Tiểu luận địa hóa về asen và crom

Chia sẻ: Tran Tuan Tu | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

304
lượt xem 79
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Như chúng ta đã biết, địa hóa học là một môn khoa học về trái đất, nó không những giải quyết những vấn đề về sự phân bố của các nguyên tố trong các đối tượng tự nhiên khác nhau mà còn gồm cả nhiệm vụ lớn của các khoa học khác về trái đất.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận địa hóa về asen và crom

MỤC LỤC Phần I:Asen I- Đặc điểm và các hợp chất của Asen trong tự nhiên 1-Đặc điểm của Asen 2,Các hợp chất trong tự nhiên I- Đặc điểm địa hóa 1-Hành vi của As trong quá trinh tạo khoáng tự nhiên 2-Vai trò của Asen đối với thế giới sinh vật3- Ảnh hưởng của Asen đối với con người 4-Asen đối với sinh động thực vậtII-Asen đối với môi trường Phần II-CROM I- Đặc điểm và các hợp chất của Crom trong tự nhiên 1- Đặc điểm 2-Các hợp chất và đặc điểm địa hóa và thành phần khoáng vật II-Sự thành tạo Crom trong các mỏ khoáng 1-Mỏ magma sớm: 2- Mỏ magma muộn 3- Mỏ phong hóa cơ học: 4-Mỏ sa khoáng: III- Vai trò của crom đối với thế giới sinh vật 1- Đối với con người 2-Đối với động thực vật IV- Ảnh hưởng của Crom đối với môi trường Phần III: Kết luận LỜI MỞ ĐẦU Như chúng ta đã biết, địa hóa học là một môn khoa học về trái đất, nó không những giải quyết những vấn đề về sự phân bố của các nguyên tố trong các đối tượng tự nhiên khác nhau mà còn gồm cả nhiệm vụ lớn của các khoa học khác về trái đất. Địa hóa học có mối liên quan mật thiết với các ngành khoa học khác như vật lý, hóa học, khoáng vật học, thạch học, sinh vật học,địa chất học...chúng có tác dụng bổ sung và hỗ trợ nhau trong quá trình nghiên cứu và giải thích những nguyên nhân, quy luật của sự di chuyển và tổ hợp của các nguyên tố trong vỏ trái đất. Lịch sử địa hóa các nguyên tử chỉ là một phần của lịch sử vũ trụ.về thực chất dịa hóa học là một lĩnh vực phát triển đầy đủ nhất của khoa học vũ trụ. Vật chất của trái đất phản ánh các quá trình vũ trụ xa xưa dẫn tới sự tập hợp định lượng các loại nguyên tử. Địa hóa học cùng các nghành khoa học khác có khả năng chỉ ra được sự tập chung của các nguyên tử và chỉ ra phương hướng khai thác, chế biến các khoáng sản phục vuk cho nhu cầu của con người.
Phần I : Asen I- Đặc điểm và các hợp chất của asen trong tự nhiên 1-Đặc điểm của Asen Asen còn gọi là thạch tín. Đây là một á kim có độc tính cao và có nhiều dạng thù hình: màu vàng(phân tử phi kim) và một vài dạng màu đen và xám(á kim),nói chung As hay tồn tại dưới dạng hợp chất asenua và asenat. -Vị trí trong bảng tuần hoàn: 33,thuộc nhóm 15,chu kì 4 -Khối lượng nguyên tử: 74,92 -Cấu hình e: [Ar]3d¹º4s²4p³ -Khối lượng riêng: 5727kg/m3 -Độ cứng:3,5 -Nhiệt độ nóng chảy: 817°C -Nhiệt độ sôi: 614°C Trạng thái oxh:-3;+3;+5 Nhiệt bay hơi: 34,76 kj/mol Nhiệt nóng chảy: (xám) 24,44 kj/mol Áp suất hơi: 100 kpa tại 601°C Hình 1: Hình ảnh về Asen 2,Các hợp chất trong tự nhiên Các hợp chất quan trọng nhất của asen là ôxít asen (III), As2O3, (asen trắng'), opimen sulfua vàng (hay thư hoàng) (As2S3) và hùng hoàng đỏ (As4S4), lục paris,asenat canxi,asenat hydro chì. Mặt khác Asen cũng tìm thấy trong các asenua kim loại như bạc,coban (cobaltit: CoAsS và skutterudit: CoAs3) hay niken, hay như là các sulfua, và ôxi hóa như là các khoáng vật asenat như mimetit, Pb5(AsO4)3Cl và erythrit Co3(AsO4)2. 8H2O, và hiếm hơn là các asenit ('arsenit' = asenat (III), AsO33- chứ không phải asenat (V), AsO43-). Khoáng vật chủ yếu của asen là Asenopirit(FeAsS).Khi bị nung nóng trong không khí asen thăng hoa ở dạng hợp chất oxit Asen(III) để lại các oxit sắt. II- Đặc điểm địa hóa 1-Hành vi của As trong quá trinh tạo khoáng tự nhiên - Asen trong đá và quặng: Hàm lượng As trong các đá magma từ 0,5 – 2,8 ppm, các carbonat – 2,0 ppm, đá cát kết tinh – 1,2 ppm thấp hơn trong các đá trầm tích (6,6 ppm). As là một trong những nguyên tố có nhiều khoáng vật nhất, tới 368 dạng trong đó các nhóm hydroarsen và arsenat – với 213 khoáng vật, sulfurarsenat – 73 khoáng vật, intêmtallit – 40 khoáng vật. Trong các đá phiến sét phần lớn As tồn tại trong silicat (85,5 – 92,5%), phần nhỏ còn lại ở dạng hợp chất khác như oxit, sulfat, arsenua (khoảng 7 - 14,5 %). - Asen trong mỏ nhiệt dịch: Hàm lượng As trong một số vùng mỏ nguồn gốc nhiệt dịch cao hơn so với khu vực không có khoáng hoá. Có thể có nhiều quặng hoá nguồn gốc nhiệt dịch giàu arsen, hệ số làm giàu của chúng so với đá vây quanh từ hàng chục tới hàng trăm lần và đương nhiên độc tích sinh thái của các quặng này là lớn. - Asen trong đất và vỏ phong hóa: As có xu hướng được tích tụ trong quá trình phong hoá. Trong nhiều kiểu đất ở các cảnh quan địa hoá khác nhau có hàm lượng As giàu hơn đá mẹ. Chẳng hạn, hàm lượng trung bình của As trong các đá trầm tích lục nguyên
thuộc mỏ vàng Khau Âu (Bắc Kạn) là 13 ppm còn trong đất và vỏ phong hoá phát triển trên chúng là 16,9 ppm, đất trong các dị thường quặng tới 92,3 ppm. - Asen trong cá trâm tích bở dời: Hàm lượng tổng As trong bùn biển đại dương thế giới là 1 ppm (A.P Vinogradov, 1967), trong trầm tích Đệ tứ hạt mịn ở Kyoto, Sendai (Nhật Bản) khoảng 1-30 ppm. Hàm lượng trong trầm tích Đệ tứ ở các lỗ As khoan nước Hà Nội (6-63 ppm trong trầm tích sét nâu, 2-12 ppm trong sét màu xám 0,5 – 5 trong cát vàng – nâu xám) có quan hệ tuyến tính với hàm lượng Fe(OH)3, FeOOH. Trong trầm tích biển ven bờ Việt Nam có hàm lượng As (trao đổi ion) dao động trong khoảng 0,1-6,1 ppm. 2-Vai trò của Asen đối với thế giới sinh vật Như chúng ta đã biết, Asen là nguyên tố vi lượng, rất cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của con người và sinh vật. Asen có vai trò trong trao đổi chất nuclein, tổng hợp protit và hemoglobin. Asen là nguyên tố có mặt trong nhiều loại hóa chất sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như: hóa chất, phân bón (lân - phốt phát, đạm- nitơ), thuốc bảo vệ thực vật, giấy, dệt nhuộm... Nhiều ngành công nghiệp sử dụng nhiên liệu hóa thạch như công nghiệp xi măng, nhiệt điện,... Công nghệ đốt chất thải rắn cũng là nguồn gây ô nhiễm không khí, nước bởi Asen 3- Ảnh hưởng của Asen đối với con người Asen gây ung thư biểu mô da , phế quảng, phổi, các xoang …do Asen và các hợp chất của Asen có tác dụng lên nhóm Sulphydryl (-SH) phá vỡ quá trình phophoryl hóa. Các Enzisản sinh năng lượng của tế bào trong chu trình axit xitric bị ảnh hưởng rất lớn. Enzym bị ức chếdo việc tạo phức với Asen(III) làm ngăn cản sự sản sinh phân tử ATP. Do Asen có tính chất hóahọc tương tự như Photpho, nên chất này có thể làm rối loạn photpho ở một số quá trình hóa sinh - Hinh 2: Các con đường xâm nhập Asen vào cơ thể con người
- Hàm lượng Asen trong nước sinh hoạt phải < 0,01 mg/l mới là đạt yêu cầu. Theo tổ chức y tế thế giới WHO cứ 10.000 người thì có 6 người bị ung thư do sử dụng nước ăn có nồng độ asen > 0,01 mg/l nước. - Các kết quả nghiên cứu cho thấy Asen có thể là một nguyên tố thiết yếu cho một số loài động vật như dê, chuột, gà nhưng chưa có bằng chứng để nói rằng Asen cần cho người. - Ngộ độc Asen là các bệnh kinh niên do sử dụng nước uống có chứa Asen ở nồng độ cao trong một khoảng thời gian dài. Các hiệu ứng bao gồm sự thay đổi màu da, sự hình thành của các vết cứng trên da, ung thư da, ung thư phổi, ung thư thận và bàng quang cũng như có thể dẫn tới hoại tử. - Asen là một chất rất độc. Có thể chết ngay nếu uống một lượng bằng nửa hạt ngô (bắp). -Ảnh hưởng độc hại đáng lo ngại nhất của asen tới sức khoẻ là khả năng gây đột biến gen,ung thư, thiếu máu, các bệnh tim mạch (cao huyết áp, rối loạn tuần hoàn máu, viêm tắc mạch ngoại vi, bệnh mạch vành, thiếu máu cục bộ cơ tim và não), các loại bệnh ngoài da (biến đổi sắc tố, sạm da, sừng hoá, ung thư da...), tiểu đường, bệnh gan và các vấn đề liên quan tới hệ tiêu hoá, các rối loạn ở hệ thần kinh - ngứa hoặc mất cảm giác ở chi và khó nghe. Sau 15 - 20 năm kể từ khi phát hiện, người nhiễm độcAsen sẽ chuyển sang ung thư và chết Hình 3: Một số hình ảnh về tác hại của Asen
4-Asen đối với sinh động thực vật Theo kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới, cây trồng cũng chứa một hàm lượng As nhất định, đôi khi khá cao. Hàm lượng trung bình của As (ppm) trong lúa (khô) 110-200, ngô (khô) 30-40, bắp cải (tươi) 20-50. As tích tụ chủ yếu ở rễ, ở những khu vực đất bị ô nhiễm thì rễ cây hấp thụ khá nhiều As. Hàm lượng As trong rau trước đây (0,1-2,7 ppm trung bình 0,03-0,05 ppm), thấp hơn hàm lượng chính nó trong rau hiện nay. Phải chăng đây là hậu quả của sự ô nhiễm môi trường đất, nước bởi As hiện nay. Sinh vật biển nói chung thường giàu As, hàm lượng trung bình của As trong cá biển từ 0,6-4,7 ppm, còn trong nước ngọt là 0,54 ppm. As tập trung trong gan và mỡ cá Hình 4: Tác hại của Asen đối với thực vật III-Asen đối với môi trường Như chung ta đã biết Asen(thạch tín) là một chất độc đối với con người và thế giới sinh vật.Asen có mặt ở mọi nơi nhưng chủ yếu là trong môi trường nước. Nếu hàm lượng asen trong nước quá mức cho phép là
nano manhêtit đồng nhất kích thước (Fe3O4). Sử dụng diện tích bề mặt riêng lớn của các tinh thể nano Fe3O4 thì khối lượng chất thải gắn liền với loại bỏ asen từ nước đã giảm đáng kể Hình 5: Hình ảnh về tác hại của Asen đối với môi trường Phần II-CROM I- Đặc điểm và các hợp chất của Crom trong tự nhiên 1- Đặc điểm Crom là một kim loại cứng, mặt bóng, màu xám thép với độ bóng cao và nhiệt độ nóng chảy cao. Nó là chất không mùi, không vị và dễ rèn. -Vị trí trong bảng tuần hoàn: 24,thuộc nhóm 6,chu kì 4 -Khối lượng nguyên tử: 52 -Cấu hình e: [Ar]3d54s1 -Khối lượng riêng: 7150kg/m3 -Độ cứng:8,5 -Nhiệt độ nóng chảy:2180 K -Nhiệt độ sôi :2994 K -Trạng thái oxh:+2, +3, +6 -Nhiệt bay hơi: 339,5 kj/mol -Nhiệt nóng chảy: (xám) 21 kj/mol -Áp suất hơi: 100000 kpa tại 2944 K -Đồng vị: Cr50,Cr51,Cr52, Cr53, Cr54 -Trị số clac :8,3.10 ^-3 Hình 6:hình ảnh về Crom
2-Các hợp chất và đặc điểm địa hóa và thành phần khoáng vật a, các hợp chất Crom tồn tai dưới nhều dạng như : +,Oxit crom(III): Được dùng để đánh bóng kim loại +,Cromit: Được dùng làm khuân nung gạch ngói +,Dicromat kali (K2Cr2O7): dùng làm thuốc thử hóa học,trong công nghiệp nhuộm vải +, Ôxít crom (IV) (CrO2) được sử dụng trong sản xuất băng từ. +, Hexacacbonyl crom (Cr(CO)6) được sử dụng làm phụ gia cho xăng +, Borua crom (CrB) được sử dụng làm dây dẫn điện chịu nhiệt độ cao. +, Sulfat crom (III) (Cr2(SO4)3) được sử dụng như là chất nhuộm màu xanh lục trong các loại sơn, đồ gốm sứ, véc ni và mực cũng như trong quy trình mạ crom b,Đặc điểm địa hóa .- Crom có 4 đồng vị bền vững trong tự nhiên đó là Cr52, Cr53 và Cr54 với Cr52. Trong đó Cr52 là chiếm ưu thế nhất (83,76%). Hàm lượng Crom tăng cao trong đá siêu mafic(0,2%), mafic(0,02%). Ngoài ra Crom còn có trong tế bào sinh vật, một vài loại ngọc và đá quý. - Crom là nguyên tố ưa oxi nên có gần 99,9% tổng số Cr trong vỏ trái đất tham gia vào hợp chất của oxi. Cr có khả năng thay thế đồng hình cho Al và Fe³+. Trong điều kiện ngoại sinh, Cr bền vững về mặt hóa học nên có khả năng di chuyển và lắng đọng tạo nên các mỏ sa khoáng có giá trị công nghiệp. c, Thành phần khoáng vật - Crom có mặt trong 25 khoáng vật nhưng giá trị nhất là Cromspinen (Mg,Fe) (Cr,Al,Fe)2O4 (hay còn gọi là Cromit) - Theo Beteetin chia nhóm Cromspinen ra làm 4 dạng sau: +, Macnocromit (Mg,Fe)Cr2O4 chứa 50- 65% Cr2O3 +, Alumocromit (Fe,Mg)(Cr,Al)2O4 chứa 35-50% Cr2O3 +,Crompicotit (Mg,Fe)(Cr,Al)2O4 chứa 35-55% Cr2O3 +, Cromit FeCr2O4 chứa 47-60% Cr2O3 - Trong các dạng trên thì Cromit rất ít gặp trong tự nhiên mà chỉ gặp trong tiên thạch.Ngoài các khoáng vật trên còn gặp Vezuvian, Điopxit, Clorit, Fucxit, Tuamalin, Granat - Trong đới oxh của mỏ chứa Pb nằm gần các khối magma siêu mafic còn xuất hiện khoáng vật Crocoot(PbCrO4)
Hình 7: Quặng Cromit II-Sự thành tạo Crom trong các mỏ khoáng 1-Mỏ magma sớm: Được thành tạo do quá trình kết tinh sớm của các tinh thể Cromit từ magma siêu mafic. Do sự phân dị trọng lực mà các tinh thể Cromit thành tạo sớm lắng xuống đáy các khối xâm nhập tạo nên thân quặng dạng vỉa bám đáy. Gặp các mỏ lớn ở Nam Phi và Rodezia 2- Mỏ magma muộn: Liên quan chặt chẽ với các đá siêu mafic.Cromit được thành tạo sau khi các khoáng vật tạo đá đã kết tinh bằng con đường lắng đọng các dung thể tàn dư trong các khe nứt đòng magma. Quá trình tạo quăng chịu ảnh hưởng lớn của các thành phần chất bốc. Gặp các mỏ lớn ở Liên xô.Hy Lạp, Thổ Nhĩ Kì,Iran, Ấn Độ...... 3- Mỏ phong hóa cơ học: Được thành tạo do sự phá hủy quặng gốc và đá gốc có chứa Cromit. Sản phẩm phong hóa cơ học phân bố ở trên hoặc gần quặng gốc. Gặp các mỏ lớn ở Cuba, Philipin, mỏ Daico o Zimbabue 4-Mỏ sa khoáng: Nguồn cung cấp vật liệu để tao thành mỏ sa khoáng là các thân quặng gốc, đá gốc chứa Cromit hoặc sản phẩm vụn eluvi,đeluvi. Quá trình thành tạo sa khoáng có sự phân dị cơ học trong môi trường nước, nơi có địa hinh thuận lợi như sông, hồ, biển. Gặp các mỏ lớn ở Mỹ, Liên xô, Anbani, vùng Địa Trung Hải... III- Vai trò của crom đối với thế giới sinh vật 1- Đối với con người - Cơ thể người trưởng thành chứa trung bình từ 1-5mg Cr. Trong máu người binh thường tỉ lệ Crom là 10 mcg/l nhưng những người làm việc trong môi trường có Cr thì tỉ lệ này tăng lên nhất là trong hông cầu ti lệ này có thể tăng lên 40-60mcg/l. -Nhu cầu hàng ngày của chúng ta là 60-65 song trên thực tế chúng ta chỉ đưa vào cơ thể 40mcg dù rằng chế độ ăn uống đây đủ nhunge khả năng thiếu hụt Cr nhất là phụ nữ có thai và cho con bú - Crom rất cần cho sự sống của con người, song nếu lượng Crom vào trong người qua con đường tiêu hóa sẽ gây ngộ độc nặng có thể dẫn đến tử vong. Nếu qua đường tiếp xúc lâu dài sẽ bị loét da, viêm kết mạc, viêm mũi và ảnh hưởng đến hô hấp..... 2-Đối với động thực vật Hầu hết các loài động thực vật rât nhạy cảm với sự có mặt của các ion kim loại thậm chi ở nồng độ rất thấp. Nếu nồng độ quá cao co thể dẫn đến chết hàng loạt gây ảnh hưởng ngiêm trọng đên môi trường.
Hình 8:Ảnh hưởng của Crom đối với môi trường và Crom có trong gan IV- Ảnh hưởng của Crom đối với môi trường Hiện trạng ô nhiêm môi trường đang là một vấn đề nhức nhối trong toàn cầu, nó gây nguy hiểm đến sức khỏe con người và các cơ thể sống khác. Có rất nhiều tác nhân gây ô nhiễm môi trường như: rác thải sinh hoạt, nước rác công nghiệp.....trong các tác nhân đó có kim loại nặng.kim loại nặng nói chung,Crom nói riêng xâm nhập vào môi trường đất,nước....qua đó trực tiếp xâm nhập vào cơ thể động thực vật và gián tiếp xâm nhập vào cơ thể con người qua con đường an uống. Mặt khác, nó còn là tác nhân phá hủy môi trường, làm môi trường bị ô nhiễm,gây ảnh hưởng đến môi trường sống của con người. Vì thế chúng ta hãy cùng chung tay vì một môi trường xanh sạch đẹp...... Phần III: Kết luận Bài tiêu luân trên đã cho chúng ta thấy những đặc điểm chung nhất về hai nguyên tố Asen và Crom. Nó cho ta biết về vị trí, thành phần khoáng vật, sự thành tạo và ảnh hưởng của chung đối với môi trường sống như thế nào. Từ đó cho ta những hiêu biết về chúng để chúng ta co thể làm giảm ảnh hưởng của chúng đối với con người và môi trường. Mặt khác còn giúp chúng ta nghiên cứu sự thành tao của chúng trong các mỏ khoáng tự nhiên để chúng ta có thể khai thác chúng phục vụ cho nền kinh tế quốc dân. Trong quá trình làm tiểu luận không thể tránh khổi những sai sót về nội dung và cách trình bày. Mong thầy thông cảm và giúp đỡ chúng em để bài làm sau của chúng em được hoàn thiện thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn!