PRVKY Ing., Alena, Hejtmánková,, CSc. Katedra, chemie

Prezentace na téma: "PRVKY Ing., Alena, Hejtmánková,, CSc. Katedra, chemie"— Transkript prezentace:

1 PRVKY Ing., Alena, Hejtmánková,, CSc. Katedra, chemie
Agronomická, fakulta, ČZU, Praha ©, Praha,, 2003

2 ROZŠÍŘENÍ PRVKŮ V KŮŘE ZEMSKÉ
Kyslík O (49,13 %) prvních 15 prvků celkem : 99,61 % Křemík Si (26,00 %) dalších 12 prvků (17,03 %) Fe, Ca, Na, Mg, K, H, Ti, C, Cl, P, S, Mn Hliník Al (7,45 %) Prvky.

3 ROZDĚLENÍ PRVKŮ makroelementy (biogenní prvky)
nejdůležitější prvky pro život (včetně N − 0,02 %) O, Fe, Ca, Na, Mg, K, H, C, Cl, P, S, N mikroelementy Mn, B, F, I, Cu, Zn, Co, V, Ti a některé další nutné, ale v menší míře (stopové prvky < 0,05 %) Prvky.

4 STOPOVÉ PRVKY toxicita biologické funkce příjem deficience optimum
smrt Prvky.

5 SLOŽENÍ ROSTLIN Rostlina − 80 až 95 % vody, 5 až 20 % sušiny
Sušina (organické a minerální látky) hn, chlorofyl Cukr + minerální látky − všechny potřebné organické látky (> 50 prvků) makroelementy C (45 %), H (7 %), O (42 %), N (1,5 %) P, S, Ca, K, Mg, Fe mikroelementy Mn, B, Cu, Zn, Co, Mo prvky užitečné Si, Al, Cl, Na spalitelný podíl (95,5 %) popeloviny (4,5 %) Prvky.

6 PRVKOVÉ SLOŽENÍ BIOLOGICKÝCH MATERIÁLŮ
% v sušině Prvek Kukuřice Člověk O 44,43 14,62 S 0,17 0,78 C 43,57 55,99 Cl 0,14 0,47 H 6,24 7,46 Al 0,11 − N 1,46 9,33 Fe 0,08 0,012 Si 1,17 0,005 Mn 0,04 K 0,92 1,09 Na Ca 0,23 4,67 Zn 0,01 P 0,20 3,11 Rb Mg 0,18 0,16 Prvky.

7 PRVKOVÉ SLOŽENÍ BIOLOGICKÝCH MATERIÁLŮ
% v sušině Prvek Uhlovodíky Tuky Bílkoviny O 51,42 11,33 24 C 42,10 76,45 52 H 6,48 12,13 7 N − 16 S 1 Prvky.

8 za obyčejné teploty (bouřlivě)
BEKETOVOVA ŘADA PRVKŮ kovy neušlechtilé kovy ušlechtilé Reakce s O2 za nízkých teplot méně ochotně 25 °C neochotně Reakce s H+ bouřlivě nereagují Reakce s H2O za obyčejné teploty (bouřlivě) za zvýšené teploty Výskyt Cl-, CO32- O2-, O2-(H2O), S2- roste ryzost H Li K Ba Ca Na Mg As Cu Ag Hg Pt Au Al Zn Fe Cd Co Ni Sn Pb Prvky.

9 KOLOBĚH SÍRY V PŘÍRODĚ SO H O S + CO O H CaSO CaCO SO + S H CaCO CO O
nejvíce v chalkosféře, nedostatek kyslíku při tuhnutí − sulfidy S H CaCO CO O CaS 2 3 + energie O H 2 S + oxidace (sirné baktérie) S nedostatek kyslíku − ložiska síry (Sicílie, Polsko) oxidace kyslíkem 3 2 SO H O S + 4 v1 v2 v1 << v2 nehromadí se 2 4 3 CO O H CaSO CaCO SO + CaSO4 se ukládá v mořích (CaSO4 . 2 H2O) geologické změny  redukce Prvky.

10 KOLOBĚH SÍRY V PŘÍRODĚ O H 2 CO CaS CH CaSO + S H CaCO O CO CaS +
4 + zplodiny rozkladu organických látek plynný rozpuštěný ve vodě S H CaCO O CO CaS 2 3 + Prvky.

11 KOLOBĚH SÍRY V PŘÍRODĚ silice, bílkoviny rostliny příjem SO42- H2S
rozklad po odumření S H2S sírany H2SO4 bílkoviny Prvky.

12 KOLOBĚH UHLÍKU V PŘÍRODĚ
dynamická rovnováha CaCO3 a CO2 3 2 CO H O + + - O H HCO CO 3 2 rovnovážný stav mezi mineralizací CO2 a fotosyntézou hn, chlorofyl spalování (rozklad organických látek) antropogenní činnost produkce CO2 skleníkový efekt nadbytek CO2 (běžně ve vzduchu − 0,03 %) Prvky.

13 KOLOBĚH DUSÍKU V PŘÍRODĚ
dusík v půdě dusík organický nehydrolyzovatelný hydrolyzovatelný a-aminokyseliny amidy aminocukry zbytek dusíku v hydrolyzátu dusík minerální (NH4+ a NO3- 1 až 2 %) NH4+ NO2- NO3- 0,03 až 0,5 % Prvky.

14 KOLOBĚH DUSÍKU V PŘÍRODĚ
za působení bakterií amoniak bílkoviny, humusové látky aminokyseliny + amidy dusitany dusičnany amonizace − vzniká NH3 zdroj výživy, poután půdou, nitrifikace, ztráty do ovzduší Nitrifikace nitritační bakterie energie H 4 O 2 NO 3 NH + - nitratační bakterie energie NO 2 O 3 + - Prvky.

15 KOLOBĚH DUSÍKU V PŘÍRODĚ
Denitrifikace (současně probíhá oxidace organických látek) pravá 2 3 N O NO - nepravá 3 NH NO - asimilace rostlinami Ztráty do ovzduší N2, NH3, NOx, N2O Poutání vzdušného dusíku nitrogenní a hlízkovité bakterie (bobovité rostliny) Prvky.

16 KOLOBĚH DUSÍKU V PŘÍRODĚ
Elektrické výboje při bouřkách NO 2 O N + 2 NO O + 2 3 HNO O H NO + Příjem dusíku rostlinami NO3- ve formě dusičnanů NH4+ ve formě amonných solí Prvky.

17 KOLOBĚH FOSFORU V PŘÍRODĚ
Fosfor − významný biogenní prvek DNA, RNA makroergické sloučeniny ATP, acetylCoA kosti, zuby − Ca3(PO4)2, Mg3(PO4)2 fosfátový pufr v krvi H3PO4 výroba hnojiv, tenzidů, odrezovače, farmacie kontaminace vod eutrofizace Prvky.

18 KOLOBĚH FOSFORU V PŘÍRODĚ
Příjem fosforu rostlinami >> H2PO4- HPO42- PO43- koloběh fosforu je podobný koloběhu dusíku Pz půdy Pz organických látek konečná forma rozkladu organických látek soli kyseliny fosforečné Prvky.

19 ZNEČIŠŤUJÍCÍ LÁTKY Zákon o ochraně ovzduší před znečišťujícími látkami (1991) Emise (REZZO I  IV) Imise 0. skupina  Základní znečišťující látky tuhé znečišťující látky (polétavý prach) oxid siřičitý oxidy dusíku (NOx) oxid uhelnatý ozón pachové látky 1. skupina  Znečišťující látky s karcinogenním účinkem 2. skupina  Tuhé znečišťující anorganické látky 3. skupina  Plynné znečišťující anorganické látky 4. skupina  Organické plyny a páry Prvky.

20 OXIDY SÍRY SO2 (SO3) (s) O Fe 2 (g) SO 8 11 FeS 4 + (g) SO 2 O + (l)
Zdroj: tuhá paliva (1  3 % S ve formě sulfidů kovů) (s) O Fe 2 (g) SO 8 11 FeS 4 3 + (g) SO 2 O 3 + (l) SO H O(l) (g) 4 2 3 + Kyselé deště (pH < 2  3) (l) O H (g) CO (aq) Ca 2 (s) CaCO 3 + Odsíření (s) MgSO 2 (g) O SO MgO(s) 4 + Prvky.

21 OXID UHELNATÝ (CO) O H 18 CO(g) 16 (g) 17 (l) C 2 + (g) O CO(aq) hem
Zdroj: automobilová doprava (80 %)  nedokonalé spalování pohonných látek O H 18 CO(g) 16 (g) 17 (l) C 2 8 + (g) O CO(aq) hem (aq) CO 2 + - stabilní karbonylhemoglobin Odstranění (katalyzátor) (g) CO 2 O CO(g) + Pt, Pd Nevýhoda: potřeba vyššího množství aromátů v benzínu Prvky.

22 OXIDY DUSÍKU (NO, NO2) NO(g) 2 (g) O N + (g) NO 2 O NO(g) + NO(g) (l)
Zdroj: paliva (50 %), automobilová doprava (35 %) NO(g) 2 (g) O N + NO není toxický (g) NO 2 O NO(g) + NO(g) (l) HNO 2 O(l) H (g) NO 3 + Fotochemický smog O(g) NO(g) (g) NO 2 + sluneční záření (g) O O(g) 3 2 + troposférický ozón Prvky.

23 OXIDY DUSÍKU (NO, NO2) O(l) H 6 (g) N 5 NO(g) NH 4 + (g) N CO 2 NO(g)
Snižování emisí NO, NO2 je velmi důležité !! Prevence: snížení teploty spalování nedokonalé spalování zvýšení produkce CO Redukce NO na N2 v elektrárnách O(l) H 6 (g) N 5 NO(g) NH 4 2 3 + v automobilech (g) N CO 2 NO(g) CO(g) + PtPdRh Prvky.

24 TUHÉ ZNEČIŠŤUJÍCÍ ANORG. LÁTKY
Esenciální stopové prvky Cr Co Cu Fe Li Mn Mo Sn V Zn Se (Te Sb F- CN-) vyšší koncentrace je toxická Toxické stopové prvky (prašný aerosol) koncentrace se udává v ppm (parts per million) Karcinogenní účinek Be Cd As Cr+VI Co Ni Prvky.

25 TUHÉ ZNEČIŠŤUJÍCÍ ANORG. LÁTKY
Rtuť Hg toxické páry  poškození mozku a nervů velmi toxické jsou organické sloučeniny např. (CH3)2Hg (mikroorganismy) Olovo Pb 0,4 ppm v krvi  normální stav 1,2 ppm v krvi  poškození mozku Hlavní zdroje znečištění automobilová doprava  (C2H5)4Pb aditivum v benzínu pigmenty a barvy  olovnatá běloba Pb(OH)2 a PbCO3  suřík (minium) Pb3O4 (2 PbO.PbO2)  chromová žluť PbCrO4 Nejsledovanější rizikové kovy Pb Cd As Hg Prvky.

26 !!! Nejvíce nebezpečné !!! RADIOAKTIVITA
Radioaktivní izotopy s poločasem rozpadu srovnatelným se stářím živých organismů T1/2 = 28 roků – 0,53 MeV (substituce Ca) Prvky.

27 IMISNÍ LIMITY [mg/m3] Složka IHr IHd IH8hod IHk SO2 60 150 − 500
NOx (NO2) 80 100 200 CO 5000 10000 O3 160 Pb 0,5 Cd 0,01 prach polétavý pachové látky nesmějí obtěžovat obyvatelstvo Prvky.