CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
II.2 ASEN TRONG NƯỚC NGẦM
Asen còn gọi là thạch tín, là một chất độc. Asen là nguyên tố số 33 lượng bảng tuần hoàn Men-đê-lê-ép, tên Anh là Arsenic (thường gọi là Asen). Nguyên tố Asen có kí hiệu là As. Asen là một thành phần tự nhiên của vỏ Trái Đất, khoảng 1 -2mg As/kg.
Một số quặng chứa nhiều asen như là pyrit, manhezit, ... Trong các quặng này, asen tồn tại ở dạng hợp chất với lưu huỳnh rất khó tan trong nước. Đã thấy một số mẫu quặng chứa asen cao 10 - 1000 mg As/kg hoặc hơn
Asen tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau.
Hình 2.1. Asen xám và Asen đen
Hình 2.2. Di Asen trioxit và Asen vàng
Asen được sử dụng nhiều trong công nghiệp và được sử dụng trong thuốc trừ sâu, chất phụ gia trong thức ăn gia súc và trong các dược phẩm, nên Asen thường có trong rau quả, thực phẩm, trong cơ thể động vật và người với nồng độ rất nhỏ (vi lượng).
Ở mức độ bình thường:
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
- Nước tiểu chứa 0.005-0.04 mg As/L.
- Tóc chứa 0.08-0.25 mg As/kg.
- Móng tay, móng chân chứa 0.43-1.08 mg As/kg.
(Bàn về phương pháp xử lý asen [Lưu Trữ] - Diễn Đàn Công Nghệ Hóa Học.htm)
II.2.2. Nguồn gốc
Asen có trong tất cả đá, đất, các trầm tích (sediment) được hình thành từ nhiều ngàn năm trước, với các nồng độ khác nhau. Trong những điều kiện nhất định nó có thể tan vào trong nước, điều này xảy ra ở các vùng châu thổ rộng lớn, ở chỗ trũng trong nội địa, gần các mỏ, gần các nguồn địa nhiệt (geothermal sources);
- Nguồn gốc thiên nhiên: Asen phát tán vào môi trường thiên nhiên do các quá trình phong hóa và phân rã các chất hữu cơ và vô cơ
- Nguồn gốc nhân tạo: Asen được phát tán thông qua các quá trình sản xuất công nghiệp như:
o Lọc dầu, luyện kim, dược phẩm, hóa chất,...
o Đốt nhiên liệu hóa thạch, đốt chất thải;...
o Những khu vực dân tự động đào và lấp giếng không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật khiến chất bẩn độc hại thấm sâu xuống mạch nước ngầm.
(Bàn về phương pháp xử lý asen [Lưu Trữ] - Diễn Đàn Công Nghệ Hóa Học.htm)
(vi.wikipedia.org/wiki/Asen)
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
II.2.3. Tính chất hóa học
Bảng 2.2.Tính chất nguyên tử, vật lý và một số thông tin khác của nguyên tử Asen
Tồn tại trong tự nhiên thường ở dạng As(III) và As(V). As tham gia phản ứng với oxy trở thành dạng As2O3 rồi sau đó là As2O5.
Nếu trong môi trường yếm khí thì As(V) sẽ bị khử về trạng thái As(III).
4As + 3O2 = 2As2O3 As2O3 + O2 = As2O5
4As + 5O2(g) → As4O10(s) 4As + 3O2(g) → As4O6(s) TÍNH CHẤT
NGUYÊN TỬ
TÍNH CHẤT VẬT LÝ THÔNG TIN KHÁC Khối lượng
nguyên tử
74,92160 (2) đ.v.
Trạng thái vật chất
Bán kính cộng hoá trị
Độ âm điện
2.18 (thang Pauling) Bán kính
nguyên tử (calc.)
115 (114) pm
Điểm nóng chảy
Bán kính van der
Waals
Nhiệt dung riêng
328.88 J/(kgãK) Bán kính
cộng hoá trị
119 pm Điểm sôi Cấu hình electron
Độ dẫn điện
3x106 /Ωãm Bán kính van
der Waals
185 pm Trạng thái trật tự từ
e- trên mức năng lượng
Độ dẫn nhiệt
50.2 W/(mãK) Cấu hình
electron
[Ar]3d104s
24p3
Thể tích phân tử
Trạng thái ôxi hóa
(Ôxít)
Năng lượng ion
hóa
1. 947 kJ/mol 2.1.798 kJ/mol 3.2.745 kJ/mol e- trên mức
năng lượng
2, 8, 18, 5 Nhiệt bay hơi
Cấu trúc tinh thể Trạng thái
ôxi hóa (Ôxít)
5, 3, 1[1], - 3 (axít
nhẹ)
Nhiệt nóng chảy
(xám) 24.44 kJ/mol Cấu trúc tinh
thể
Khối lượng nguyên tử
Áp suất hơi
100 k Pa tại 874 K
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
As tham gia phản ứng với tất cả các halogen trong môi trường acid.
2As + 3Cl2 = 2AsCl3
AsCL3 + Cl2 = AsCl5 2As +3F2 = 2AsF3 2As + 5F2 → 2 AsF5
2As + 3Br2 → 2AsBr3 [vàng phale]
2As + 3I2 → 2AsI3 [đỏ]
Oxit của As với số oxi hóa +3:
Ở trạng thái khí tồn tại dưới dạng phân tử kép As4O6.
Ở trạng thái rắn, các oxit của As(III) có màu trắng
Asen (III) oxit tan dễ dàng trong dung dịch kiềm tạo thành muối asenit và hiddroxoasenit thể hiện tính khử khi tác dụng với O3, H2O2, FeCl3, K2Cr2O7, HNO3,
trong đó nó bị oxi hóa đến ion AsO43-
3As4O6 + 14H2O + 8HNO3 = 12 H3AsO4 + 8NO As4O6 + 6H2O 4 H3AsO3
As4O6 + 4NaOH + 6H2O =4Na[Sb(OH)4] Hợp chất Hidrua của Asenic: AsH3 có mùi tỏi, rất độc Bảng 2.3. Một số đặc điểm của các hidrua Asen
Độ dài liên kết E-H, A0 1.52 Năng lượng liên kết, k J/mol 281.
Góc HEH 920
Moment lưỡng cực, D 0.22
Nhiệt độ nóng chảy,0C -116
Nhiệt độ sôi, 0C -62
Nhiệt độ tạo thành 0, k J/mol +67
AsH3 ( Asin) tương đối bền( phân hủy ở 3000C), là hợp chất thu nhiệt mạnh, dễ phân hủy khi đun nóng tạo nên trên thành bình kết tủa màu đen lấp lánh như gương.
AsH3 là chất khử mạnh, chúng khử được các muối kim loại như Cu, Ag đến kim loại
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Ví dụ : như AsH3 khử được Ag+ đến Ag theo phản ứng:
6AgNO3 + As-3H3 + 3H2O = 6Ag + 6HNO3 + H3As+3O3
Asin có thể đều chế bằng cách cho muối của chúng tác dụng với acid, và dễ dàng hơn là cho kẽm vào
As2O3 +6 Zn +12 HCl = 6 ZnCl2 + 2 AsH3 + 3H2O II.2.4.Tác hại của Asen đối với sức khỏe con người
Asen không gây mùi khó chịu khi có mặt trong nước, ngay cả khi ở hàm lượng có thể gây chết người, nên không thể phát hiện bằng cảm quan.
Cũng như các kim loại khác, khi đi vào cơ thể người ở một lượng nhỏ (ở mức độ cho phép) nó có vai trò như một khoáng chất cần thiết. Nếu tích tụ lâu ngày với lượng cao sẽ trở thành độc tính gây bệnh, các bệnh này có tên gọi chung là
“Arsenicosis”.
Một tác động đặc trưng khi bị nhiễm độc Asen là sự xuất hiện các nốt màu đen và sáng trên da, những “hạt ngô” nhỏ xuất hiện trên lòng bàn tay, bàn chân và trên mình nạn nhân. Nếu không chữa trị kịp thời những hạt nhỏ này có thể biến chứng gây ung thư da, ung thư trong cơ thể, nhất là ở gan, thận, bàng quang và phổi. Một điều đáng lo ngại là hiện nay y học chưa có phương pháp hiệu quả nào để điều trị căn bệnh quái ác này.
Asen là một chất rất độc, độc gấp 4 lần thuỷ ngân. Asen tác động xấu đến hệ tuần hoàn, hệ thần kinh. Nếu bị nhiễm độc từ từ, mỗi ngày một ít, tuỳ theo mức độ bị nhiễm và thể trạng mỗi người, có thể xuất hiện nhiều bệnh như: rụng tóc, buồn nôn, sút cân, ung thư, giảm trí nhớ ... Asen làm thay đổi cân bằng hệ thống enzim của cơ thể, nên tác hại của nó đối với phụ nữ và trẻ em là lớn nhất
Hình 2.3 Bàn tay và chân của người bị nhiễm độc Asen
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Các con đường thâm nhập của Asen vào con người
Hình 2.4. các con đường xâm nhập Asen vào con người Bảng 2.4 Nguyên nhân gây ô nhiễm Asen trong nước ngầm
Do con người Do tự nhiên
- Sản xuất và sử dụng phân bón, hóa chất trong nông nghiệp có chứa ion Asen.
- Khai thác và chế biến khoáng sản.
- Nhiệt điện và đốt than dầu công nghiệp.
- Luyện kim, cơ khí.
- Giao thông vận tải.
- Chiến tranh.
- Núi lửa.
- Động đất.
- Lũ lụt.
- Bão cát.
- Phong hóa, rửa trôi.
- Tích tụ, trầm tích.