Tài liệu Thảo luận hóa vô cơ: Sự tồn tại (dạng tồn tại, hàm lượng) của các nguyên tố trong vũ trụ và cơ thể con người

KHOA HÓA LÝ KỸ THUẬT BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC *****o0o***** THẢO LUẬN HÓA VÔ CƠ Chủ đề : Sự tồn tại (dạng tồn tại, hàm lượng) của các nguyên tố trong vũ trụ và cơ thể con người. vỏ trái đ MỤC LỤC MỞ ĐẦU...................................................................................... 1 1. Sự tồn tại của các nguyên tố trong vũ trụ.............................1 1.1 Nguyên tố Hidro................................................................2 1.2........................................................................ Nguyên tố Heli. 3 1.3......................................................................... Nguyên tố Oxi. 3 1.4......................................................................... Nguyên tố Liti. 4 1.5...................................................................Nguyên tố Cacbon. 5 1.6........................................................................ Nguyên tố Silic. 5 1.7......................................................................... Nguyên tố Sắt. 5 1.8..............................................................Các nguyên tố còn lại. 6 2. Sự tồn tại của các nguyên tố trong vỏ Trái Đất.....................7 2.1 Nguyên tố Oxi...................................................................8 2.2 Nguyên tố Silic...................................................................8 2.3 Nguyên tố Nhôm...............................................................8 2.4 Nguyên tố Sắt....................................................................9 2.5 Nguyên tố Canxi................................................................9 2.6 Nguyên tố Natri.................................................................9 2.7 Nguyên tố Kali..................................................................9 2.8 Nguyên tố Magie.............................................................10 2.9 Nguyên tố Hidro.............................................................10 2.10 Các nguyên tố còn lại.....................................................11 3. Sự tồn tại của các nguyên tố trong cơ thể người................12 3.1 Nguyên tố Oxi.................................................................11 3.2 Nguyên tố Cacbon...........................................................12 3.3 Nguyên tố Hidro..............................................................12 3.4 Nguyên tố Nito................................................................12 3.5 Nguyên tố Canxi..............................................................12 3.6 Nguyên tố Photpho.........................................................13 3.7 Nguyên tố Kali................................................................14 3.8 Nguyên tố Natri...............................................................15 3.9 Nguyên tố Clo..................................................................16 3.10 Nguyên tố Magie............................................................16 3.11 Nguyên tố Lưu huỳnh.....................................................17 3.12 Nguyên tố Đồng, Kẽm, Flo,Iot, Mangan, Coban, Sắt......18 3.12.1 Nguyên tố Đồng......................................................18 3.12.2 Nguyên tố Kẽm........................................................19 3.12.3 Nguyên tố Flo..........................................................20 3.12.4 Nguyên tố Iot..........................................................20 3.12.5 Nguyên tố Sắt...........................................................21 3.12.6 Nguyên tố Mangan...................................................21 3.12.7 Nguyên tố Coban.....................................................21 3.13 Nguyên tố Liti, Stronti, Nhôm, Silic, Chì, Vanadi, Arsen, Brom....................................................................................... 22 Tài liệu tham khảo 24 1 MỞ ĐẦU Như chúng ta đã biết, hóa học là một ngành nghiên cứu về thành phần ,cấu trúc ,tính chất và sự thay đổi của vật chất,nghiên cứu về sự tồn tại của các nguyên tố,hợp chất,nguyên tử,phân tử và các phản ứng hóa học xảy ra giữa các thành phần đó. Nguyên tố hóa học hay được gọi đơn giản là nguyên tố - một chất hóa học tinh khiết, bao gồm một kiểu nguyên tử được phân biệt bởi số hiệu nguyên tử là số lượng proton có trong mỗi hạt nhân. Tại thời điểm 2011 ,có tất cả 118 nguyên tố hóa học đã được tìm thấy trong đó có 94 nguyên tố có nguồn gốc tự nhiên và 24 nguyên tố còn lại là nhân tạo. Nguyên tố nhẹ nhất là Hiđro là nguyên tố đầu tiên xuất hiện trong vụ nổ lớn tất cả các nguyên tố còn lại đươc tạo ra từ hàng loạt các phương thức khác nhau của tổng hợp hạt nhân. Nguyên tử của các nguyên tố có thể kết hợp với nhau để tạo thành các đơn chất hay hợp chất hóa học dưới các trạng thái các khối đơn nguyên tử hay hai nguyên tử hoặc đa nguyên tử, từ đó cấu trúc lên vũ trụ, trái đất và các cơ thể sống trong đó có con người. Mục đích của bài thảo luận này là tìm hiểu và trình bày về sự tồn tại của các nguyên tố trong vũ trụ, vỏ trái đất và trong cơ thể con người. Chúng tôi hy vọng bài thảo luận này sẽ cung cấp cho các bạn một số các kiến thức về các nguyên tố đặc biệt là sự hiểu biết về vai trò của các nguyên tố đối với cơ thể con người để bạn có thể áp dụng vào thực tiễn cuộc sống của mình một cách hiệu quả. 2 1. Sự tồn tại của các nguyên tố trong vũ trụ. 1.1. Nguyên tố Hidro Hiđrô là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ, chiếm 75% các vật chất thông thường theo khối lượng và trên 90% theo số lượng nguyên tử. Hydro có 3 đồng vị tự nhiên gồm 1H, 2H và 3H. Nguyên tố này được tìm thấy với một lượng khổng lồ trong các ngôi sao và các hành tinh khí khổng lồ. Các đám mây phân tử của H2 liên quan đến sự hình thành sao. Hydro đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng ngôi sao thông qua phản ứng proton-proton và tổng hợp hạt nhân chu trình CNO (chu trình cacbon-nito-oxi). Trong khắp vũ trụ, hydro được tìm thấy chủ yếu ở các trạng thái nguyên tử và plasma với các tính chất khác với hydro phân tử. Ở dạng plasma, electron và proton của hydro không liên kết cùng nhau, tạo thành các chất dẫn diện rất cao và phát xạ cao. Các hạt tích điện bị ảnh hưởng cao bởi từ trường và điện trường. Ví dụ, gió mặt trời tương tác với từ quyển của Trái Đất làm tăng dòng Birkeland và Aurora. Hydro được phát hiện ở trạng thái nguyên tử trung hòa điện trong các môi trường liên sao. Một lượng lớn hydro trung hòa được tìm thấy trong các 3 hệ Lyman-alpha bị hãm được cho là thống trị mật độ baryon vũ trụ của Vũ trụ đến dịch chuyển đỏ. 1.2.Nguyên tố Heli. Heli là nguyên tố nhiều thứ hai trong vũ trụ, sau hyđrô. Có 8 đồng vị của heli, nhưng chỉ 3He và 4He là bền. Chúng được tạo ra với số lượng lớn cùng Hiđro trong vụ nổ Bigbang và phổ biến trong các ngôi sao ở dạng sản phẩm của phản ứng tổng hợp hạt nhân với tỉ lệ là 27%. 3He rất giàu trong môi trường liên sao, ngoài ra còn tồn tại nhiều trong tầng phong hóa của Mặt Trăng và đặc biệt nó rất giàu trong gió mặt trời. 1.3.Nguyên tố Oxi. Ôxy là nguyên tố phổ biến thứ 3 trong vũ trụ sau hydro và heli.Khoảng 0,9% khối lượng của Mặt Trời là ôxy. Nước đóng băng là chất rắn phổ biến trên các hành tinh khác cũng như sao chổi. Chỏm băng của Sao Hỏa là cacbon điôxít đóng băng. Hợp chất của ôxy tìm thấy trong khắp vũ trụ và quang phổ của ôxy được tìm thấy ở các ngôi sao. Ôxy có mặt trong tự nhiên là hỗn hợp của 3 đồng vị bền gồm, 16O, 17O, và 18O, với 16O chiếm nhiều nhất (99,762%). Hầu hết 16O được tổng hợp ở giai đoạn cuối của quá trình phản ứng tổng hợp heli trong các sao lớn nhưng một số hình thành trong quá trình đốt cháy neon. 17O chủ yếu được hình thành trong quá trình đốt cháy hydro thành heli trong chu trình CNO, do vậy nó là đồng vị phổ biến trong các đới đốt cháy hydro của các sao. 18O được tạo ra khi 14N (hình thành phổ biến trong quá trình đốt cháy CNO) bắt các hạt nhân 4He, nên 18O phổ biến trong các đới giàu heli của quá trình tiến hóa sao lớn. 1.4.Nguyên tố Liti. 4 Theo lý thuyết vũ trụ hiện đại, liti (bao gồm cả 2 đồng vị bền liti-6 và liti7) nằm trong 3 nguyên tố được tổng hợp trong vụ nổ Big Bang. Mặc dù số lượng liti được tạo ra trong sự tổng hợp hạt nhân Big Bang bị phụ thuộc vào số lượng các photon trong baryon, các giá trị liti phổ biến được chấp nhận có thể tính toán được, và có một "sự khác biệt liti vũ trụ học" trong Vũ trụ: các sao già có vẻ có ít liti hơn mọi người vẫn nghĩ, và một số sao trẻ hơn có nhiều hơn nhiều. Sự thiếu vắng liti trong các sao già hơn dường như được gây ra bởi sự trộn lẫn liti vào bên trong sao đó, tại đó nó bị phân hủy. Hơn thế nữa, liti được tạo ra trong các sao trẻ hơn. Mặc dù nó chuyển hóa thành 2 nguyên tử heli do sự va chạm với một proton ở nhiệt độ trên 2,4 triệu độ C (hầu hết các sao dễ dàng có được nhiệt độ này bên trong lòng của nó), liti có nhiều hơn lượng dự đoán trong các sao được hình thành sau, còn về nguyên nhân thì chưa được hiểu rõ. Mặc dù nó là một trong 3 nguyên tố (cùng với heli và hydro) được tổng hợp từ Big Bang, liti cùng với berylli và boron có số lượng thấp hơn đáng kể so với các nguyên tố lân cận. Đây là kết quả của nhiệt độ thấp cần thiểt để phân hủy liti, và sự thiếu vắng một quá trình phổ biến để tạo ra nó. Liti cũng được tìm thấy trong sao lùn nâu và có giá trị dị thường trong các sao cam. Do liti có mặt trong các sao lùn nâu có khối lượng nhỏ hơn, lạnh hơn, nhưng nó bị phân hủy ở các sao lùn đỏ nóng hơn, sự có mặt của nó trong phổ của các sao có thể được sử dụng làm thí nghiệm liti để phân biệt các nhóm sao này, cũng như các sao nhỏ hơn Mặt trời. Một số ngôi sao màu cam cũng có thể chứa một nồng độ liti cao. Các sao màu cam này được tìm thấy có hàm lượng liti cao hơn so với hàm lượng bình thường (chẳng hạn như Centaurus X-4) quay quanh các vật thể lớn (có thể là các sao neutron hoặc các lỗ đen) toàn bộ lực hấp dẫn rõ ràng đã kéo liti nặng hơn lên bề mặt của các sao hydro-heli, làm cho liti được quan sát có nhiều hơn. 1.5.Nguyên tố Cacbon. 5 Cacbon là nguyên tố phổ biến thứ 4 trong vũ trụ về khối lượng sau hydro, heli, và ôxy. Cacbon có rất nhiều trong Mặt Trời, các ngôi sao, sao chổi và bầu khí quyển của phần lớn các hành tinh. Một số thiên thạch chứa các kim cương vi tinh thể, loại được hình thành khi hệ Mặt Trời vẫn còn là một đĩa tiền hành tinh. Các kim cương vi tinh thể này có thể đã được tạo ra bằng áp lực rất mạnh và nhiệt độ cao tại những nơi mà thiên thạch đó va chạm. Cacbon có 2 đồng vị ổn định, có nguồn gốc tự nhiên: cacbon-12, hay 12C, (98,89%) và cacbon-13, hay 13C, (1,11%). Cacbon đã không được tạo ra trong Vụ Nổ Lớn (The Big Bang) vì thiếu các yếu tố cần thiết cho sự va chạm ba của các hạt alpha (hạt nhân heli) để sản xuất nó. Vũ trụ đầu tiên được mở rộng ra và bị làm nguội quá nhanh để điều này có thể xảy ra. Tuy nhiên, nó được sản xuất trong tâm của các ngôi sao trong nhánh ngang, ở đó các ngôi sao chuyển hóa nhân heli thành cacbon bằng các cách thức của quy trình ba-alpha. 1.6.Nguyên tố Silic. Silic cũng là một nguyên tố tương đối phổ biến trong vũ trụ và cũng như cacbon, silic không sinh ra ngay sau vụ nổ lớn. Silic là thành phần cơ bản của các loại aerolit. Silic có nhiều trong các thiên thạch, các tiểu hành tinh, các hành tinh đá trên vũ trụ như Trái Đất, Sao Hỏa, Sao Kim,…. Điển hình như Sao Hỏa, theo NASA một mẫu đất Sao Hỏa do robot Spirit phân tích cho thấy có rất nhiều Silic ở mức rất cao là 90% Silic. 1.7.Nguyên tố Sắt. Sắt là kim loại phổ biến nhất, và người ta cho rằng nó là nguyên tố phổ biến thứ 10 trong vũ trụ. Sắt cùng Côban (Co) và Niken (Ni) được biết là 2 nguyên tố cuối cùng có thể tạo thành qua tổng hợp ở nhân sao (hình thành qua phản ứng hạt nhân ở tâm các vì sao) mà không cần phải qua một vụ nổ siêu tân tinh hay các biến động lớn khác. Do đó sắt và Niken khá dồi dào trong các thiên thạch kim loại và các hành tinh lõi đá (như Trái Đất, Sao Hỏa). 6 Sắt còn được coi là đứa con cưng của tự nhiên. Trong tự nhiên, vật chất bền vững nhất là sắt, với hạt nhân của nó gồm 30 nơtơrôn và 26 prôton. Tất cả các nguyên tố nhẹ hơn thì sẽ bị tổng hợp thành Fe và các nguyên tố nặng hơn cũng sẽ bị phân rã thành sắt. Người ta dự đoán vào năm 1e1500 năm vũ trụ của chúng ta gồm các hố đen cỡ hệ Mặt Trời, các sao nơ tơ rôn, các sao lùn đen và tất cả phần còn lại của vũ trụ là những quả cầu sắt lang thang vào một vũ trụ với thời gian vô tận phía trước. 1.8.Các nguyên tố còn lại. Đồng vị bền của nhôm được tạo ra khi hydro hợp hạch với magiê hoặc trong các sao lớn hoặc trong các vụ nổ siêu tân tinh.Các thành phần của thiên thạch, sau khi thoát khỏi nguồn gốc của chúng, trong khi chu du trong không gian bị tấn công bởi các tia vũ trụ, sinh ra các nguyên tử26Al. Sự giàu có của 24Mg ổn định được tìm thấy trong một số thiên thạch chonđrit cacbon giàu Ca-Al. Sự phổ biến bất thường của 26Mg là do sự phân rã của 26Al trong các thiên thạch này. Các hợp chất chứa nitơ cũng được quan sát là có trong vũ trụ. Nitơ N 14 được tạo ra như là một phần của phản ứng tổng hợp hạt nhân trong các ngôi sao.Phân tử nitơ và các hợp chất nitơ đã được các nhà thiên văn học phát hiện trong môi trường liên sao bằng cách sử dụng Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer. Nitơ ở dạng phân tử đã được biết là có trong khí quyển của Titan. Trong vũ trụ canxi được hình thành trong các vụ nổ khốc liệt cuối cùng là vụ nổ siêu tân tinh. Canxi sẽ được hình thành cùng các chất khác. Các kim loại nặng như vàng, bạc, chì và mọi nguyên tố với các số nguyên tử lớn hơn sắt, đều được cho là đã hình thành từ một quá trình tổng hợp hạt nhân sao siêu mới. Những vụ nổ sao siêu mới tung bụi có chứa kim loại vào trong vùng không gian sau 7 này đặc lại thành các hệ mặt trời như hệ mặt trời và Trái Đất của chúng ta. 2. Sự tồn tại của các nguyên tố trong vỏ Trái Đất. Oxi Natri Các nguyên tôắ khác Nhôm Kali Silic Sắắt Magie Canxi Hidro 8 Hình 1.1 Tỉ lệ các nguyên tố trong vỏ Trái Đất 2.1. Nguyên tố Oxi. Ôxy là nguyên tố phổ biến nhất ở vỏ Trái Đất. Người ta ước tính nó chiếm 49,4% khối lượng của vỏ Trái Đất và chiếm khoảng 88,8% khối lượng các đại dương (là H2O, hay nước) và 20% theo thể tích bầu khí quyển Trái Đất (là O 2, ôxy phân tử, hay O3, ôzôn). Trong vỏ Trái Đất Các hợp chất của ôxy, chủ yếu là ôxít của các kim loại, silicat (SiO44−) và cacbonat (CO32−), tìm thấy trong đất và đá. Khí ôxy tự do hầu như không tồn tại trong khí quyển Trái Đất trước khi archaea và vi khuẩn tiến hóa, có lẽ vào khoảng 3,5 tỉ năm trước. Ôxy tự do xuất hiện đầu tiên với một lượng lớn trong suốt đại cổ sinh (giữa 3,0 và 2,3 tỉ năm trước).Trong 1 tỉ năm đầu, bất kỳ dạng ôxy tự do được sinh ra từ các sinh vật này đã kết hợp với sắt hòa tan trong các đại dương để hình thành nên các tầng sắt. Khi ôxy này chìm xuống trở nên bão hòa, ôxy tự do bắt đầu thoát ra ở dạng khí từ các đại dương cách nay 3–2,7 tỉ năm, đạt đến 10% với mức như hiện nay vào khoảng 1,7 tỉ năm trước. 2.2. Nguyên tố Silic. Theo khối lượng, silic chiếm 25,8% vỏ Trái Đất, là nguyên tố phổ biến thứ hai sau ôxy. Silic nguyên tố không tìm thấy trong tự nhiên. Nó thường xuất hiện trong các ôxít và silicat. Cát, amêtít, mã não (agate), thạch anh, đá tinh thể, đá lửa, jatpe, và opan là những dạng tự nhiên của silic dưới dạng oxit. Granit, amiăng, fenspat, đất sét, hoócblen, mica là những dạng khoáng chất silicat. 2.3. Nguyên tố Nhôm. Nhôm là nguyên tố phổ biến thứ 3 (sau ôxy và silic), và là kim loại phổ biến nhất trong vỏ Trái Đất. Nhôm chiếm khoảng 8% khối lớp rắn của Trái Đất. Kim loại nhôm hiếm phản ứng hóa học mạnh với các mẫu quặng và có mặt hạn 9 chế trong các môi trường khử cực mạnh. Tuy vậy, nó vẫn được tìm thấy ở dạng hợp chất trong hơn 270 loại khoáng vật khác nhau. Quặng chính chứa nhôm là bô xít. 2.4. Nguyên tố Sắt. Sắt là một trong những nguyên tố phổ biến nhất, đứng hàng thứ tư sau oxi, silic, nhôm và nó chiếm khoảng 7% lớp vỏ trái đất. Sắt đến với trái đất từ vũ trụ ( người ta dự đoán cứ khoảng 20 thiên thạch từ không gian vũ trụ rơi xuống Trái Đất thì có một thiên thạch sắt có chứa tới 90% là sắt. Những khoáng vật quan trọng nhất của Sắt là manhetit (Fe 3O4) chứa đến 72% là Sắt, hematit (Fe2O3) chứa 60% Fe, pirit và xiđerit chứa 35% Fe. 2.5. Nguyên tố Canxi. Canxi chỉ tồn tại trong thiên nhiên dưới dạng hợp chất và cũng là một trong những nguyên tố phổ biến nhất. Canxi chiếm 3,4% trong vỏ Trái Đất. Canxi tập trung chủ yếu ở hợp chất cacbonat tồn tại trong thiên nhiên dưới các dạng : canxit, đá vôi, đá phấn, đá hoa hoặc ở chung với magie cacbonat như domlomit. Ngoài ra còn có các khoáng vật quan trọng khác như thạch cao, florit (CaF2), apatit. 2.6. Nguyên tố Natri. Natri chiếm khoảng 2,6% theo khối lượng của vỏ Trái Đất, làm nó trở thành nguyên tố phổ biến thứ sáu nói chung và là kim loại kiềm phổ biến nhất. Nó có mặt trong nhiều loại khoáng vật như felspat, sodalit và đá muối. Nhiều loại muối natri là những hợp chất hòa tan mạnh trong nước. Vì chúng bị hòa tan rất mạnh nên Na cùng với Clo là các nguyên tố hòa tan phổ biến nhất theo khối lượng trong các vùng biển trên Trái Đất. 2.7. Nguyên tố Kali. Kim loại kali không tồn tại trong tự nhiên do độ hoạt động mạnh của nó với nước. Ở dạng hợp chất, nguyên tố này chiếm khoảng 2,4% trọng lượng lớp 10 vỏ Trái Đất và là nguyên tố phổ biến thứ bảy trong lớp này, tương đương với natri là 2,6% . Trong nước biển, nồng độ của kali là 0,39 g/L rất thấp so với natri là 10,8 g/L. Orthoclase (feldspar kali) là một khoáng vật tạo đá phổ biến. Ví dụ như trong đá granit chứa 5% kali, hàm lượng này cao hơn hàm lượng trung bình của kali trong vỏ Trái Đất. Sylvit (KCl), carnallit(KCl.MgCl2.6(H2O) , kainit (MgSO4·KCl·3H2O)và langbeinite (MgSO4· K2SO4) là các khoáng vật được tìm thấy ở dạng các đá bay hơi của các hồ và nền biển cổ trên khắp thế giới. Các mỏ này thường có sự phân lớp bắt đầu với lớp ít hòa tan nằm dưới đáy và lớp hòa tan nhất nằm ở trên mặt. Các mỏ dạng trứng (kali nitrat) được hình thành từ sự phân rã các khoáng vật hữu cơ trong đới tiếp xúc với khí quyển, hầu hết là trong các hang động; do khả năng hòa tan cao trong nước của chất này nên việc hình thành các mỏ lớn cầu có các điều kiện môi trường đặc biệt. 2.8 . Nguyên tố Magie. Magie chiếm 1,9% trong vỏ Trái Đất. Khoáng vật quan trọng của magie là cacnalit (KCl.MgCl2.6H2O), magiezit (MgCO3), đolomit (MgCO3. CaCO3). Khoáng vật silicat của Mg là đá tan [Mg 3Si4O10(OH)2], amiang [Mg6Si4O11(OH)6.H2O]. 2.9. Nguyên tố Hidro. Hidro chiếm 1% trong vỏ Trái Đất. Mặc dù trên trái đất nó tồn tại rất ít trong khí quyển nhưng nó là 1 nguyên tố phổ biến trên bề mặt Trái Đất tồ tại chủ yếu ở dạng hợp chất hóa học như nước , các hidrocacbon, các hợp chất hidrua với kim loại. Đó là các hợp chất hữu cơ các nhiên liệu hóa thạch (than và các khí tự nhiên). Hidro là được tao ra trên Trái Đất bởi các vi khuẩn và tạo dưới sản phẩm khí metan. 11 2.10. Các nguyên tố còn lại. Các nguyên tố còn lại chiếm 1,4% vỏ Trái Đất. Ta có thể nêu qua một số dạng tồn tại của các chất còn lại: Những khoáng vật chính của kẽm là sphalerit(ZnS), calamin(ZnCO 3), grenokit(CdS); của thủy ngân là xibana (HgS) ; của titan là rutin (TiO 2), inmenit (FeTiO3) và peropskit (CaTiO3) ; những khoáng vật chính của vonfram là silit (CaWO4), voframit [(Fe,Mn)WO4); của crom là sắt cromit ([Fe(CrO2)]); của molipđen là molidenit (MoS4) ; khoáng vật chính của mangan là hausmant(Mn3O4) , pirolusit (MnO2), braunit (Mn2O3) và manganit (MnOOH); của thiếc là canxiterit còn của chì là galen; …… 3. Sự tồn tại của các nguyên tố trong cơ thể người. 3.1. Nguyên tố Oxi. Chiếm 65% trọng lượng cơ thể. Oxi tồn tại trong nước và các hợp chất hữu cơ khác như protein, photpholipit, axit nucleic,.. Oxi có vai trò sinh học hết sức to lớn. Nếu không có oxi những động vật máu nóng trong đó có con người sẽ chết trong vài phút.Khi không khí tiếp xúc với máu ở phổi, oxi sẽ kết hợp với hemoglobin trong hồng cầu tạo nên oxihemoglobin là hợp chất kém bền và dễ phân hủy. Oxihemoglobin sẽ được vận chuyển bằng các mạch máu đến các cơ quan củ cơ thể. Tại đó chất này bị phân hủy thành hemoglobin và oxi rồi oxi qua thành mao quản khuếch tán vào trong các mô tế bào. Trong các mô oxi tham gia vào những quá trình oxi hóa chậm các chất dinh dưỡng và sinh ra năng lượng cần thiết cho sự sống. 12 Mỗi giờ người lớn thở vào khoảng 0,5m 3 không khí và cơ thể giữ lại 1/3 lượng oxi có trong không khí có nghĩa là một người 1 ngày đêm cần khoảng 0,5m 3 oxi và thải ra khoảng 0,4m3 khí cacbonic. 3.2. Nguyên tố Cacbon. Cacbon chiếm 18,6% trọng lượng cơ thể. Cacbon tồn tại trong mọi sự sống hữu cơ và nó là nền tảng của hóa hữu cơ. Phi kim này còn có thuộc tính hóa học đáng chú ý là có khả năng tự liên kết với nó và liên kết với một loạt các nguyên tố khác, tạo ra gần 10 triệu hợp chất đã biết. Khi liên kết với ôxy nó tạo ra cacbon điôxít là rất thiết yếu đối với sự sinh trưởng của thực vật. Khi liên kết với cả ôxy và hiđrô nó có thể tạo ra rất nhiều nhóm các hợp chất bao gồm các axít béo, là cần thiết cho sự sống, và este, tạo ra hương vị của nhiều loại hoa quả. Có khoảng 10 triệu hợp chất khác nhau của cacbon mà khoa học đã biết và hàng nghìn trong số đó là tối quan trọng cho các quá trình của sự sống và cho các phản ứng trên cơ sở hữu cơ rất quan trọng về kinh tế. Trong tổ hợp với các nguyên tố khác, cacbon được tìm thấy trong bầu khí quyển Trái Đất và hòa tan trong mọi thực thể có chứa nước. 3.3. Nguyên tố Hidro. Chiếm 9,7% trọng lượng cơ thể , Hidro có mặt trong nước và hầu hết các hợp chất hữu cơ khác. Nó cùng với Cacbon và Oxi là nền tảng của sự sống. 3.4. Nguyên tố Nito. Chiếm 3,2% trọng lượng cơ thể. Nitơ là thành phần của các loại protein, axit nucleic (ADN và ARN) và trong nhiều hợp chất hữu cơ khác. Điều này làm cho nitơ trở nên thiết yếu đối với sự sống. 3.5. Nguyên tố Canxi. 13 Chiếm 1,8% trọng lượng cơ thể. Nó có trong xương, răng, mô tế bào và còn có cả trong huyết thanh. Trong xương người chứa 80% Ca 3(PO4)2 và 13% CaCO3. Hàm lượng của Ca của cơ thể là tăng theo độ tuổi. Mỗi ngày một người lớn cần khoảng 0,6-0,8 gram Ca. Tuy vậy, lượng Ca có trong thức ăn phải lớn hơn nhiều, vì các muối Ca là rất khó hấp thu qua đường ruột. Do vậy, mỗi ngày trong thức ăn cần phải có khoảng 3-4 gram Ca. Đối với phụ nữ trong thời gian mang thai thì nhu cầu của thai là rất lớn, vì Ca sẽ tham gia vào cấo tạo của xương. Để Ca có thể tham gia vào cấu tạo của hệ xương thì cần phải có đủ một lượng photpho nhất định mà tỷ lệ tối ưu của Ca và P là 1:1,5. Ca có ảnh hưỏng đến nhiều phản ứng của các enzim trong cơ thể. Ca có vai trò rất quan trọng trong quá trình đông máu và trong hoạt động của hệ cơ và hệ thần kinh nói chung. Và như đã biết ở trên ,Ca còn có vai trò quan trọng trong cấu tạo của hệ xương. Những thực phẩm giàu canxi là: Các sản phẩm từ sữa: sữa, pho mát và sữa chua, Sữa đậu nành, Nước cam, một số loại đậu phụ, xương cá hồi, còn có trong các loại rau (rau muống, mùng tơi, rau dền, rau ngót…) nhưng hàm lượng là không cao và các loại thức ăn thuỷ sản. 3.6. Nguyên tố Photpho. Photpho chiếm 1% trọng lượng cơ thể. Photpho là nguyên tố quan trọng trong mọi dạng hình sự sống đã biết. Photpho vô cơ trong dạng photphat PO43- đóng một vai trò quan trọng trong các phân tử sinh học như ADN và ARN trong đó nó tạo thành một phần của phần cấu trúc cốt tủy của các phân tử này. Các tế bào sống cũng sử dụng phốtphat để vận chuyển năng lượng tế bào thông qua ađênôsin triphốtphat (ATP) . Gần như mọi tiến trình trong tế bào có sử dụng năng lượng đều có nó trong dạng ATP. ATP cũng là quan trọng trong phốtphat hóa, một dạng điều chỉnh quan trọng trong các tế bào. 14 Các phốtpholipit là thành phần cấu trúc chủ yếu của mọi màng tế bào. Các muối phốtphat canxi được các động vật dùng để làm cứng xương của chúng. Trung bình trong cơ thể người chứa khoảng gần 1 kg phốtpho, và khoảng ba phần tư số đó nằm trong xương và răng dưới dạng apatit. Một người lớn ăn uống đầy đủ tiêu thụ và bài tiết ra khoảng 1-3 g phốtpho trong ngày trong dạng phốtphat. Nhu cầu photpho hàng ngày của người trưởng thành là 1-2 gram. Các thực phẩm giàu photpho như: sữa chua, trứng, hạt quinoa, các loại thịt, các loại đậu, hạt bí ngô, các loại cá…. 3.7. Nguyên tố Kali. Chiếm 0,4% trọng lượng cơ thể. Trong cơ thể, K tồn tại chủ yếu trong các bào và dưới dạng muối clorua và bicacbonat. Hàm lượng K có cao nhất là trong các mô tuyến, mô thần kinh, mô xương. Trong cơ thể, kali giúp điều hòa cân bằng nước và điện giải, giúp duy trì hoạt động bình thường, đặc biệt là của hệ tim mạch, cơ bắp, tiêu hóa, tiết niệu. Nhiều nghiên cứu những năm gần đây đã làm phong phú thêm vai trò của một chế độ ăn giàu kali đối với cơ thể có tác dụng làm giảm huyết áp, tăng cường hoạt động của hệ tiêu hóa, hô hấp, giảm bệnh hen phế quản… Khảo sát trên lâm sàng, người ta nhận thấy rằng cứ 5 người phải nhập viện vì những lý do khác nhau, thì một người có kali máu thấp. Người ta bổ sung chế độ ăn với kali hoặc tăng tiêu thụ những thực phẩm giàu kali giúp huyết áp hạ xuống, làm giảm nguy cơ những cơn đau tim, cải thiện việc sử dụng insulin của cơ thể, giảm tần suất chứng loạn nhịp tim, cải thiện những dấu hiệu trầm cảm và chứng biếng ăn. Mặt khác, kali cũng giúp ích cho cơ thể sản xuất ra protein từ các amino acid và biến đổi glucose thành glucogen (polysaccharide dự trữ chính của cơ thể) một nguồn năng lượng chủ yếu cho mọi hoạt động của cơ thể. 15 K được đưa và cơ thể hằng ngày khoảng 2-3 gram chủ yếu theo thức ăn và được tìm thấy trong hầu hết các loại thức ăn như thịt trứng, sữa, trái cây và đặc biệt là rau củ. Hình 1.2 Những thực phẩm giàu Kali. 3.8. Nguyên tố Natri Chiếm 0,2% trọng lượng cơ thể, Natri tồn tại trong cơ thể chủ yếu dưới dạng hòa hợp với clorua, bicacbonat và photphat, một phần kết hợp với axit hữu cơ và protein. Na còn tồn tại ở các gian bào và ở các dịch thể như: máu, bạch huyết… Na được thu nhận vào cơ thể chủ yếu dưới dạng muối NaCl. Natri giữ vai trò sống còn: duy trì nồng độ và thể tích dịch ngoài tế bào. Na+ là ion chủ yếu ở ngoài tế bào, vì vậy rối loạn Na+ bao giờ cũng kèm theo rối loạn nước; Giữ tính kích thích và dẫn truyền thần kinh - cơ do duy trì hiệu thế hoạt động giữa trong và ngoài tế bào; Duy trì thăng bằng base acid; Điều hòa Na trong cơ thể do hormon vỏ thượng thận aldosteron (tái hấp thu Na + và thải K+, H+ qua ống thận) và hormon vasopressin (hay ADH, hormon chống bài niệu) của tuyến hậu yên. 16 Thường mỗi ngày mỗi người trưởng thành thì cần khoảng 4-5 gram Na tương ứng với 10-12,5 gram muối ăn được đưa vào cơ thể. Đưa nhiều muối Na vào cơ thể là không có lợi và đưa nhiều muối vào cơ thể cũng không có lợi. Khi Na+ giảm, làm giảm áp lực thẩm thấu của huyết tương, nước từ ngoài tế bào sẽ đi vào trong tế bào. Đặc biệt là khi tế bào thần kinh bị "trương", sẽ gây các triệu chứng thần kinh như: kích thích, mỏi mệt, lo sợ, run tay, tăng phản xạ co thắt các cơ, hôn mê. Khi Na+ sẽ làm tăng áp lực thẩm thấu, tăng trương lực của dịch ngoài tế bào, nước trong tế bào ra ngoài tế bào, gây khát, mệt mỏi, nhược cơ, hôn mê, giảm đáp ứng với ADH. 3.9. Nguyên tố Clo Clo chiếm 0,2% trọng lượng cơ thể. Clo trong cơ thể chủ yếu ở dạng muối NaCl và một phần ở dạng muối KCl. Cl còn có trong dịch vị ở dạng HCl. Ion Clo, là một thành phần của muối ăn và các hợp chất khác, nó phổ biến trong tự nhiên và chất cần thiết để tạo ra phần lớn các loại hình sự sống, bao gồm cả cơ thể người. Khi cơ thể nhận được nhiều muối ăn thì Cl sẽ được dự trữ dưới da. Cl tham gia vào quá trình cân bằng các ion giữa nội và ngoại bào. Nếu thiếu Cl sẽ kém ăn và nếu thừa Cl thì có thể gây độc cho cơ thể. Bổ sung Cl cho cơ thể chủ yếu dưới dạng muối NaCl. Mỗi ngày mỗi người cần khoảng 10–12,5 gram NaCl. 3.10. Nguyên tố Magie. Magiê chiếm 0,06% trọng lượng cơ thể. Magiê hữu cơ là quan trọng cho cả thực vật và động vật. Nhiều loại enzym cần có cation magiê cho các phản ứng xúc tác của chúng, đặc biệt là các enzym sử dụng ATP. Magie còn tồn tại ở xương dưới dạng Mg3(PO4)2 có trong tất cả các tế bào của cơ thể. Mg có tác dụng sinh lý là ức chế các phản ứng thần kinh và cơ. Nếu trong thức ăn hằng ngày mà thiếu Mg thì cơ thể có thể bị mắc bệnh co giật. Mg còn cần