Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học Khóa luận xác định hàm lượng kẽm, chì trong một số loại rau xanh trên địa bàn qu...

Tài liệu Khóa luận xác định hàm lượng kẽm, chì trong một số loại rau xanh trên địa bàn quận liên chiểu tp. đà nẵng bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử aas.

.PDF
64
103
142

Mô tả:

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG KẼM, CHÌ TRONG MỘT SỐ LOẠI RAU XANH TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN LIÊN CHIỂU - TP. ĐÀ NẴNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ AAS KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HÓA HỌC Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hoàng Dung Lớp : 14CHP Giáo viên hướng dẫn : ThS. Ngô Thị Mỹ Bình Đà Nẵng - 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc KHOA HÓA NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hoàng Dung Lớp : 14CHP 1. Tên đề tài: Xác định hàm lượng kẽm, chì trong một số loại rau xanh trên địa bàn quận Liên Chiểu - TP. Đà Nẵng bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS. 2. Nguyên liệu, thiết bị, dụng cụ và hóa chất 2.1. Nguyên liệu: Rau xà lách, rau cải, rau muống. 2.2. Thiết bị: Máy đo quang AAS – iCE 3500 của hãng Thermo (Mỹ), tủ sấy, lò nung, bếp điện, cân phân tích. 2.3. Dụng cụ: cốc thủy tinh, bình định mức, bát nung, chén nung, cối sứ, chày sứ, bóp cao su, pipet các loại, đũa thủy tinh, phễu lọc, giấy lọc. 2.4. Hóa chất: dung dịch chuẩn: Pb2+ 1000 ppm và Zn2+ 1000 ppm, axit HNO3 65%, HCl 37%, KNO3, nước cất 2 lần. 3. Nội dung nghiên cứu  Nghiên cứu và lựa chọn các điều kiện tối ưu trong quá trình xử lý mẫu để định lượng các kim loại kẽm và chì trong các loại rau.  Đưa ra quy trình phân tích kẽm và chì trong rau cải bằng phương pháp phổ hấp thu nguyên tử trên thiết bị AAS.  Áp dụng phân tích một số đối tượng mẫu thực tế. 4. Giảng viên hướng dẫn: ThS. Ngô Thị Mỹ Bình 5. Thời gian nhận đề tài: 9/2017 6. Thời gian hoàn thành đề tài: 3/2018 Chủ nhiệm khoa Giảng viên hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) PGS. TS Lê Tự Hải ThS. Ngô Thị Mỹ Bình Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày……tháng……năm 2018. Kết quả điểm đánh giá Ngày......tháng…..năm 2018 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký và ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến giảng viên hướng dẫn cô Ngô Thị Mỹ Bình đã cho phép, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành khóa luận này. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong khoa Hóa, trường Đại học sư phạm Đà Nẵng đã dạy dỗ, truyền đạt những kiến thức hữu ích cho tôi trong suốt thời gian học tập tại trường và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi nghiên cứu, thực hiện khóa luận này. Chân thành cảm ơn các bạn trong tập thể lớp 14CHP đã nhiệt tình giúp đỡ tôi học tập, nghiên cứu, tìm kiếm tài liệu và động viên tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện khóa luận. Mặc dù bản thân đã cố gắng nỗ lực song vẫn không thể tránh có sai sót. Rất mong quý thầy cô thông cảm và đóng góp thêm ý kiến để tôi hoàn thiện bài báo cáo này. Tôi xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày tháng năm 2018 Sinh viên thực hiện Nguyễn Hoàng Dung MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU __________________________________________________ 1 Chương 1. TỔNG QUAN _________________________________________ 3 1.1 Giới thiệu về rau xanh................................................................................. 3 1.1.1. Vai trò của rau .................................................................................... 3 1.1.2. Thế nào là rau sạch ............................................................................. 3 1.1.3. Công dụng của một số loại rau ............................................................ 5 1.1.4. Tiêu chí về rau an toàn........................................................................ 6 1.1.5. Đại cương về kẽm và chì .................................................................... 7 1.2 Các phương pháp phân tích lượng vết kim loại nặng ................................. 15 1.2.1. Các phương pháp phân tích điện hoá ................................................ 15 1.2.2 Các phương pháp phân tích quang học.............................................. 17 1.3. Các kĩ thuật phân tích cụ thể trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 20 1.3.1. Phương pháp đồ thị chuẩn (đường chuẩn) ......................................... 20 1.3.2. Phương pháp thêm chuẩn .................................................................. 21 1.4. Phương pháp xử lý mẫu phân tích xác định Zn và Pb ................................ 23 1.4.1. Phương pháp xử lý ướt (bằng axit đặc oxi hóa mạnh) ....................... 24 1.4.2. Phương pháp xử lý khô ..................................................................... 25 1.4.3. Phương pháp xử lý khô – ướt kết hợp ............................................... 25 Chương 2. THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU __________ 27 2.1. Hóa chất – Thiết bị ................................................................................... 27 2.1.1. Hóa chất ........................................................................................... 27 2.1.2. Pha hóa chất ..................................................................................... 27 2.1.3. Thiết bị ............................................................................................. 30 2.1.4. Dụng cụ ............................................................................................ 30 2.2. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 30 2.2.1. Khảo sát xác định khoảng nồng độ tuyến tính ................................... 31 2.2.2. Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng ......................................................................................................... 34 2.2.3. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo .......................................... 38 2.3. Phân tích mẫu thực ................................................................................... 41 2.3.1. Lấy mẫu............................................................................................ 42 2.3.2. Khảo sát quá trình xử lí mẫu ............................................................. 43 2.4. Thực nghiệm đo phổ và kết quả tính toán.................................................. 45 2.5. Đánh giá hiệu suất thu hồi......................................................................... 51 KẾT LUẬN __________________________________________________ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO ________________________________________ 56 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Một số hằng số vật lý của chì và kẽm............................................ 7 Bảng 1.2. Một số giới hạn cho phép của chì trong rau và sản phẩm rau ...... 14 Bảng 1.3. Giới hạn tối đa ăn vào hàng ngày và hàng tuần ........................... 15 Bảng 2.1. Dãy dung dịch tiêu chuẩn Pb nồng độ từ 0mg/l đến 10mg/l ........ 28 Bảng 2.2. Dãy dung dịch tiêu chuẩn Zn nồng độ 0mg/l đến 3.5mg/l ........... 29 Bảng 2.3. Điều kiện đo phổ F-AAS của Pb và Zn ....................................... 31 Bảng 2.4. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Zn ................... 32 Bảng 2.5. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Pb ................... 33 Bảng 2.6. Kết quả xác định sai số của phương pháp với phép đo Zn ........... 39 Bảng 2.7. Kết quả xác định sai số của phương pháp với phép đo Pb ........... 40 Bảng 2.8. Tỉ lệ khối lượng của một số loại rau trước và sau khi sấy khô ..... 43 Bảng 2.9. Kết quả khảo sát lượng dung môi và nhiệt độ tối ưu để vô cơ hóa mẫu .............................................................................................................. 44 Bảng 2.10. Kết quả hàm lượng kẽm trong các mẫu rau ............................... 47 Bảng 2.11. Kết quả hàm lượng chỉ trong các mẫu rau ................................. 48 Bảng 2.12. Hiệu suất thu hồi của quá trình vô cơ hóa mẫu .......................... 52 Bảng 2.13. Hiệu suất thu hồi của quá trình vô cơ hóa mẫu .......................... 53 DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1. Mối quan hệ giữa Độ hấp thu A và nồng độ C ............................. 21 Hình 1.2. Đồ thị đường chuẩn của phương pháp thêm chuẩn ....................... 22 Hình 2.1. Hệ thống máy quang phổ hấp thụ AAS - ICE 3500 ...................... 29 Hình 2.2. Lò nung ........................................................................................ 30 Hình 2.3. Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Zn ....................... 33 Hình 2.4. Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Pb ....................... 34 Hình 2.5. Đường chuẩn của kẽm.................................................................. 35 Hình 2.6. Đường chuẩn của chì.................................................................... 36 Hình 2.7. Một số địa điểm lấy rau ................................................................ 42 Hình 2.8. Một số hình ảnh trước và sau khi xử lý mẫu ................................. 45 LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, những vấn đề liên quan đến ô nhiễm môi trường đang rất được xã hội quan tâm vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng. Đối với lĩnh vực nông nghiệp nói riêng, hiện nay ngành này cũng đang chịu sức ép lớn từ những loại nông sản nhiễm độc chất, hiện tượng đất canh tác bị ô nhiễm bởi nhiều loại chất độc hại... tất cả đều bắt nguồn từ việc gia tăng phế thải. Phần lớn nguồn phế thải đưa ra môi trường chưa được xử lý thích hợp, làm cho môi trường ngày càng ô nhiễm trầm trọng hơn, các loại phế thải công nghiệp, phế thải sinh hoạt, hóa chất nông nghiệp... tồn dư đi vào nước, vào không khí rồi tích tụ trong đất, đầu độc môi trường đất làm đất thoái hóa, giảm đi chất lượng dinh dưỡng vốn có gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng của những sản phẩm canh tác, đặc biệt là những sản phẩm nông nghiệp sản xuất trên khu vực đất bị ô nhiễm có khả năng ảnh hưởng xấu tới sức khỏe của người sử dụng. Ở nước ta, bên cạnh những loại nông sản chủ lực thì các loại hoa màu cũng chiếm một vị trí then chốt trong trong nông nghiệp, ví dụ như các loại rau xanh. Rau xanh là một trong những nhu yếu phẩm đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp những dưỡng chất thiết yếu cho con người. Tuy nhiên, cùng với mức độ gia tăng ngày càng nghiêm trọng của vấn nạn ô nhiễm môi trường thì rau xanh có khả năng bị nhiễm độc, nguy hiểm nhất phải kể đến sự nhiễm độc kim loại nặng trong rau xanh do nhiều nguyên nhân khác nhau, gây ra vô số những ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe của người tiêu dùng. Do đó, việc kiểm soát, đánh giá sự tích tụ kim loại nặng trong rau xanh nói riêng và trong thực phẩm nói chung trở thành một vấn đề cấp bách được toàn thể xã hội quan tâm. Nắm bắt được nhu cầu đó, tôi tiến hành chọn đề tài: “Nghiên cứu khảo sát hàm lượng kim loại kẽm và chì trong một số rau xanh được trồng địa bàn quận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng bằng phương pháp F-AAS” để khảo sát, đánh giá lượng kẽm và chì trong các mẫu rau nhằm đóng góp một phần nhỏ trong việc kiểm soát thực phẩm ô nhiễm, hạn chế rủi ro đến sức khỏe con người, từ đó đưa ra những khuyến cáo hữu ích đối với toàn thể người dân. 1 Nội dung chính của luận văn gồm những phần sau:  Nghiên cứu và lựa chọn các điều kiện tối ưu trong quá trình xử lý mẫu để định lượng các kim loại kẽm và chì trong các loại rau.  Đưa ra quy trình phân tích kẽm và chì trong rau bằng phương pháp phổ hấp thu nguyên tử trên thiết bị AAS.  Áp dụng phân tích một số đối tượng mẫu thực tế. 2 Chương 1. TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về rau xanh 1.1.1. Vai trò của rau Các loại rau tươi của nước ta rất phong phú. Nhìn chung ta có thể chia rau tươi thành nhiều nhóm: nhóm rau xanh như rau cải, rau muống, rau xà lách, rau cần... nhóm rễ củ như cà rốt, củ cải, củ su hào, củ đậu...nhóm cho quả như cà chua, dưa chuột... nhóm hành gồm các loại hành, tỏi. Trong ăn uống hàng ngày rau tươi có vai trò đặc biệt quan trọng. Rau tươi nằm trong nhóm thứ 4, cung cấp vitamin và muối khoáng. Nếu tính lượng đạm có trong 100 gam có thể thấy một số loại rau rất giàu chất đạm như bồ ngót, rau muống. Mặc dù chất đạm có nhiều trong thịt, cá từ 14 – 15 gam nhưng thịt cá đắt tiền, không phải ai cũng có khả năng mua thường xuyên trong khi rau rất rẻ mà lượng đạm cung cấp cũng khá. 1kg rau muống cung cấp 300 gam lượng đạm tương đương 200 gam thịt. Như vậy rau là loại thức ăn rẻ tiền nhưng lại có vai trò dinh dưỡng rất cao. Rau còn quan trọng ở chỗ nó cung cấp chất xơ. Chất xơ không dễ tiêu hoá hấp thụ được, không cung cấp năng lượng, nó tạo ra chất thải lớn trong ruột, làm tăng nhu động ruột, chống táo bón. Đây là điều rất quan trọng trong việc tránh hấp thụ có hại cho cơ thể. Nếu phân để lâu trong ruột do thiếu chất xơ cũng tăng tỉ lệ ung thư tiêu hoá, đại tràng, gây xơ vữa động mạch. Ngoài ra, chất xơ còn thúc đẩy sự hấp thụ của cơ thể đối với 3 nhóm thức ăn đạm, béo, đường. Rau còn là nguồn chất sắt quan trọng. Sắt trong rau được cơ thể hấp thụ tốt hơn sắt ở các hợp chất vô cơ. Các loại rau, đậu, xà lách là nguồn mangan tốt. Tóm lại, rau tươi có vai trò quan trọng trong dinh dưỡng, trong bữa ăn hàng ngày của chúng ta không thể thiếu được. Điều quan trọng là phải đảm bảo rau sạch, không có vi khuẩn gây bệnh và các hoá chất độc nguy hiểm. 1.1.2. Thế nào là rau sạch Rau sạch là rau không bị ô nhiễm bởi các tác nhân sinh học, hoá học, vật lí vượt qua giới hạn cho phép và không gây nguy hại tới sức khoẻ cho người tiêu dùng. 3 Ô nhiễm sinh học: ô nhiễm vi khuẩn, vi rút, kí sinh trùng. + Ô nhiễm vi khuẩn: phân tươi là ổ chứa của nhiều loại vi khuẩn gây bệnh tả, lị, thương hàn, trứng giun sán...do vậy chúng có thể lây nhiễm sang rau, khi ăn rau sống hoặc nấu rau không chín thì chúng sẽ theo vào cơ thể và gây bệnh. + Ô nhiễm vi rút : gây viêm gan thường gặp trong các môi trường không đảm bảo vệ sinh như nước bẩn, thức ăn nhiễm bẩn (do côn trùng, phân người...). Đáng lưu ý là các loại rau thuỷ sinh trồng dưới nước gần nguồn ô nhiễm phân như cầu tiêu, trên ao, hồ, sông... + Ô nhiễm kí sinh trùng: rau trồng ở khu vực đất có nhiều nguồn ô nhiễm như bón phân tưới của gia súc, gia cầm, phân người khả năng nhiễm rất cao và gây nguy hiểm cho người sử dụng. Ô nhiễm hoá học: ô nhiễm kim loại nặng, hoá chất bảo vệ thực vật, phụ gia bảo quản. + Ô nhiễm kim loại nặng: xảy ra khi trồng rau quả, củ gần nơi ô nhiễm khí thải của các nhà máy hay khói xăng, gần quốc lộ hoặc dùng nước thải của các nhà máy thải ra để tưới rau. + Ô nhiễm tồn dư thuốc bảo vệ thực vật do xịt thuốc cho rau quả thời gian cách li ngắn, chưa thải hồi hết đã thu hoạch. Gây ngộ độc cấp và mãn tính cho người sử dụng. Để đạt được năng suất cao hoặc để tiêu diệt các sâu, rầy, đặc biệt là đối với một số loại rau quả dễ bị sâu phá hoại, một số người nông dân đã sử dụng quá nhiều phân bón hoá học và phun thuốc trừ sâu với liều lượng vượt quá mức an toàn, phun thuốc trừ sâu tới sát ngày thu hoạch. Mặt khác, một số loại rau quả được trồng ở vùng đất ô nhiễm, tưới phân tươi, hay nước thải bẩn cũng là mối đe doạ cho sức khoẻ của người tiêu dùng. Nên thận trọng với những loại rau ăn lá hoặc rau trái không phải gọt vỏ như: rau muống nước, xà lách, tần ô, cải bẹ xanh, cải ngọt, cải dùng để làm dưa, rau má, đậu đũa, khổ qua, dưa leo, cà chua, nho, táo... 4 1.1.3. Công dụng của một số loại rau Rau muống: có vị ngọt, tính hơi lạnh. Công dụng thanh nhiệt, lương huyết, chỉ huyết, thông đại tiểu tiện, giải các chất độc xâm nhập vào cơ thể. Rau muống có nhiều tính năng và tác dụng trong việc phòng và chữa bệnh như: thanh nhiệt giải độc mùa hè, lương huyết, cầm máu, chữa tâm phiền, chảy máu mũi, lưỡi đỏ rêu vàng, khát nước mát, ù tai chóng mặt; đau đầu trong trường hợp huyết áp cao; đau dạ dày, nóng ruột, ợ chua, miệng khô đắng; say sắn, ngộ độc sắn; giải các chất độc trong thức ăn; các chứng bệnh chảy máu như chảy máu cam, ho nôn ra máu; tiêu tiểu ra máu, trĩ, lị; sản phụ khó sinh; khí hư bạch đới; phù thũng toàn thân do thận, bí tiểu tiện; đái tháo đường; quai bị; chứng đẹn trong miệng hoặc lở khóe miệng ở trẻ em; lở ngứa, loét ngoài da, zona, ong cắn; rôm sẩy, mẩn ngứa; sởi, thủy đậu ở trẻ em… Rau muống cung cấp nhiều chất xơ, có vitamin C, vitamin A và một số thành phần tốt cho sức khỏe, là thức ăn tốt cho mọi người. Rau xà lách: theo Đông y Trung Quốc thì rau xà lách vị đắng ngọt, hơi hàn. Công năng ích ngũ tạng, thông kinh mạch, cứng gân cốt, lợi tiểu tiện và làm trắng răng đẹp da. Dùng chữa tăng huyết áp viêm thận mạn, sữa không thông sau sinh nở... khai vị thanh tâm chữa các chứng ung độc, sưng tấy. Cải thìa: là cây thảo sống 1năm hoặc 2 năm, cao 25 - 70 cm. Rễ không phình thành củ. Lá ở gốc, to, màu xanh nhạt, gân giữa trắng, nạc; phiến hình bầu dục nhẵn, nguyên hay có răng không rõ, men theo cuống, tới gốc nhưng không tạo thành cánh; các lá ở trên hình giáo. Hoa màu vàng tươi họp thành chùm ở ngọn; hoa dài 1 - 1,4 cm, có 6 nhị. Quả cải dài 4 - 11cm, có mỏ; hạt tròn, đường kính 1 - 1,5 mm, màu nâu tím. Cải thìa có nhiều vitamin A,B,C. Lượng vitamin C của nó rất phong phú, đứng vào bậc nhất trong các loại rau. Sau khi phơi khô, hàm lượng vitamin C vẫn còn cao. Cải thìa có tác dụng chống scrbut, tạng khớp và làm tan sưng. Hạt cải thìa kích thích, làm dễ tiêu, nhuận tràng. 5 1.1.4. Tiêu chí về rau an toàn  Khái niệm rau an toàn Những sản phẩm rau tươi (bao gồm tất cả các loại rau ăn củ, thân, lá, hoa quả) có chất lượng đúng như đặt tính giống của nó, hàm lượng các hoá chất độc và mức độ nhiễm các sinh vật gây hại ở dưới mức tiêu chuẩn cho phép, bảo đảm an toàn cho người tiêu dùng và môi trường, thì được coi là rau đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, gọi tắt là "rau an toàn”.  Các yêu cầu chất lượng về rau an toàn Ngày 19/12/2007, bộ trưởng bộ Y tế đã ra quyết định số 46-2007-QĐ-BYT “Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực phẩm’’. Trong quyết định này qui định mức dư lượng cho phép trên sản phẩm rau đối với hàm lượng nitrate, kim loại nặng, vi sinh vật gây bệnh và thuốc BVTV. Các mức dư lượng cho phép này chủ yếu dựa vào qui định của Tổ chức lương nông tế giới (FAO) và Tổ chức y tế thế giới (WHO). Và gần đây nhất có QCVN 8-2:2011/BYT, “Quy định về giới hạn ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm và các yêu cầu có liên quan”. Các cá nhân, tổ chức sản xuất và sử dụng rau dựa vào các mức dư lượng này để kiểm tra xác định sản phẩm có đạt tiêu chuẩn an toàn hay không. - Chỉ tiêu về nội chất: Chỉ tiêu nội chất được quy định cho rau tươi bao gồm: dư lượng thuốc bảo vệ thực vật; hàm lượng nitrat (NO3-); hàm lượng một số kim loại nặng chủ yếu: Cu, Pb, Hg, Cd, As,...; mức độ nhiễm các vi sinh vật gây bệnh (E. coli, Samonella ...) và kí sinh trùng đường ruột (trứng giun đũa Ascaris). - Chỉ tiêu về hình thái: Sản phẩm được thu hoạch đúng lúc, đúng yêu cầu từng loại rau (đúng độ già kỹ thuật hay thương phẩm), không dập nát, hư thối, không lẫn tạp chất, sâu bệnh và có bao gói thích hợp. Tất cả các chỉ tiêu trong sản phẩm của từng loại rau phải ở dưới mức cho phép theo tiêu chuẩn của Tổ chức Quốc tế FAO/WHO hoặc của một số nước tiên tiến: Nga, Mỹ,.v.v… 6 1.1.5. Đại cương về kẽm và chì  Trạng thái tự nhiên của các kim loại Zn và Pb Kẽm trong thạch quyển của vỏ quả đất chiếm khoảng 5.10-3% về khối lượng, tồn tại ở dạng các khoáng vật chủ yếu là quặng blen kẽm (ZnS), calamin (ZnCO3), phranclinit hay ferit kẽm Zn(FeO2)2, ngoài ra còn có zincit ZnO. Trong tự nhiên các khoáng vật của Zn đều có lẫn khoáng vật của Pb, Ag và Cd. Chì đã được con người biết đến từ thời thượng cổ, Chì là nguyên tố phân bố khá rộng trong tự nhiên ở dạng kết hợp với các kim loại khác đặc biệt là với Ag và Zn. Chì trong vỏ trái đất ứng với thành phần thạch quyển chiếm 1,6.10-3% về khối lượng. Galen (PbS) là quặng chì quan trọng nhất trong công nghiệp, ngoài ra còn gặp chì trong quặng xeruzit (PbCO3), anglebit (PbSO4).  Một số tính chất lý, hóa của Zn và Pb a. Tính chất vật lý của Zn và Pb Kẽm là kim loại mầu trắng bạc, mềm. Ở trong không khí bị phủ lớp màng hidroxit – cacbonat bền. Kẽm có 15 đồng vị, trong đó có 5 đồng vị thiên nhiên là 64 Zn (48,89%), 66Zn (27,81%), 67Zn (4,11%),68Zn (18,56%) và 70Zn (0,62%). Trong các đồng vị phóng xạ thì động vị 65Zn bền nhất có chu kỳ bán hủy 245 ngày đêm. Chì là kim loại có mầu xám thẫm và mềm, có khối lượng riêng lớn nhất. Chì có 18 đồng vị, trong đó có 4 đồng vị thiên nhiên là (23,6%), 202 207 Pb (22,6%) và 208 204 Pb (1,48%), Pb Pb (52,3%). Đồng vị phóng xạ bền nhất của chì là Pb có chu kỳ bán hủy là 3.105 năm. Bảng 1.1. Một số hằng số vật lý của chì và kẽm STT 206 Hằng số vật lý 1 STT trong bảng tuần hòan 2 Nguyên tử khối (u) 7 Chì Kẽm 82 30 207,21 65,37 b. 3 Cấu hình electron 4 Năng lượng ion hóa (eV) [Kr]6s26p2 [Kr]3d104s2 I1=7,42 I1=9,39 I2=15,03 I2=17,96 5 Bán kính nguyên tử (Å) 1,75 1,39 6 Nhiệt độ nóng chảy (0C) 327,4 419,5 7 Nhiệt độ sôi (0C) 1740 906 8 Khối lượng riêng (g/cm3) 11.34 7.13 Một số tính chất hóa học của Zn và Pb * Tác dụng với oxi Chì bị oxi hóa ở điều kiện thường tạo thành màng oxit bảo vệ cho kim loại. Khi đun nóng trong không khí, chì bị oxi hóa dần đến hết tạo ra PbO. 2Pb + O2 → 2PbO Ở nhiệt độ thường và trong không khí ẩm, kẽm bị bao phủ bởi lớp màng hidroxit – cacbonat bền. 2Zn + 2H2O + O2 → 2Zn(OH)2 2Zn + H2O + O2 + CO2 → Zn2CO3(OH)2 Khi đốt nóng kẽm cháy trong oxi tạo ra oxit: ZnO 2Zn + O2 → 2ZnO *Tác dụng với các phi kim khác Chì tác dụng được với các halogen, lưu huỳnh tạo thành muối. 8 Pb + S → PbS Pb + Cl2 → PbCl2 Kẽm tác dụng với halogen, lưu huỳnh, photpho, selen ...tạo muối tương ứng. Zn + S → ZnS 2Zn + Cl2 → 2ZnCl * Tác dụng với nước Chì và kẽm không tác dụng được với nước ở nhiệt độ thường. Nhưng ở nhiệt độ cao kẽm khử hơi nước tạo thành oxit. Còn chì phản ứng chậm với nước khi có mặt của oxi tạo ra hidroxit. Zn + H2O → ZnO + H2 2Pb + O2 + 2H2O → 2Pb(OH)2 * Tác dụng với axit Với axit không có tính oxi hóa (như HCl, H2SO4 loãng,…) chì và kẽm đều tác dụng, giải phóng khí hiđro. Pb + 2HCl → PbCl2 + H2↑ Zn + 2H3O+ + 2H2O → [Zn(H2O)4]2+ + H2 Tuy nhiên, khi chì tan trong HCl lại tạo ra lớp PbCl2 khó tan làm cho chì không tan thêm được nữa; nhưng với HCl đặc chì lại dễ tan hơn do tạo thành hợp chất dễ tan dạng H2[PbCl4]. PbCl2 + 2HCl → H2[PbCl4] 9 Với các axit có tính oxi hóa (như HNO3, H2SO4 đặc) thì chì và kẽm đều phản ứng, sẩn phẩm không có hiđro. 3Zn + 8HNO3 → 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O Zn + 2H2SO4 đặc, nóng→ ZnSO4 + SO2 + 2H2O 4Zn + 5H2SO4 đặc, nguội → 4ZnSO4 + H2S + 5H2O Pb + 2H2SO4 đặc → PbSO4 + SO2↑ + 2H2O Chì chỉ tác dụng trên bề mặt với dung dịch H2SO4 có nồng độ thấp hơn 80% tạo ra lớp muối khó tan, người ta đã lợi dụng tính chất này để chế tạo ắc quy chì. Còn với H2SO4 đặc chì rất dễ tan do tạo hợp chất dễ tan Pb(HSO4)2 không bảo vệ được chì khỏi bị axit tiếp tục tác dụng. Pb + H2SO4 → PbSO4 + SO2↑+ 2H2O PbSO4 + H2SO4 → Pb(HSO4)2 Nhưng với axit HNO3, chì tác dụng ở bất kỳ nồng độ nào đều tạo ra Pb(NO3)2. Tuy nhiên do Pb(NO3)2 khó tan trong HNO3 đặc, dễ tan trong nước nên chì dễ tan trong HNO3 loãng, khó tan trong HNO3 đặc. 3Pb + 8HNO3 → 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O Chì cũng tan được trong axit axetic và một số axit hữu cơ khác khi có mặt oxi. 2Pb + 4CH3COOH + O2 → 2Pb(CH3COO)2 + 2H2O Đặc biệt, chì và kẽm còn có thể tan được trong dung dịch kiềm giải phóng hiđro. Pb + 2KOH + 2H2O →K2[Pb(OH)4] + H2↑ Riêng kẽm còn có thể tan được trong dung dịch NH3. 10 Zn + 4NH3 + 2H2O → [Zn(NH3)4](OH)2 + H2↑ Trong môi trường kiềm cao, Zn khử được ion NO3- thành khí NH3. 4Zn + NO3- + 7OH- + 6H2O → 4[Zn(OH)4]2- + NH3↑  Vai trò của các nguyên tố Zn và Pb đối với con người a. Chức năng sinh học của Zn Kẽm đóng vai trò sinh học không thể thiếu đối với sức khỏe con người cho dù kẽm chỉ chiếm khoảng vài phần triệu trọng lượng khô của cơ thể. Người ta cũng đã phát hiện được nhiều căn bệnh liên quan tới sự thiếu thừa nguyên tố này. Theo các nhà khoa học, lượng kẽm cần thiết cho người trưởng thành hàng ngày là 1015mg. Nhưng nhu cầu về kẽm còn tùy thuộc vào tuổi và trạng thái sinh lý của cơ thể. Ví dụ trẻ em dưới 1 tuổi cần 8mg/ngày, trẻ từ 1-10 tuổi cần khoảng 20-25mg kẽm/ngày. Kẽm tham gia vào thành phần cấu trúc tế bào và đặc biệt là tác động đến hầu hết các quá trình sinh học trong cơ thể. Kẽm có trong thành phần của hơn 80 loại enzyme khác nhau, đặc biệt có trong hệ thống enzym vận chuyển, thủy phân, đồng hành xúc tác phản ứng gắn kết với các chuỗi trong phân tử AND, xúc tác phản ứng oxy hóa cung cấp năng lượng, ngoài ra kẽm còn hoạt hóa nhiều enzym khác nhau như amylase, pencreatinase… Đặc biệt, kẽm có vai trò sinh học rất quan trọng là tác động chọn lọc lên quá trình tổng hợp, phân giải axit nucleic và protein những thành phần quan trọng nhất của sự sống. Vì vậy các cơ quan như hệ thần kinh trung ương, da và niêm mạc, hệ tiêu hóa, hệ tuần hoàn rất nhạy cảm với sự thiếu hụt kẽm. Sự thiếu hụt kẽm để lại những hiệu ứng rõ nét trong việc tăng trọng của động vật. Kẽm tìm thấy trong insualin, các protein chứa kẽm và các enzyme như superoxit dismutase. Thị giác¸vị giác, khứu giác và trí nhớ có liên quan đến kẽm và sự thiếu hụt kẽm có thể gây ra hoạt động của các cơ quan này. Lượng kẽm trong cơ thể có liên quan chặt chẽ với môi trường sống và chế độ dinh dưỡng. Thiếu kẽm sẽ 11 ảnh hưởng tới sự phát triển bình thường của cơ thể và hơn nữa có thể là nguyên nhân gây nên nhiều bệnh nguy hiểm, ảnh hưởng lâu dài tới cuộc sống va sinh mạng của con người. Trẻ em nếu cơ thể thiếu kẽm sẽ biếng ăn, suy dinh dưỡng và kém phát triển về chiều cao, phát dục trễ, dễ nhiễm trùng và tiêu chảy. Ngược lại việc tiêu thụ quá mức kẽm có thể gây ra một số chứng như hôn mê, bất động cơ và thiếu đồng. b. Tác hại của Pb Chì và các hợp chất của chì đều được xếp vào nhóm độc tố đối với cơ thể người. Trong môi trường nó bị thải ra từ hoạt động của các ngành công nghiệp, nông nghiệp … gây ô nhiễm. Nó có thể xâm nhập vào cơ thể con người qua chu trình chuyển hóa thức ăn hay quá trình trao đổi chất như: nước uống, không khí, thức ăn (động vật, thực vật) nhiễm chì. Khi hàm lượng chì tích lũy lại vượt quá ngưỡng cho phép thì chì sẽ ức chế một số enzym quan trọng trong quá trình tổng hợp máu dẫn đến không tạo được hồng cầu. Bởi vì chì đã ức chế một số sản phẩm trung gian trong quá trình tổng hợp máu dẫn đến không tạo được hồng cầu như delta-aminolevulinic axit hay còn gọi là ALA-dehidraza enzym I (HOOC-(CH)-COCH(NH2)-COOH), là một chất trung gian quan trọng để tổng hợp porphobilinogen: Chì gây ức chế ALA-dehidraza enzym, do đó giai đoạn tiếp theo hình thành porphobilinogen không xảy ra được. Tác dụng chung là chì phá hủy quá trình tổng hợp hemoglobin và các sắc tố cần thiết cho máu như cytochoromes. Hàm lượng chì trong máu khoảng 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụng oxy để oxy hóa glucoza tạo ra năng lượng cho quá trình sống, do đó làm cơ thể mệt mỏi. Ở nồng độ cao hơn (>0,8 ppm) có thể gây nên thiếu máu do thiếu hemoglobin. Hàm lượng chì trong máu khoảng 0,5 đến 0,8 ppm gây ra rối loạn chức năng của thận và phá hủy 12
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan