ธาตุและสารประกอบในสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม

ธาตุและสารประกอบในสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม 

1.ธาตุอะลูมิเนียม

        

            อะลูมิเนียม  (Al)  พบมากในเปลือกโลกประมาณ  7.5%  โดยมวล  ในรูปของสารประกอบ 

เช่น  บอกไซต์  (Al2O3 •2H2O)  ไครโอไลต์  (Na3 AlF6)  โลหะอะลูมิเนียมเตรียมได้จากการหลอมเหลวแร่บอกไซต์แล้วแยกด้วยกระแสไฟฟ้าจะได้โลหะอะลูมิเนียมที่แคโทด  โลหะอะลูมิเนียมมีสีเงิน  มีความหนาแน่นต่ำ  เหนียวและแข็ง  ดัดโค้งงอได้  ทุบให้เป็นแผ่นหรือดึงเป็นเส้นได้  นำไฟฟ้าและนำความร้อนได้ดีมาก

            สารประกอบออกไซต์ของอะลูมิเนียมคือ  Al2 O3  มีจุดหลอมเหลวสูงมาก  ทนความร้อนสูง  ละลายได้ทั้งกรดและเบส  ออกไซต์ที่เกิดในธรรมชาติเรียกว่า  คอรันดัม  มีความแข็งมากและมีหลายสี  จึงนิยมใช้ทำเครื่องประดับ

2.ธาตุแคลเซียม

             พบในเปลือกโลกประมาณ  5.4%  โดยมวล  พบในรูปของสารประกอบที่มี  CaCO 3 เป็นองค์ประกอบ  เช่นหินงอก  หินย้อย  เปลือกหอย  ดินมาร์ล และพบในสารประกอบ ซัลเฟต  เช่น  ยิปซัม  แคลเซียมเตรียมได้โดยการแยกสารประกอบคลอไรด์ที่หลอมเหลวด้วยกระแสไฟฟ้าแคลเซียมเป็นโลหะที่มีความแข็ง  มีจุดหลอมเหลว  จุดเดือดและความหนาแน่นสูงกว่าโลหะแอลคาไลน์  สารประกอบของแคลเซียมที่น่าสนใจ  ออกไซด์ของแคลเซียม  คือ CaO (ปูนดิบ) เมื่อผสมกับน้ำจะได้  Ca(OH)2  (ปูนสุก) สารละลาย   Ca(OH) 2เรียกว่า น้ำปูนใส

3.ธาตุทองแดง

             ทองแดงเป็นโลหะชนิดแรกๆ ที่มนุษย์รู้จักและนำมาใช้งาน จากหลักฐานพบว่า มนุษย์รู้จัก การถลุงทองแดงขึ้นมา ใช้ทำเครื่องมือเครื่องใช้ต่างๆ มาตั้งแต่ยุคก่อนประวัติศาสตร์ แม้ว่าทองแดงจะมีปริมาณน้อยมาก ในเปลือกโลก (เพียง 0.0001%) เมื่อเทียบกับโลหะอื่นอย่างเหล็ก (5%) หรืออลูมินัม (8%)  แต่ทองแดงเป็นโลหะมีตระกูล ซึ่งสามารถพบได้ทั้งในรูปอิสระ และในรูปสารประกอบ ซึ่งสามารถถลุงออกมาเป็นโลหะได้ง่าย การถลุงทองแดงปัจจุบัน จะนำสินแร่ทองแดง เช่น แร่ ชาลโคไซต์ (Chalcocite, Cu2S) แร่ชาลโคไพไรต์(Chalcopyrite, CuFeS2) 

             ประโยชน์ของทองแดง ที่เราคุ้นเคยกันดีที่สุดในสมัยนี้ก็คือ การนำมาใช้ทำลวดส่งกระแสไฟฟ้า และอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดต่างๆ เนื่องจากทองแดงเป็นโลหะที่นำไฟฟ้าได้ดีเป็นอันดับสองรองจากเงิน นอกจากนั้น ทองแดงยังเป็นส่วนผสมสำคัญ ของโลหะผสมหลายชนิด เช่น ทองเหลือง (ทองแดงผสมกับสังกะสี) สำริด (ทองแดงผสมกับดีบุก) 

4.ธาตุโครเมียม

              โครเมียมเป็นธาตุที่พบตามธรรมชาติในดิน หิน พืช สัตว์ ฝุ่นขากปล่องภูเขาไฟ ในร่างการคนเราจะมีโครเมียมปริมาณน้อย และเป็นสารอาหารที่จำเป็นเพื่อสุขภาพที่สมบูรณ์ การใช้ประโยชน์ทางอุตสาหกรรมนั้น ส่วนใหญ่ใช้ทำและชุบเหล็กและอัลลอยด์ อิฐในเตาเผา สารประกอบของโครเมียมใช้เป็นสีย้อม และในอุตสาหกรรมฟอกหนังกับรักษาเนื้อไม้ โครเมียมจะเข้าสู่ร่างกายของช่างประกอบรถยนต์ รถมอร์เตอร์ไซด์ ช่างเชื่อมช่างชุบ ก็เมื่อมีการสูดไอของมันเข้าไปขณะทำงาน สำหรับคนที่ทำงานในโรงฟอกหนังและโรงเลื่อยไม้ อาจสูดเอาฝุ่นสารประกอบโครเมียมหรือฝุ่นขี้เลื่อยไม้ที่ชุบน้ำยารักษาเนื้อไม้เข้าไป เมื่อโครเมียมปริมาณมากเข้าสู่ร่างกายระบบทางเดินหายใจและปอดจะเป็นอันตราย เกิดการระคายเคือง เจ็บคัน และอาจมีเลือดออก ทำให้ปอดเสี่ยงต่อการเป็นโรคอื่นตามมา ถ้ากลืนกินปริมาณมากจะกัดกระเพาะ ท้องเดิน ชัก เป็นอันรายต่อตับและไต อาจถึงตายได้ ถ้าถูกผิวหนังจะกัดผิวหนังเป็นแผล บางคนถูกเพียงเล็กน้อยอาจเกิดอาการแพ้เป็นผื่นบวมแดงได้ เมื่อใดที่ต้องเกี่ยวข้องกับกิจกรรมดังกล่าวข้างบนนี้ ต้องหลีกเลี่ยงการฟุ้งกระจาย ใช้หน้ากากป้องกัน

5.ธาตุเหล็ก

            พบในเปลือกโลกประมาณ 4.7% โดยมวลและพบในรูปของแร่ชนิดต่างๆ  ได้แก่ แร่ฮีมาไรด์  (Fe2 O3 ) แร่แมกนีไทด์  (Fe2 O4 ) และแร่ไพไรต์ (FeS2) การทะลุเหล็กใช้ การรีดิวซ์ออกไซด์ ของเหล็ก (Fe2 O3 ) ด้วยถ่านโค๊ก (C) เหล็กเป็นโลหะสีเทา มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง ถูกดูดด้วยแม่เหล็กได้และคงอำนาจแม่เหล็กได้อย่างถาวร สารประกอบออกไซด์ของเหล็กมีหลายชนิดเช่น FeO  Fe2 O3  Fe2 O4 เหล็กสามารถเกิดสารประกอบเชิงซ้อนและไอออนเชิงซ้อนได้หลายชนิดและมีสีต่างๆ เช่น K4Fe (CN)6 มีสีเหลือง K3Fe (CN)6  มีสีเหลืองอมส้ม  NH4Fe (SO)2 ? 12H2O มีสีม่วงอ่อน

             ประโยชน์ของเหล็ก  เหล็กกล้าเป็นโลหะเจือของเหล็กกับคาร์บอนในปริมาณต่างๆ กัน บางชนิดอาจเติมโลหะอื่นเพิ่ม ลงไปเพื่อปรับปรุงคุณภาพเรียกว่า เหล็กกล้าเจือโลหะ ใช้ในงานก่อสร้าง ผลิตเครื่องยนต์ ทำตัวถังรถยนต์ ทำลวดตะปู 

6.ธาตุไอโอดีน

        พบในปริมาณเล็กน้อยในน้ำทะเล ในสาหร่ายทะเลบางชนิด และพบในสินแร่ที่มีโซเดียมไนเตรตอยู่ในรูปของโซเดียมไอโอเดต (NaIO3) ไอโอดีนเป็นโลหะที่มีสถานะเป็นของแข็ง เป็นเกล็ดมันวาวสีม่วง ระเหิดได้ง่าย ละลายน้ำได้น้อยมากแต่ละลายได้ในตัวทำละลายชนิดอื่นๆได้ดี เช่น สารละลายโพรแทสเซียมอโอไดด์ เอทานอล เฮกเซน คาร์บอนเตตระคลอไรด์ เกิดสารประกอบไอออนิกกับโลหะทั่วไปได้สารประกอบประเภทเกลือ 

             ประโยชน์ของไอโอดีน ไอโอดีนละลายในเอทานอล เรียกว่าทิงเจอร์ไอโอดีน ใช้ทามแผลฆ่าเชื้อโรค ไอโอไดด์ไอออนเป็นส่วนประกอบของฮอร์โมนไทรอกซินในต่อมไทรอยด์ ซึ่งควบคุมกระบวนการเมแทบอลิซึมของร่างกาย ถ้าขาดไอโอดีนจะทำห็เป็นโรคคอพอก สารประกอบของไอโอดีน เช่น โซเดียมไอโอไดด์ โพรแทสเซียมอโอไดด์ ใช้ผสมในเกลือสินเธาว์ เป็นก่ารเพิ่มไอโอไดด์ไอออนให้ได้สัดส่วนที่เหมาะสมต่อการใช้บริโภค