Naar inhoud springen

Gebruiker:EgoLTR/Kladblok

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Kwik is met een dichtheid van 13,5 g/cm³ een zwaar metaal

Een zwaar metaal (meestal gebruikt in de vorm zware metalen) is een metaal met een hoge dichtheid, een hoge atoommassa of een hoog atoomnummer.[1] De precieze definitie verschilt per beroepsgroep, zo worden de metalloïden niet altijd in de reeks opgenomen. In de metallurgie, bijvoorbeeld, worden de zware metalen normaliter ingedeeld naar dichtheid, terwijl men in de natuurkunde in de regel een indeling naar atoomnummer maakt en een scheikundige eerder op basis van chemische eigenschappen. Een belangrijke andere eigenschap waaraan leden van de groep getoetst worden is de mate van giftigheid, aangezien zware metalen meestal schadelijk voor de gezondheid en het milieu zijn. Ook wordt vaak de objectievere standaard aangehouden dat een zwaar metaal een dichtheid groter 5,0 g/cm3 moet hebben.

Sommige zware metalen zijn essentiële voedingsstoffen, ofwel stoffen die niet door het lichaam aangemaakt kunnen worden en dus via consumptie moeten worden ingenomen. Deze stoffen (voornamelijk ijzer, kobalt en zink) moeten dus in bepaalde mate worden ingenomen maar in grotere hoeveelheden of speciale verbindingen kunnen deze stoffen alsnog schadelijk zijn. Verder zijn er zware metalen, zoals ruthenium, zilver en indium die in lage concentraties geen effect hebben op het lichaam maar wederom in hoge concentraties giftig zijn.[2] De meest problematische zware metalen zijn lood, cadmium, arseen, chroom en kwik. Deze stoffen zijn uiterst giftig en kunnen gezondheidsproblemen veroorzaken door overmatige inname via bijvoorbeeld drinkwater of op de werkvloer. Potentiële bronnen van zware metalen-vervuiling zijn onder andere mijnbouw, industrieel afval, afvalwater van landbouwwerkzaamheden, verven of behandeld hout.

Zware metalen zijn in de aardkorst vrij schaars aanwezig maar zijn aanwezig in vele aspecten van het moderne dagelijks leven. Ze worden gebruikt in auto's, desinfecteermiddelen, plastics, zonnepanelen, mobiele telefoons, batterijen en vele andere voorwerpen.

Definities[bewerken | brontekst bewerken]

Er is dus geen algemeen geaccepteerde standaard voor criteria die bepalen of een element tot de zware metalen wordt gerekend. In de metallurgie, bijvoorbeeld, worden de zware metalen normaliter ingedeeld naar dichtheid,[3] terwijl men in de natuurkunde in de regel een indeling naar atoomnummer[4] maakt en een scheikundige eerder op basis van chemische eigenschappen.[5]

De dichtheid geassocieerd met zware metalen varieert van 3.5 g/cm3 tot boven de 7 g/cm3.[6] Toelating tot de groep van zware metalen op basis van atoommassa gaat vanaf de atoommassa van natrium (22,98),[6] atoommassa's groter dan 40 (vanaf scandium en hoger)[7] of zelfs atoommassa's groter dan 200 (vanaf kwik en hoger).[8] Voor het minimum atoomnummer voor toelating wordt meestal 20 (calcium) gekozen en er wordt bij deze methode soms een maximum atoomnummer voor toelating gekozen van 92 (uranium). Echter, het feit dat atomen met een lage dichtheid worden meegenomen als er van atoomnummer wordt uitgegaan, wordt aangedragen als kritiek op deze methode. Zo heeft rubidium een atoomnummer van 37 maar heeft maar een dichtheid van 1.532 g/cm3, wat bij andere methoden als te laag wordt geduid.[6] Dezelfde kritiek kan worden geleverd op selectie op basis van atoommassa.[9]

Criteria gebaseerd op chemische eigenschappen van de elementen zijn ook geopperd. De United States Pharmacopeia gebruikt een test voor zware metalen gebaseerd op het neerslaan van de gekleurde sulfides van de desbetreffende elementen. Bij deze techniek wordt een element gereageerd met waterstofsulfide, waardoor een verbinding aangegaan wordt en een sulfide wordt gevormd, waarna de sulfide wel of niet neerslaat.[10] Het gebruik van waterstofsulfide brengt ook gelijk limitaties met zich mee, Mo, Cu, Ag, Cd, Hg, Sn, Pb, As, Sb, en Bi kunnen namelijk wel gedetecteerd worden maar Th, Ti, Zr, Nb, Ta en Cr niet, terwijl deze elementen normaliter wel als zware metalen worden gezien.[11] Stephen Hawkes, hoogleraar aan de Oregon State University, beschreef zware metalen als volgt: "metalen met onoplosbare sulfides en hydroxides, waarvan de zouten gekleurde oplossing in water produceren en waarvan de complexen normaliter gekleurd zijn." Op basis hiervan suggereerde hij om zware metalen te definiëren als metalen uit groepen 3 tot 16, die tevens behoren tot periode 4 of hoger. Dit komt neer op de overgangsmetalen en hoofdgroepmetalen.[5] De lanthaniden voldoen ook aan de drie door Hawkes gestelde criteria, er is echter nog geen consensus over de status van de actiniden.

Zware metalen in het periodiek systeem
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1  H He
2  Li Be B C N O F Ne
3  Na Mg Al Si P S Cl Ar
4  K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5  Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6  Cs Ba La * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7  Fr Ra Ac ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
 
* Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
 
■ 
■ 
■ 
■ 
■ 
■ 
■ 
■ 
Voldoet aan aantal criteria: 10 9 8 6–7 4–5 1–3 0 niet-metalen
Aantal elementen: 3 5 14 56 14 4 3 19
Deze tabel toont de elementen per aantal criteria voor een zwaar metaal waaraan ze voldoen. Van de tien criteria zijn twee gebaseerd op dichtheid, drie op atoommassa, twee op atoomnummer en drie op stofeigenschappen. De tabel illustreert de verdeeldheid over de definitie van zware metalen en waar een consensus ligt. Kwik, lood en bismut zijn de enige drie elementen die consistent tot de zware metalen gerekend worden.

Metalen binnen de stippellijn hebben een (voorspelde, voor At en Fm-Ts) dichtheid hoger dan 5 g/cm3.

Zie ook[bewerken | brontekst bewerken]

Externe link[bewerken | brontekst bewerken]

Categorie:Metaal Categorie:Toxische stof

  1. ↑ (en) Fergusson, J. E. (1990). The Heavy Elements: Chemistry, Environmental Impact and Health Effects.. Pergamon Press.
  2. ↑ (en) Tchounwou, P. B., Yedjou, C. G., Patlolla, A. K. & Sutton, D. J. (2012). Heavy Metals Toxicity and the Environment. EXS 101: 133–164. ISSN: 1023-294X. PMID 22945569. PMC PMC4144270. DOI: 10.1007/978-3-7643-8340-4_6.
  3. ↑ (en) Morris, Christopher G. (1992). Academic Press Dictionary of Science and Technology, San Diego. ISBN 9780122004001.
  4. ↑ (en) Gorbachev, V. M., Zamyatin, Y. S. & Lbov, A. A. (1980). Nuclear Reactions in Heavy Elements: A Data Handbook. Pergamon, Oxford. ISBN 9780080235950.
  5. ↑ a b (en) Hawkes, S. J. (1 november 1997). What Is a "Heavy Metal"?. Journal of Chemical Education 74 (11): 1374. ISSN: 0021-9584. DOI: 10.1021/ed074p1374.
  6. ↑ a b c (en) Duffus, J. H. (1 januari 2002). "Heavy metals" a meaningless term? (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry 74 (5). ISSN: 1365-3075. DOI: 10.1351/pac200274050793.
  7. ↑ (en) Rand, Gary M., Wells, P. G. & McCarthy L. S. (1995). Fundamentals of aquatic toxicology : effects, environmental fate, and risk assessment. Taylor & Francis, London. ISBN 9781560320906.
  8. ↑ (en) Baldwin, D. R. & Marshall, W. J. (1 mei 1999). Heavy Metal Poisoning and its Laboratory Investigation. Annals of Clinical Biochemistry 36 (3): 267–300. ISSN: 0004-5632. DOI: 10.1177/000456329903600301.
  9. ↑ (en) Liens, J., Warf, B., (ed.) (2010). Encyclopedia of geography. Sage Publications, Thousand Oaks, California. ISBN 9781412956970.
  10. ↑ (en) The Pharmacopeia of the United States of America. United States Pharmacopeial Convention, Rockville, Maryland (1984). ISBN 9780913595046.
  11. ↑ (en) Thorne, P. C. L., Roberts, E. R. (1943). Fritz Ephraim Inorganic Chemistry, 4de editie. Gurney and Jackson, Londen.
Overgenomen van "https://nl.wikipedia.org/w/index.php?title=Gebruiker:EgoLTR/Kladblok&oldid=56209852"