2. Coliform
1.4.2.Tính chất lý hĩa của antimony
1.4.2.1. Tính chất vật lý của antimon
Ởdạngđơnchấtcũngnhưhợpchất,antimonvừacĩtínhchấtcủakimloại vừacĩtínhchấtcủakhơngkimloại.
Trạngtháiđơnchất,antimoncĩhaidạngthùhình:Kimloạivàkhơngkim loại.
Dạngkhơngkimloại:Đượctạonênkhilàmngưngtụhơi,làchấtrắncĩ
màuvàng(đượcgọilàantimonvàng).Chúngcĩmạnglướiphântử,tạicácmắtcủa mạnglướilànhữngphântửtứdiệnSb4.AntimonvàngtantrongCS2chodungdịch gồmnhữngphântửSb4.
Dạngkimloại:Dạngkimloạicủaantimoncĩmàutrắngbạc,phơnphớtđỏ.
Chúngcĩcấutrúclớp,khơngtantrongCS2,dẫnđiệnvàdẫnnhiệtnhưngdịn,dễ
TrươngĐứcToàn–LuậnvănthạcsĩHóahọc Trang17
nghiềnthànhbột.Nhiệtđộnĩngchảyở6300C,nhiệtđộsơiở14400Cvàcĩtrọng lượngriênglà6,69.
1.4.2.2. Tính chất hĩa học của antimon [6, 7, 9]
-Phảnứngvớioxy
Trongkhơngkhíởđiềukiệnthường,antimonkhơngbịbiếnđổi.Khiđun nĩngởnhiệtđộcao6500C,antimoncháytrongkhơngkhí.
4Sb + 3O2 = 2Sb2O3
-Phảnứngvớihalogen,lưuhuỳnh
Ởdạngbộtnhỏ,antimonbốccháytrongkhíclotạothànhtriclorua. 2Sb + 3Cl2 = 2SbCl3
Khiđunnĩng,antimontácdụngvớiBr2,I2,S. 2Sb + 5S = Sb2S5 (250–4000C,p)
-Phảnứngvớinước
Antimonkhơngphảnứngvớinướcởnhiệtđộthườngnhưngởnhiệtđộcao antimonkhửhơinướcbiếnthànhoxid.
2Sb + 3H2O(hơi) = Sb2O3 + 3H2 (6000c)
-Phảnứngvớicáckimloại
Antimonphảnứngvớikimloạikiềm,kimloạikiềmthổvàmộtsốkimloại khácởnhiệtđộcaotạothànhantimonua.
Sb + 3M = M3Sb (nấuchảy,M=Li,Na,K) Vớicáckimloạikhácantimontạonêncáchợpkim.
-Phảnứngvớicácdungdịchaxit
Antimon khơngphản ứngvới axitclohiđric, axitflohiđric, axitsunfuric lỗng...,chỉ phản ứng với axit HNO3 tạo thành axit metantimonic HSbO3
(xSb2O5.yH2O).
3Sb + 5HNO3 = 3HSbO3 + 5NO + H2O Sbphảnứngvớiaxítlàchấtoxyhĩa,nướccườngthủy
2Sb+ 10HNO3(đ) ⇒ Sb2O5↓ + 10NO2
↑
+ 5H2O (đunsơi) 3Sb +18HCl(l) + 5HNO3(đ) ⇒ 3H[SbCl6]+ 5NO +10H2O
TrươngĐứcToàn–LuậnvănthạcsĩHóahọc
Trang18 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1.4.2.3. Các hợp chất của antimon và tích chất của chúng [6, 9]1. Các hợp chất của antiomon(III) 1. Các hợp chất của antiomon(III)
-Stibin(SbH3)
SbH3cĩtínhkhửmạnh,dễdàngbốccháytrongkhơngkhí,khửđượccác muốikimloạinhư Cu,Agđếntrạngtháikimloại.
-Antimonua
Antimontạođượcantimonuavớicáckimloạikiềm,kimloạikiềmthổvà mộtsốkimloạinhư Sn,Pb,v.v...
Cácantimonuadễbịaxitphânhủytạothànhstibin. Mg3Sb2 + 6HCl = 3MgCl2 + 2SbH3
-Antimon(III)sunfua
Dạngantimon(III)sunfuacĩthànhphầntươngtựnhưoxitcủanĩlàSb4S6
(haySb2S3).Sb2S3làdạngkhốngvậtstibinit,
-Antimontrihalogenua(SbX3)
NguyêntốantimontạotrihalogenuaSbX3vớitấtcảcáchalogen.Chúngcĩ cấutạophântửvàlànhữnghợpchấtcộnghĩatrị,dođĩcáchợpchấtởtrạngthái lỏnghoặcrắnđềudễnĩngchảyvàdễtantrongdungmơihữucơ.
2. Các hợp chất của antimon (V)
Các hợp chất của Sb (V) tồn tại ở dạng: oxit (Sb2O5); muối (SbF5, SbCl5),chúnglànhữnghợpchấtthểhiệntínhoxihĩamạnh.
NgồiracácmuốihalogenuacủaSb(V)cĩkhảnăngkếthợpvớihalogenua kimloạikiềmMXtạothànhphứcchấtcĩcơngthứcchungM[SbX6]:
KF + SbF5 = K[SbF6]
1.4.4. Sự phân bố của antimon trong mơi trường [9, 12]
Trongtựnhiênngườitathườnggặpantimon(stibium)trongcáchợpchấtvới lưuhuỳnh–dướidạngstibinithoặcantimonitSb2S3.Trữlượngantimontrongvỏ tráiđấtvàokhoảngcỡ5.10-6%.Ngườitađãtìmthấycáchợpchấtcủaantimontừ thờicổxưavàantimonkimloạiđượctìmthấyvàođầuthếkỷ17.Đĩlàdotínhphổ biếncủastibinittrongthiênnhiênvàđiềuchếantimontừnĩdễdàng.Sbđượccoilà
TrươngĐứcToàn–LuậnvănthạcsĩHóahọc
Trang19
nguyêntốkimloạitrắng,nĩđượctìmthấytronghơn100khốngvậtvàquặng. Trạng thái hố trị tồn tại từ +3 đến +5 được tìm thấy trong đá như là antimonosulphide,kimloạiantimonidevàantiminoxide.Nguyêntốkimloạitrắng
trởnêngiàucĩsớmtrongdungnham,làmphânbiệtvớikhốngchấtstibinitban đầuSb2S3đangtìmthấytronglớpcặnthủynhiệtpolymetalicvớisulphantimonide khác. Ví dụ: pyargyrite (Ag2SbS3) tatrahydrite (CuSbS3) và bournonite (PbCu(Sb,As)S3); nĩcũngđượctìmthấyvớisphalertc,pyrite,galena.
1.4.5. Sự phân bố Sb trong đất
Nguyêntốkimloạitrắngantimonthườngtậptrungtrongđấtliênquanđến nhữngđámẹtheothứtựtừ0,1đến0,2mg/kgđốivớiđácơbảnvà0,2mg/kgđối vớiđátrungtínhvàđáaxit.Tồnbộđáđượctạobởinhamthạchtrungbình0,2 mg/kg.Đáphiếntrungbìnhchứa1–2mg/kg,đávơivàđácátchứakhoảng0,2 mg/kg.StibinitchứacácchấtSbkháccủanĩnhưlàvalentitevàkerstsecĩthểđược hivọngcĩsựtậptrungcao.Trungbìnhđấtchứaantimon1mg/kg.
1.4.6. Sự phân bố Sb trong nước
Nĩichung,vềhàmlượngcủaSbtrongnướcchiếmtỷlệnhỏ.Trongnước sinhhoạtđơikhikhơngcĩsựhiệndiệncủaSb.TheotiêuchuẩncủaBộYtếnướcta chophéphàmlượngantimontrongnướcvệsinhănuốnglà0,005mg/l.Tuynhiên,ở nhữngnguồnnướccĩhàmlượngantimoncaolàdonguồnnướcthải;sựthâmnhập vàonướctừnhamthạchnúilửa,từcáckhống,từđấtcũngnhưkếtquảcủacáctác độngdoconngười.
1.4.7. Sự phân bố Sb trong khơng khí
Antimoncũngđồngthờicĩmặttrongkhơngkhíởdạngthểkhí,hơinước. Chẳnghạn:TạiMỹ,ởcácthànhphố,antimoncĩmặttrongkhơngkhíởmứctừ0,42 –0,85µg/m3,mộtsốvùngkháctừ1–2ng/m3.
Nguyênnhâncủasựcĩmặtantimontrongkhơngkhílàdokhíthảicủaquá trìnhđốtcháythan,cáclịnấukimloại,nhữngphầntửbụicựcnhỏđượcthảitừcác mỏvàng.Ngồira,cũngxuấtpháttừsựhấpthụcủaantimonlêncáchạtđấtsét,các chấtlơlửngtrongnước,cặntrầmtíchmàtrongđiềukiệnkịkhícácvikhuẩnđãlàm
TrươngĐứcToàn–LuậnvănthạcsĩHóahọc
Trang20 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
phânhủygiảiphĩngvàokhíquyển.Nồngđộchophépantimontrongkhơngkhílà 0,6mg/m3.
1.4.8. Sự phân bố, động học trao đổi chất ở động vật và con người
nướcuống,thứcăn.Trongmộtcuộcnghiêncứuđịnhlượngvếtcủaantimon đãthấy antimoncĩmặttrongthứcănvớihàmlượngantimontrongđồănthườngngàyđối vớingườilớnlà9,3µg/kgtrọnglượngkhơ.Consốantimontrongnướcuốngcũng vàocỡíthơn7µg/ngày.
Trongcơthểantimonkhơngđượchấpthụởdạdày,ruộtnonmàhầuhết antimonđượchấpthụtíchlũyởlálách,gan…Antimon(III)cịnxâmnhậpvàotế bàomáunhưngSb(V)thìkhơng.Kếtquảcủasựtraođổichấtlàantimonđượcđào thảirangồi.CụthểlàSb(III)đượcbàitiếtrathơngquaphân,nướctiểucủamộtsố độngvậtnhưchuột,thỏ,chĩvàcảconngười.Sb(V)chủyếulàtrongnướctiểuvà nĩđượcbàitiếtnhanhhơnSb(III).
1.4.9. Ứng dụng, tác hại của antimon và các hợp chất của nĩ1.4.9.1. Ứng dụng 1.4.9.1. Ứng dụng
Các hợp chất của antimon cĩ nhiều ứng dụng trong nơng nghiệp, cơng nghiệp,kỹthuậtbándẫnvàtrongyhọc.Antimonđượcđưavàomộtsốhợpkimđể tạođộrắn,độcứngchochúng.Hợpkimgồmantimon,chìvàmộtlượngnhỏthiếc gọilàkimloạiinhaychìđúcchữ,đượcdùngđểchếtạobộchữin.Hợpkimchữin cĩgiátrịquantrọnggồm25%Sb+60%Pbvà15%Sn.Ngườitachếtạonhững tấmacquychì,nhữngphiếnvàốngchocơngnghiệphĩahọctừhợpkimantimon vớichì(từ5–15%antimon).Bêncạnhđĩ,ngườitadùngantimonlàmphụgiacho gecmaniđểtạochấtbándẫnxácđịnh,đểdùngtrongkỹthuậtchấtbándẫn;chếtạo hợpkimlàmgiảmsựmasátcủađộngcơ.Ngồira,antimoncịnđượcdùngđểchế tạođầuđạn;làmcácloạidâycáp;hợpkimlàmchấthànvàtrongkỹthuậtsảnxuất gốmsứthủytinh.
TrươngĐứcToàn–LuậnvănthạcsĩHóahọc
Trang21
1.4.9.2. Tác hại của antimon
Cáchợpchấtcủaantimonhầuhếtđềurấtđộc.Đặcbiệt,hợpchấtSb(III) mangđộctínhrấtcao.LiềuđộccủacácmuốiSbkhĩxácđịnhvìnạnnhânthường nơnradophảnứng.Mộtliều0,10gemetic(tactratképKcủaSb)cĩthểgâychết. Liềuchếtchongườilớntừ0,65–1,30g
Khicơthểnhiễmđộccấptínhantimonởmứctươngđốicaothìtrongmột thờigianngắnsẽgâycácvếtbỏngởcổhọng,ranhiềunướcbọt,cácrốiloạndạdày, ruột,nơn,đaubụng,đingồikiểutả.Tiếpđếnlàcứngcơvàcáccơncogiật,nhiệt độhạthấp,mồhơilạnh…Thầnkinhbịtêliệtvàsaucùngchếtdotrụytimmạch.
Trongngộđộctrườngdiễn,đốivớinhữngcơngnhânlàmviệcởnhữnglị nấukimloại(từ9–31năm)trongmơitrườngcĩmặtSbsẽgâyranhữnghiệntượng như bệnhhokinhniên,bệnhviêmcuốngphổi,phếquản,viêmmàngkết.Đồngthời gâyrachứng“viêmdaantimon”.Hiệntượngđĩđượcmơtảlàlàmxuấthiệnnhững mụnnướcngồidanổilênkhoảng2–3mm;mụnmổlàmthươngtổnda.Bêncạnh đĩ,cịncĩcáctriệuchứngnhưrốiloạntiêuhĩathầnkinh,đauđầu,đauhọng,màng tiếphợp.Ngàynay,antimonđangđượcnghingờnhưmộtchấtgâyungthưởcon người.
Nhiềunghiêncứuchothấy,hàmlượngantimontrongtếbàothựcvậtl5–10 mg/kg.Độctốkimloạiantimontrongbắpcảikhoảng2–4mg/kg.Antimonthường kếthợpvớigânlácĩmàutíavàgầngiữalớpngồicủalá.Trongnước,hàmlượng antimonthườngdaođộngtrongkhoảng từ10–120ng/g.
Sựthâmnhậpvàoconngườivàđộngvậtchủyếuthơngquađườngnước uốngvàthứcăn.Trongcơthể,antimonkhơngđượchấpthụởdạdày,ruộtnonmà chủyếuđượchấpthụởláláchvàgan.Sb(III)xâmnhậpvàotếbàomáunhưng Sb(V)thìkhơng.Trongquátrìnhtraođổichất,antimonđượcđàothảirangồi thơngquaphânvànướctiểu.
TrươngĐứcToàn–LuậnvănthạcsĩHóahọc
Trang22
1.5. Đại cương về phương pháp tách và làm giàu ứng dụng trong phântích [18] tích [18]
1.5.1. Nguyên lý của phương pháp tách và làm giàu
Khiphântíchcácnguyêntốvilượngcĩhàmlượngcỡppm,ppbngườita thườngsửdụngphươngpháptáchvàlàmgiàuvìcáclýdo:
dụnhưcácchấtdễbayhơi.
- Nồngđộcácnguyêntốvilượngthấphơnngưỡngchophépcủaphươngpháp pháthiện.
- Mẫuphântíchcĩsựhiệndiệncủacácchấtmàcácchấtnàylạigâytrởngại chonguyêntốcầnxácđịnh.
- Nềnphơngbứcxạcủamẫuphântíchgâytrởngạiđếnnguyêntốcầnxác định.
1.5.2.Táchlàmgiàubằngphươngphápđồngkếttủa
-Đồngkếttủa:Đĩlàhiệntượngkhitạpchấtkếttủađồngthờivớikếttủa chính.GiảsửtrọngdungdịchcĩcácionkimloạiMe,M,…nếuthêmthuốcthử Rvàodungdịch,khiđĩ
Phảnứngchính
Me+ R MeR
TuynhiênkimloạiMcũngthamgiaphảnứngkếttủavớithuốcthửR-phảnứng phụ;
M + R MR
CĩnghĩalàcảhaiionkimloạiMevàMcùngthamgiaphảnứngvớithuốc thửR; Me(vàM)+R (Me,M)R. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Sựđồngkếttủatrong:Làtrườnghợpkhimàcácioncủacácnguyêntốđồng kếttủađượckếthợpvàomạngtinhthểcủatácnhângâyđồngkếttủavà chiếmgiữcácvịtríbêntrongmạngtinhthể;hoặclàcácionđồngkếttủasẽ thaythếcáciontrongmạngtinhthểchính.Lẽtấtnhiêniongâykếttủachính
TrươngĐứcToàn–LuậnvănthạcsĩHóahọc
Trang23
vàiongâyđồngkếttủavớithuốcthửRphảitạokếttủatrongcùngmộthệ mạngtinhthể.
- Sựđồngkếttủangồi:Xảyradoquátrìnhhấpphụ,tứclàkếttủasẽhấpphụ cácchấttrênbềmặt.Cácionđồngkếttủabịgiữtrênbềmặtcủakếttủabởi lựchútcủacácioncủamạngtinhthểkếttủa.Nhữngionhấpphụnàycĩthể thaythếhoặcloạikhỏimạngbằngcáchxửlýchấtkếttủavớinhữngchất điệnlythíchhợp.
Chuẩnbịmẫuphântích
Pháhủymẫu
Làmgiàumẫuphân
Phântích,xácđịnhhàm
Xửlýkếtquả
Hình1:Sơđồthựchiệnphươngpháptáchvàlàmgiàutrongquátrìnhphântích
1.6. Sơ lược về các phương pháp phân tích asen, antimon [8, 16, 17, 24,25, 30] 25, 30]
1.6.1. Phương pháp phân tích trọng lượng
Đâylàphươngphápphổbiếnđểxácđịnhnguyêntốtrongnhữngmẫucĩ hàmlượngcao.Phươngphápnàydựatrênnguyêntắc:Chuyểntồnbộnguyêntố cĩtrongđốitượngmẫuphântíchvềdạngiontrongdungdịch.Sauđĩdựavào nhữngphảnứnghĩahọcđặctrưngđểđưacácionvềdạngmộthợpchấtkhĩtan; cuốicùnglàlọc,rửa,sấykhơ,cânvàtínhtốnkếtquả.
TrươngĐứcToàn–LuậnvănthạcsĩHóahọc
Trang24
1.6.2. Phương pháp chuẩn độ
Phươngphápnàydựatrênnguyêntắclàchuẩnđộtạophứcnhằmxácđịnh nồngđộchấtcầnphântíchdựavàothểtíchvànồngđộcủathuốcthửthíchhợp. Trongphươngphápnàycĩthểsửdụngphươngphápchuẩnđộtrựctiếp,chuẩnđộ ngượchaychuẩnđộthaythế.
MuốnxácđịnhSb,taphảiđưacáchợpchấtcủaSbvềdạngkếttủaSbOCl (dungdịchđục),sauđĩmớichuẩnđộlượngSbtrongSbOClbằngEDTA.Quátrình chuẩnđộphảiđượctiếnhànhchậmvàkếtthúcquátrìnhchuẩnđộlàdungdịchđục chuyểnsangtrongsuốt.
1.6.3.Phươngpháptrắcquangsomàu
Nguyêntắccủaphươngpháplàsửdụngcácphảnứnghĩahọcđểchuyển chấtcầnxácđịnhthànhhợpchấtcĩmàu,cĩkhảnănghấpthụánhsángtrongvùng khảkiến.Sauđĩbằngcáchđosựhấpthuánhsángcủadungdịchmàunàyhayso sánhcườngđộmàuthuđượcvớicườngđộmàucủadungdịchđãbiếttrước,đểtính nồngđộchấtcầnxácđịnh.Mốiquanhệgiữacườngđộmàucủadungdịchvàhàm lượngchấtmàutrongdungdịchđotuântheođịnhluậthấpthụBouger–Lambert– Beer:
D = ε.L.C (1.1) Trongđĩ: D–Mậtđộquangcủadungdịch.
ε - Hệsốhấpthụánhsáng
C- Nồngđộchấtmàutrongdungdịch L- Chiềudàycủalớpdungdịchhấpthụ
ĐểxácđịnhSbtheophươngphápnày,ngườitathêmvàodungdịchphân tíchhỗnhợp(HNO36N+HClđặc),lắckỹđểchuyểntồnbộSbtrongmẫuthành Sb(V),rồichophảnứngvớithuốcthửrhodaminBtrongdungmơiC6H6;màuvàng tươicủathuốcthửchuyểnthànhmàutímhồngrấtđẹpởtronglớpbenzen.
Chiếtphứctạothành,đomậtđộquangởbướcsĩng λ=565nm.Bằng phươngphápđồthịchuẩntaxácđịnhđượchàmlượngSbtrongmẫuphântích.
TrươngĐứcToàn–LuậnvănthạcsĩHóahọc
Trang25
Phươngphápđượcápdụngkháphổbiếnvềphântíchcácnguyêntốtrong mẫumơitrườngkểcảSb. Tuynhiên, độnhạycủaphươngpháp vẫn cịn thấp (khoảng10-4–10-5g/g).
1.6.4. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phươngphápnàydựavàokhảnănghấpthụchọnlọccácbứcxạđiệntừcủa nguyêntửởtrạngtháitựdo.Mỗimộtnguyêntửtựdocĩthểhấpthụbứcxạcĩ bướcsĩngxácđịnh.Trongphươngphápnàyngườitaphunmẫuởdạngaecrosol