Tài liệu Tìm hiểu về chì (plumbum)

Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM BÀI TIỂU LUẬN TÌM HIỂU VỀ CHÌ (Plumbum) SV: PHAN HỒNG HẠNH MSSV: 3016100095 1 Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 CHÌ (Plumbum) Mục lục Lời mở đầu ……………………………………………………………………………2 I. Tổng quan về chì …………………………………………..………………..…3 1. Giới thiệu …………………………………………………………….....3 2. Tính chất vật lý ………………………………………………………... 6 3. Tính chất hoá học ……………………………………………………….6 II. Trạng thái tự nhiên và điều chế ……………………………………………...…9 III. Ứng dụng ……………………………………………………………………...10 1. Theo cách truyền thống cổ xưa ………………………………………..10 2. Công nghiệp hoá học và công nghiệp kĩ thuật điện …………………...10 3. Công nghiệp nhiên liệu là 1 ngành tiêu thụ rất nhiều chì……………...11 4. Hợp kim của chì …………………………………………………….…11 5. Nghệ thuật ………………………………………………………….….11 6. Ngành năng lượng học nguyên tử và kĩ thuật hạt nhân …………….…12 IV. Ảnh hưởng của chì tới sức khoẻ………………………………………………12 1. Chì nhiễm vào cơ thể ………………………………………………….13 2. Hậu quả của ô nhiễm kim loại nặng trên sức khoẻ ……………………14 V. Thực trạng khai thác chì hiện nay ……………………………………..……...15 VI. Phương pháp vô cơ hoá mẫu xác định hàm lượng chì …………….………….16 1. Vô cơ hoá mẫu bằng phương pháp đốt………………………………...16 2. Phương phá vô cơ hoá theo lối ướt trong bình hen-dan …………….…17 3. Xác định hàm lượng chì theo pp ion-ampe hoà tan ………………..…..18 4. Xác định hàm lượng chì bằng pp quang phổ hấp thụ nguyên tử sau khi chết………………………………………………….... 20 VII. Đề xuất giải pháp phòng tránh ngộ độc chì ……………………………….….23 Tài liệu tham khảo …………………………………………………………………...24 2 Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 LỜI MỞ ĐẦU - Chì là một trong những nguyên tố khá phổ biến trong đời sống xã hội. Nó cũng có nhiều ứng dụng trong đời sống chúng ta như ăcquy chì, vỏ bọc dây cáp…Nhưng bên cạnh đó, chì cũng gây hại tới sức khoẻ của con người. - Vì vậy nó cũng là một đề tài thú vị để chúng ta tìm hiểu. - Rất chân thành cảm ơn cô vì đã dành thời gian để đọc bài tiểu luận này của em. Nếu có điều chi sai sót, rất mong cô bỏ qua. 3 Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 I. Tổng quan về chì (Pb) : 1. Giới thiệu : Nhóm → 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ↓ Chu kỳ 1 2 1 2 H He 3 4 5 6 7 8 9 Li Be B C N O F Ne 11 12 3 13 14 15 16 17 18 N M Al Si a g 4 19 20 21 22 23 24 K Ca Sc Ti V Cr 37 5 R b 55 6 C s 7 38 39 40 41 Sr Y Zr Nb 56 Ba 87 88 Fr Ra 10 57 * L M o M n S Cl Ar 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn a 89 42 25 P ** 10 10 10 10 10 10 11 11 11 A 4 c Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn 5 * Nhóm Lantan 8 C 5 59 60 Pr Nd 6 7 61 62 P S m m 8 9 0 1 2 11 3 Uu t 114 115 116 Uu Uu Uu q p h 63 64 65 66 67 68 69 70 71 Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 4 11 7 Uu s 118 Uu o Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 e 9 ** Nhóm Actini 0 91 92 93 94 T Pa U Np Pu h 95 96 A C m m 10 97 98 99 0 101 102 103 Bk Cf Es F Md No Lr m -Chì là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn hóa học viết tắt là Pb (Latin: Plumbum) và có số nguyên tử là 82. Được con người phát hiện và sử dụng cách đây khoảng 6.000 năm, do đó có nhiều ứng dụng trong đời sống sinh hoạt. Chì là một kim loại mềm, mềm nhất trong số tất cả các kim loại thong thường, nặng, độc hại và có thể tạo hình. Chì có màu trắng xanh khi mới cắt nhưng bắt đầu xỉn màu thành xám khí tiếp xúc với không khí. Chì dùng trong xây dựng, ắc quy chì, đạn, và là một phần của nhiều hợp kim. Chì có số nguyên tố cao nhất trong các nguyên tố bền. 82 tali ← chì → bitmut Sn ↑ Pb ↓ Bảng đầy đủ Uuq Tổng quát Tên, Ký hiệu, Số chì, Pb, 82 Phân loại kim loại yếu,khá mềm 5 Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 Nhóm, Chu kỳ, Khối 14, 6, p Khối lượng riêng, Độ cứng 11.340 kg/m³, 1,5 Bề ngoài trắng xám Tính chất nguyên tử Khối lượng nguyên tử 207,2(1) đ.v.C Bán kính nguyên tử (calc.) 180 (154) pm Bán kính cộng hoá trị 147 pm Bán kính van der Waals 202 pm Cấu hình electron [Xe]4f145d106s26p 2 e- trên mức năng lượng 2, 8, 18, 32, 18,4 Trạng thái ôxi hóa (Ôxít) 4, 2 (lưỡng tính) Cấu trúc tinh thể lập phương tâm mặt Tính chất vật lý Trạng thái vật chất rắn Điểm nóng chảy 600,61 K (621,43 °F) Điểm sôi 2.022 K (3.180 °F) Trạng thái trật tự từ nghịch từ Thể tích phân tử 18,26 ×10 -6 m³/mol Nhiệt bay hơi 179,5 kJ/mol Nhiệt nóng chảy 4,77 kJ/mol 6 Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 Áp suất hơi 100.000 Pa tại 2.027 K Vận tốc âm thanh 1.190 m/s tại r.t K Thông tin khác Độ âm điện 2,33 (thang Pauling) Nhiệt dung riêng 128,61 J/(kg·K) Độ dẫn điện 4.807,7 /Ω·m Độ dẫn nhiệt 28,9 W/(m·K) Năng lượng ion hóa 1. 715,6 kJ/mol 2. 1.450,5 kJ/mol 3. 3.081,5 kJ/mol Chất đồng vị ổn định nhất iso TN t½ DM DE MeV DP Pb204 1,4% >1,4x1017 năm α 2,186 Hg200 Pb205 tổng hợp >1,53x107 năm ε 0,051 Tl205 Pb206 24,1% Ổn định có 124 nơtron Pb207 22,1% Ổn định có 125 nơtron Pb208 52,4% Ổn định có 126 nơtron Pb210 dấu vết 22,3 năm β− 0,064 Bi210 Pb210 dấu vết 22,3 năm α 3,792 Hg206 2. Tính chất vật lý: - Số oxi hoá thường thấy ( Most common oxidation states): +2, +4 - Nhiệt độ nóng chảy (M.P): 328o - Nhiệt độ sôi (B.P): 1750o 7 Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 - Khối lượng riêng (Density): 11.35 g / cm3 - Một số tính chất: chì là một kim loại mềm, tương đối dễ kéo dài, có khối lượng riêng nặng hơn các kim loại khác (trừ vàng và thuỷ ngân). Chì có ánh kim nhìn thấy rõ khi mới cắt, nhưng ánh kim nhanh chống mờ dần khi để trong không khí ẩm. 3. Tính chất hoá học: - Chì bị oxi hóa tạo thành lớp oxit màu xám xanh bao bọc trên mặt bảo vệ cho chì không tiếp tục bị oxi hoá nữa. 2 Pb  O2  2 PbO - Tương tác được vơi các nguyên tố halogen và nhiều nguyên tố không kim loại khác. Pb  X 2  PbX 2 - Khi tác dụng với nước chì tách dần màng oxit bao bọc bên ngoài và tiếp tục tác dụng. - Chì chỉ tương tác trên bề mặt với dung dich axit clohidric loãng và axit sunfuaic dưới 80% vì bị bao bởi lớp muối khó tan (PbCl2 và PbSO4 ) nhưng với dung dịch đậm đặc hơn của các axit đó, chì có thể tan vì muối khó tan của lớp bảo vệ đã chuyển thành hợp chất tan: PbCl2  2 HCl  H 2 PbCl4 PbSO4  H 2 SO4  Pb  HSO4  2 - Với axit nitric ở bất kì nồng độ nào, chì tương tác như một kim loại. 3Pb  8HNO3(l )  3Pb( NO3 )2  2 NO  4H 2O - Khi có mặt của oxi có thể tương tác với nước 2 Pb  2H 2O  O2  2 Pb (OH )2 - Có thể tan trong axit axetic và các axit hưu cơ khác. 2 Pb  4CH 3COOH  O2  2 Pb(CH 3COO)2  2 H 2O  Tính chất hoá học của ion Pb2 : - Số oxi hoá +2 là phổ biến hơn cả. - Đối với ion clorua (Chloride): Trong dung dịch có ion clorua, như axit clorhidric hoặc muối clorua tan, Pb 2 tạo kết tủa trắng với ion Cl  khi dung dịch không quá loãng: Pb 2 ( aq )  2Cl  ( aq ) PbCl2 ( s ) 8 Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 - Muối chì clorua ít tan, ở PbCl2 độ tan của PbCl2 là 10g/L. Độ hoà tan của PbCl2 tăng rất nhanh khi nhiệt độ tăng. Tại 100o C , độ tan của nó là 33,5g/L. Tuy nhiên, tốc độ kết tủa PbCl2 rất chậm, đặc biệt là khi không có mặt các ion khác tạo kết tủa với ion clorua. Thậm chí, kết tủa không thể hình thành trong 3-5 phút sau khi trộn các ion. Lượng kết tủa có thể được tăng nhanh bằng cách dung que khuấy chà sát mạnh bên trong ống nghiệm. PbCl2 tan trong ion clorua dư do có sự hình thành của ion phức tạp tetrachloroplumbate (II): PbCl2 ( s )  2Cl  ( aq ) [PbCl4 ]2- ( aq ) - Với ion Sunfat (Sulfate): Ion Chì tạo kết tủa với ion sunfat hoà tan, bao gồm cả axit sunfuaric loãng. Chì sunfat có độ tan kém hơn chì clorua Pb 2 (aq)  SO42 (aq) PbSO4 (s ) - PbSO4 tan trong dung dịch bazơ mạnh hoặc muối axetat. PbSO4 ( s )  4OH  ( aq ) 2  Pb(OH )4  PbSO4 ( s )  2CH 3COO  ( aq ) ( aq )  SO42  (aq ) Pb(CH 3COO) 2 ( aq )  SO42  ( aq ) 9 Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 - Chì axetat tan nhưng là chất điện li yếu. - Với dung dịch ammoniac: Ion Pb 2 phản ứng với dung dịch ammoniac tạo muối đơn kết tủa (VD: Pb2O( NO3 )2 ) xuất hiện nhiều hơn so với Pb(OH ) 2 : Pb 2 ( aq )  2 NH 3 ( aq )  3 H 2O(l )  2 NO3 ( aq ) Pb2 O( NO3 ) 2 ( s )  H 2O(l )  2 NH 4 (aq ) Kết tủa không tan ra trong NH 3 dư - Với Natri hidroxit: Khi phản ứng với dung dịch kiềm mạnh, Pb2 tạo kết tủa màu đen. Kết tủa này tan dần trong dung dịch kiềm dư Pb 2 ( aq )  2OH  ( aq ) Pb(OH ) 2 ( s ) Pb(OH ) 2 ( s )  2OH  ( aq ) II. Trạng thái tự nhiên – Điều chế : 10 2  Pb(OH )4  ( aq ) Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 - Trạng thái ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn  Màu số nguyên tử đỏ là chất khí ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn  Màu số nguyên tử lục là chất lỏng ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn  Màu số nguyên tử đen là chất rắn ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn - Trong tự nhiên, chì tồn tại dưới dạng hợp chất PbS (galen), PbCO3 , PbSO4 , lẫn trong quặng kẽm. Hàm lượng chì trong vỏ trái đất vào khoảng 0,0016%. - Hàng năm trên thế giới sản xuất được 5,4 triệu tấn chì. Chì được sản xuất từ quặng galen - PbS qua 2 công đoạn :  Công đoạn chuyển PbS thành PbO bằng cách nung quặng trong không khí : 2 PbS  3O2  2 PbO  2SO2  Công đoạn khử PbO bằng cốc ở nhiệt độ cao : PbO  C  Pb  CO2 III. Ứng dụng : 1. Theo cách truyển thống cổ xưa - Làm các đoạn ống và các chi tiết khác của ống dẫn nước thì rất tiện lợi. Chúng ta đã nói đến ống dẫn nước ở La Mã cổ xưa. Hình 1: Quặng Galen (PbS) Hình 2: Chì thỏi - Những khu vườn treo của nữ hoàng Semiramit từng được công nhận là một trong bảy kỳ quan của thế giới đã được tưới nước nhờ một hệ thống phức tạp gồm các giếng nước, các ống dẫn nước và các công trình thủy lợi khác; tất cả các hệ thống này đều được làm bằng chì. Người cổ Hy Lạp đã sử dụng chì để bọc tàu thuyền vì chúng không 11 Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 thể chịu nổi tính độc của chì oxit. Ngoài ra, chì còn bảo vệ rất tốt đáy thuyền và các đinh thuyền bằng sắt khỏi bị han gỉ. 2. Công nghiệp hóa học và công nghiệp kỹ thuật điện - Ngay từ năm 1859, nhà vật lý học Gaxton Plante (Gaston Plante) người Pháp đã phát minh ra một nguồn điện hóa học - đó là ăcquy chì. Một dự án độc đáo đã được đề xuất ở Mỹ: tại bang Michigan, người ta định dựng một bộ ăcquy chì có kích thước khổng lồ; nó được giao phó một sứ mệnh quan trọng: thỏa mãn nhu cầu về điện của cả bang trong những giờ cao điểm. Bộ ăcquy nặng gần ba ngàn tấn này sẽ được nạp điện trong những giờ mà nhu cầu về điện giảm xuống mức thấp. - Trong công nghiệp kỹ thuật điện, kim loại này được dùng làm vỏ bọc dây cáp rất bền chắc và khá dẻo dai. Một lượng chì khá lớn được dùng để làm que hàn. Để bảo vệ thiết bị khỏi sự ăn mòn, các nhà máy hóa chất và các xí nghiệp luyện kim màu, người ta mạ chì (phủ một lớp chì rất mỏng) lên bề mặt bên trong các buồng và các tháp để sản xuất axit sunfuric, các ống dẫn, các bể tẩy rửa và các bể điện phân. Trong nhiều máy móc và cơ cấu, có thể gặp các hợp kim để làm bi gồm chì và các nguyên tố khác. 3 .Công nghiệp nhiên liệu là một ngành tiêu thụ rất nhiều chì. - Trong các động cơ xăng, phải nén hỗn hợp nhiên liệu trước khi đốt cháy, và nén càng mạnh thì động cơ làm việc càng kinh tế. Nhưng ở mức độ nén khá cao, hỗn hợp nhiên liệu sẽ nổ chứ không chờ đến lúc được đốt cháy. Chỉ cần pha thêm Chì tetraetyl vào xăng với một lượng nhỏ (chưa đến 1 gam 1 lít) là đủ để ngăn chặn hiện tượng nổ, buộc nhiên liệu phải cháy đều, mà chủ yếu là cháy đúng thời điểm cần thiết. Trong các mẫu hình thành ở thế kỷ VIII trước công nguyên, cứ một kilôgam “tuyết đặc” có chưa đến 0, 000 000 4 miligam chì (con số này được coi là mức nhiễm chì tự nhiên, mà nguồn chủ yếu là từ những trận phun trào của núi lửa). - Những mẫu thuộc giữa thế kỷ XVIII (tức là lúc bắt đầu cuộc cách mạng công nghiệp) chứa chì nhiều gấp hai mươi lăm lần. kiểm tra hàm lượng chì trong các mẫu tuyết đặc lấy ở tầng trên cùng, tức là tầng tương ứng với thời đại chúng ta, vượt quá mức tự nhiên đến năm trăm lần. 4. Hợp kim của chì. 12 Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 - Cùng với stibi và thiếc, chì đã có mặt trong hợp kim chữ in để làm ra những con chữ và những yếu tố khác của bộ chữ in sách báo. Nhà khai sáng người Đức ở thế kỷ XVIII Gheorg Crixtop Lictenbec (Georn Christoph Lichtenberg) đã đánh giá vai trò này của chì một cách đầy hình ảnh. Ông đã viết: “Thế giới đã được biến đổi bởi chì nhiều hơn là bởi vàng; ở đây không phải là chì từ họng súng mà là chì từ bộ chữ in”. Khi khai quật các phế tích của thành phố cổ Onvia trên bờ sông Bug cũng đã phát hiện được một bức thư thời cổ Hy Lạp trên một tấm chì mỏng được cuộn lại thành một cái ống. 5.Nghệ thuật : - Trong thời đại chúng ta, các hợp chất của chì có công dụng nhiều mặt. Từ vài trăm năm nay, thế giới đã biết đến pha lê. Năm 1653, những bậc thầy nấu thủy tinh đã quyết định pha thêm chì vào “cao” thủy tinh để hạ thấp nhiệt độ nóng chảy của nó. Thế là đã xảy ra một điều kỳ diệu: cái cốc bằng thủy tinh mới này sáng lấp lánh như kim cương và phát ra âm thanh kỳ ảo. Tranh và tượng được vẽ bằng sơn chì sẽ bị tối màu dần dần theo thời gian: do ảnh hưởng của các tạp chất đihiđro - sunfua thường xuyên có mặt ở trong không khí sẽ sinh ra chì suafua có màu thẫm. Nhưng chỉ cần lau bằng một dung dịch loãng nước oxi già ( H 2O2 ) hoặc giấm, thế là chất màu lại trở nên tươi sáng. - Trong y học, các hợp chất của chì được dùng để chế các thứ thuốc làm săn da, giảm đau và chống viêm nhiễm. Chẳng hạn, chì axetat mà chúng ta rất quen thuộc với cái tên là “cao chì”. Vì có vị hơi ngọt nên đôi khi nó được gọi là “đường chì”. Nhưng trong bất cứ trường hợp nào cũng không được quên rằng, “đường” này có thể đầu độc cơ thể rất mạnh. NHỮNG THẤT BẠI NỔI TIẾNG NHẤT LỊCH SỬ HOÁ HỌC BIẾN CHÌ THÀNH VÀNG Dù không thành công, nhưng giả kim thuật được xem là tiền thân của ngành hóa học hiện đại. Ý tưởng biến chì thành vàng đối với bạn có lẽ khá điên rồ, nhưng đó lại là một tham vọng của các nhà giả kim thời cổ 13 Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 xưa. Vào thời mà con người chưa biết gì đến bản chất của các nguyên tố hóa học, số nguyên tử, hay bảng tuần hoàn Mendeleev, người ta chỉ quan sát thấy các phản ứng hóa học tạo ra các hiện tượng “kỳ diệu” như thay đổi màu sắc, bốc cháy, phát nổ, bốc hơi, co giãn hay tạo mùi; từ đó, họ phát sinh ý tưởng có thể biến thứ kim loại xám xỉn thành một thứ kim loại mới đẹp đẽ hơn, tỏa sáng hơn. Với tham vọng đó, các nhà giả kim đã ra sức tìm kiếm loại “đá tạo vàng” – một loại đá chỉ có trong trí tưởng tượng của họ – để biến ước mơ của mình thành hiện thực. 6. Trong ngành năng lượng học nguyên tử và kỹ thuật hạt nhân - Người ta sử dụng các lá chắn bằng chì. Thủy tinh mà trong đó có chứa chì oxit cũng ngăn ngừa được bức xạ phóng xạ Chì để ngăn cản tia rơngen, do đó người ta đã pha thêm chì vào trong các bao tay hay áo choàng của các bác sĩ điện quang nhờ vậy mà bảo vệ cơ thể khỏi ảnh hưởng nguy hiểm của tia này. VI. Ảnh hưởng của chì tới sức khỏe : 1. Chì nhiễm vào cơ thể : - Qua đường hô hấp, khi bụi bặm và không khí theo hơi thở vào phổi rồi mau chóng chuyển sang máu. - Qua ăn uống thực phẩm có chì hoặc tay dính chì đưa lên miệng trong khi làm việc. Hàm lượng chì hấp thụ vào máu tùy theo tuổi và tùy theo lượng thực phẩm trong dạ dày. Khi ăn no, chỉ có 6% chì chuyển sang máu, còn lúc đói bụng thì có tới 60% chì vào máu. Với cùng số lượng chì ăn vào, trẻ em hấp thụ sang máu nhiều hơn người lớn. - Qua lớp da, tuy ít khi xảy ra, đặc biệt là khi da bị trầy trụa, thương tích. Từ máu, chì chuyển vào các cơ quan như gan, thận, não, lá lách, cơ bắp, tim…Sau vài tuần lễ, đa số chì xâm nhập xương và răng và ở đó cả vài chục năm. Phần còn lại theo nước tiểu thải ra ngoài.Nếu thường xuyên tiếp cận với chì, hàm lượng chì trong cơ thể sẽ tích tụ mỗi ngày một nhiều. - Trong danh sách 10 chất gây ô nhiễm cao nhất của thế giới thì Chì được xếp vào loại thứ 3 nên chính phủ nhiều nước đã có những quy định chặt chẽ để hạn chế tác hại của chì với sức khoẻcon người. 14 Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 - Khi bị nhiễm chì, cơ thể rơi vào trạng thái hưng phấn, mất ngủ, gây mệt mỏi. Về lâu dài sẽ làm rối loạn thần kinh, tuần hoàn và ảnh hưởng nhiều bộ phận khác; đối với trẻ em, chì có thể gây chậm phát triển trí tuệ... - Nhưng khi chì xâm nhập vào cơ thể thông qua con đường hô hấp, tiêu hoá, tiếp xúc qua da... Chì tích luỹ trong máu, mô, xương.v.v., trong máu 95% Chì nằm trong hồng cầu, chì làm gián đoạn quá trình chuyển hoá axit aminolevalinic sang photphobillinnogen làm tăng protoporphyrin tự do trong hồng cầu vì vậy dẫn đến thiếu máu. chì phá hủy myelin của các dây thần kinh ngoại biên làm giảm sự dẫn truyền thần kinh vận động. Chì còn gây ra tổn thương thận, làm giảm chức năng gan tạm thời, gây đau khớp, đau đầu, buồn nôn, đau bụng, mệt mỏi, ... Trẻ em mà chì ngấm vào các mô xốp, xương làm ảnh hưởng đến quá trình phát triển, nhất là hệ thần kinh ảnh hưởng đến trí thông minh .... - Đầu năm 1980 bùng nổ chuyện các cháu bị nhiễm độc nặng ở Úc, Mỹ, Pháp do các cháu hay cậy ăn những mảnh sơn tường bị bung ra, phân tích lớp sơn này: Các nhà khoa học nhận thấy có chứa hàm lượng bột Chì trắng đó là Chì cácbonnat dùng để sơn tường thường được dùng trước năm 1948 vì nó chống được ẩm, mốc... Trong trứng muối của Trung Quốc được muối theo công thức: Trộn muối kiềm + Hoàng đơn + đất bùn + trấu rồi đem bọc ngoài quả trứng, mà hoàng đơn có thành phần hoá học là Oxyt Chì ( PbO2 )!. Khi sử dụng một lượng Chì đã ngấm vào trong trứng gây ra ngộ độc!. - Trong khí quyển, Pb có hàm lượng cao hơn so với các kim loại nặng khác. Nguyên nhân là do hiện tượng "bay hơi" (thăng hoa) trong quá trình cháy của các loại xăng dầu có chứa chì. Trong xăng dầu, để giảm khả năng cháy nổ, chì được thểm vào dưới dạng tetraalkyl như Pb(C2 H 5 )4 , Pb (CH 3 ) 4 cùng với 1,1 dibromoetan hoặc 1,2 dicloetan Br2 (Cl2 )C2 H 4 . Cùng với các chất ô nhiễm khác trong quá trình đốt chì được chuyển về dạng PbCl2 hoặc PbBr2 , đi vào khí quyển rồi sau đó nhờ quá trình lắng đọng do tích tụ khô hoặc ướt trong bụi đường và chất rắn ở hai bên đường. - Ở thành phố nhiều phương tiện giao thông (ôtô, xe. máy), phần lớn chì và các hợp chất đi vào cơ thể người theo con đường thực phẩm học hô hấp, ăn uống.. - Ta thấy hàng ngày trong tổng số 225μg Pb được đưa vào cơ thể người thành thị, có 200μg Pb được bài tiết và 25μg Pb được giữ lại trong xương, gan, thận. Khi chì được 15 Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 trữ lại trong cơ thể người tới một hàm lượng nhất định nó sẽ hắt đầu gây tác hại tới hệ thần kinh trung ương, thận, cơ bắp, bộ phận sinh sản và hệ thống máu. Ví dụ chì gây ảnh hưởng tới quá trình tổng hợp hồng cầu dẫn tới bệnh về máu. Trong quá trình tổng hợp hồng cầu, pha quan trọng là chuyên axit delta aminolevunic thành porpho bilinogen, sự có mặt của chì sẽ ngăn cản quá trình này. Và kết quả là phá vỡ quá trình tổng hợp hồng cầu, do đó ảnh hưởng tới việc vận chuyển oxy cho quá trình trao đổi chất, ngăn cản quá trình sản sinh năng lượng duy trì sự sống. 2. Hậu quả của ô nhiễm kim loại nặng trên sức khỏe - Cấp tính:Trong nhiễm độc Chì cấp tính khi ăn phải một lượng Chì 25-30 gram, nạn nhân thoạt tiên có thể thấy vị ngọt rồi chát, tiếp theo là cảm giác nghẹn ở cổ, cháy mồm, thực quản, dạ dày, nôn ra chất trắng (chì clorua) đau bụng dữ dội, tiêu chảy, đi phân có màu đen (chì sunfua), mạch yếu, tê tay chân, co giật và tử vong. - Mãn tính: Đây là tình trạng nguy hiểm và thường gặp hơn do ăn phải thức ăn có hàm lượng các nguyên tố kim loại nặng cao; chúng nhiễm và tích lũy dần dần rồi gây hại cho cơ thể. Nơi tích lũy thường là gan, thận, não, đào thải dần qua đường tiêu hóa và đường tiết niệu. Khi cơ thể tích lũy một lượng đáng kể Chì sẽ dần dần xuất hiện các biểu hiện nhiễm độc như hơi thở hôi, sưng lợi với viền đen ở lợi, da vàng, đau bụng dữ dội, táo bón, đau khớp xương, bại liệt chi trên (tay bị biến dạng), mạch yếu, nước tiểu ít, thường gây sảy thai ở phụ nữ có thai. - Chính vì độc tính của các nguyên tố kim loại nặng khi ô nhiễm vào thực phẩm mà trong ngành quản lý thực phẩm, các chỉ tiêu về kim loại nặng là chỉ tiêu quan trọng, được quy định chặt chẽ cho một thực phẩm, đặc biệt là những thức ăn cho trẻ em, vì trẻ em rất nhạy cảm với kim loại nặng, cơ thể trẻ nhỏ hấp thụ Chì ô nhiễm trong thực phẩm cao hơn gấp khoảng 2 lần so với người lớn. Vì vậy hàm lượng chì cho phép có trong thực phẩm giành cho trẻ nhỏ thường chỉ bằng 1 trong thức ăn của người lớn và 2 việc kiểm tra các kim loại nặng trong thực phẩm giành cho trẻ em thường chặt chẽ hơn. V. Thực trạng khai thác chì hiện nay : * Những thành tựu 16 Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 - Trong gần 30 năm qua, trong lĩnh vực chế biến khoáng sản chì kẽm đã từng bước đưa vào chế biến sản xuất ra các sản phẩm. Sản xuất bằng phương pháp lò quay, tuyển nổi quặng sunfua để thu lấy tinh quặng chì 52% Pb sản xuất chì thô 96% Pb và sắp tới sẽ sản xuất chì thỏi bằng phương pháp điện phân. - Nhìn chung, xu hướng chế biến chì thực hiện đúng theo phương châm ngày càng chế biến sâu, thu hồi triệt để hơn thành phần có ích trong quặng. - Công nghệ tuyển nổi tinh quặng sunfua kẽm chì ngày càng được hoàn thiện. - Sử dụng các loại thuộc tuyển thân thiện hơn với môi trường thay thế cho các thuốc tuyển độc hại như xyanua, ZnSO4 .7 H 2O và Na2 SO4 nhưng vẫn giữ được các chỉ tiêu công nghệ tuyển hầu như không thay đổi. Công ty Kim loại màu Thái Nguyên cũng đang đầu tư xây dựng Nhà máy Luyện chì công suất 5000 tấn/năm bằng phương pháp điện phân. Sản phẩm của dự án gồm: + Chì 99,99% Pb: 4950 tấn/ năm. + Bạc kim loại >99% Ag: 6000 kg/năm. * Những tồn tại - Phần lớn các đơn vị khai thác vì lợi nhuận trước mắt mới chỉ tập trung khai thác quặng giàu để xuất khẩu thô không qua chế biến đã làm cho trữ lượng tài nguyên (nhất là quặng ôxyt) suy giảm, làm nghèo hoá các công trường khai thác gây lãng phí tài nguyên, ảnh hưởng đến môi trường sinh thái. Chỉ có rất ít đơn vị tổ chức chế biến. - Chưa có biện pháp xử lý hữu hiệu quặng ôxyt kẽm. Phương pháp xử lý duy nhất hiện nay là thiêu quặng thành bột trong lò phản xạ hoặc lò quay, song đòi hỏi quặng có hàm lượng tương đối cao nhưng hiệu suất thu hồi vẫn rất thấp (<50%). - Tuy đã cải thiện được các chỉ tiêu kỹ thuật tuyển nổi quặng sunfua nhưng thực thu vẫn còn thấp so với trình độ của thế giới. VI. PHƯƠNG PHÁP VÔ CƠ HÓA MẪU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHÌ (Pb) (Trong sản phẩm Sữa bột và sữa đặc có đường) 1. Vô cơ hóa mẫu bằng phương pháp đốt (phương pháp trọng tài ) 1.1 Nội dung phương pháp : Đốt mẫu có chất trợ đốt Mg ( NO3 )2 ở nhiệt độ 450 ± 100C. Sau đó hòa tan tro bằng dung dịch HCl. 1.2 Dụng cụ và hóa chất - Lò nung điện có thể khống chế nhiệt độ 450 ± 100C. 17 Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 - Bếp điện bọc kín có điều chỉnh nhiệt độ. - Cân phân tích tải trọng 200g, chính xác đến 0,0001g. - Bình hút ẩm có H 2 SO4 đặc. - Bát platin, hoặc chén thạch anh hoặc chén sứ chịu nhiệt, dung tích 50-100ml. - Magie nitrate Mg ( NO3 )2 TKPT, dung dịch 50g/lít. - Acid clohidric HCl, TKPT dung dịch 1:4. - Acid nitric HNO3 TKPT, dung dịch có d = 1,4g/ml. - Nước cất 2 lần theo TCVN 2117 – 77 hoặc nước có độ tinh khiết tương đương. - Giấy lọc định lương (không tro). - Đũa thủy tinh đường kính 6mm, dài 15cm có đầu được làm tròn bằng đèn xì. 1.3 Cách thực hiện : Cân vào chén để nung khoảng 25g mẫu (chính xác đến 0,01g), thêm vào 5ml dung dịch Mg ( NO3 )2 , nếu là sữa bột thêm nước cất vừa đủ thấm ướt bột, trộn đều bằng đũa thủy tinh, sau khi trộn đều, lau đũa bằng một tờ giấy lọc không tro, cho giấy lau vào chén, làm một chụp hình nón bằng giấy lọc, có một lỗ nhỏ ở giữa đường kính 3-4mm. Đậy chụp vào chén, đặt chén lên bếp điện, đun nhẹ cho đến khô, sau đó tăng nhiệt độ lên đến khoảng 3000C cho đến khi khí ngừng thoát ra (mẫu hóa đen, nhưng nhất thiết không được bén lửa). Chuyển chén vào lò điện nguội, đặt khống chế nhiệt độ 450 ± 100C. Bật đèn cho nhiệt độ tăng từ từ. Giữ mẫu ở nhiệt độ 450 ± 100C trong vòng 3 giờ, cứ 15 phút mở cửa lò môt lần, sau đó tắt lò,để cách đêm, lấy mẫu ra khỏi lò, khi đó tro phải trắng hoàn toàn. Thêm vào chén 10ml HCl 1:4,1 – 2 giọt dung dịch HNO3 , đun nhẹ trên bếp điện (không để sôi) để hòa tan tro, chuyển hết dung dịch vào bình định mức 25ml, rửa chén 3 lần i lần bằng 3-4ml nước cất, chuyển hết nước rửa vào bình định mức, làm nguội, thêm nước đến vạch. Dung dịch này dùng để xác định Pb (cũng như một số nguyên tố khác) 2. Phương pháp vô cơ hóa theo lối ướt trong bình Ken-đan 2.1 Nội dung phương pháp : vô cơ hóa mẫu bằng hỗn hợp a xít nitric, sulfuric,pecloric và hydropeoxit đậm đặc trong bình Ken-đan, đun nóng cho đến khi phân hủy hoàn toàn các chất hữu cơ. 2.2 dụng cụ và hóa chất : - Bình ken-đan 300ml 18 Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 - cân phân tích tải trọng 200g, chính xác đến 0,0001g - Bếp điện có điều chỉnh nhiệt độ - Bình thủy tinh đường kính 3-4mm - A xít nitric HNO3 TKHH, d = 1,4g/ml. - A xít pecloric HClO4 TKPT, đậm đặc 70% - A xít sunfuric H 2 SO4 TKPT, d = 1,8g/ml - Hydropeoxit H 2O2 TKPT, dung dịch đậm đặc (trên 30%) - Nước cất 2 lần theo TCVN 2117 -77 hoặc nước có độ tinh khiết tương đương. 2.3 Cách thực hiện: - Cân trực tiếp vào bình Ken-đan khoảng 25g sữa (chính xác đến 0.01g) cho vào đó 23 viên bi thủy tinh. Thêm từng phần 20ml dung dịch HNO3 vào bình, đổ láng theo cổ để lôi kéo các phần sữa còn dính ở cổ xuống dưới đáy bình, đun nhẹ cho đến khi khói nâu, lặp lại thao tác trên 1-2 lần cho đến khi được hỗn hợp đồng nhất, có màu nâu sẫm, làm nguội, thêm 20ml HNO3 , 2,0nl H 2 SO4 , 2,0ml HClO4 , rồi đun nhẹ cẩn thận cho đến khi có khói trắng thoát ra, làm nguội, nếu hỗn hợp chưa hết màu thì thêm từng phần nhỏ H 2O2 khoảng 1ml mỗi lần) rồi tiếp tục đun đến khi hỗn hợp không có màu. Đun cạn cho đến khi thể tích chất lỏng còn khoảng 3-4ml. làm nguội hẳn hỗn hợp, thêm 10ml nước cất, lắc đều toàn bộ dung dịch, đun nhẹ cho tan kết tủa (nếu không tan hết thì lọc nóng bằng giấy lọc xốp vào bình định mức 25ml, rửa bình và giấy lọc vài lần bằng nước cất). - Chuyển toàn bộ dung dịch vào bình định mức dung tích 25ml, tráng bình Ken-đan 2 lần mỗi lần 3-4ml nước cất, gộp cả vào bình định mức, làm nguội đến nhiệt độ phòng, thêm nước cho đến vạch. Dung dịch nàu dung để xác định hàm lượng Pb. 2.4 Chuẩn bị mẫu trắng - Lấy vào bình Ken-đan một lượng các hóa chất giống như các chất đã đùng khi vô cơ hóa mẫu sữa, đun cạn cho dđến khi có khói trắng thoát ra, và thể tích chất lỏng còn lại khoảng 3-4ml. Làm nguội hẳn, thêm 10ml nước cất chuyển vào bình định mức 25ml, tráng bình Ken-đan 2 lần, mỗi lần 3-4 ml nước cất…Làm nguội, thêm nước cất đến vạch, dung dịch này dùng để làm mẫu trắng .Lương Pb có trong mẫu trắng không được vượt quá 1μg/25ml dung dịch mẫu trắng. 19 Trường ĐH CNTP TPHCM Lớp: 10CDHN Tên: Phan Hồng Hạnh MSSV: 3016100095 3. Xác định hàm lượng chì theo phương pháp von-ampe hòa tan (phương pháp trọng tài) 3.1 Nội dung: điện phân làm giàu Pb lên bề mặt điện cực hoạt động (giọt Hg cố định hay màng Hg trên nền điện cực than) tại một điên thế âm xác định, trong những điều kiện lặp lại. sau đó hòa tan lượng Pb đã được làm giàu bằng cách phân cực anốt và ghi đỉnh hòa tan tương ứng. 3.2 Dụng cụ và hóa chất: - Máy cực phổ có hệ diện cực giọt Hg cố định (hoặc diện cực rắn dạng đĩa quay bằng than thủy tinh hoặc than mền(paster cacbone)), điện cực phụ trợ bằng Pt, điện cực so sánh calomen hoặc Ag/AgCl.  Nước cất hai lần theo TCVN2117-77 hoặc nước có độ tinh khiết tương đương.  Bình khí N 2 (hoặc CO2 ) có bộ lọc.  Axít nitric HNO3 TKPT, d=1,4g/ml.  Thủy ngân clorua HgCl2 (hoặc thủy ngân nitrat Hg ( NO3 )2 TKPT, dung dịch 0,01M.  Axít clohydric HCl TKPT, dung dịch 1M.  Dung dich Pb tiêu chuẩn. a/ Dung dịch chứa 1mg Pb/1ml, hòa tan 1,5980g Pb( NO3 )2 TKPT (hoặc 1,8300g Pb(CH 3COO) 2 .3H 2O ) vào cốc 100ml, thêm 10ml dung dịch HNO3 đậm đặc, thêm nước cất đến khoảng 50ml, lắc cho tan hết, chuyển vào bình định mức 1000ml, tráng cốc cẩn thận bằng nước cất, thêm nước đến vạch, lắc đều.(dung dịch a) b/ Dung dịch làm việc chứa 10μg Pb/ml, lấy 5ml dung dịch trên vào bình định mức 500ml, thêm vài giọt HNO3 lắc đều, thêm nước cất đến vạch, lắc đều. Dung dịch này dùng trong ngày.( dung dịch b). 3.3 Cách tiến hành 3.3.1 Phân tích theo đường chuẩn. 3.3.1.1 Chuẩn bị các dung dịch. - Lấy lần lượt vào 7 bình định mức dung tích 25ml các thành phần sau đây: 0,0; 0,1; 0,25; 0,5; 0,75 và 1ml dung dịch chuẩn(b) (10μg/ml), trong bình thứ 7 lấy 10ml dung dịch mẫu phân tích, thêm dung dịch HCl 1M đên vạch mức, lắc đều (nếu trong trường hợp dùng điện cực màng Hg trên nền than thì trước khi thêm HCl, cho thêm vào mỗi 20