, wodogłowie, przepuklinę mózgową, brak kości śródstopia. Stwierdzono również u szczurów rakotwórcze działanie kadmu.

• Kadm może upośledzać różne procesy zachodzące w organizmie, np.: fosforylację oksydacyjną, aktywny transport jonów sodowych i potasowych, metabolizm węglowodanów. W organizmie, kadm jest wiązany przez tioninę - białko wiążące toksyczne metale - tworząc nietoksyczną metalotioninę.

• Ostre, śmiertelne zatrucia kadmem występują gdy jego stężenie w powietrzu jest większe niż 40 mg/m³, po godzinie, lub po spożyciu od 350 do 3500mg kadmu.

• Kadm kumuluje się zazwyczaj w nerkach i wątrobie, u mężczyzn może też znajdować się w jądrach. Czas połowicznej eliminacji kadmu z nerek wynosi 15 lat. Oznacza to, że po 15 latach od zaprzestania podawania kadmu jego stężenie w nerkach zmniejszy się o połowę.

Zastosowanie

Kadm, głównie metaliczny, stosuje się w:

• metalurgii

- w stopach łożyskowych

- jako powłoki ochronne innych metali

• medycynie (plomby zębów)

• energetyce

- w akumulatorach, np. niklowo-kadmowych

- w reaktorach jądrowych, np. do wyrobu prętów kontrolujących przebieg reakcji łańcuchowej

• sztuce (do otrzymywania barwnika, żółcieni kadmowej)

• fizyce jądrowej

- jako filtr pochłaniający neutrony termiczne.

Kadm jest identycznie jak ołów i rtęć szkodliwy dla człowieka, a zarazem bardzo niebezpieczny.

Ołów (Pb)

Najważniejszymi minerałami ołowiu są:

• galena PbS

• anglezyt PbSO₄

• cerusyt PbCO₃

• piromorfit Pb₅(PO₄)₃Cl

• mimetezyt Pb₅(AsO₄)₃Cl

Ołów znalazł szerokie zastosowanie w przemyśle. Stosowany jest do produkcji:

• płyt akumulatorowych, baterii;

• kabli, rur;

• amunicji (rdzeni pocisków karabinowych);śrutu myśliwskiego i do wiatrówek.

• farb - białych i czerwonych;

• szkła ołowiowego "kryształowego";

• dodatku przeciwstukowego do benzyn (czteroetylku ołowiu);

• w przemyśle drukarskim do wyrobu stopu czcionek;

• do wykładania komór, wież i wanien przy produkcji kwasu siarkowego;

• stosuje się go jako ekrany zabezpieczające przed promieniowaniem rentgenowskim i promieniowaniem gamma;

• w starożytnym Rzymie był używany do produkcji rur wodociągowych.

• Sole i tlenki tego pierwiastka są trucizną kumulującą się w organizmie. Toksyczne skutki działania ołowiu na organizm ludzki określa się nazwą ołowica.

• Ołów silnie wiąże się z wieloma biopolimerami, takimi jak: białka, enzymy, RNA, DNA. w ten sposób ulega zaburzeniu wiele przemian metabolicznych.

• Skutkami toksyczności są: zaburzenia tworzenia krwi, nadciśnienie tętnicze, neuropatia, a także uszkodzenia mózgu.

• Udowodniono wchłanianie ołowiu przez skórę. Alkilowe związki ołowiu łatwiej wchłaniają się przez skórę niż nieorganiczne związki ołowiu.

• Ołów jest substancją toksyczną. Po wprowadzeniu go do organizmu pojawia się znużenie, zmęczenie, porażenie mięśni, szara obwódka wokół zębów, kolka ołowicza. Jednocześnie występuje białkomocz, krwiomocz oraz zaburzenia mózgowe. Leczenie jest głównie szpitalne i polega na podawaniu odtrutek i wysokich dawek witaminy B1 i B12. Jednak najważniejsze znaczenie ma odpowiednia higiena pracy i właściwe odżywianie.

Rtęć (Hg)

Rtęć jest jedynym metalem występującym w warunkach normalnych w stanie ciekłym.

Najważniejszymi minerałami rtęci są:

• cynober HgS

• kalomel Hg₂Cl₂

• rtęć rodzima Hg

Własności

• Rozpuszcza metale, tworząc amalgamaty (z wyjątkiem żelaza, platyny, wolframu i molibdenu)

• Wykazuje dużą lotność - w temperaturze 20°C w powietrzu znajduje się 14 mg Hg na m³ w stanie równowagi dynamicznej.

• Dawka progowa rtęci, czyli stężenie uważane za bezpieczne wynosi 0,05 mg Hg na m³ powietrza, dlatego rozlana rtęć stanowi potencjalne niebezpieczeństwo zatrucia.

• Kationy rtęci Hg²⁺ oraz Hg₂²⁺ różnią się właściwościami. Kation Hg₂²⁺ należy do I grupy kationów, natomiast Hg²⁺ do II.

Otrzymywanie

Rtęć można uzyskać poprzez ogrzewanie w wysokiej temperaturze tlenku rtęci(II):

2HgO → 2Hg + O₂↑

Zastosowanie w formie czystej

• 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.

Oprócz tego jest stosowana:

• do produkcji farb okrętowych

• w medycynie i przemyśle farmaceutycznym

• jest używana do ekstrakcji złota i srebra

• do wykonywania plomb dentystycznych

• przy produkcji świetlówek

W starożytności rtęci używano do produkcji luster. W związku z tym wielu ludzi chorowało z powodu zatrucia tym metalem.

Związki rtęci

Wiele związków rtęci ma szerokie zastosowanie:

• chlorek rtęci(I) - kalomel, stosowany jest w lecznictwie, do wyrobu elektrod, jako środek ochrony roślin

• chlorek rtęci(II) - sublimat, służy jako katalizator w syntezie organicznej, w metalurgii, jako środek dezynfekujący.

Działanie biologiczne

• Rtęć i większość jej związków jest silnie toksyczna i stanowi częste zanieczyszczenie środowiska. Rtęć w środowisku w postaci dimetylortęci była przyczyną kilku przypadków masowego skażenia środowiska.

• Ostre zatrucie parami rtęci wywołuje zapalenie płuc i oskrzeli prowadzące niekiedy do śmiertelnej niewydolności oddechowej. Inne objawy to: krwotoczne zapalenie jelit, niewydolność krążenia, zapalenie błony śluzowej jamy ustnej. Uszkodzeniu ulegają również nerki i układ nerwowy.

• Spożycie związków rtęci powoduje ślinotok, wymioty, krwawą biegunkę, martwicę błony śluzowej jelit. Pojawia się również pieczenie w przełyku. podobnie jak w zatruciu droga oddechową uszkodzone zostają nerki.

• Zatrucie przewlekłe małymi ilościami rtęci powoduje początkowo niespecyficzne objawy takie jak ból głowy i kończyn, osłabienie. W późniejszym czasie dochodzi do zapaleń błon śluzowych przewodu pokarmowego, wypadania zębów i wystąpienia charakterystycznego niebiesko-fioletowego rąbka na dziąsłach.

• Obserwuje się też postępujące uszkodzenia OUN: zaburzenia snu, upośledzenie koncentracji, zaburzenia pamięci, zmiany w osobowości. Później pojawiają się drżenia rąk i nóg, niezborność chodu. Charakterystycznym objawem jest zmiana charakteru pisma na tzw. "drżące pismo".

Cynk (Zn)

Został odkryty w Indiach lub Chinach przed 1500 p.n.e. Do Europy metal ten zawędrował dopiero w XVII wieku.

Występowanie

Z punktu widzenia odżywiania duże ilości cynku znajdują się w ostrygach, chudym mięsie, drobiu i rybach. Dostarczają go również kasze i chleb pełnoziarnisty.

Otrzymywanie

Cynk otrzymuje się metodą pirometalurgiczną (prażenie rudy do wydzielenia ZnO i redukcja węglem) lub metodą hydrometalurgiczną (prażenie rudy, po którym odbywa się ługowanie kwasem siarkowym i elektroliza otrzymanego roztworu).

Właściwości fizyczne i chemiczne

Cynk metaliczny jest błękitno białym, kruchym metalem. Na powietrzu ulega podobnej do aluminium pasywacji. Cynk jest bardzo reaktywny zarówno w środowisku kwaśnym jak i zasadowym, nie reaguje jednak w obojętnym środowisku wodnym.

Związki

Najbardziej znanym związkiem cynku jest jego tlenek ZnO (biel cynkowa), który jest stosowany jako dodatek do farb i lakierów, oraz jako wypełniacz i stabilizator gumy i tworzyw sztucznych.

Zastosowanie

• Najważniejsze zastosowanie technologiczne cynku to pokrywanie nim blach stalowych, w celu uodpornienia na korozję.

• Cynk jest też składnikiem wielu stopów, zwłaszcza z miedzią (mosiądz, brąz, tombak).

• Cynk stosowany jest też w ogniwach elektrycznych Daniella i Leclanchego.

Znaczenie biologiczne

Cynk ma wpływ na wszystkie podstawowe procesy życiowe.

• Bierze udział między innymi w mineralizacji kości, gojeniu się ran, wpływa na pracę systemu odpornościowego, prawidłowe wydzielanie się insuliny przez trzustkę i stężenie witaminy A oraz cholesterolu.

• Ma swój udział w regulacji ciśnienia krwi i rytmu serca.

• Jest też niezbędny przy syntezie związków regulujących wzrost i rozwój roślin.

• Cynk zwiększa produkcję plemników.

Niedobór cynku powoduje:

• niedokrwistość, spowolnienie tempa wzrostu, wady wrodzone, złe gojenie się ran, łuszczyco podobne zmiany skórne, zapalenia skóry i utratę owłosienia, złą tolerancję glukozy, biegunki, utrata apetytu.

• U dorosłych mogą również wystąpić: kurza ślepota, zmniejszenie odporności, zaburzenia w grasicy i węzłach chłonnych, zaburzenia smaku i węchu (ocenia się, że przyczyną ok. 25% objawów zaburzeń smaku i węchu jest niedobór cynku).

• Może sprzyjać miażdżycy tętnic, ponieważ zmniejsza odporność komórek na uszkodzenia.

• U dzieci niedobór cynku sprawia, że są niższe niż rówieśnicy i gorzej się rozwijają umysłowo.

• Niedobór pierwiastka u roślin powoduje chlorozę i karlenie liści.

• Cynk działa leczniczo na wrzody żołądka, uporczywe żylaki, reumatyzm, owrzodzenia, trądzik, choroby skórne, brak wzwodu.

• Sole cynku(II) w dużych ilościach są rakotwórcze.

• Regularne zażywanie niektórych farmaceutyków, w tym pigułek antykoncepcyjnych, oraz picie alkoholu wpływa na obniżenie poziomu cynku w organizmie człowieka.

Chrom (Cr)

Został odkryty w roku 1797 przez Louisa Nicolasa Vauqellina.

Występowanie

Z punktu widzenia odżywiania najlepszym źródłem chromu są drożdże piekarskie, a także kolby kukurydzy, gotowana wołowina, jabłka, kasze, chleb gruboziarnisty oraz płatki zbożowe.

Właściwości

Chrom metaliczny jest srebrzystoszarym metalem(z błękitnym połyskiem w świetle), bardzo odpornym na korozję na skutek pasywacji tlenkiem chromu(III) w reakcji z tlenem z powietrza. W reakcji ze stężonym kwasem azotowym(V) chrom ulega pasywacji.

Zastosowania

Ze względu na swoje antykorozyjne właściwości, chrom jest stosowany jako zewnętrzna warstwa pokrywająca elementy stalowe, poprawiająca ich wygląd oraz chroniąca przed korozją, jest także składnikiem stali nierdzewnych (chromowych). Stal taka jest stosowana m.in. w armaturze łazienkowej lub w samochodach, ale także w produkcji samolotów, broni i pojazdów wojskowych.

Związki

• Najważniejszym związkiem jest FeCr₂O₄ czyli chromit, posiadający silne własności diamagnetyczne, który jest stosowany jako aktywna warstwa w taśmach magnetycznych.

• Roztwory soli Cr(III) i Cr(VI) posiadają bardzo intensywne barwy (zieloną i pomarańczową) co jest wykorzystywane w fotochemii i technikach kolorymetrycznych.

• Mieszanina Na₂Cr₂O₇ z kwasem siarkowym jest nazywana chromianką i służy do mycia szkła laboratoryjnego.

• Tlenek chromu(III) (zieleń chromowa) jest używany jako pigment.

• Sole chromu(VI) są toksyczne i mają właściwości rakotwórcze.

Znaczenie biologiczne

Chrom jest obecny w centrach aktywnych wielu enzymów i jest niezbędnym do życia mikroelementem.

• Ułatwia przenikanie glukozy z krwi do komórek.

• Zmniejsza zapotrzebowanie na insulinę, hormony regulujący prawidłowe stężenie glukozy we krwi.

• Współdziała z tym hormonem w syntezie białek.

• Zmniejsza ryzyko zawału serca i rozwoju miażdżycy, ponieważ obniża stężenie całkowitego cholesterolu i jego frakcji LDL (tzw. zły cholesterol), a zwiększa ilość HDL (tzw. dobry cholesterol).

• Niedobór tego pierwiastka (na +3 stopniu utlenienia) może mieć wpływ na rozwój cukrzycy u dorosłych oraz chorób układu krążenia.

W codziennym życiu kontakt z materiałami zawierającymi chrom, takimi jak skóry garbowane chromowo, środki wybielające, farby i lakiery zawierające chrom, może prowadzić do wystąpienia reakcji uczuleniowych.

Nikiel (Ni)

• Posiada 29 izotopów z przedziału mas 50-78, z których 5 (58, 60, 61, 62, 64) jest trwałych.

• Dzieli się na tlenowe, siarczkowe i arsenkowe, zależnie od składu mineralogicznego rudy niklu.

• Został odkryty w roku 1751 przez Cronstedta.

• W 1804 otrzymano go po raz pierwszy w stanie czystym.

• Przed naszą erą był używany w stopach z miedzią i cynkiem.

• Nikiel tworzy szereg związków kompleksowych takich jak niklocen czy fosfiny i karbonylki niklu, które znalazły zastosowanie jako katalizatory wielu reakcji m.in. na kompleksach niklu oparte są katalizatory polimeryzacji polietylenu wysokociśnieniowego.

Znaczenie biologiczne - nikiel jest mikroelementem obecnym w centrach reaktywności wielu enzymów. Jego minimalne, dzienne dobowe spożycie wynosi 0,3 mg.

• Nikiel metaliczny jest srebrzystobiałym, połyskującym metalem, trudno korodującym i odpornym na ścieranie.

• Stosuje się go do tworzenia połyskujących powłok galwanicznych na powierzchni elementów stalowych.

• Stopy niklu i miedzi są stosowane do wyrobu monet, sztućców itp.

• Nikiel jest też dodawany do stali do stopów o podwyższonej odporności na korozję.

• Nikiel używany jest często do produkcji oprawek okularów, co może sprawić problemy alergikom. Osoby uczulone na nikiel, które noszą okulary z niklowymi oprawkami, narażone są na zaczerwienienia zabarwiane metalem w miejscu styczności oprawek ze skórą. W dodatku pewnemu zniszczeniu ulegają też oprawki (widoczne są wgłębienia, jakby po wypaleniu kwasem).

Molibden (Mo)

Nazwa znaczy "podobny do ołowiu" i pochodzi od greckiego określenia ołowiu - molybdos.

Właściwości

Czysty molibden jest srebrzystobiały, bardzo twardy i ma jedną z najwyższych temperatur topnienia spośród wszystkich pierwiastków. W małych ilościach nadaje twardość stali. Molibden jest mikroelementem, gra ważną rolę w metabolizmie roślin; znajduje się również w enzymach.

Zastosowanie

Ponad 2/3 produkcji molibdenu jest używane w stopach (w stalach wysokoodpornych i wysokotemperaturowych). Niektóre stopy (np. stopy marki Hastelloy) są szczególnie odporne na wysoką temperaturę i korozję.

• Molibden jest też używany w przemyśle lotniczym, zbrojeniowym, a także do produkcji elementów lamp żarowych, gdzie bywa stosowany jako wspornik wolframowego żarnika.

• Kompleksy molibdenu są stosowane katalizator w przemyśle naftowym, szczególnie przy usuwaniu siarki z produktów naftowych.

• Izotop molibdenu 99 znajduje zastosowanie w przemyśle nuklearnym.

• Wiele kompleksów molibdenu jest stosowane jako barwniki o różnych odcieniach koloru pomarańczowego, używane do produkcji farb, tuszów, tworzyw sztucznych i produktów gumowych.

• Disiarczek molibdenu jest odpornym na działanie wysokich temperatur dodatkiem do smarów.

• Molibdenu używa się również w przemyśle elektronicznym.

Arsen (As)

Do naturalnych źródeł arsenu w przyrodzie zalicza się:

• erupcje wulkanów (ok. 17 000 t rocznie) i ługowanie arsenu ze skał osadowych i magmowych.

• Jako źródła antropogeniczne wymienia się: uboczną emisję w wyniku procesów wydobycia i hutnictwa rud metali nieżelaznych (ok. 61 000 t rocznie), spalanie paliw kopalnianych (głównie węgla brunatnego i kamiennego).

Metaliczny arsen produkuje się na głównie na 2 sposoby: poprzez rozkład arsenopirytu lub lelingitu w temperaturze 650-700°C; redukcja arszeniku węglem lub tlenkiem węgla.

Arsen posiada dwie odmiany alotropowe:

• α - jest kruchym metalem, który matowieje w kontakcie z powietrzem i silnie reaguje z wodą.

• β - jest żółtym, bezpostaciowym proszkiem, dużo mniej reaktywnym od odmiany α.

Zastosowanie

• W XVIII i XIX w. arsen stał się wręcz podstawą ówczesnej farmakologii. Preparaty arsenowe, stosowane w przeróżnej postaci od past, roztworów, tabletek począwszy, na zastrzykach dożylnych i podskórnych skończywszy, używano do zwalczania większości chorób: reumatyzmu, astmy, malarii, gruźlicy, cukrzycy, śpiączki afrykańskiej, nadciśnienia, wrzodów żołądka, zgagi, egzemy, łuszczycy, a nawet białaczki.

• Na przełomie XIX i XX w. zaczęto stosować związki arsenoorganiczne, które okazały się być znacznie mniej toksyczne dla ludzi i zwierząt niż związki nieorganiczne. W drugiej połowie ubiegłego wieku wycofano jednak z obiegu, mimo ich dużej skuteczności, niemal wszystkie leki arsenowe.

• W ostatnich latach zaczyna wzrastać zainteresowanie arszenikiem, jako środkiem w terapii przeciwnowotworowej.

• Poza medycyną arsen znalazł zastosowanie w produkcji półprzewodników (jako arsenek galu), polepszania jakości niektórych stopów, w produkcji bojowych środków trujących (luizyty), przy impregnacji drewna i jako dodatek do szkła (dając mu zielonkawą poświatę).

• Przez wiele lat związki arsenu stosowane były również w garbarstwie oraz jako pigmenty i środki ochrony roślin (głównie arseniany(V)), jednak ich znaczenie w ostatnich latach zmalało znacznie na rzecz mniej toksycznych odczynników.

Znaczenie biologiczne arsenu

• Mimo iż arsen jest jednym z mikroelementów, to jego nadmiar powoduje niezwykle silne zatrucia. Wszystkie związki arsenu, mniej lub bardziej, posiadają właściwości protoplazmatyczne (niszczą ściany komórkowe bakterii) i rakotwórcze.

• Arsen zakłóca również procesy enzymatyczne w komórkach, hamując enzymy zależne od NAD.

• Ostre zatrucia arsenem i jego związkami pojawiają się od 0,5-30 godzin od intoksykacji i charakteryzują się zaburzeniami ze strony układu nerwowego, ostrym podrażnieniem żołądkowo-jelitowym i obniżeniem ciśnienia krwi. Pojawia się również krwiomocz i żółtaczka.

• Objawy zatrucia przewlekłego występują zwykle po kilku latach. Mogą nimi być liczne nowotwory skóry, płuc, nerek, wątroby, a niekiedy i pęcherza moczowego. Sam długotrwały kontakt skóry z pyłem arsenowym może wywołać kilkanaście odmian nowotworu skóry. Bardzo często jednak przewlekłe zatrucia doprowadzają jedynie do zwykłych zmian skórnych - rogowacenie, przebarwienia, zapalenia skórne, a w przypadku zatrucia drogą pokarmową - podrażnienie i stany zapalne układu pokarmowego.

• Jako ciekawostkę można dodać fakt, iż dłuższe przyjmowanie małych dawek związków arsenu wywołuje wzrost odporności na zatrucia ostre tymi substancjami. Pewien minimalny odsetek ludzi posiada również wrodzoną odporność na pochodne arsenu.
  

---