Đề tài Chì (plumbum)

CHÌ (Plumbum) Mục lục Lời mở đầu ……………………………………………………………………………2 Tổng quan về chì …………………………………………..………………..…3 Giới thiệu …………………………………………………………….....3 Tính chất vật lý ………………………………………………………... 6 Tính chất hoá học ……………………………………………………….6 Trạng thái tự nhiên và điều chế ……………………………………………...…9 Ứng dụng ……………………………………………………………………...10 Theo cách truyền thống cổ xưa ………………………………………..10 Công nghiệp hoá học và công nghiệp kĩ thuật điện …………………...10 Công nghiệp nhiên liệu là 1 ngành tiêu thụ rất nhiều chì……………...11 Hợp kim của chì …………………………………………………….…11 Nghệ thuật ………………………………………………………….….11 Ngành năng lượng học nguyên tử và kĩ thuật hạt nhân …………….…12 Ảnh hưởng của chì tới sức khoẻ………………………………………………12 Chì nhiễm vào cơ thể ………………………………………………….13 Hậu quả của ô nhiễm kim loại nặng trên sức khoẻ ……………………14 Thực trạng khai thác chì hiện nay ……………………………………..……...15 Phương pháp vô cơ hoá mẫu xác định hàm lượng chì …………….………….16 Vô cơ hoá mẫu bằng phương pháp đốt………………………………...16 Phương phá vô cơ hoá theo lối ướt trong bình hen-dan …………….…17 Xác định hàm lượng chì theo pp ion-ampe hoà tan ………………..…..18 Xác định hàm lượng chì bằng pp quang phổ hấp thụ nguyên tử sau khi chết………………………………………………….... 20 Đề xuất giải pháp phòng tránh ngộ độc chì ……………………………….….23 Tài liệu tham khảo …………………………………………………………………...24 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. 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 1H 2He 2 3Li 4Be 5B 6C 7N 8O 9F 10Ne 3 11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar 4 19K 20Ca 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 26Fe 27Co 28Ni 29Cu 30Zn 31Ga 32Ge 33As 34Se 35Br 36Kr 5 37Rb 38Sr 39Y 40Zr 41Nb 42Mo 43Tc 44Ru 45Rh 46Pd 47Ag 48Cd 49In 50Sn 51Sb 52Te 53I 54Xe 6 55Cs 56Ba 57La * 72Hf 73Ta 74W 75Re 76Os 77Ir 78Pt 79Au 80Hg 81Tl 82Pb 83Bi 84Po 85At 86Rn 7 87Fr 88Ra 89Ac ** 104Rf 105Db 106Sg 107Bh 108Hs 109Mt 110Ds 111Rg 112Cn 113Uut 114Uuq 115Uup 116Uuh 117Uus 118Uuo * Nhóm Lantan 58Ce 59Pr 60Nd 61Pm 62Sm 63Eu 64Gd 65Tb 66Dy 67Ho 68Er 69Tm 70Yb 71Lu ** Nhóm Actini 90Th 91Pa 92U 93Np 94Pu 95Am 96Cm 97Bk 98Cf 99Es 100Fm 101Md 102No 103Lr -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↓Uuq Bảng đầy đủ Tổng quát Tên, Ký hiệu, Số chì, Pb, 82 Phân loại kim loại yếu,khá mềm 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]4f145d106s26p2 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 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 715,6 kJ/mol 1.450,5 kJ/mol 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): - Nhiệt độ sôi (B.P): - Khối lượng riêng (Density): - 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. - Tương tác được vơi các nguyên tố halogen và nhiều nguyên tố không kim loại khác. - 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 và 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: - Với axit nitric ở bất kì nồng độ nào, chì tương tác như một kim loại. - Khi có mặt của oxi có thể tương tác với nước Có thể tan trong axit axetic và các axit hưu cơ khác. Tính chất hoá học của ion : - 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, tạo kết tủa trắng với ion khi dung dịch không quá loãng: - Muối chì clorua ít tan, ở độ tan của là 10g/L. Độ hoà tan của tăng rất nhanh khi nhiệt độ tăng. Tại , độ tan của nó là 33,5g/L. Tuy nhiên, tốc độ kết tủa 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. tan trong ion clorua dư do có sự hình thành của ion phức tạp tetrachloroplumbate (II): - 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 - tan trong dung dịch bazơ mạnh hoặc muối axetat. - Chì axetat tan nhưng là chất điện li yếu. - Với dung dịch ammoniac: Ion phản ứng với dung dịch ammoniac tạo muối đơn kết tủa (VD: xuất hiện nhiều hơn so với : Kết tủa không tan ra trong dư - Với Natri hidroxit: Khi phản ứng với dung dịch kiềm mạnh, tạo kết tủa màu đen. Kết tủa này tan dần trong dung dịch kiềm dư II. Trạng thái tự nhiên – Điều chế : - 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), , , 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 : Công đoạn khử PbO bằng cốc ở nhiệt độ cao : 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 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. - 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 () 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 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 : 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. - 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 photpho- billinnogen 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 ()!. 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 , cùng với 1,1 dibromoetan hoặc 1,2 dicloetan . Cùng với các chất ô nhiễm khác trong quá trình đốt chì được chuyển về dạng hoặc, 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 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. 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 trong thức ăn của người lớn và 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 - 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, và 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 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. - Bếp điện bọc kín có điều chỉnh nhiệt độ. - Cân phân tích tải trọng 200g, chính xác đến 0,0001g. - Bình hút ẩm có đặc. - Bát platin, hoặc chén thạch anh hoặc chén sứ chịu nhiệt, dung tích 50-100ml. - Magie nitrate TKPT, dung dịch 50g/lít. - Acid clohidric HCl, TKPT dung dịch 1:4. - Acid nitric 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 , 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, 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 - 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 TKHH, d = 1,4g/ml. - A xít pecloric TKPT, đậm đặc 70% - A xít sunfuric TKPT, d = 1,8g/ml - Hydropeoxit 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 2-3 viên bi thủy tinh. Thêm từng phần 20ml dung dịch 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, 2,0nl, 2,0ml, 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 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. 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 (hoặc) có bộ lọc. Axít nitric TKPT, d=1,4g/ml. Thủy ngân clorua (hoặc thủy ngân nitrat 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 TKPT (hoặc 1,8300g ) vào cốc 100ml, thêm 10ml dung dịch 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 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 0,25ml dung dịch hoặc). Trong trường hợp hàm lượng Pb trong mẫu phân tích vượt quá đường chuẩn thì giảm bớt thể tích dung dịch mẩu phân tích tương ứng. 3.3.1.2. Đo von-ampe hòa tan - Đổ dung dịch vào bình điện phân (lần lượt từ nồng độ nhỏ đến nông độ lớn), nếu dùng điện cực gọt Hg cố định thì tạo giọt có đường kính ≤ 0,5mm (theo cách hướng dẫn của mỗi loại điện cực), đặt giá trị thế điện phân 0,7 vôn (so với điện cực calomen bão hòa). Sục khí (hoặc CO)__ trong 5 phút (từng bọt nhỏ liên tục từ dưới đáy bình lên) sau đó kéo ống dẫn khí lên trên bề mặt dung dịch. Khuấy dung dịch với tốc độ không đổi ( sao cho không tạo xoáy nước). Bật chuyển mạch sang phía điện phân (hoặc các thao tác tự động theo chương trình thì khởi động chương trình máy tính) điện phân trong 120 giây, ngừng khuấy 30 giây rồi phân cực ngược ( về phía +) với tốc độ khoảng 6-20 mV/s (tùy theo loại máy cực phổ quy định) cho đến 0,0 vôn. Đánh giá đỉnh hòa tan tại giá trị - 450 mV ± 50 mV ( cũng có thể lệch chút ít tùy theo từng máy). Tráng rửa bình điện phân, thay dung dịch mới, rồi lặp lại quá trình với những thông số hoàn toàn giống như trong lần đo thứ nhất (kích thước giọt Hg [ hoặc đánh bong lại bề mặt điện cực], thời gian điện phân…). Từ các giá trị chiều cao đỉnh thu được, lập đường chuẩn giữa chiều cao đỉnh hòa tan và khối lượng Pb (μg) trong dung dịch. Từ các giá trị nhận được, suy ra khối lượng Pb trong dung dịch mẫu phân tích (μg). 1.3.2 Phân tích theo phương pháp thêm tiêu chuẩn - Lấy vào bình địch mức 10ml dung dịch phân tích rồi thực hiện đo như phần trên đã nói khi đo với dung dịch phân tích, ngay sau khi đo xong chuẩn bị lại điện cực như một lần đo mới nhưng không thay dung dịch mà thêm vào dung dịch phân tích một lượng chính xác dung dịch chuẩn (b) chứa khoảng 2μg Pb (tùy theo lượng Pb có trong mẫu) rồi thực hiện đo vôn- ampe như lần đo với dung dịch phân tích. Từ hai chiều cao đỉnh (hoặc hai điện lượng hòa tan) tính khối lượng Pb có trong mẫu phân tích. 1.3.3 Tính toán và xử lý kết quả : - Hàm lượng Pb trong mẫu (X) được tính theo mg/kg, theo công thức sau đây : Trong đó : m1 – khối lượng Pb trong mẫu phân tích, μg m – khối lượng sữa đã vô cơ hóa; g (vd 25g ). - Kết quả phân tích được chấp nhận khi thực hiện 3 phép phân tích song song trong cùng điều kiện cho sai lệch tương đối không quá ± 25%. 4. Xác định hàm lượng chì bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử sau khi chiết : 4.1 Nội dung phương pháp - Chì trong mẫu sữa sau khi vô cơ hóa theo TCVN 4662 – 1994 được chiết bằng amoni 1-pryrolidinecarbodithiolate (APDC) với dung môi butylaxetat (BuOAc) hoặc metylizobutylxeton (MIBX) rồi phun dịch hữu cơ này vào ngọn lửa đèn C2H2 – không khí, đo cường độ hấp thụ bằng đèn catot rỗng Pb tại vạch phổ Pb-217 nm (vạch 1) hoặc Pb-283,3 nm (vạch 2). 4.2 Máy móc và dụng cụ: - Máu quang phổ hấp thụ nguyên tử và phụ kiện có đèn catot rỗng Pb; - Phễu chiết có nút thủy tinh dung tích 100ml; - Máy li tâm có thể chứa cuvet 15ml, vòng quay 2000 v/phút. 4.3 Hóa chất - Chỉ dẫn chung : các hóa chất phải thỏa mãn yêu cầu tinh khiết quang phổ, trong trường hợp cần thiết phải tinh chế lại hoặc phân tích mẫu trắng để hiệu chỉnh. - Amoni 1 – pyrrolidinecarbodithiolate (APDC) 2%. Hòa tan 2,0g thuốc thử trong 100ml nước cất, tinh chế bằng cách chiết 1- 2 lần mỗi lần 5ml MIBX hoặc BuOAc; - Butyaxetat đã cất lại ( BuOAc); - Metylizobutyxeton (MIBX); - Đệm focmiat có pH = 3 : trung hòa cẩn thận dung dịch HCOOH 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1M đến Ph = 3 (điện cực chỉ thị thủy tinh); - Bromocresol lục, dung dịch 0,1% hòa tan 0,100g muối Na của Bromocresol lục trong 100ml nước cất, thuốc thử có phạm vi chuyển màu từ pH 3,8 – 5,4 (vàng sang xanh); - Amoni hydroxit NHOH, dung dịch đậm đặc và 1:1 ; - Axit citric, dung dịch 20%; - Magie clorua MgCl, dung dịch 50g/l; - Dung dịch chuẩn Pb : xem mục 1.2 (phương pháp 1). 4.4 Chiết các dung dịch chuẩn và dung dịch mẫu phân tích. - Lấy vào 6 phễu chiết lần lượt các dung dịch các chất sau đây : các phễu từ số 1 đến 5 lần lượt 0,0; 0,1; 0,2; 0,4 và 0,6 ml dung dịch chuẩn 10μg Pb/ml; phễu số 6 lấy 10ml dung dịch mẫu phân tích (nếu hàm lượng Pb lớn quá đường chuẩn thì thể tích dung dịch phân tích có thể lấy ít hơn), thêm vào các phễu 2ml dung dịch MgCl, thêm nước cất cho đủ thể tích 25ml. rồi có thể chiết theo một trong hai cách sau đây: 4.4.1 Chiết bằng dung môi MIBX : thêm vào mỗi phễu chiết 5ml dung dịch đệm focmiat (riêng trong dung dịch phân tích trước khi thêm dung dịch đệm thì trung hòa bằng từng giọt dung dịch NH3 1:1 theo giấy chỉ thị đến pH khoảng xấp xỉ 3), 5ml dung dịch APDC, lắc đều, sau đó them 25ml MIBX, lắc mạnh trong 5 phút, để yên trong 5 phút cho phân lớp, tách lấy phần dung môi hữu cơ vào các bình có đánh số tương ứng, đậy nút kín. 4.4.2 Chiết bằng butyaxetat (BuOAc) : thêm vào mỗi bình 5ml acid citric, 2 – 3 giọt chỉ thị bromocresol lục, điều chỉnh pH đến 5,4 bằng dung dịch NHOH 1:1 (đến khi dung dịch có màu xanh ), thêm 5ml dung dịch APDC, lắc đều, thêm tiếp 10ml butyaxetat rồi lắc mạnh khoảng 2 phút, để yên cho tách lớp hoàn toàn. Nếu lớp trên dung môi cơ vẩn đục thì tách lấy nó vào ống nghiệm li tâm có dung tích khoảng 15ml, bịt bằng giấy nhôm hoặc chất dẻo đàn hồi rồi đem li tâm ở 2000 v/phút trong khoảng 1 phút, tách lấy các phần hữu cơ vào các lọ tương ứng có nút kín. 4.5 Đo phổ hấp thụ : - Thiết lập các chế độ tối ưu của máy đo ở vạch Pb – 217 hoặc Pb – 283, 3nm theo các tài liệu hường dẫn kỹ thuật của từng hãng. Ví dụ các thông số sau đây với máy Philipe - Pey Unicame - SP9/800: - Vạch : Pb – 217 nm; - Khe đo : 0,5 nm; - Cường độ đèn : 80% giá trị cực đại; - Chiều cao ngọn lửa (bunner) : 4,5mm; - Tốc độ dẫn mẫu : 5ml/ phút; - Khí đốt : không khí : 4,2 lít/ phút; Axetylen : 1:1 l. phút; - Cho máy chạy không tải 20-30 phút để đạt cân bằng nhiệt độ và ổn định. - Đặt đường nền ( điểm không của tín hiệu) bằng cách đốt dung môi BuOAcc hoặc MIBX bão hòa nước. - Đo phổ lần lượt từ nồng độ thấp đến nồng độ cao, dung dịch mẫu phân tích đo sau cùng, mỗi mẫu đo 3-5 lần lấy giá trị trung bình, rửa hệ thống dẫn đốt sau mỗi lần đo bằng nước bão hòa dung môi. - Từ kết quả thu được về sự phụ thuộc khối lượng Pb trong dịch chiết – số chỉ của máy (A hoặc D), từ đó suy ra khối lượng Pb có trong mẫu phân tích (μg). 2.6 Tính toán và xử lý kết quả - Hàm lượng Pb trong sữa (X) được tính theo mg/kg, theo công thức: Trong đó : m1 – khối lượng Pb có trong dung dịch phân tích, μg. m – khối lượng mẫu sữa đã lấy để vô cơ hóa, g. Kết quả phân tích được chấp nhận khi thực hiện 3 phép phân tích song song trong cùng điều kiện cho sai lệch tương đối không vượt quá ± 25%. VII. Đề xuất giải pháp phòng tránh ngộ độc chì - Rửa tay trước khi ăn và trước khi đi ngủ, đặc biệt là với trẻ em chơi dưới đất. - Thường xuyên lau sạch sàn nhà, bàn ghế với khăn ướt. - Nếu trong nhà có hệ thống ống dẫn nước bằng chì, hãy để nước chảy tự do 30 - 60 giây trước khi dùng để loại các vẩn chì. Ta có thể hỏi cơ quan y tế tại địa phương hoặc công ty cung cấp nước để xem có thể thử nghiệm chì trong nước. - Tắm rửa, thay quần áo, giày dép trước khi về nhà, nếu làm việc ở nơi có chì. - Không ăn uống nơi nghi có chì. - Cạo bỏ sơn có chì trên vách hoặc cửa… TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách hoá vô cơ của Hoàng Nhâm Chuỗi phản ứng hoá học của Lê Kim Hùng