Metales Pesados: Definición y ejemplos

Definición de metales pesados

Esta lección analiza la química de los metales pesados ​​y los elementos que se clasifican como metales pesados. Los metales pesados ​​son elementos que poseen altas gravedades específicas y pesos atómicos. La definición de metales pesados ​​establece que la densidad de estos elementos es alta. La densidad del agua en condiciones normales es de aproximadamente 1000 {eq}kg/m^3 {/eq}. La densidad de los metales pesados ​​es al menos cinco veces mayor que la del agua. Estos metales se caracterizan por su alta toxicidad, ductilidad y conductividad térmica y eléctrica. El nombre heavy metal sugiere que los elementos que encajan en esta categoría son los metales. Sin embargo, esto no es del todo cierto; Hay una excepción a esta regla, que son algunos metaloides. En pocas palabras, un metaloide es un elemento que tiene las características tanto de los metales como de los no metales. Los metaloides con una densidad superior a 4 {eq}g/cm^3 {/eq}se clasifican como metales pesados. El arsénico (As) es un metaloide cuya densidad es de 5,7 {eq}g/cm^3 {/eq} a 14{eq}^{\circ} {/eq}C, se clasifica como un metal pesado porque su densidad es superior a 4 {eq}g/cm^3 {/eq}. También tiene propiedades relativamente similares a la mayoría de los metales pesados ​​y es extremadamente tóxico debido a su mayor peso atómico.

Ejemplos de metales pesados

Las siguientes subsecciones están dedicadas a discutir los cuatro ejemplos comunes de metales pesados, que son:

• Plomo, que es un metal conocido por ser uno de los elementos más densos. Su número atómico y masa son 82 y 207,2 u. Este metal se utiliza a menudo para almacenar sustancias altamente corrosivas.
• Cobre, que es un metal blando y maleable que tiene una excelente conductividad eléctrica. Su número atómico y peso son 29 y 63 u.
• El mercurio es un elemento metálico cuyo número atómico y peso son 80 y 200 u, respectivamente. Se le conoce como mercurio en referencia a su apariencia y movilidad.
• Arsénico, que es el elemento metaloide del grupo 15 y período 4 de la tabla periódica. Este metaloide posee las características tanto de metales como de no metales. Su número atómico y peso son 33 y 74,92 u, respectivamente.

El metal pesado más ligero, en términos de masa atómica, entre los elementos proporcionados es el cobre. Las siguientes subsecciones analizan las propiedades de cada metal, su toxicidad, usos y aplicaciones. Los metales pesados ​​son extremadamente tóxicos; la exposición a pequeñas fracciones de estos metales puede provocar efectos secundarios adversos y tal vez incluso la muerte.

Dirigir

El plomo es un metal sólido de color plateado a grisáceo a temperatura ambiente. Está categorizado como un metal de post-transición, que es otra forma de decir metal débil. Estos metales poseen una resistencia mecánica muy pobre; son suaves y sospechosos de deformarse. El carácter metálico débil de este metal es el motivo por el que tiende a formar enlaces covalentes con otros elementos.

El plomo es un metal blando que se caracteriza por ser extremadamente resistente a la corrosión, lo que lo hace ideal para almacenar líquidos corrosivos. Este metal se empaña rápidamente cuando se expone al aire, formando una fina capa de óxido de plomo. Esta fina capa inhibe la reactividad del plomo y también bloquea el paso de la electricidad y el calor a través del plomo, por lo que es un mal conductor eléctrico. La tabla muestra las propiedades importantes del plomo.

Parámetro	Datos
Símbolo químico	Pb
Masa molar	207,2 g/mol
Número atómico	82
Densidad	11,34 gramos/cm^3
Punto de fusion	327C
Punto de ebullición	1755C
Estado(s) de oxidación	(0) (+2) (+4)
Estado fisico	Sólido en condiciones normales
Estructura cristalina	Cúbico centrado en las caras
Electronegatividad	2.33 (Escala Pauling)
Conducción	Mal conductor de electricidad.

El plomo es el componente principal de las baterías de plomo-ácido que se utilizan en los automóviles. También se utiliza en la fabricación de balas y municiones, y más. En el pasado, el plomo se utilizaba como aditivo colorante en maquillajes y pinturas. Este metal es extremadamente tóxico. El verdadero problema, sin embargo, reside en el hecho de que el cuerpo no puede deshacerse de este metal. El uso excesivo de maquillaje a base de plomo ha causado una intoxicación grave por plomo, ya que se sigue acumulando y envenenando el cuerpo. El plomo es letal para el sistema nervioso.

Cobre

El cobre es un sólido de color rojo a naranja a temperatura ambiente. Es un metal de transición blando y dúctil que tiene una excelente conductividad térmica y eléctrica. La tabla resume las propiedades importantes del cobre.

Parámetro	Datos
Símbolo químico	Cu
Masa molar	63,54 g/mol
Número atómico	29
Densidad	8,96 gramos/cm^3
Punto de fusion	1084.62C
Punto de ebullición	2562C
Estado(s) de oxidación	(0)
Estado fisico	Sólido en condiciones normales
Estructura cristalina	Cúbico centrado en las caras
Electronegatividad	1.9 (Escala Pauling)
Conducción	Excelente conductor de electricidad

Muchas monedas están hechas de cobre. El cobre es un ingrediente de la joyería y la platería de plata; endurece la plata que de otro modo sería extremadamente blanda. El cobre también se utiliza en líneas de transmisión de energía, intercambiadores de calor, utensilios de cocina, tuberías y tubos.

El envenenamiento por cobre es extremadamente raro. La toxicidad aguda sólo ocurre cuando se acumula una cantidad excesiva de cobre en los tejidos del cuerpo. La exposición prolongada al aire contaminado con polvo de cobre puede provocar toxicidad aguda.

Mercurio

El mercurio es el único metal líquido en condiciones normales. Es un líquido plateado conocido por su rápida movilidad. Se utiliza en termómetros porque su volumen cambia rápidamente como respuesta al más mínimo cambio de temperatura. Este metal se utilizó para fabricar sombreros a principios del siglo XIX en Inglaterra. Los trabajadores finalmente desarrollaron una extraña enfermedad que más tarde se denominó “enfermedad del Sombrerero Loco”. Esta enfermedad es causada por intoxicación por mercurio y sus síntomas son el desarrollo de tumores e inestabilidad mental.

Parámetro	Datos
Símbolo químico	Hg
Masa molar	200 g/mol
Número atómico	80
Densidad	13,53 g/cm^3
Punto de fusion	-38,8ºC
Punto de ebullición	356.7C
Estado(s) de oxidación	(+1) (+2)
Estado fisico	Líquido en condiciones normales
Estructura cristalina	romboédrico
Electronegatividad	2 (Escala Pauling)
Conducción	Un conductor de electricidad justo

Arsénico

El arsénico es un metal pesado que se encuentra abundantemente disponible en las fuentes subterráneas de la Tierra. Es un sólido altamente tóxico y dúctil que está presente en los cigarrillos de tabaco. Los fabricantes no utilizan arsénico como ingrediente en sus cigarrillos; sino que las propias plantas de tabaco depositan partículas de arsénico en los cigarrillos. Estas plantas recogen partículas de arsénico de insecticidas y fuentes terrestres.

Parámetro	Datos
Símbolo químico	Como
Masa molar	74,9 g/mol
Número atómico	33
Densidad	5,72 gramos/cm^3
Punto de fusion	816.8C
Punto de ebullición	613C
Estado fisico	Condiciones normales sólidas
Estructura cristalina	romboédrico
Electronegatividad	2.18 (Escala Pauling)
Conducción	Mal conductor de electricidad.

En el pasado, las mujeres utilizaban arsénico para envenenar a sus maridos. Usaron pequeñas cantidades de arsénico, la eventual acumulación de arsénico condujo al desarrollo de síntomas similares al cólera. Estos síntomas incluían diarrea, dolor muscular y vómitos.

Efectos ambientales de los metales pesados

La toxicidad de los metales pesados ​​no se limita únicamente a los humanos; el medio ambiente en su conjunto se ve afectado por ello. Los metales pesados ​​son contaminantes persistentes que resultan tóxicos para muchos especímenes biológicos, incluidas especies y plantas acuáticas. Si la concentración de metales pesados ​​en el suelo excede un cierto umbral, se alteraría la actividad microbiana de los microorganismos. La contaminación del agua es la consecuencia directa de la acumulación de metales pesados ​​en las aguas subterráneas. Las actividades antropogénicas son los principales factores que han provocado la contaminación por metales pesados. Las industrias basadas en metales son los principales focos de contaminación por metales pesados.

La acumulación de mercurio en los sedimentos conduce a la formación de metilmercurio, que es un compuesto altamente tóxico que ingresa con facilidad al torrente sanguíneo y causa daño cerebral. El cadmio es un metal pesado catalogado como uno de los contaminantes ambientales más peligrosos; Inflige graves daños al metabolismo y al crecimiento de muchos organismos. El cadmio es especialmente malo para las plantas ya que inhibe la producción de clorofila y glucosa.

Resumen de la lección

Los metales pesados ​​son elementos cuyas densidades son cinco veces mayores que la densidad del agua. Son sustancias químicas muy letales que incluso la exposición a pequeñas dosis pueden provocar efectos adversos para la salud. Estos elementos son extremadamente tóxicos para el medio ambiente y para otros organismos vivos. Son producidos principalmente por actividades antropogénicas. Los metales pesados ​​incluyen:

• Plomo, que es un metal de post-transición con características metálicas débiles. Hace siglos se utilizaba como aditivo de color en maquillajes y pinturas. Esto provocó una intoxicación aguda por plomo.
• Cobre, que es un excelente conductor de electricidad que se utiliza en líneas de transmisión de energía e intercambiadores de calor.
• Mercurio, que es un metal único que es líquido a temperatura ambiente. Es muy sensible al calor; cambia de volumen a medida que fluctúa la temperatura, por eso se utiliza en termómetros. El mercurio se utilizó para fabricar sombreros a principios del siglo XIX. Los trabajadores expuestos al mercurio desarrollaron la enfermedad del Sombrerero Loco, que se asocia con tumores e inestabilidad mental.

• Arsénico, que es un metaloide que las mujeres usaban para envenenar a sus maridos en el pasado. Los síntomas del envenenamiento por arsénico son similares a los síntomas del cólera, razón por la cual muchos de estos delitos no fueron detectados. Fumar tabaco aumenta los riesgos de intoxicación por arsénico.
• El cadmio es un metal pesado extremadamente tóxico para todos los organismos vivos, especialmente las plantas. Altera el metabolismo de los organismos y dificulta la producción de glucosa y clorofila por parte de las plantas.

Los metales pesados ​​son contaminantes persistentes que resultan tóxicos para muchos especímenes biológicos, incluidas especies y plantas acuáticas. Si la concentración de metales pesados ​​en el suelo excede un cierto umbral, se alterarían las actividades microbianas de los microorganismos.