Benutzer:Uellue/Schwermetalle

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Hier entsteht eine komplett neue Version des Artikels Schwermetalle.

Die jetzige Version ist imho eine schreckliche Ansammlung von Halbwissen. Insbesondere fehlt der Schwermetall-Stoffwechsel, stattdessen wird den technischen Anwendungen viel Raum gegeben. Das ist Quatsch, weil der Begriff „Schwermetall“ nicht in der Technik, sondern nur in den Bereichen Umweltschutz, Medizin und Ernährung verwendet wird. In der Technik werden Schwermetalle ganz unterschiedlich eingesetzt, entsprechend ihrer ganz unterschiedlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften. Das Entscheidende ist der ähnliche Stoffwechsel (Anreicherung, Komplexbildung, Reaktion mit Enzymen) und somit die ähnlichen Krankheitsbilder und Therapiemaßnahmen, das ähnliche Verhalten in der Umwelt, das ähnliche Vorkommen. Die technischen Anwendungen sollten nur in Hinblick auf Schwermetallfreisetzung erwähnt werden (Bleirohre, verbleites Benzin, Chromate in Zement, Cadmium in Zink (verzinkte Gegenstände), ...). Entscheidend ist außerdem nicht der Gehalt an Schwermetallen, sondern die Mobilität und die Aufnahme durch Lebewesen, d.h. chemische Verbindung und der Weg in den Körper: Organozinn- und Organoquecksilberverbindungen sind hochgiftig, metallisches Zinn und Quecksilber praktisch ungiftig, Quecksilberdämpfe aber wiederum giftig. Es ist relativ sinnlos, hier Edelstahltöpfe kommentarlos wegen ihres Chrom- und Nickelgehaltes aufzuführen! Edelstahl passiviert sich in normaler Umgebung und es geht praktisch nichts in Lösung. Ausnahme wären evt. stark saure Lebensmittel, die über längere Zeit einwirken.

Für den Neuanfang werde ich ein wenig Zeit für Recherche und zum Nachdenken benötigen; den alten Artikel Stück für Stück anzupassen halte ich für nicht sinnvoll, deswegen werde ich erst mal hier im Benutzernamensraum arbeiten. Trotzdem sind Beiträge, Änderungen, Anmerkungen und Verbesserungsvorschläge ausdrücklich erwünscht! --Uellue 14:23, 17. Jul 2006 (CEST)

Begriff Schwermetall

Als Schwermetalle bezeichnet man alle metallischen chemischen Elemente, die eine Dichte von mehr als 5 g/cm³ haben. Manche Quellen ziehen die Grenze auch bei 4,5 g/cm³ oder 6 g/cm³ (Quellen nennen); dann kommen einige Elemente dazu oder fallen heraus. Alle Metalle, die eine geringere Dichte haben, bezeichnet man als Leichtmetalle. Zum Teil rechnet man auch Halbmetalle mit so großer Dichte, wie Selen, zu den Schwermetallen. Die Mehrheit der chemischen Elemente – je nach Definition ??–xx von 91 natürlich vorkommenden Elementen – sind Schwermetalle, mengenmäßig stellen sie aber nur einen geringen Anteil der Erdkruste dar. Mit 4,7 Gew.-% Anteil ist Eisen das häufigste Schwermetall in der Erdkruste; alle anderen Schwermetalle haben jeweils einen Anteil von unter 1%, die meisten kommen nur in Spuren vor.

Die Gruppierung der Metalle anhand ihrer Dichte ist relativ willkürlich, denn die Dichte steht nicht in Zusammenhang mit den chemischen Eigenschaften eines Elements. Aus diesem Grund lassen sich über die Dichte hinaus keine allgemeingütigen Aussagen über die Eigenschaften von Schwermetallen treffen.

Viele Schwermetalle sind für Mensch und Umwelt schädlich, wenn sie als wasserlösliches Salz oder feinverteilt als Staub vorliegen. Die Giftigkeit und Giftwirkung ist aber von Element zu Element sehr verschieden – Eisenverbindungen sind im Allgemeinen unschädlich und kommen auch natürlich in größerem Maße vor, während Arsen und seine Verbindungen hochgiftig sind. Viele Schwermetalle wie das giftige Quecksilber werden von Lebewesen in ihrer Körpersubstanz angereichert. Über die Nahrungskette kann der Quecksilbergehalt so stark anwachsen, dass sie eine Vergiftung verursachen. Ein bekanntes Beispiel dafür ist die sog. Minamata-Krankheit, bei der sich größere Quecksilbermengen aus Industrieabwässern in Meereslebewesen so stark anreicherten, dass bei den Küstenbewohnern durch den Verzehr eine chronische Vergiftung eintrat. Man schätzt, dass 3000 Menschen an der Vergiftung starben (eigene Quelle finden).

Andererseits sind einige Schwermetalle in geringen Mengen für viele Organismen als sog. essentielle Spurenelemente zum Überleben notwendig. Sie stellen häufig das reaktive Zentrum in wichtigen Enzymen dar, wie z.B. Eisen im Hämoglobin, dem roten Blutfarbstoff, oder Cobalt im Vitamin B12. Schon bei nur geringfügig überhöhten Dosen können aber auch essenzielle Spurenelemente schädlich auf Organismen wirken.

Bronze, eine Legierung aus den Schwermetallen Zinn und Kupfer, war der erste metallische Werkstoff, den Menschen selbst gewinnen konnten. Auch heute noch gehören einige Schwermetalle bzw. Schwermetalllegierungen zu den meistbenutzten Werkstoffen, wi z.B. Eisen zusammen mit den Schwermetallen Chrom, Nickel, Vanadium, Mangan, Molybdän, Wolfram und einigen anderen Legierungselementen in Stählen, Kupfer wegen seiner guten elektrischen Leitfähigkeit in Kabeln, Legierungen aus Blei und Zinn wegen ihrer niedrigen Schmelzpunkte (183 °C für eine Legierung aus 60 % Zinn und 40 % Blei) als Weichlot für elektronische Schaltungen und Wolfram wegen seines außerordentlich hohen Schmelzpunktes von 3422 °C als Glühdraht in Glühbirnen. Auch die Kernbrennstoffe Uran und Plutonium zählen zu den Schwermetallen.

Einige Schwermetallverbindungen, z.B. Cadmiumverbindungen, Kobaltverbindungen („Kobaltblau“) oder Chromate haben eine leuchtende Farbe und dienten und dienen als lichtechte Farbstoffe. Wegen ihrer Giftigkeit versucht man jedoch, sie durch organische Farbstoffe zu ersetzen. In der Chemie spielen einige Schwermetalle und deren Verbindungen eine wichtige Rolle als Reagenzien und Katalysatoren. Ein bekannter Katalysator ist das Edelmetall Platin. Bekannt ist auch die Verbindung Tetraethylblei, die als Antiklopfmittel in Benzin verwendet wurde. Auf diesem Weg gelangten große Mengen feinverteiten und damit schädlichen Bleis in die Umwelt, weshalb heute kein verbleites Benzin mehr als Treibstoff für Kraftfahrzeuge verwendet wird.

Verglichen mit den Leichtmetallen, zu denen die sehr heftig mit Wasser reagierdenden Alkali- und Erdalkalimetalle gehören, sind viele Schwermetalle chemisch sehr beständig. Die Edelmetalle Silber, Gold und Platin behalten an der Luft ihren Glanz und werden deshalb gern zu Schmuck verarbeitet. Stahl wird oft durch einen Überzug aus Chrom, Nickel, Zinn oder Zink vor Rost geschützt.

  • In welchem Zusammenhang verwendet (Stoffwechsel, Umweltschutz, Ernährung)
  • Vielfalt der Verwendung anreißen (Werkstoff, Legierungsbestandteil, Farbstoff, Antiklopfmittel, Antifoulingmittel, Konservierungsstoff, ...)
  • Vergleich mit Leichtmetallen

TODO: Was ist mit giftigen Halbmetallen wie Selen? Zählen die auch mit zu den Schwermetallen? (Stoffwechsel recherchieren) Und was mit Stoffen wie Iod? Die könnte man hier auch gut behandeln.

Stoffwechsel

Stoffwechsel beim Menschen

  • Giftwirkung mit Wirkmechanismus (allgemein, kurz)
  • Aufnahme (natürliche/künstliche Quellen), Weg im Körper, Anreicherung/Speicherung, Ausscheidung
  • Einige Schwermetalle sind Spurenelemente (Bestandteil/meit Zentralatom wichtiger Enzyme); Mangelerscheinungen und Nahrungssupplemente
  • Unterschiede zu Leichtmetallen (Alkalimetalle usw.)
  • Therapie von Schwermetallvergiftung

Schwermetalle und Umwelt

Kurzportraits der wichtigsten Schwermetalle

Riesenliste der Quellen und weiterführender Literatur

Hinweis zu Gesundheitsthemen

Redundanz zu den einzelnen Element-Artikeln; Informationen zu einzelnen Metallen auch dort einarbeiten; Charakter einer Übersicht

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