bài tập trình chiếu slide môn địa hóa của nguyên tố Fe. nguyên tố Fe trong : Thạch quyển Thủy Quyển Sinh quyển Khí quyển ảnh hưởng tới môi Trường Vai trò Ứng dụng trong cuộc sống
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT BÀI T P MÔN Đ A HÓA Ậ Ị TÌM HIỂU VỀ NGUYÊN TỐ SẮT GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: T.S VŨ LÊ TÚ SINH VIÊN THỰC HIỆN 1.PHẠM CÔNG HUÂN – 1311020029 2. NGUYỄN VĂN SƠN – 1311020065 CÁC PHẦN CHÍNH : Phần 1: Mở Đầu – Khái Quát Phần 2: Đặc Điểm Nguyên Tố Trong Thạch Quyển Phần 3: Đặc Điểm Nguyên Tố Trong Thủy Quyển Phần 4: Đặc Điểm Nguyên Tố Trong Khí Quyển Phần 5: Đặc Điểm Nguyên Tố Trong Sinh Quyển Phần 6: Ảnh Hưởng Của Nguyên Tố Đến Môi Trường Phần 7: Ứng Dụng PHẦN 1: MỞ ĐẦU – KHÁI QUÁT * Nguồn gốc tên gọi: Iron (sắt) là một từ Anglo-Saxon. Kí hiệu hóa học cho sắt, Fe, có xuất xứ Latin từ ferrum, nghĩa là kim loại * Sắt đã được sử dụng dưới dạng kim loại từ thời cổ đại và nó được nhắc tới trong Kinh Cựu ước.Một cột sắt có niên đại khoảng năm 400 sau Công nguyên hiện nay vẫn đang trụ vững ở Delhi, Ấn Độ Đặc điểm vật lý: - Màu sắc: Ánh kim xám nhẹ - Trạng thái: Rắn - Nhiệt độ nóng chảy : 1538°C - Nhiệt độ sôi: 2862°C - Mật độ rắn : 7874 kg m -3 - Khối Lượng Mol : 7,09 cm 3 - Độ cứng Modulus : 82 Gpa - Điện trở suất : 10 × 10 -8 Ω m; hoặc mΩ cm - Hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính : 11,8 × 10 -6 K -1 - Vận tốc của âm thanh : 4910 m s -1 - Phản xạ : 65% Tính chất Hóa Học: *Tác dụng với phi kim: -> Ví dụ: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 *Tác dụng với các hợp chất: - Thế điện cực chuẩn của sắt là: Fe2+(dd) + 2e → Fe Eo=-0.44V - Qua đó ta thấy sắt có tính khử trung bình. - Sắt dễ tan trong dung dịch axit HCl và H2SO4 loãng -Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 - Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 - Hay FeO + 2H+(dd) → Fe+(dd) + H2 * Sắt có bốn đồng vị tự nhiên ổn định là: Fe54, Fe56, Fe57 và Fe58. Sự phổ biến tương đối của các đồng vị sắt trong tự nhiên là: Fe54 (5,8%), Fe56 (91,7%), Fe57 (2,2%) và Fe58(0,3%). Phản ứng sắt với axit HCl PHẦN 2: ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUYÊN TỐ SẮT TRONG THẠCH QUYỂN * Trong thạch quyển Fe chủ yếu tồn tại ở dạng quặng sắt : - Phần lớn sắt được tìm thấy trong các dạng ôxít sắt khác nhau, chẳng hạn như khoáng chất hematit, magnetit * Khoảng 5% các thiên thạch chứa hỗn hợp sắt-niken. mặc dù hiếm, chúng là các dạng chính của sắt kim loại tự nhiên trên bề mặt Trái Đất. Quặng sắt * Các nhóm đá chính chứa sắt là :Đá sunfua sắt, Sắt nâu, Đá leptoclorit, Đá siderite, Quaczit sắt * Các khoáng vật chính chứa sắt: pyrit, siđerit leptoclorit. siderit - manhezit , siderit - dolomit, gơtit * Hàm lượng của sắt trong thạch quyển : Sắt là một trong những nguyên tố phổ biến nhất trên Trái Đất, chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ Trái Đất Khoáng vật magnetit chứa sắt PHẦN 3: ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUYÊN TỐ SẮT TRONG THỦY QUYỂN * Sắt có mặt cả trong nước mặt và nước ngầm: + Trong nước mặt, do ion sắt hai dễ bị oxy hóa, nên sắt thường tồn tại ở dạng Fe 3+ , thường là Fe(OH)3 dưới dạng keo hữu cơ, cặn huyền phù…, và có thể dế dàng được loại bỏ cùng với độ đục. + Nước biển chứa khoảng 1-3 ppb sắt . Giếng nước nhiễm phèn sắt Số lượng thay đổi mạnh mẽ,và là khác nhau ở Đại Tây Dương và Thái Bình Dương. Sông chứa khoảng 0,5-1 ppm sắt, và nước ngầm chứa 100 ppm. Nước uống không có thể chứa hơn 200 ppb sắt. + Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại dưới dạng Fe 2+ trong các muối hòa tan: Fe(HCO3)2, FeSO4. + Đôi khi tồn tại cả dưới dạng keo của axit humic, funvic hoặc keo silic. - Hàm lượng sắt có trong các nguồn nước ngầm thường cao và phân bố không đồng đều, phụ thuộc vào các lớp trầm tích dưới đất sâu nơi dòng nước chay qua. - Khi tiếp xúc với oxy hoặc các tác nhân oxy hóa, ion Fe 2+ bị oxy hóa thành ion Fe 3+ và kết tủa thành các bông cặn Fe(OH)3 có màu nâu đỏ. - Các hợp chất vô cơ của ion sắt hoá trị II: FeS, Fe(OH)2, FeCO3, Fe(HCO3)2, FeSO4, v.v… - Các hợp chất vô cơ của ion sắt hoá trị III: Fe(OH)3, FeCl3 … - Các phức chất vô cơ của ion sắt với silicat, photphat ∙ - Các phức chất hữu cơ của ion sắt với axit humic, funvic,… + Ngoài ra sắt còn tồn tại trong nước khoáng : -Loại nước chứa nhiều sắt gặp phổ biến trong các tầng chứa nước trầm tích Đệ tứ và Neogen ở các đồng bằng Bắc Bộ, Nam Bộ và rải rác ở nhiều nơi khác với hàm lượng (Fe2+ + Fe3+) từ một vài chục đếnhàng trăm mg/l -Tuy nhiên để xếp một nguồn vào loại nước khoáng sắt thì không chỉ căn cứ đơn thuần vào hàm lượng sắt (Fe2+ + Fe3+ ³ 10 mg/l) mà còn phải xét đến nguồn gốc hình thành của sắt. - Ở đây chỉ xếp vào loại nước khoáng sắt với những nguồn được hình thành liên quan với các mỏ hoặc điểm khoáng hóa quặng sắt hay sulfur đa kim chứa sắt. - Như vậy những loại nước chứa sắt tồn tại trong các trầm tích Đệ tứ ở nhũng vùng đồng bằng không xem là NK sắt, trừ những trường hợp sắt đi đôi với những yếu tố đặc hiệu khác. Đáp ứng điều kiện đó chỉ có 2 nguồn sau đây (con số là ∑ Fe2+ + Fe3+, mg/l) : Kép Hạ÷371; Bình Lợi÷272 (sắt đi kèm Br, I). [...]... nước và được coi là một nguyên tố gây nước bị ô nhiễm kim loại nặng * Nước chứa sắt không ảnh hường đến sức khỏe con người ở nồng độ thấp nhưng nó được coi như chất gây ô nhiễm thứ cấp có thể dẫn đến ung thư và cũng gây mất thẩm mỹ cho nước Những nguồn nước này khi tiếp xúc với oxi không khí trở nên đục và tạo cảm quan không tốt đối với người sử dụng, do sự oxi hóa Fe 2+ thành Fe 3+, tồn tại dưới dạng... Ở trong cơ thể con người sắt cũng là một nguyên tố không thể thiếu : Sau đây là thành phần chất sắt được phân phối trong cơ thể con nguời: Cơ quan % của cơ thể Trọng lượng Hemoglobin 70% 2-2,5 gram Myoglobin Dưới 4% 0,1 gram Gan, lá lách, tủy xương 20% Khoảng 1,0 gram Mô, enzym…… 5-10% Dưới 0,3 gram Huyết thanh Dấu vết Dưới 5mg PHẦN 6: ẢNH HƯỞNG CỦA NGUYÊN TỐ SẮT ĐẾN MÔI TRƯỜNG * Trong môi trường sống... loài động vật, thực vật, vi khuẩn, nấm, từ sinh vật đơn bào nguyên thủy đến đa bào tiến hóa cao - Như vậy sự tồn tại của sắt trong sinh quyển là sự có mặt ở tất cả các quyển mà chúng ta đã nêu ở trên bao gồm : Thạch quyển , thủy quyển , khí quyển và cả trong các cá thể sống tồn tại trên trái đất * Như đã nêu ở các ý trên: - Trong thạch quyển: Fe chủ yếu tồn tại ở dạng quặng sắt - Trong thủy quyển: Sắt... màu đỏ, đóng vai trò quan trọng trong sự hô hấp , chuyển đổi khí oxy và cacbonic nhờ tác động biến đổi của những nguyên tử sắt trong cấu tạo Sắt trong hemoglobin * Dạng tồn tại của Fe trong myoglobin : Vì myoglobin chỉ bằng ¼ của hemoglobin nên số phân tử sắt cũng chỉ có một thay vì bốn nguyên tử sắt ở hemoglobin Sắt trong myoglobin * Khoảng 5-10% (0,5gram) tổng số chất sắt có trong cơ thể được tìm... sắt-oxit silic : có kích thước 0,1-10 µm - Bụi oxit sắt: có kích thước 0,5-2,0 µm - Bụi quặng sắt-cốc: có kích thước 0,5-20 µm - Bụi sắt-silic: có kích thước 0,1-1,0 µm Bụi sắt đen PHẦN 5: ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUYÊN TỐ SẮT TRONG SINH QUYỂN * Như chúng ta đã biết: Sinh quyển là một phần của Trái Đất, bao gồm tầng trên của thạch quyển (có thể sâu tới 11 km), toàn bộ thủy quyển, tầng đối lưu, tầng bình lưu của khí...PHẦN 4: ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUYÊN TỐ SẮT TRONG KHÍ QUYỂN * Trong khí quyển sắt tồn tại ở dạng những hạt bụi nhỏ do các lò luyện kim thải ra kèm theo một số các oxit khác gồm có các loại: - Bụi sắt –mangan: có kích thước 0,01-1,0 µm... trong đường máu , đặc biệt ở sắc tố Hemoglobin của hồng cầu erthyrocytes hay còn gọi là hồng huyết cầu,chiếm khoảng 70% tổng số chất sắt của cơ thể Ngoài ra khoảng 3-5% chất sắt phân tán ở loại hemoglobin khác ở bắp thịt gọi là myoglobin Sắt trong các Hemoglobin (Hb) & Myoglobin có thể gắn với oxy phân tử rồi chuyển chúng vào trong máu & dự trữ ở trong cơ * Dạng tồn tại của Fe trong hemoglobin Hemoglobin... mỏng, khó nóng chảy hơn và có cấu trúc thớ “Rèn” có nghĩa là dập bằng tay Nhiều sản phẩm từng qua lửa rèn, -Ví dụ: cổng vườn và thanh hàng rào, thật ra là bằng thép Tháp Eiffel được xây dựng từ một dạng sắt rèn * Hình bên là tháp Eiffel được làm từ sắt rèn Như một số thông tin thì Vào mùa đông, độ cao của tháp giảm từ 10 đến 20 cm do nhiệt độ giảm khiến thép co lại * Sắt đúc được làm nóng đến trạng thái... keo * Ngoài ra,sắt có thể tạo thành phức bền với các hợp chất humic trong nước * Sắt và mangan có mặt trong nước sẽ làm vàng ố quần áo, ảnh hưởng đến hệ thống cấp nước do sự phát triển của vi khuẩn oxy hóa sắt bám vào các đường ống dẫn nước gây han rỉ đường ống sắt cũng gây mùi tanh cho nguồn nước dù nồng độ rất nhỏ Nước nhiễm sắt Dụng cụ gia đình bị bám cặn phèn sắt PHẦN 7: ỨNG DỤNG CỦA SẮT * Sắt là... khác - Vậy trong các cá thể sống thì sắt sẽ tồn tại ở những dạng nào và nó có ở đó có vai trò như thế nào đối với các cá thể sống đó : * Sắt là cấu chất của những thành phần chính của cơ thể như máu,sinh tố và là chất xúc tác trong rất nhiều phản ứng biến dưỡng của cơ thể Trong cơ thể con người , chất sắt chiếm khoảng 0,004% trọng lượng cơ thể , tương đương khoảng 2,5 đến 3,5gram Số lượng này thay đổi . BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT BÀI T P MÔN Đ A HÓA Ậ Ị TÌM HIỂU VỀ NGUYÊN TỐ SẮT GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: T.S VŨ LÊ TÚ SINH VIÊN THỰC. tích dưới đất sâu nơi dòng nước chay qua. - Khi tiếp xúc với oxy hoặc các tác nhân oxy hóa, ion Fe 2+ bị oxy hóa thành ion Fe 3+ và kết tủa thành các bông cặn Fe(OH)3 có màu nâu đỏ. - Các hợp. tuyến tính : 11,8 × 10 -6 K -1 - Vận tốc của âm thanh : 4910 m s -1 - Phản xạ : 65% Tính chất Hóa Học: *Tác dụng với phi kim: -> Ví dụ: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 *Tác dụng với các hợp chất: -