tiểu luận : xác định hàm lượng chì trong sản phẩm dầu mỏ

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
------------

BÀI TIỂU LUẬN
XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG
CHÌ TRONG SẢN PHẨM DẦU MỎ
MÔN HỌC:
CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU MỎ
Giáo viên hướng dẫn

: NGUYỄN THẾ HỮU

Thành viên thực hiện : TRẦN ĐỘNG LỰC

Lớp

1041120038

PHẠM ĐẮC QUANG

1041120033

TẠ MINH PHÚC

1041120002

ĐỖ TRỌNG ĐẠT

1041120031

NGUYỄN HỮU ĐẠT

1041120028

: ĐH HÓA 1 -K10

1


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

BỘ CÔNG THƯƠNG

Khoa Công Nghệ Hóa

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP NỘI

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BÀI TIỂU LUẬN
XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHÌ TRONG SẢN PHẨM DẦU MỎ
Thành viên thực hiện :

TRẦN ĐỘNG LỰC

1041120038

PHẠM ĐẮC QUANG

1041120033

TẠ MINH PHÚC

1041120002

ĐỖ TRỌNG ĐẠT

1041120031

NGUYỄN HỮU ĐẠT

1041120028

Lớp

:

ĐH HÓA 1 -K10

Khoa

:

Công nghệ hóa học

Giáo viên hướng dẫn :

NGUYỄN THẾ HỮU

NỘI DUNG : - Tổng quan về dầu mỏ.
- Tổng quan về chì.
- TCVN 6704:2008 Xăng – Phương pháp xác định chì bằng
phổ tia X.
- TCVN 7143:2010 Xăng – Phương pháp xác định chì bằng
phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử.
- TCVN 6020: 2008 Xăng – Phương pháp iot monoclorua.
- TCVN Xăng – Phương pháp thể tích với thuốc thử cromat.

2


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

3


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

Lời mở đầu

Từ khi được phất triển đến nay, dầu mỏ và khí đã và đang là nguồn
nguyên liệu vô cùng quý giá của mỗi quốc gia nói riêng và toàn nhân loại nói
chung. Ngày nay sản phảm của dầu mỏ và khí đang có mạt trong hầu hết các
lĩnh vực đòi sống sinh hoạt hằng ngàycuar con người cũng như công nghiệp.
Dưới ggosc độ năng lượng thì dầu mỏ là nguồn năng lượng quan trọng
nhất của các quốc gia trên thế giới. theo số liệu thống kê thì có khoảng 65 đến
70% năng lượng được sử dụng đi từ dầu mỏ và khí, chỉ có khoảng 20 đến
22% từ than, 5 đến 6% từ năng lượng nướcvaf từ 8 đến 12% đến từ năngn
lượng hạt nhân.
Về góc độ nguyên liệu thì ta có thể hình dung với một lượng nhỏ
khoảng 5% dầu mỏ và khí được sử dụng làm nguyên liệu cho ngành hóa dầu
đã có thể cung cấp được trên 90% nguyên liệu cho ngành công nghiệp hóa
chất. Thực tế, từ dầu mỏ người ta có thể sản suất được cao su, chất dẻo, sợi
tổng hợp, các chất hoạt động bề mặt, hợp chất trung gian phân bón…
Ngoài những mục đích nói trên thì các sản phẩm phi năng lượng của
dầu mỏ như dầu nhờn, mỡ, nhựa đường … cũng đóng vai trò hết sức quan
trọng trong sự phát trển của công nghiệp.
Sản phẩm năng lượng là một trong những sản phẩm quan trọng của
công nghiệp chế biến dầu mỏ và ngày nay đã thực sự trở thành một sản phẩm
quen thuộc với con người. Đặc biệt là xăng và dầu DO, bao gồm cả bản chất
hóa học, phẩm cấp chất lượng. cũng như các vấn đề liên quan như: Vì sao ô
nhiễm mội trường do khí thải động cơ ngày càng gia tăng, vì sao sự hao tổn
công suât, tuổi thọ động cơ càng nhanh. Tất cả điều này đòi hỏi các nhà khoa
học phải nghiên cứu tìm ra các biện pháp nhằm góp phần giải quyết các vấn
đề còn tồn tại trong lĩnh vực sản xuất và sử dụng nhiên liệu.
Xuất phát từ những vấn đề trên nên chúng em đã chọn đề tài: “ Tìm
hiểu một số phương pháp xác định hàm lượng chì trong sản phẩm dầu
mỏ” cho bài tiểu luận của chúng em. Việc tìm hiểu đề tài này không những
giúp chúng ta có cái nhìn tổng quan hơn về tính chất của sản phẩm dầu mỏ mà
còn giúp chúng ta biết được cách xác định hàm lượng chì trong xăng dầu.

4


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

PHẦN1 :GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ DẦU MỎ VÀ CHÌ
CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN VỀ DẦU MỎ
Dầu mỏ là tên gọi tắt của dầu thô, nó là hỗn hợp của những hợp chất
hữu cơ tự nhiên, chứa chủ yếu hai nguyên tố chính là cacbon ( C ) và hydro
( H ). Ngoài ra còn có một lượng nhỏ nitơ ( N ), oxy ( O ), lưu huỳnh ( S ) và
các nguyên tố kim loại khác như ( Ni, V, …).
Dầu mỏ và khí là những nguồn hydrocacbon phong phú nhất có trong
thiên nhiên. Dầu mỏ cũng như khí ngày càng được nhiều và hầu như ở đâu
cũng thấy dầu mỏ và khí không ít thì nhiều. Qua đây phân tích thành phần
hóa học của các loại dầu mỏ khác nhau người ta nhận thấy không có loại dầu
mỏ nào trên thế giới có thành phần giống nhâu hoàn toàn cả, mà chúng rất
khác nhau vè thay đổi trong phạm vi rất rộng.
Sự khác nhau rất nhiều về thành phàn dầu mỏ đã là một vấn đề khoa
học rất lớn. có nhiều các giải thích lẫn nhau nhưng nói chung muốn làm sáng
tỏ vấn đè này cần phải trở về cội nguồn của nó, nghĩa là phải xem xét quá
trình hình thành của dầu và khí trong lòng đất.
Tuy nhiên cho đến nay chua có nhận định nhất trí về nguồn gốc và sự
biến đổi tạo thành dầu khí, thậm chí có nhiều nhà khoa học trong lĩnh vực
này còn cho rằng, cho đến khi con người sử dụng đến giọt dầu cuối cùng trên
hành tinh này thì vấn đề nguồn gốc của dầu khí có thể vẫn chưa được sáng tỏ
hoàn toàn.
Tuy nhiên , ngày nay với sự phát triển khong ngừng của khoa học và

công nghệ con người đã chế tạo được nhiều công cụ hiện đại phục vụ cho
công cuộc nghiên cứu như việc ứng dụng các phương pháp phân tích vật lý
hiện đại ( sắc ký phổ khối, phổ hồng ngoại, phổ cộng hưởng từ hạt nhân, phổ
tử ngoại…) kết hợp vói các phương pháp vật lý cổ truyền ( chưng cất
thường,chưng cất phân tử, chưng trích ly, kết tinh , trích ly, khuyêchs tán
nhiệt…) đã góp phần đáng kể vào việc hiể biết hơn nguồn gốc các vật liệu
hữu cơ ban đầu tạo thành dầu khí và quá trình biết đổi chúng.
Nhờ kết quả của các công trình nghiên cứu này mà những nhận
địnhveef nguồn gốc tạo thành dầu khí dần dần được sáng tỏ, việc nghiên cứu
và và giải thích sự khác nhau về thành phần của các loại dầu trên thế giới
càng được thuận tiện và rõ ràng hơn.
Vì vậy, vấn đề nghiên cứu thành phần của dầu và khí đã khai thác và
vấn đề nguồn gốc, sự tạo thành và biến đổi của dầu khí trong lòng đất là hai
vấn đề liên quan vô cùng khăng khít.
1. Nguồn gốc của dầu mỏ và khí
5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

Khi xem xét về nguồn gốc của dầu mỏ và khí, người ta đã đưa ra
nhiều giả thiết khác nhau, thậm chí là trái ngược nhau, nhưng chủ yếu
người ta quan tâm đến hai giả thiết như sau: giả thiết về nguồn gốc hữu
cơ và giả thiết về nguồn gốc vô cơ, trong phần này ta sẽ tìm hiểu về hai
phần này
1.1.

Nguồn gốc vô cơ

Theo giả thiết về nguồn gốc vô cơ thì dầu mỏ được hình thành từ
các hợp chất vô cơ, cụ thể trong lòng đất có chứa các cacbua kim loại như
Al4C3, CaC2…các chất này bị phân huỷ bởi nước để tạo ra theo các phương
trình như sau.
Al4C3 + 12 H2O

4 Al(OH)3 + 3 CH4

CaC2 + 2 H2O



Ca(OH)2 + C2H2

Các phẩn ứng hình thành từ phản ứng trên tiếp tục biến đổi dưới tác
động của các yếu tố như nhiệt độ, áp suất cao và xúac tác là các khoáng sét
cóa sẵn trong lòng đất để tạo nên dầu khí.
Để chuáng minh cho giả thiết này thì vào năm 1866, Berthelot đã thiến
hành quá trình tổng hợp dược các hợp chất hydrocacbon thơm thừ acetylen ở
nhiệt độ cao và sự có mặt của xúc tác. Năm 1901, Sabartier và Sendereus
tiếnhanhf phản ứng hydro hóa acetylen trên xúc tác Niken và sắt ở nhiệt độ
khoảng 200-300oC đã thu được một loạt các hydrocacbon tương ứng như
thành phần của dầu mỏ. Cùng vói nhiều phẩn ứng tương tự, giả thiết này đã
thuyết phục được nhiều nhà khoa học trong một thời gian dài. Tuy nhiên,
trong những hoạt động thực tiễn thì giả thiết này gặp khá nhiều vấn đề mà bản
thân nó không giải thích được như:
-

-

Hàm lượng các hợp chất cacbua trong lòng đất khá hạn chế trong khi
đó thì dầu mỏ ngày càng tìm được vói só lượng lớn và hầu như ở
kkhawps mọi nơi
Các phản ư ngs tạo hợp chất thơm và thành phần tương tự như dầu mỏ
từ CH4 và C2H2 đòi hỏi có nhiệt độ cao trong khi thực tế nhiệt độ đạt
được trong các mỏ dầu không quá 150-200oC

Bằng các phương pháp phân tích hiệnh đại, người ta đã xác định được
trong dầu thô có chứa porphyrin lad hợp chất có nhiều trong động thực vật.
6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

Chính những khuyết điểm trên mà giả thiueets này ngày càng ít người quan
tâm tới và thay đó là giả thiết về nguồn gốc hữu cơ.
Nguồn gốc hữu cơ

1.2.

Theo giả thiets này thì dầu mỏ được hình thành từ các hợp chất có
nguồn gốc hữu cơ, cụ thể từ xác chết của động thực vật và trải qua một quá
trình biến đổi phức tạp trong một thời gian dài ( hàng chục đến hàng trăm
triệu năm )dưới tác động của nhiều yếu tố khác nhau như vi khuẩn , nhiệt độ,
áp xuất, và xác tác coa sẵn trong lòng đất và đoi khi còn có sự tác đọng của
bức xạ do sự phóng xạ ở trong lòng đất.
Các thành phần của dầu mỏ

2.1 Các hợp chất hydrocacbon của dầu mỏ.
2.

Hydrocacbon là thành phần chính và quan trọng nhất của dầu mỏ. Các
hydrocacbon có trong dầu mỏ thường chia làm 5 loại sau:
-

Các parafin cấu trúc thẳng (n- parafin)
Các parafin cấu trúc nhánh ( i- parafin).
Các parafin cấu trúc nhánh ( cyclo parafin naphten).
Các hydrocacbon thơm.
Các hydrocacbon hỗn hợp ( hoặc lai hợp).

Số nguyên tử cacbon của các hydrocacbon trong dầu thường từ C5 đến
C60 ( còn C1 đến C4 nằm trong khí) tương ứng với trọng lượng khoảng
855-880. Cho đến nay với những phương pháp phân tích hiện đại đã xác định
được các hydrocacbon riêng lẻ trong dầu đen mức như sau:

7


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

Bảng 2.1 Các hydrocacbon riêng lẻ đã xác định được trong các loại dầu
mỏ

8

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

Tổng cộng các hydrocacbon riêng lẻ cho đến nay đã xác định được
là 425. Còn đói với các chất không thuộc loại hydrocacbon trong dầu
mỏ, đén nay cũng đã xác định được khoảng 380 hợp chất , trong đó
phần lớn là hợp chất của lưu huỳnh (khoảng 250 hợp chất).
2.2 Các hydrocacbon n-parafin của dầu mỏ
Hydrocacbon n-parafin là loại hydrocacbon phổ biến nhất trongg
các loại hydrocacbon trong dầu mỏ.
Hàm lượng chung các n-parafin trong dầu mỏ thường từ 25-30%
thể tích. Tùy theo dầu mỏ được tạo thành từ những thời tkyf địa chất
nào, mà sự phân bố các n-parafin trong dầu sẽ khác nhau. Nói chung sự
phân bố này tùy theo hai quy tắc sau: tuổi càng cao, độ sâu càng lớn thì
hàm lượng n-parafin trong phần nhẹ của dầu mỏ càng nhiều.
Một đặc điểm đáng chíu ý của các hydrocacbon n-pảtrafin là bắt
đầu từ n- parafin có số nguyên tử cacbon từ 18 trở lên, ở nhiệt đọ
thường chúng chuyển sang dạng rắn.\, khi nằm trong dầu mỏ chúng
hoặc nằm trong trạng ythais hòa tan hoặcowr dạng tinh thể lơ lửng trong
dầu. Nếu hàm lượng n-parafin tinh thể quá cao, có khả năngg làm cho
toàn bộ dầu mỏ mất tính linh động, và bị đông đặc lại. Trong bảng 2.2
dưới đây sẽ thấy rõ nhiệt độ sôi và nhiệt độ kết tinh của các n-parafin từ
C18 trở lên.
Bảng 2.2 Một ssos tính chất của n-parafin trong dầu mỏ.

9

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

2.2 Các hydrocacbon i-parafin của dầu mỏ.

Loại i-parafin thường chỉ nằm trong phần nhẹ, còn phần có nhiệt
độ sôi trung bình và cao nói chung rất ít.
Về vị trí phụ có hai đặc điểm chính sau
Các parafin trong dầu mỏ có cấu trúc đơn giản, mạch chính dài , mạch
phụ ít và ngắn. Các nhánh phụ thường là các gốc metyl. Đói vói các iparafin một nhánh phụ thì thường đính vào vị trí số 2, 3. Đối vói loại có
2,3 nhánh phụ thì xu hướng tạo thành cacbon bậc 3 nhiều hơn là tạo
nên cacbon bậc 4, ngĩa là hai nhánh phụ đính vào trong mạch chính
thường ít hơn.
Đặc điểm thứ hai là trong dầu có những i-parafin có các nhánh phụ
nằm cách đầu nhau 3 nguyên tử cacbon.
2.3 Các hydricacbon naphtenic ( cycloparafin) của dầu mỏ.

Hydrocacbon naphtenic cũng là một trong số các hydrocacbon phổ
boeens và quan trọng của dầu mỏ. Hàm lượng của chúng có thể lên tói
10


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

30-60% trọng lượng.
Hydrocacbon naphtenic của dầu mỏ thường gặp dưới 3 dạng chính;
loại vòng 5 cạnh, loại vòng 6 vạnh hoặc loại nhiều vòng ngưng tụ qua

cầu nối. Những loại vòng 7 cạnh trở lên thường rất ít không đáng kể.
Tuy nhiên, trong dầu mỏ thì loại naphtenic 1 vòng (5,6 cạnh) coa
các nhánh phụ xung quanh lại là loại chiếm phần lớn chủ yếu nhất, và
cũng là loại được nghiên cứu đầy đủ nhất.
2.4 Các hydrocacbon thơm của dầu mỏ.

Các hydrocacbon thơm của dầu mỏ thường gặp là loại còng thơm
và loại nhiều vòng thơm có cấu trúc ngưng tụ hoặc qua cầu nối,
Loại hudrocacbon thơm 1 vòng và các đồng đẳng của nó là loại phổ
biến nhất. Benzen thường gặp với số lượng ít hơn tất cả .
Những đồng đẳng của benzen (C7 – C15) nói chung đều đã tách và
xác định được trong nhiều loại dầu mỏ, những loại ankylbenzen với
1,2,3,4 nhánh phụ đều là những loai chiêmw đa số trong hydrocacbon
thơm.
2.5 Các hudrocacbon hốn hợp loại naphten –thơm.

Nếu hydrocacbon thơm thuần khiết vừa khảo sát trên có không
nhiều trong dầu mỏ thì hydrocacbon dạng hỗn hợp thơm và naphten lại
phổ biến và chiếm đa số trong phần có nhiệt độ sôi cao của dầu mỏ. Cấu
trúc hydrocacbon hỗn hợp này trong dầu mỏ rất dần với cấu truc hỗn
hợp tương tự trong vật liệu hữu cơ ban đầu tạo thành dầu, cho nên dầu
càng có độ biến chất thấp thì càng nhiều loại hydrocacbon loại này.
2.6 Các loại chất không thuộc loại hydrocacbon trong dầu mỏ.

Đây là những hợp chất , mà trong phân tử của nó chứa O,N,S tức là
hợp chất hữu cơ của õi, nito, lưu huỳnh. Một loại hợp chất khác mà
trong thành phần của nó cũng có cả đồng thời O,N,S sẽ không xét ở đây,
nó thuộc nhớm chất nhựa và asphalten.
Nói chung, những loại dầu non, độ biến chất thấp , hàm lượng các
chất chứa dị nguyên tố kể trên đều cao hơn trong các loại dầu già có độ

biến chất và tỉ lệ của những chất O,N,S trong từng loại dầu sẽ khác
nhau.
3. Sản phẩm của dầu mỏ.

Dầu mỏ có thể sử dụng trực tiếp nhưng không kinh tế và không
11


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

hiệu dụng. Chính vì thế mà người ta đã phân chia nó thành nhiều phân
đoạn nhỏ. Quá trình phân chia này dựa vào phương pháp chưng cát để
thu được các phân đoạn có khoảng nhiệt độ sôi khác nhau. Những phân
đoạn này được sử dụng để sản xuất một hoặc vài sản phẩm nhất định
nên chúng được mang tên các sản phẩm đó, Thông thường, dầu mỏ
được chia thành những phân đoạn chính sau:
-

Phân đoạn khí : Nhietj độ sôi nhỏ hơn 40oC, bao gồm
hydrocacbon từ C1 đến C4 .

-

Phân doạn xăng: Nhiệt độ sôi nhỏ hơn 180oC, bao gồm các
hydrocacbon từ C5 –C10, C11.

-

Phân đoạn kezoxen: Nhiệt độ sôi từ 180-250oC, bao gồm các
hydrocacbon từ C11-C15,C16.

-

Phân đoạn gasoil nhẹ : Nhiệt độ sôi từ 250-350oC, chứa các
hydrocacbon từ C16-C20.-C21.

-

Phân đoạn gasoil nặng: Nhiệt độ sôi từ 350-500oC , bao gồm các
hydrocacbon từ C21-C25 ,thậm chí đến C40 .

-

Phân đoạn cặn gudron: Với nhiệt độ sôitreen 500oC, gồm các
thành phần có số nguyên tử cacbon từ C41 trở lên, có khi đến C80
và được xem là giới hạn cuối cùng.

Chú ý : Các giá trị nhiệt độ trên đây không hoàn toàn cố định, chúng có
thể thay đổi tùy theo mục đích thu nhân các sản phẩm khác nhau.
Trong các phân đoạn trên , sự phân bố các hợp chất hydrocacbon
và phi hidrocacbon của dầu mỏ nói chung không đông nhất , chúng thay
đổi rất nhiều khiđi từ phân đoạn nhẹ sang phân đoạn nặng hơn, vì vậy
tính chất của từng phân đoạn đều khác nhau. Hơn nữa , các loại dầu mỏ
ban đầu đều có tính chất và sự phân bố các hợp chất hữu cơ trong đó
cũng khác nhau, cho nên tính chất của tùng phân đoạn dầu mỏ còn phụ
thuộc rất nhiều vào đặc tính hóa học của loại dầu ban đầu nữa.

12

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

CHƯƠNG 2: CHÌ VÀ TÁC HẠI CỦA CHÌ
1. Giới thiệu về chì

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.Chì có hóa trị phổ biến là II,
có khi là IV. Chì là một kim loại mềm, nặng, độc hại và có thể tạo hình. Chì
có màu trắng xanh khi mới cắt nhưng bắt đầu xỉn màu thành xám khi 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.
Hình 2.1
1. Chì,

82

Pb

Tính chất chung

Tên, ký hiệu

Chì, Pb

Phiên âm

/ˈlɛd/ led

Hình dạng

Ánh kim xám
Chì trong bảng tuần hoàn

T
a
l
i
←

C
h
ì
→

13


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

B
i
t
m
u

t

Số nguyên tử (Z)

82

Khối lượng
nguyên tử
chuẩn (Ar)

207,2

Phân loại

kim loại

Nhóm, phân lớp

14, p

Chu kỳ

Chu kỳ 6

Cấu hình
electron

[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2

mỗi lớp

2, 8, 18, 32, 18, 4
Tính chất vật lý

Màu sắc

Ánh kim xám

Trạng thái vật
chất

Chất rắn

Nhiệt độ nóng
chảy

600,61 K (327,46 °C, 621,43 °F)

Nhiệt độ sôi

2022 K (1749 °C, 3180 °F)

Mật độ

11,34 g·cm−3(ở 0 °C, 101.325 kPa)

Mật độ ở thể lỏng

ở nhiệt độ nóng chảy: 10,66 g·cm−3

Nhiệt lượng
nóng chảy

4,77 kJ·mol−1

Nhiệt bay hơi

179,5 kJ·mol−1

Nhiệt dung

26,650 J·mol−1·K−1
Áp suất hơi

P (Pa)

1

10

100

1k

10 k

100 k

ở T (K)

978

1088

1229

1412

1660

2027

Tính chất nguyên tử

Trạng thái ôxy
hóa

4, 2 Lưỡng tính

14


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

Độ âm điện

2,33 (Thang Pauling)

Năng lượng ion
hóa

Thứ nhất: 715,6 kJ·mol−1
Thứ hai: 1450,5 kJ·mol−1
Thứ ba: 3081,5 kJ·mol−1

Bán kính cộng
hoá trị

thực nghiệm: 175 pm

Bán kính liên kết
cộng hóa trị

146±5 pm

Bán kính van der
Waals

202 pm
Thông tin khác

Cấu trúc tinh thể

Lập phương tâm mặt

Độ giãn nở nhiệt

28,9 µm·m−1·K−1 (ở 25 °C)

Độ dẫn nhiệt

35,3 W·m−1·K−1

Điện trở suất

ở 20 °C: 208 n Ω·m

Tính chất từ

Nghịch từ

Mô đun Young

16 GPa

Mô đun cắt

5,6 GPa

Mô đun nén

46 GPa

Hệ số Poisson

0,44

Độ cứng theo

thang Mohs

1,5

Độ cứng theo
thang Brinell

38,3 MPa

Số đăng ký CAS

7439-92-1
Đồng vị ổn định nhất

Bài chính: Đồng vị của Chì
iso
204

Pb

NA

Chu kỳ bán rã

DM

DE (MeV)

1.4%

>1,4×1017năm

Alpha

2.186

200

0.051

205

205

Tổng
hợp

206

24.1%

206

Pb
Pb

207

7

1,53×10 năm

22.1%

208

52.4%

208

210

Tổng
hợp

Pb
Pb

Hg
Tl

Pb ổn định với 124 neutron

207

Pb

Epsilon

DP

Pb ổn định với 125 neutron
Pb ổn định với 126 neutron

22,3 năm

Alpha
Beta

3.792

206

0.064

210

Hg
Bi

Khi tiếp xúc ở một mức độ nhất định, chì là chất độc đối với động vật
cũng như con người. Nó gây tổn thương cho hệ thần kinhvà gây ra rối loạn
15


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

não. Tiếp xúc ở mức cao cũng gây ra rối loạn máu ở động vật. Giống với thủy

ngân, chì là chất độc thần kinhtích tụ trong mô mềm và trong xương. Nhiễm
độc chì đã được ghi nhận từ thời La Mã cổ đại, Hy Lạp cổ đại, và Trung Quốc
cổ đại.
Chì từng được sử dụng phổ biến hàng ngàn năm trước do sự phân bố
rộng rãi của nó, dễ chiết tách và dễ gia công. Nó dễ dát mỏng và dễ uốn cũng
như dễ nung chảy. Các hạt chì kim loại có tuổi 6400 TCN đã được tìm thấy
ở Çatalhöyük, Thổ Nhĩ Kỳ ngày nay.[2] Vào đầu thời kỳ đồ đồng, chì được sử
dụng cùng với antimon và asen.
Nhà sản xuất chì lớn nhất trước thời kỳ công nghiệp là nền kinh tế La
Mã, với sản lượng hàng năm 80.000 tấn, đặc biệt chúng là phụ phẩm của quá
trình nung chảy bạc[1][3][4] Hoạt động khai thác mỏ của La Mã diễn ra ở Trung
Âu, Anh thuộc La Mã, Balkans, Hy Lạp, Tiểu Á; riêng ở Hispania chiếm 40%
sản lượng toàn cầu.[1]
Các ống chì La Mã thường khảm lên phù hiệu của các hoàng đế La Mã.
Đường ống dẫn nước bằng chì ở Tây Latin có thể đã được duy trì vượt qua
thời kỳ Theodoric Đại đế tới tận thời Trung Cổ.[5] Một số thỏi chì La Mã
tượng trưng cho lịch sử khai thác chì Derbyshire và trong lịch sử công nghiệp
của các trung tâm kinh tế ở Anh khác. Người La Mã cũng sử dụng chì nóng
chảy để giữ các chân trụ sắt gắn kết với các khối đá vôilớn ở các nhà thờ nhất
định. Trong giả kim thuật, chì từng được cho là kim loại cổ nhất và liên quan
đến Sao Thổ. Các nhà giả kim thuật sử dụng biểu tượng của Sao Thổ (♄) để
ám chỉ chì.
Ký hiệu của chì Pb là chữ viết tắt từ tên tiếng Latin plumbum nghĩa là
kim loại mềm; có nguồn gốc từ plumbum nigrum ("plumbum màu đen"), trong
khi plumbum candidum(nghĩa là "plumbum sáng màu") là thiếc.

2.

Tác hại của chì

Chì là một kim loại mang rất nhiều tính chất ưu việt, vì vậy, nó đã từng
được sử dụng rất phổ biến trong đời sống của con người.
Tuy nhiên, trong vài thập kỷ trở lại đây, chúng ta đã nhận ra mặt trái
của kim loại này, nó gây ra rất nhiều nguy cơ về sức khỏe, đặc biệt là ở trẻ
nhỏ.
Chính vì vậy, từ lâu chì đã bị cấm sử dụng trong nhiều sản phẩm từ
nhiên liệu, sơn cho đến đồ gia dụng và mỹ phẩm.

16


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

Tuy nhiên, sự thật là ở nhiều quốc gia, chì vẫn có mặt xung quanh đời
sống con người, từ các thiết bị điện tử, đồ chơi, cho đến son môi hay nước
uống. Vậy nếu chẳng may bị nhiễm chì, điều gì sẽ xảy ra bên trong cơ thể?

Hình 2.2Chì là một chất độc nhưng nó sẽ gây hại như thế nào?
Chì gây hại như thế nào ở cấp độ phân tử
Để trả lời câu hỏi chì “hoành hành” như thế nào trong cơ thể chúng ta,
bạn cần biết rằng trong cơ thể con người tồn tại một số lượng rất nhỏ các
nguyên tố kim loại như kẽm, magie, natri...
Chúng được gọi là nguyên tố vi lượng mà rất cần thiết cho cuộc sống của
chúng ta.
Thông thường, các kim loại hoạt động cùng với enzyme của cơ thể
trong vài trò xúc tác, làm tăng tốc các phản ứng sinh hóa. Cơ thể chúng ta
không thể hoạt động mà không cần enzyme mà nhiều enzyme thì trở nên bất
lực khi không có mặt các kim loại.

Vì vậy, mỗi ngày bạn cần bổ sung vài trăm miligam canxi, magiê, natri.
Vài miligam sắt và Iốt, hay thậm chí là vài trăm microgam selen và asen. Chỉ
khi các kim loại này được bổ sung một lượng quá mức, chúng gây độc.
Câu chuyện là hoàn toàn khác biệt với chì. Bởi không đóng bất kể một vai trò
sinh lý và tham gia phản ứng sinh hóa nào trong cơ thể, ngưỡng an toàn dành
cho chì là không hề có. Bất kể một lượng nhỏ của chì nào cũng sẽ gây hại cho
cơ thể.
17


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

Tính độc của chì cũng được gây ra từ đây, khi nó có xu hướng thay thế
vị trí của tất cả các kim loại khác. Ví dụ, bạn có thể thấy trong ảnh X-quang
của một bệnh nhân nhiễm độc chì, nó đã chiếm chỗ của canxi trong xương.

Hình 2.3 Chì nhiễm trong xương có thể được quan sát qua ảnh X-quang
Chì cũng chiếm chỗ của kẽm và canxi trong các protein. Không có sự
có mặt của hai nguyên tố này các protein không thể hoạt động.
Ví dụ, một protein gắn liền với kẽm đang làm nhiệm vụ duy trì huyết
áp cơ thể và sự phát triển bình thường ở trẻ em. Khi chì được hấp thụ vào cơ
thể, nó thế vào chỗ của kẽm gây chứng chậm lớn ở trẻ và huyết áp cao ở
người trưởng thành.
Khi chì thế chỗ của canxi trong các phản ứng truyền xung điện trong não, nó
gây ra chứng mất trí, giảm khả năng suy nghĩ.
Chì ức chế quá trình tổng hợp heme, thường có sự tham gia của sắt, gây ra chứng
thiếu máu. Nó cũng “đuổi” kẽm ra khỏi một protein tham gia vào việc sản sinh tinh
trùng, gây vô sinh ở những người đàn ông có mức tiếp xúc chì cao trong công việc.

Kết quả cuối cùng
Như vậy, nhìn vào cấp độ phân tử, bạn có thể thấy chì độc, phần lớn đến từ
việc nó chiếm chỗ của các kim loại vi lượng khác, gây rối loạn hoặc ngưng các
phản ứng sinh hóa diễn ra bình thường trong cơ thể.
Vậy, kết quả cuối cùng biểu hiện ra bên ngoài của việc nhiễm chì là gì?
Tất cả mọi người sẽ đều chịu ảnh hưởng của việc nhiễm chì, nhưng trẻ em là đối
tượng chịu ảnh hưởng lớn nhất. Trẻ em sẽ hấp thụ khoảng 40-50% lượng chì theo
đường tiêu hóa vào cơ thể. Trong khi đó, người lớn chỉ hấp thụ khoảng 3-10%.
Bên cạnh đó, khi đi vào cơ thể, chì lưu trữ chính ở máu, mô mềm và xương. Nó sẽ
tồn tại trong máu qua một vài tuần, một vài tháng ở các mô mềm và hàng năm ở
xương.
18


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

Chì trong xương, răng, tóc và móng tay được ràng buộc chặt chẽ và ít gây
hại.
Đối với người lớn, 94% lượng chì hấp thụ được lắng đọng trong xương và
răng. Tuy nhiên, đối với trẻ em chỉ khoảng 70%.
Các nguyên nhân đã chỉ ra tại sao trẻ em nhiễm chì có nguy cơ hại đến sức
khỏe cao hơn nhiều so với người trưởng thành.

Hình 2.4 Đối với trẻ em, nhiễm một nồng độ chì thấp cũng có thể để lại di chứng trong suốt
phần đời còn lại

Trẻ em nhiễm chì có thể phải hứng chịu các thiệt hại ở hệ thống thần
kinh trung ương, ngoại vi, khuyết tật, chậm lớn, suy giảm thính giác và chức

năng tế bào huyết học. Trẻ lớn lên có thể gặp các vấn đề về hành vi học tập,
IQ thấp, hiếu động…
Hậu quả được dự đoán theo mức độ chì trong máu. Trẻ thông thường có
nồng độ chì dưới 0.05 mg/L máu. Mức độ chì từ 0.1 đến 0.25 mg/L đã có thể
liên quan đến suy giảm chức năng thần kinh. Mức độ trên 0.25 mg/L sẽ gây ra
đau đầu, khó chịu và các vấn đề thần kinh nghiêm trọng hơn.
Điều trị được chỉ định bắt đầu ở mức 0.45 mg/L. Mức độ 0.5-0.7 mg/L được
tính là nhiễm độc vừa phải. Trên 0.7 mg/L được tính là nhiễm độc nặng và có
thể gây co giật, tử vong.
Đối với phụ nữ mang thai, chì tích tụ trong cơ thể cạnh tranh với canxi
trong xương. Nó có thể vượt qua hàng rào nhau thai, phơi nhiễm vào đứa bé.
Hậu quả xảy ra là thai nhi giảm tăng trưởng và bà mẹ có nguy cơ sinh non.
19


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

Ở người trưởng thành, tiếp xúc với chì cũng được ghi nhận tác dụng lên hệ
tim mạch như tăng huyết áp. Nó cũng gây suy giảm chức năng thận và ảnh
hưởng xấu đến sinh sản.
Tuy nhiên, nếu được phát hiện sớm, điều trị nhiễm chì có thể không để lại di
chứng ở người trưởng thành. Ngược lại, đối với trẻ em, nhiễm chì ở nồng độ
thấp cũng có thể để lại di chứng về suy giảm nhận thức trong suốt phần đời
còn lại.
Kết luận
Như vậy, bạn đã có thể biết rằng tác hại của chì đến từ việc nó không
đóng bất cứ vai trò sinh lý nào đối với cơ thể. Chì thay thế vị trí của các
nguyên tố kim loại vi lượng trong cơ thể làm đình trệ nhiều phản ứng sinh

hóa, từ đó gây ra rất nhiều tác hại, đặc biệt là ở trẻ nhỏ.
Bởi vậy, chúng ta cần rất cảnh giác với các nguồn có thể phơi nhiễm
chì cho cơ thể, từ sơn, mỹ phẩm, đồ điện tử cho đến nước uống.
Trong trường hợp nghi ngờ nhiễm chì, bạn nên kiểm tra tình hình sức khỏe,
xét nghiệm máu để xác định nồng độ chỉ ở trong máu nhằm có biện pháp xử
trí kịp thời, phù hợp.

PHẦN 2 : CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG TRÌ
TRONG SẢN PHẨM DẦU MỎ.

Xăng là một trong những sản phẩm của dầu mỏ, là nhiên liệu dùng cho
các động cơ xăng như ôtô, xe máy, … và được gọi chung là xăng động cơ.
Xăng không phải đơn thuần là một chất mà là hỗn hợp giữa các
hydrocacbon được lấy từ phân đoạn xăng kết hợp với các chất phụ gia, nhằm
tạo ra nguồn nguyên liệu nhằm đảm bảo các yêu cầu hoạt động cơ trong
những điều kiện vận hành thực tế và cả trong các đìu kiện tồn chứa, vận
chuyển khác nhau.
Chì là hợp chất phụ gia được thêm vào xăng để chống kích nổ, dưới
dạng hợp chất cơ kim mang tên “chì tetra ethtyl” có tác dụng làm tăng khả
năng chịu nén của nhiên liệu, dẫn đến tiết kiệm khoảng 30% lượng xăng sử
dụng. Chỉ cần 3-4 cc hợp chất này trong một galon nhiên liệu (3,79 lít), hiện
tượng kích nổ hoàn toàn biến mất.
20


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

Sự phát triển của ngành công nghiệp ôtô gắn liền với “ chì tetra ethyl”

diễn ra trong suốt một thời gian dài , xăng pha chì chiếm lĩnh thị trường, sản
lượng không ngừng tăng, từ năm 1923-1986 có 7 triệu tấn chì tetra ethyl được
trộn vào xăng. Từ đây, ảnh hưởng xấu của nó bắt đầu lan rộng. Chính phủ các
nước lập tức cấm bán xăng không chì vì độc tích của nó quá cao.
Năm 1986, Mỹ hoàn toàn không sử dụng xăng pha chì. Không lâu sau,
xăng pha chì bị loại bỏ ở Nhật Bản , Cânda, Brazil, Áo, Hàn Quốc,… Năm
1999, có 30 quốc gia trên thế giới đã loại bỏ việc dùng xăng pha chì, Việt
Nam cũng vậy. Sau đây là một số phương pháp xác định hàm lượng chì trong
xăng.

CHƯƠNG 1: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHÌ
TRONG XĂNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ TIA X.
1. Phạm vi và ứng dụng:
1.1.

Phương pháp này bao gồm việc xác định hàm lượng chì trong xăng.

Phạm vi hiệu chuẩn của thủ tục là 0,010 đến 5,0 gram chì / U.S. gallon. Các
mẫu trên mức này phải được pha loãng để nằm trong khoảng từ 0,05 đến 5,0
gram chì / U.S. gallon. Phương pháp này bù đắp cho sự thay đổi thành phần
xăng và không phụ thuộc vào loại alkyl chì.

21


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội
1.2

Khoa Công Nghệ Hóa

Phương pháp này có thể được sử dụng như một phương pháp thay thế

cho Phương pháp tiêu chuẩn cho chì trong xăng bằng Quang phổ hấp thụ
nguyên tử hoặc Phương pháp tự động cho chì trong xăng bằng Quang phổ hấp
thụ nguyên tử.
1.3

Trong trường hợp tên thương mại hoặc sản phẩm cụ thể được ghi trong

phương pháp, có thể sử dụng thiết bị tương đương và thuốc thử hoá học. Việc
đề cập đến tên thương mại hoặc sản phẩm cụ thể là dành cho sự hỗ trợ của
người sử dụng và không phải là sự chứng thực của Cơ quan Bảo vệ Môi
trường Hoa Kỳ.

Hình 1.1

3.

2.1

Tóm tắt phương pháp:
Một phần mẫu xăng được đặt trong một giá đỡ thích hợp và được nạp

vào một quang phổ tia X. Tỷ lệ cường độ tia X của bức xạ L alpha dẫn đến
22


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

cường độ mạng của bức xạ tungsten L alpha không rải rác. Nội dung chì được
xác định bằng cách tham chiếu phương trình hiệu chuẩn tuyến tính liên quan
đến hàm lượng chì với tỷ lệ đo được.

2.2

Bức xạ vonfram phân tán không được sử dụng để bù cho các biến thể

trong mẫu xăng.

Hình 1.2

4.

3.1

Xử lý mẫu và bảo quản:
Các mẫu cần được thu gom và cất giữ trong các thùng chứa sẽ bảo vệ

chúng khỏi những thay đổi về hàm lượng chì của xăng, ví dụ như mất các
phân đoạn dễ bay hơi của xăng bằng cách bốc hơi hoặc tẩy chì vào trong bình
chứa hoặc nắp.

23


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội
3.2

Khoa Công Nghệ Hóa

Nếu mẫu đã được làm lạnh nên được đưa đến nhiệt độ phòng trước khi

phân tích.
4.3

Xăng dễ cháy và cần được xử lý cẩn thận và thông gió đầy đủ. Hơi
có hại nếu hít phải hơi thở hít phải và kéo dài. Tiếp xúc với da nên
được giảm thiểu.

Hình 1.3

24


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

4. Thiết bị:
Hình 1.4

4.1

Quang phổ kế tia X, có khả năng đo các dòng huỳnh quang được

đề cập trong mục và đang hoạt động dưới các điều kiện dụng cụ sau đây hoặc
các kết quả khác tương đương: một ống mục tiêu vonfram hoạt động ở 50 kV,
một lithium fluoride phân tích tinh thể, đường dẫn quang heli và máy dò tỷ lệ

thuận hoặc xung.
4.2

Một số nhà sản xuất các thiết bị X quang quang phổ không còn

cho phép sử dụng không khí làm đường trung gian vì chùm tia X tạo ra ozon,
có thể làm suy giảm các con dấu và điện tử. Ngoài ra, việc sử dụng thiết bị có
xăng lỏng gần với ống tia X nóng có thể gây ra các vấn đề về khả năng cháy
25