Phân tích hàm lượng và đánh giá sự phân bố một số kim loại trong nước biển và trầm tích tại khu vực biển miền trung việt nam

Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

ĐẠI HỌC Q́C GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-----------------------

BÙI PHƢƠNG THÚY

PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ PHÂN BỐ MỘT SỐ
KIM LOẠI TRONG NƢỚC BIỂN VÀ TRẦM TÍCH TẠI CÁC KHU
VỰC BIỂN MIỀN TRUNG, VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2014

Luận văn Thạc sĩ khoa học

1

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

ĐẠI HỌC Q́C GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-----------------------

BÙI PHƢƠNG THÚY

PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ PHÂN BỐ MỘT SỐ
KIM LOẠI TRONG NƢỚC BIỂN VÀ TRẦM TÍCH TẠI CÁC KHU
VỰC BIỂN MIỀN TRUNG, VIỆT NAM

Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã sớ: 60440118

ḶN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS Từ Bình Minh

Hà Nội - 2014

Luận văn Thạc sĩ khoa học

2

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn PGS.TS Từ Bình Minh,
người đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn em hồn thành luận văn này.
Em xin gửi tới các thầy cô giáo trong trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Đại học Quốc Gia Hà Nội đặc biệt là các thầy cơ trong khoa Hóa Học lòng tri ân
sâu sắc.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới anh Nguyễn Mạnh Hà cùng các anh chị
và các bạn trong bộ mơn Hóa phân tích, Khoa Hóa học, trường Đại học Khoa học
Tự nhiên đã giúp đỡ tơi trong q trình học tập và nghiên cứu.
Cuối cùng, từ sâu thẳm trái tim mình, con cảm ơn bố mẹ và gia đình đã ln
ở bên quan tâm, ủng hộ, động viên để con có được ngày hơm nay.

Hà Nội ngày 14/10/2013
Học viên

Bùi Phƣơng Thúy

Luận văn Thạc sĩ khoa học

3

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC BẢNG
MỞ ĐẦU ............................................................................................................

1

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN.............................................................................

3

1.1. Giới thiệu về các kim loại nặng.................................................................

3

1.1.1. Mangan …………………………………………………………………

3

1.1.2. Đồng ……………………………………………………………………

5

1.1.3. Kẽm …………………………………………………………………….

6

1.1.4. Cadimi ………………………………………………………………….

7

1.1.5. Thủy ngân ………………………………………………………………

8

1.1.6. Chì ……………………………………………………………………...

10

1.2. Các phƣơng pháp phân tích kim loại nặng..............................................

13

1.2.1. Các phương pháp hóa học.........................................................................

13

1.2.1.1. Phương pháp phân tích khối lượng.........................................................

13

1.2.1.2. Phương pháp phân tích thể tích..............................................................

13

1.2.2. Các phương pháp trắc quang (phổ hấp thụ phân tử UV-VIS)...................

13

1.2.3. Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử AES.................................................

13

1.2.4. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS................................................

14

1.2.5. Phương pháp khối phổ cảm ứng cộng hưởng plasma (ICP-MS)..............

16

1.3.Tóm tắt một sớ nghiên cứu về kim loại nặng …………………………...

19

1.3.1. Kim loại nặng trong mẫu nước ………………………………………….

19

1.3.2. Kim loại nặng trong mẫu trầm tích ……………………………………...

21

1.4. Tiêu chuẩn về hàm lƣợng kim loại nặng ………………………………

23

1.4.1. Trong nước biển ………………………………………………………...

23

1.4.2. Trong trầm tích ………………………………………………………….

23

Luận văn Thạc sĩ khoa học

4

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............

24

2.1. Địa điểm và đối tƣợng nghiên cứu............................................................

24

2.1.1. Địa điểm nghiên cứu.................................................................................

25

2.1.2. Đối tượng nghiên cứu................................................................................

25

2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu...........................................................................

26

2.2.1. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu....................................................

26

2.2.1.1. Lấy mẫu nước biển.................................................................................

26

2.2.1.2. Lấy mẫu trầm tích...................................................................................

26

2.2.2. Phương pháp vơ cơ hóa mẫu trầm tích......................................................

26

2.3. Các thông số đánh giá độ tin cậy của phương pháp phân tích

27

2.3.1. Khoảng tuyến tính……………………………………………………….

27

2.3.2. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) của phương pháp

28

phân tích…………………………………………………………………………….
2.3.3. Độ chụm (độ lặp lại) của phương pháp……………………………………...
CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM........................................................................

28

3.1. Hóa chất, dụng cụ, thiết bị.........................................................................

30

3.1.1. Hóa chất.....................................................................................................

30

3.1.2. Dụng cụ.....................................................................................................

30

3.1.3. Thiết bị.......................................................................................................

30

3.2. Thực nghiệm...............................................................................................

31

3.2.1. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu....................................................

31

3.2.1.1. Lấy mẫu nước biển.................................................................................

31

3.2.1.2. Lấy mẫu trầm tích...................................................................................

31

3.2.2. Phương pháp xử lý mẫu.............................................................................

32

3.2.2.1. Mẫu nước biển........................................................................................

32

3.2.2.2. Mẫu trầm tích.........................................................................................

32

3.2.3. Phân tích các kim loại................................................................................

34

3.2.4. Phương pháp xử lý số liệu.........................................................................

35

Luận văn Thạc sĩ khoa học

5

30

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN....................................................

36

4.1. Đánh giá phƣơng pháp phân tích .............................................................

36

4.1.1. Khoảng tuyến tính ………………………………………………………

36

4.1.2 Đường chuẩn phân tích …………………………………………………..

37

4.1.2.1. Đường chuẩn phân tích Mangan ……………………………………...

37

4.1.2.2. Đường chuẩn phân tích Đồng …………………………………………

37

4.1.2.3. Đường chuẩn phân tích Kẽm ………………………………………….

38

4.1.2.4. Đường chuẩn phân tích Cadimi ……………………………………….

38

4.1.2.5. Đường chuẩn phân tích Thủy Ngân …………………………………...

39

4.1.2.6. Đường chuẩn phân tích Chì …………………………………………...

39

4.1.3. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng…............................................

41

4.1.4. Độ đúng của phương pháp ……………………………………………...

43

4.1.4.1. Độ lặp lại ……………………………………………………………...

43

4.1.4.2. Hiệu suất thu hồi ………………………………………………………

44

4.2. Kết quả phân tích mẫu thực tế ………………………………………….

45

4.2.1. Kết quả phân tích mẫu nước biển ……………………………………….

45

4.2.2. Kết quả phân tích mẫu trầm tích mặt ……………………………………

46

4.2.3. Kết quả phân tích mẫu trầm tích lõi …………………………………….

47

4.3. Thảo luận về kết quả phân tích

47

4.3.1. Sự phân bố của kim loại nặng trong nước biển và trầm tích

47

4.3.1.1. Sự phân bố của các kim loại nặng trong nước biển ở ba tầng nước

48

biển …………………………………………………………………………….
4.3.1.2 Sự phân bố của các kim loại nặng trong mẫu trầm tích ……………….

51

4.3.2. So sánh sự phân bố của các kim loại trong mẫu trầm tích và nước biển

52

tại một vị trí lấy mẫu …………………………………………………………..
4.3.3. Mối tương quan giữa nồng độ các kim loại nặng trong nước và trầm

56

tích ……………………………………………………………………………..
4.3.4. Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng ..................................................

Luận văn Thạc sĩ khoa học

6

59

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

4.3.4.1. Trong nước biển ……………………………………………………….

59

4.3.4.2. Trong trầm tích ………………………………………………………..

62

KẾT LUẬN........................................................................................................

68

TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................

70

Luận văn Thạc sĩ khoa học

7

ĐHKHTN - ĐHQGHN

Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
* AAS

: Quang phổ hấp thụ nguyên tử

* AES

: Quang phổ phát xạ nguyên tử

*ICP-MS

: Phổ khối plasma cao tần cảm ứng (Mass spectrometry).

* LogKow : Hệ số phân bố octanol-nước (Log of octanol/water partition coefficient).
* LOQ

: Giới hạn định lượng (Limit of Quantity).

* MDL

: Giới hạn phát hiện của phương pháp (Method Detection Limit).

*Nd

: Nhỏ hơn giới hạn phát hiện của phương pháp (not detected).

* P.P

: polypropylen

* QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

*SD

: Độ lệch chuẩn (Standard Deviation).

*PTN

: Phịng thí nghiệm

Luận văn Thạc sĩ khoa học

8

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

DANH MỤC HÌNH
Hình sớ

Nội dung

Trang

Hình 1.1

Sơ đồ hệ máy AAS cơ bản

15

Hình 1.2

Sơ đồ hệ máy AAS đầy đủ

15

Hình 1.3

Các bộ phận chính của máy ICP-MS

17

Hình 2.1

Bản đồ khu vực lấy mẫu

25

Hình 3.1

Máy đo ICP - MS ELAN 9000 – Perkin Elmer

33

Hình 3.2

Quy trình phân tích kim loại trong mẫu nước biển

34

Hình 3.3

Quy trình phân tích kim loại trong mẫu trầm tích

35

Hình 4.1

Đường chuẩn Mn

37

Hình 4.2

Đường chuẩn Cu

37

Hình 4.3

Đường chuẩn Zn

38

Hình 4.4

Đường chuẩn Cd

38

Hình 4.5

Đường chuẩn Hg

39

Hình 4.6

Đường chuẩn Pb

39

Hình 4.7

Sự phân bố của Mn trong nước biển ở 3 tầng

48

Hình 4.8

Sự phân bố của Cu trong nước biển ở 3 tầng

48

Hình 4.9

Sự phân bố của Zn trong nước biển ở 3 tầng

49

Hình 4.10

Sự phân bố của Cd trong nước biển ở 3 tầng

49

Hình 4.11

Sự phân bố của Hg trong nước biển ở 3 tầng

50

Hình 4.12

Sự phân bố của Pb trong nước biển ở 3 tầng

50

Bảng 4.13

Sự phân bố của Mn và Zn trong mẫu trầm tích

51

Bảng 4.14

Sự phân bố của Cu và Pb trong mẫu trầm tích

51

Luận văn Thạc sĩ khoa học

9

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy
Bảng 4.15

Lớp K22 - Hóa phân tích

Sự phân bố của Cd và Hg trong mẫu trầm tích

52

Sự phân bố của Cu trong mẫu trầm tích và nước biển tại một
Hình 4.16

54

vị trí lấy mẫu
Sự phân bố của Zn trong mẫu trầm tích và nước biển tại một

Hình 4.17

54

vị trí lấy mẫu
Sự phân bố của Cd trong mẫu trầm tích và nước biển tại một

Hình 4.18

55

vị trí lấy mẫu
Sự phân bố của Hg trong mẫu trầm tích và nước biển tại một

Hình 4.19

55

vị trí lấy mẫu
Sự phân bố của Pb trong mẫu trầm tích và nước biển tại một

Hình 4.20
Hình 4.21
Hình 4.22

56

vị trí lấy mẫu
So sánh hàm lượng kim loại ở vùng biển miền Trung Việt Nam
với QCVN và Tiêu chuẩn Canada
Hàm lượng Pb trong trầm tích sơng Châu Giang từ năm 1977

60
63

đến năm 1997

Hình 4.23

Nồng độ kim loại trong trầm tích theo độ sâu vị trí BD-236

65

Hình 4.24

Nồng độ kim loại trong trầm tích theo độ sâu vị trí BD-400

65

So sánh hàm lượng kim loại trong trầm tích ở vùng biển miền

67

Hình 4.25

Trung Việt Nam với các vùng biển khác trên thế giới

Luận văn Thạc sĩ khoa học

10

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

DANH MỤC BẢNG

Bảng sớ

Nội dung

Trang

Bảng 1.1

Một số thơng số lý - hóa quan trọng của mangan

3

Bảng 1.2

Một số thơng số lý - hóa quan trọng của đồng

5

Bảng 1.3

Một số thông số lý - hóa quan trọng của kẽm

6

Bảng 1.4

Một số thơng số lý - hóa quan trọng của cadimi

7

Bảng 1.5

Một số thơng số lý - hóa quan trọng của thủy ngân

8

Bảng 1.6

Một số thơng số lý - hóa quan trọng của chì

11

Bảng 1.7

Tóm tắt các kim loại phân tích

12

Bảng 1.8

Một số phương pháp phân tích kim loại trong mẫu nước

18

Bảng 1.9

Một số phương pháp phân tích kim loại trong mẫu trầm tích

19

Bảng 1.10

Tổng hàm lượng kim loại nặng (µg/l) trong nước sơng Tơ Lịch

20

Bảng 1.11

Tổng hàm lượng kim loại nặng (µg/l) trong nước sông Nhuệ

20

Bảng 1.12

Bảng 1.13

Bảng 1.14

Tổng hàm lượng kim loại nặng (µg/l) trong trầm tích sơng Nhà Bè và
sơng Sài Gịn so với Tiêu chuẩn Tham chiếu độc của Hoa Kỳ
Hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích bề mặt ở phía tây Vịnh Bắc
Bộ, biển Nam Trung Quốc
Hàm lượng kim loại (mg/kg) trong trầm tích biển ở phía tây Vịnh Bắc
Bộ, biển Nam Trung Quốc so với những biển khác trên thế giới

21

22

22

Bảng 1.15

Giá trị giới hạn của các thông số trong nước biển

23

Bảng 1.16

Giá trị giới hạn của các thơng số trong trầm tích

23

Bảng 3.1

Các thơng số máy đo ICP-MS

33

Bảng 4.1.

Phương trình hồi quy, hệ số tương quan của các đường chuẩn phân tích

40

Luận văn Thạc sĩ khoa học

11

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

Bảng 4.2

Giá trị LOD và LOQ của 1 số nguyên tố dùng phép đo ICP-MS

42

Bảng 4.3

Nồng độ các ion kim loại trong dung dịch chuẩn kiểm tra

44

Bảng 4.4

Hiệu suất thu hồi của quy trình phân tích trên mẫu thêm chuẩn

45

Bảng 4.5

Nồng độ kim loại trong nước biển

46

Bảng 4.6.

Nồng độ kim loại trong trầm tích mặt

46

Bảng 4.7

Nồng độ kim loại trong trầm tích lõi

47

Bảng 4.8
Bảng 4.9
Bảng 4.10

Bảng 4.11
Bảng 4.12
Bảng 4.13
Bảng 4.14
Bảng 4.15
Bảng 4.16
Bảng 4.17
Bảng 4.18

Sự phân bố của các kim loại trong mẫu trầm tích và nước biển tại một
vị trí lấy mẫu
Hệ số tương quan giữa các kim loại Mn, Cu, Zn, Cd, Hg trong mẫu
trầm tích
Hệ số tương quan giữa các kim loại Mn, Cu, Zn, Cd, Hg trong mẫu
nước tầng mặt
Hệ số tương quan giữa các kim loại Mn, Cu, Zn, Cd, Hg trong mẫu
nước tầng giữa
Hệ số tương quan giữa các kim loại Mn, Cu, Zn, Cd, Hg trong mẫu
nước tầng đáy
Hàm lượng trung bình của các nguyên tố trong nước biển và giới hạn
cho phép của chúng so với QCVN 43: 2012

Hàm lượng trung bình của các nguyên tố trong trầm tích và giới hạn
cho phép của chúng so với QCVN 43: 2012 và Tiêu chuẩn Canada
Nồng độ kim loại trong mẫu trầm tích lõi ở sơng Châu Giang, Trung
Quốc
Nồng độ kim loại trong mẫu trầm tích lõi ở cửa biển Hồng Kông, Trung
Quốc
Tốc độ sa lắng và tuổi ước tính của từng lớp trầm tích

vực trên thế giới

Luận văn Thạc sĩ khoa học

12

57
57
58
58
59
61

Quy mô dân số dải ven biển miền Trung năm 2009

So sánh hàm lượng một số kim loại nặng trong trầm tích tại một số khu
Bảng 4.19

53

ĐHKHTN - ĐHQGHN

62
63
63
64
66


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

MỞ ĐẦU
Những năm gần đây, do tác động của biến đổi khí hậu và nguyên nhân chủ quan
từ ý thức con người đã khiến môi trường sinh thái biển Việt Nam đứng trước nguy
cơ ô nhiễm cao trong tương lai.
Việt Nam là một quốc gia được ưu ái nhiều lợi thế về phát triển du lịch và kinh
tế biển với đường bờ biển dài hơn 3.000 km bao bọc lãnh thổ ở 3 hướng Đông, Nam,
Tây Nam cùng 90 cảng biển lớn nhỏ, 215 bãi biển có cảnh quan đẹp, nhiều vịnh nổi
tiếng tầm cỡ thế giới như vịnh Hạ Long, Nha Trang, Cam Ranh, Vân Phong… Bên
cạnh đó cịn có rất nhiều tài nguyên thiên nhiên phong phú và đa dạng, gồm tài
nguyên sinh vật, tài nguyên không sinh vật, tài nguyên trong khối nước, trên đáy và
trong lòng đất dưới đáy biển. Đặc biệt là khu vực các tỉnh duyên hải miền trung Việt
Nam từ Thanh Hóa đến Ninh Thuận.
Tuy nhiên, một thực trạng hiện nay là tài nguyên biển đang bị khai thác bừa bãi,
nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp khiến cho môi trường sinh thái biển
đang đứng trước nguy cơ ô nhiễm trầm trọng. Những tác động đó đã khiến mơi
trường sinh thái biển Việt Nam tiếp tục suy giảm, tính đa dạng sinh học, nhất là
vùng ven bờ ngày càng bị đe dọa như rừng ngập mặn, rạn san hơ. Cho tới nay, có
khoảng 85 lồi trong tình trạng nguy cấp ở nhiều mức độ khác nhau, trên 70 loài đã
được đưa vào sách đỏ Việt Nam. Đặc biệt là các tỉnh miền Trung Việt Nam, trong
những năm 2002, 2003 ở Bình Thuận, Ninh Thuận, Khánh Hòa đã xảy ra hiện
tượng thủy triều đỏ gây thiệt hại lớn cho ngành ni trồng thủy sản. Trong vịng
chưa đầy 6 tháng cuối năm 2006 đến đầu 2007 đã có khoảng 21.600 đến 51.800 tấn
dầu trơi nổi gây ơ nhiễm biển từ Bắc đến Nam. Trong đó chỉ có 20 tỉnh, thành ven
biển vớt và xử lý được hơn 1.700 tấn, số còn lại đã khuyếch tán, lan rộng gây ảnh
hưởng xấu cho sinh vật, thực vật biển [14].
Một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường biển là ơ nhiễm kim loại
nặng. Kim loại nặng có Hg, Cd, Pb, As, Sb, Cr, Cu, Zn, Mn, v.v... thường khơng

tham gia hoặc ít tham gia vào q trình sinh hóa của các thể sinh vật và thường tích

Luận văn Thạc sĩ khoa học

1

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

lũy trong cơ thể chúng. Vì vậy, chúng là các nguyên tố độc hại với sinh vật và môi
trường. Nguyên nhân chủ yếu gây ơ nhiễm kim loại nặng là q trình đổ vào môi
trường nước thải công nghiệp và nước thải độc hại không xử lý hoặc xử lý không
đạt yêu cầu. Ô nhiễm nước bởi kim loại nặng có tác động tiêu cực tới môi trường
sống của sinh vật và con người. Kim loại nặng tích lũy theo chuỗi thức ăn thâm
nhập và cơ thể người. Nước từ các ao, hồ, sông, kênh, mương… bị ô nhiễm kim loại
nặng sẽ đổ ra biển gây ra ô nhiễm nước biển gần bờ và xa bờ. Ô nhiễm kim loại
nặng biểu hiện ở nồng độ cao của các kim loại nặng trong nước. Trong một số
trường hợp, xuất hiện hiện tượng cá và thuỷ sinh vật chết hàng loạt. Do đó việc xác
định hàm lượng và sự phân bố của các kim loại trong nước biển và trầm tích biển
giúp ta có thể đánh giá được mức độ ô nhiễm kim loại nặng và tìm ra ngun nhân
gây ơ nhiễm và cách bảo vệ mơi trường biển. Vì thế tơi chọn đề tài "Phân tích hàm
lƣợng và đánh giá sự phân bớ một sớ kim loại nặng trong nƣớc biển và trầm
tích ở vùng biển miền Trung, Việt Nam " với các mục tiêu cụ thể sau:
1. Nghiên cứu phương pháp phân tích một số kim loại nặng (Mn, Cu, Zn,
Cd, Hg, Pb) trong nước biển và trầm tích biển.
2. Đánh giá mức độ ô nhiễm theo không gian tại các khu vực biển miền

Trung.
3. Đánh giá sự phân bố theo độ sâu và lịch sử ô nhiễm.

Luận văn Thạc sĩ khoa học

2

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về các kim loại nặng
1.1.1. Mangan
Mangan (Mn) là ngun tố thuộc nhóm VB, chu kì 4, ơ thứ 25 trong bảng tuần
hồn các ngun tố hóa học. Mangan là một kim loại màu trắng bạc, có một số dạng
thù hình khác nhau về mạng lưới tinh thể và tỉ khối, bền nhất ở nhiệt độ thường là
dạng α với mạng lưới lập phương tâm khối [4].
Bảng 1.1. Một số thơng số lý - hóa quan trọng của mangan
Số hiệu nguyên tử

25

Khối lượng nguyên tử

54,938

Cấu hình electron

[Ar] 3d5 4s2

Nhiệt độ nóng chảy

1246 oC

Nhiệt độ sơi

2061 oC

Trạng thái oxi hóa

+7, +6, +5, +4, +3, +2, +1, -1,-2, -3

Độ âm điện

1,55 (thang Pauling)

Năng lượng ion hóa thứ nhất

717,3 kJ·mol−1

Năng lượng ion hóa thứ hai

1509 kJ·mol−1

Năng lượng ion hóa thứ ba

3248 kJ·mol−1

Mangan rất cứng và rất dễ vỡ nhưng dễ bị oxi hóa. Các trạng thái oxi hóa phổ
biến nhất của Mangan là +2, +3, +4, +6 và +7. Trong đó, trạng thái ổn định nhất là
Mn +2 [4]. Mangan là kim loại tương đối hoạt động. Nó dễ bị oxi hóa trong khơng
khí bởi các chất oxi hóa mạnh như O2, F2, Cl2 tạo nên các hợp chất Mn2O3, Mn3O4,
MnF4, MnCl2.
Mangan tác dụng mạnh với dung dịch các axit loãng như HCl, H2SO4 giải
phóng hidro, nhưng lại thụ động hóa trong dung dịch HNO3 đặc, nguội. Nó chỉ tan
trong dung dịch HNO3 đặc, nóng theo phản ứng
3Mn +8HNO3 → 3Mn(NO3)2 +2NO + 4H2O
Mangan cũng phản ứng với các nguyên tố không kim lọai như lưu huỳnh, nitơ,

Luận văn Thạc sĩ khoa học

3

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

photpho, cacbon và silic ở nhiệt độ cao. Nhờ tính chất này nên mangan có vai trị
của chất loại oxi trong luyện kim [4].
Ứng dụng lớn nhất của mangan là trong công nghiệp sản xuất sắt, gang, hợp
kim thép, nhất là trong việc chế tạo thép khơng gỉ [26]. Mangan có khả năng loại
oxi, loại lưu huỳnh trong thép, gang và có khả năng tạo hợp kim với sắt tạo thành
thép đặc biệt nên truyền cho thép những tính chất tốt như khó gỉ, cứng và chịu mài

mòn. Khoảng 85 - 90% lượng mangan được sản xuất để phục vụ cho việc sản xuất
gang, thép trong ngành luyện kim [4].
Mangan được tìm thấy trong nhiều loại thức ăn khác nhau, bao gồm: các loại
quả, hạt, trái cây, các cây họ đậu, trà, các loại rau nhiều lá, sữa bột sơ sinh, một vài
loại thịt và cá [27]. Đây là một nguyên tố cần thiết cho tất cả các lồi. Cơ thể người
trung bình chứa khoảng 12 mg mangan, được lưu trữ chủ yếu ở trong xương, gan,
thận và tuyến tụy [20]. Con người chỉ có thể hấp thụ mangan ở dạng hịa tan của nó
đó là Mn+2 [20], [21]. Mangan là một thành phần của enzym superoxit dimutat
(SOD), loại enzym chống oxy hóa chủ yếu có trong ti thể, giúp chống lại các gốc tự
do. Các gốc tự do xuất hiện một cách tự nhiên trong cơ thể nhưng lại có thể làm
hỏng màng tế bào và DNA, gây nên sự lão hóa, bệnh tim và ung thư. Sự có mặt của
SOD giúp trung hòa các gốc tự do này, làm giảm thậm chí ngăn ngừa một số tác hại
mà các gốc tự do gây ra [20].
Nhiễm độc mangan mãn tính có thể do hít phải bụi và hơi mangan trong một
thời gian dài, cũng có thể do sử dụng nguồn nước ăn uống bị ô nhiễm mangan. Các
triệu chứng nhiễm độc thường xuất hiện từ từ. Ban đầu thường là nhức đầu, ngủ
kém, rối loạn thăng bằng, dáng đi vụng về. Trong hình thức tồi tệ nhất có thể dẫn
đến rối loạn thần kinh lâu dài với các triệu chứng tương tự như bệnh Parkinson bao
gồm run chân tay, đi lại khó khăn, co thắt cơ mặt, tâm thần phân liệt và thậm chí ảo
giác. Nhiễm độc mangan cịn có thể xảy ra ở những người bị bệnh gan mãn tính vì
gan đóng vai trị quan trọng trong việc loại bỏ mangan ra khỏi cơ thể. Cá nhân nào
có hệ bài tiết suy yếu sẽ càng nhạy cảm với độc tính của mangan. Nhóm này bao
gồm người già và người rất trẻ - những người có các cơ quan cịn yếu và chưa phát

Luận văn Thạc sĩ khoa học

4

ĐHKHTN - ĐHQGHN

Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

triển một cách đầy đủ. Khả năng gây đột biến và gây ung thư do phơi nhiễm
mangan chưa được biết đến ở người. Nhiễm độc mangan làm giảm khả năng sinh
sản đồng thời làm tăng khả năng xuất hiện các bất thường ở thai nhi [25]. Như vậy,
những ảnh hưởng sức khỏe mà mangan gây ra phụ thuộc vào con đường phơi nhiễm,
dạng hóa học, thời gian phơi nhiễm và trạng thái sức khỏe của từng cá nhân [26].
1.1.2. Đồng
Đồng (Cu) là nguyên tố thuộc nhóm IB, chu kỳ 4, ơ thứ 29 trong bảng tuần
hồn các ngun tố hóa học.
Bảng 1.2. Một số thơng số lý-hóa quan trọng của đồng
Số hiệu ngun tử

29

Khối lượng ngun tử

63,546

Cấu hình electron

[Ar] 3d10 4s1

Nhiệt độ nóng chảy

1084,62 oC

Nhiệt độ sơi

2562 oC

Trạng thái oxi hóa

+1, +2, +3, +4

Độ âm điện

1,90 (thang Pauling)

Năng lượng ion hóa thứ nhất

745,5 kJ·mol−1

Năng lượng ion hóa thứ hai

1957,9 kJ·mol−1

Năng lượng ion hóa thứ ba

3555 kJ·mol−1

Đồng là kim loại dẻo có độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao. Đồng nguyên chất mềm
và dễ uốn; bề mặt đồng tươi có màu cam đỏ. Nó được sử dụng làm chất dẫn nhiệt và
điện, vật liệu xây dựng, và thành phần của các hợp kim của nhiều kim loại khác
nhau [20]. Đồng tạo nhiều hợp chất khác nhau với các trạng thái ơxy hóa +1 và +2.
Nó khơng phản ứng với nước, nhưng phản ứng chậm với ơxy trong khơng khí tạo
thành một lớp oxit đồng màu nâu đen. Ngược lại với sự ơxy hóa của sắt trong khơng

khí ẩm, lớp oxit này sau đó sẽ ngăn cản sự ăn mòn. Hydrogen sulfua và sulfua phản
ứng với đồng tạo ra các hợp chất đồng sulfua khác nhau trên bề mặt. Trong trường
hợp phản ứng với sulfua, ăn mòn đồng diễn ra khi đồng tiếp xúc với khơng khí có

Luận văn Thạc sĩ khoa học

5

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

chứa các hợp chất sulfua. Các dung dịch amoni chứa oxy có thể tạo ra một phức
chất hòa tan trong nước với đồng, khi phản ứng với oxy và axit clohydric để tạo
thành đồng clorua và hydro peroxide bị axit hóa để tạo thành các muối đồng (II).
Đồng (II) clorua và đồng phản ứng với nhau tạo thành đồng (I) clorua [18].
Đồng là vật liệu dễ dát mỏng, dễ uốn, có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, vì
vậy nó được sử dụng một cách rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm: Dây điện, que
hàn đồng, tay nắm và các đồ vật khác trong xây dựng nhà cửa, đúc tượng, cuộn từ
của nam châm điện, động cơ, đặc biệt là các động cơ điện.
Mọi hợp chất của đồng là những chất độc. Đồng kim loại ở dạng bột là một chất
dễ cháy, 30g sulfat đồng có khả năng gây chết người. Đồng trong nước với nồng độ
lớn hơn 1 mg/lít có thể tạo vết bẩn trên quần áo hay các đồ vật được giật giũ trong
nước đó. Nồng độ an tồn của đồng trong nước uống đối với con người dao động theo
từng nguồn, nhưng có xu hướng nằm trong khoảng 1,5 – 2 mg/lít [18].
1.1.3. Kẽm
Kẽm (Zn) là nguyên tố thuộc nhóm IIB, chu kỳ 4, ơ thứ 30, trong bảng tuần

hồn các ngun tố hóa học.
Bảng 1.3. Một số thơng số lý-hóa quan trọng của kẽm
Số hiệu ngun tử

30

Khối lượng ngun tử

65,37
[Ar] 3d10 4s2

Cấu hình electron
Bán kính ngun tử

0,139 nm

Khối lượng riêng

7,13 g/cm3

Nhiệt độ nóng chảy

419,53 oC

Nhiệt độ sơi

907 °C

Năng lượng ion hóa thứ nhất

906,4 kJ·mol−1

Năng lượng ion hóa thứ hai

1733,3 kJ·mol−1

Năng lượng ion hóa thứ ba:

3833 kJ·mol−1

Luận văn Thạc sĩ khoa học

6

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

Kẽm là một kim loại màu trắng xanh nhạt ở nhiệt độ thường, ở nhiệt độ cao
mềm, dẻo, dễ dát mỏng, dễ kéo dài. Trong khơng khí nó bị phủ bởi một lớp oxit nên
mất tính ánh kim [20]
Kẽm là một kim loại hoạt động trung bình, có thể kết hợp với oxi và các á kim
khác, có phản ứng với axit lỗng để giải phóng hiđro. Trạng thái oxi hóa phổ biến
của kẽm là +2. Kẽm là nguyên tố phổ biến thứ 23 trong vỏ Trái đất. Kẽm trong tự
nhiên là hỗn hợp của 4 đồng vị ổn đinh: 64Zn, 66Zn, 67Zn, 68Zn với đồng vị 64Zn là
phổ biến nhất chiếm 48,6% trong tự nhiên.
Kẽm là kim loại được sử dụng phổ biến thứ tư sau sắt, nhơm, đồng tính theo

lượng sản xuất hàng năm. Kẽm được sử dụng để mạ kim loại như mạ thép để chống
han gỉ, sử dụng trong các hợp kim như: đồng thanh, niken trắng, các loại que hàn,
bạc Đức, sử dụng trong dập khuôn, đặc biệt là trong công nghiệp ôtô. Oxit kẽm
được sử dụng như chất liệu có màu trắng trong màu nước và sơn cũng như chất hoạt
hóa trong cơng nghiệp ơtơ. Trong thực đơn hàng ngày, kẽm có trong thành phần của
các loại khống chất và vitamin. Người ta cho rằng kẽm có thuộc tính chống oxi
hóa do vậy nó được sử dụng như nguyên tố vi lượng để chống sự chết yểu của da và
cơ trong cơ thể (lão hóa). Trong các biệt dược có chứa một lượng lớn kẽm nên
người ta cho rằng nó có tác dụng làm nhanh lành vết thương [20].
1.1.4. Cadimi
Bảng 1.4. Một số thơng số lý-hóa quan trọng của Cadimi
Số hiệu nguyên tử
Nguyên tử khối
Cấu hình lớp vỏ ngun tử
Khối lượng riêng
Nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ sơi
Năng lượng ion hóa thứ nhất
Năng lượng ion hóa thứ hai
Năng lượng ion hóa thứ ba

Luận văn Thạc sĩ khoa học

48
112,41
[Kr] 4d10 5s2
8,65 g/cm3
321,07 °C
767 °C
867,8 kJ·mol−1

1631,4 kJ·mol−1
3616 kJ·mol−1

7

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

Cadimi (Cd) là nguyên tố hóa học thuộc nhóm IIB, chu kỳ 5 trong bảng hệ
thống tuần hồn các ngun tố hóa học.
Do năng lượng ion hóa thứ ba rất cao làm cho năng lượng sonvat hóa hay năng
lượng tạo thành mạng lưới tinh thể không đủ để làm bền được cho trạng thái oxi hóa
+3, trạng thái oxi hóa cao nhất của Cd chỉ là +2. Cadimi là kim loại nặng, mềm,
màu trắng xanh, dễ nóng chảy. Trong khơng khí ẩm chúng dần dần bị bao phủ bởi
lớp oxi hóa nên mất tính ánh kim và khơng bị gỉ. Khi đun nóng Cd tác dụng được
với oxi và nước tạo thành oxit, dễ tan trong axit HNO3. Là một nguyên tố hiếm
chiếm khoảng 7,6. 10-6 % tổng số nguyên tử tương ứng trong vỏ trái đất. Trong
thiên nhiên, Cd thường tồn tại trong hợp kim cùng với Zn, Cu.
Cd là một kim loại độc hiện đại, nó chỉ mới được phát hiện như một nguyên tố
vào năm 1817 và được sử dụng trong công nghiệp từ khoảng 50 năm trước, hiện
nay Cd là một kim loại rất quan trọng trong nhiều ứng dụng khác nhau, đặc biệt Cd
được sử dụng chủ yếu trong mạ điện vì nó có đặc tính khơng ăn mịn. Ngồi ra Cd
cịn được sử dụng làm chất màu cho công nghệ sơn và công nghệ chất dẻo và là
catot cho nguồn pin Ni-Cd; sản phẩm phụ của công nghệ luyện chì và kẽm [20].
1.1.5. Thủy ngân
Bảng 1.5. Một số thơng số lý-hóa quan trọng của thủy ngân

Số hiệu nguyên tử

80

Khối lượng nguyên tử

200,59

Cấu hính electron

[Xe] 4f14 5d10 6s2

Nhiệt độ nóng chảy

-38,83 oC

Nhiệt độ sơi

356,73 oC

Trạng thái oxi hóa

+4, +2, +1

Độ âm điện

2,00 (thang Pauling)

Năng lượng ion hóa thứ nhất

1007,1 kJ·mol−1

Năng lượng ion hóa thứ hai

1810 kJ·mol−1

Năng lượng ion hóa thứ ba

3300 kJ·mol−1

Luận văn Thạc sĩ khoa học

8

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

Thủy ngân (Hg) là ngun tố thuộc nhóm IIB, chu kì 6, ơ thứ 80 trong bảng hệ
thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học.
Là một kim loại lưỡng tính nặng có ánh bạc, thủy ngân là một nguyên tố kim
loại được biết có dạng lỏng ở nhiệt độ thường. Thủy ngân được sử dụng trong các
nhiệt kế, áp kế và các thiết bị khoa học khác. Thủy ngân thu được chủ yếu bằng
phương pháp khử khống chất chu sa. Thủy ngân có tính dẫn nhiệt kém nhưng dẫn
điện tốt. Thủy ngân tạo ra hợp kim với phần lớn các kim loại, bao gồm vàng, nhôm
và bạc, đồng nhưng không tạo với sắt. Do đó, người ta có thể chứa thủy ngân trong
bình bằng sắt. Telua cũng tạo ra hợp kim, nhưng nó phản ứng rất chậm để tạo ra

telurua thủy ngân. Hợp kim của thủy ngân được gọi là hỗn hống.
Kim loại này có hệ số nở nhiệt là hằng số khi ở trạng thái lỏng, hoạt động hóa
học kém kẽm và cadmium. Trạng thái oxi hóa phổ biến của nó là +1 và +2. Rất ít
hợp chất trong đó thủy ngân có hóa trị +3 tồn tại. Thủy ngân rất độc, có thể gây chết
người khi bị nhiễm độc qua đường hô hấp. Thủy ngân được sử dụng chủ yếu trong
sản xuất các hóa chất,trong kỹ thuật điện và điện tử. Nó cũng được sử dụng trong
một số nhiệt kế. Các ứng dụng khác là: Máy đo huyết áp chứa thủy ngân (đã bị cấm
ở một số nơi), Thimerosal, một hợp chất hữu cơ được sử dụng như là chất khử trùng
trong vaccin và mực xăm (Thimerosal in vaccines), phong vũ kế thủy ngân, bơm
khuyếch tán, tích điện kế thủy ngân và nhiều thiết bị phịng thí nghiệm khác. Là một
chất lỏng với tỷ trọng rất cao, Hg được sử dụng để làm kín các chi tiết chuyển động
của máy khuấy dùng trong kỹ thuật hóa học, điểm ba trạng thái của thủy ngân,
-38,8344 °C, là điểm cố định được sử dụng như nhiệt độ tiêu chuẩn cho thang đo
nhiệt độ quốc tế (ITS-90), trong một số đèn điện tử, hơi thủy ngân được sử dụng
trong đèn hơi thủy ngân và một số đèn kiểu "đèn huỳnh quang" cho các mục đích
quảng cáo, màu sắc của các loại đèn này phụ thuộc vào khí nạp vào bóng, thủy ngân
được sử dụng tách vàng và bạc trong các quặng sa khoáng, thủy ngân vẫn còn được
sử dụng trong một số nền văn hóa cho các mục đích y học dân tộc và nghi lễ. Ngày
xưa, để chữa bệnh tắc ruột, người ta cho bệnh nhân uống thủy ngân lỏng (100-200
g). Ở trạng thái kim loại không phân tán, thủy ngân không độc và có tỷ trọng lớn
nên sẽ chảy trong hệ thống tiêu hóa và giúp thơng ruột cho bệnh nhân.

Luận văn Thạc sĩ khoa học

9

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

Thủy ngân ngun tố lỏng là ít độc, nhưng hơi, các hợp chất và muối của nó là
rất độc và là nguyên nhân gây ra các tổn thương não và gan khi con người tiếp xúc,
hít thở hay ăn phải. Thủy ngân có xu hướng bị oxi hóa tạo ra oxit thủy ngân - khi bị
rớt xuống hay bị làm nhiễu loạn, thủy ngân sẽ tạo thành các hạt rất nhỏ, làm tăng
diện tích tiếp xúc bề mặt một cách khủng khiếp. Thủy ngân là chất độc tích lũy sinh
học rất dễ dàng hấp thụ qua da, các cơ quan hô hấp và tiêu hóa. Các hợp chất vơ cơ
ít độc hơn so với hợp chất hữu cơ của thủy ngân. Cho dù ít độc hơn so với các hợp
chất của nó nhưng thủy ngân vẫn tạo ra sự ô nhiễm đáng kể đối với mơi trường vì
nó tạo ra các hợp chất hữu cơ trong các cơ thể sinh vật. Một trong những hợp chất
độc nhất của nó là đimetyl thủy ngân, là độc đến đến mức chỉ vài microlit rơi vào da
có thể gây tử vong. Một trong những mục tiêu chính của các chất độc này là enzym
pyruvat dehiđrogenat (PDH). Enzym bị ức chế hoàn toàn bởi một vài hợp chất của
thủy ngân, thành phần gốc axit lipoic của phức hợp đa enzym liên kết với các hợp
chất đó rất bền và vì thế PDH bị ức chế. Thơng qua q trình tích lũy sinh học metyl
thủy ngân nằm trong chuỗi thức ăn, đạt đến mức tích lũy cao trong một số loài như
cá ngừ. Sự ngộ độc thủy ngân đối với con người là kết quả của việc tiêu thụ lâu dài
một số loại lương thực, thực phẩm nào đó. Các lồi cá lớn như cá ngừ hay cá kiếm
thơng thường chứa nhiều thủy ngân hơn các lồi cá nhỏ, do thủy ngân tích lũy tăng
dần theo chuỗi thức ăn. Các nguồn nước tích lũy thủy ngân thơng qua q trình xói
mịn của các khống chất hay trầm tích từ khí quyển. Thực vật hấp thụ thủy ngân
khi ẩm ướt nhưng có thể thải ra trong khơng khí khơ. Thực vật và các trầm tích
trong than có các nồng độ thủy ngân dao động mạnh. Etyl thủy ngân là sản phẩm
phân rã từ chất chống khuẩn thimerosal và có hiệu ứng tương tự nhưng không đồng
nhất với metyl thủy ngân [20].
1.1.6. Chì
Chì (Pb) thuộc phân nhóm chính nhóm IV, chu kỳ 6, ơ thứ 82 trong bảng tuần
hồn các ngun tố hóa học. 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 khí tiếp
xúc với khơng khí.

Luận văn Thạc sĩ khoa học

10

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

Bảng 1.6. Một số thơng số lý-hóa quan trọng của Chì
Số hiệu ngun tử

82

Khối lượng nguyên tử

207,2

Cấu tạo electron

[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2

Nhiệt độ nóng chảy

327,46 oC

Nhiệt độ sơi

1737 oC

Khối lượng riêng

11,34 g/cm3

Độ âm điện

2,33

Trạng thái oxi hóa

+2, +4

Năng lượng ion hóa thứ nhất

715,6 kJ·mol−1

Năng lượng ion hóa thứ hai

1450,5 kJ·mol−1

Năng lượng ion hóa thứ ba

3081,5 kJ·mol−1

Chì tan được trong các axit. Chì chỉ tương tác ở trên bề mặt với dung dịch axit

clohiđric lỗng và axit sunfuric dưới 80%. Vì bị bao bởi lớp muối khó tan (PbCl2 và
PbSO4) nhưng với dung dịch đậm đăc hơn của các axit đó chì có thể tan vì muối
khó tan của lớp bảo vệ đã chuyển thành hợp chất tan:
PbCl2 + 2HCl = H2PbCl2
PbSO4 + H2SO4 = Pb(HSO4)2
Chì dễ tác dụng với HNO3 ở bất kì nồng độ nào, có thể tan trong axit axetic và
trong các axit hữu cơ khác.
Chì dùng trong xây dựng, ắc quy chì, đạn, và là một phần của nhiều hợp kim.
Chì có số ngun tố cao nhất trong các nguyên tố bền. Chì được dùng để làm tấm
điện cực trong ăcquy, dây cáp điện, đầu đạn và các ống dẫn trong cơng nghiệp hóa
học. Chì hấp thụ tốt tia phóng xạ và tia Rơnghen nên được dùng làm những tấm bảo
vệ khi làm việc với những tia đó. Tường của phịng thí nghiệm phóng xạ được lót
bằng gạch chì, mỗi viên gạch đó thường nặng hơn 10kg.
Chì và hợp chất của chì đều rất độc, nên khi tiếp xúc cần phải cẩn thận. Chì là
một kim loại độc có thể gây tổn hại cho hệ thần kinh, đặc biệt là ở trẻ em và có thể

Luận văn Thạc sĩ khoa học

11

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

gây ra các chứng rối loạn não và máu. Ngộ độc chì chủ yếu từ đường thức ăn hoặc
nước uống có nhiễm chì; nhưng cũng có thể xảy ra sau khi vơ tình nuốt phải các
loại đất hoặc bụi nhiễm chì hoặc sơn gốc chì. Tiếp xúc lâu ngày với chì hoặc các

muối của nó hoặc các chất oxi hóa mạnh như PbO2 có thể gây bệnh thận, và các cơn
đau bất thường giống như đau bụng. Đối với phụ nữ mang thai, khi tiếp xúc với chì
ở mức cao có thể bị sẩy thai. Tiếp xúc lâu dài và liên tục với chì làm giảm khả năng
sinh sản ở nam giới [20].
Bảng 1.7. Tóm tắt các kim loại phân tích
Thơng sớ

Mn

Cu

Zn

Số hiệu nguyên tử

Z= 25

Z= 29

Z= 30

Nguyên tử khối

54,938

Cấu hình electron
Nhiệt độ nóng

63,546

5

2

65,37

10

1

[Ar] 3d 4s

[Ar] 3d 4s

[Ar] 3d10 4s2

1246 oC

1084,62 oC

419,53 oC

767 °C

907 °C

chảy
Nhiệt độ sôi

2061 oC

7,47 g/cm

8,94 g/cm

7,13 g/cm3

1,55

1,90

1,65

Thông số

Cd

Hg

Pb

Số hiệu nguyên tử

Z=48

Z= 80

Z=82

Nguyên tử khối

112,41

Khối lượng riêng
Độ âm điện

Cấu hình electron
Nhiệt độ nóng
chảy
Nhiệt độ sơi
Khối lượng riêng
Độ âm điện

3

10

3

200,59
14

207,2

[Kr]4d 5s

[Xe] 4f 5d 6s

[Xe]4f14 5d10 6s2
6p2

321,07 °C

-38,83 oC

327,46 oC

767 °C

356,73 oC

1737 oC

8,642 g/cm3

13,546 g/cm3

11,34 g/cm3

1,69

2,00

2,33

Luận văn Thạc sĩ khoa học

2

12

10

2

ĐHKHTN - ĐHQGHN


Bùi Phương Thúy

Lớp K22 - Hóa phân tích

1.2. Các phƣơng pháp phân tích kim loại nặng
Có thể xác định hàm lượng kim loại nặng bằng phương pháp hóa học, vật lý
như phổ Rơnghen, trắc quang ngọn lửa, huỳnh quang, phát quang, quang phổ phát
xạ, kích hoạt nơtron, cực phổ, khối phổ... Tuy hiên, mỗi một phương pháp đều có
những ưu điểm và nhược điểm nhất định, nhanh, nhạy khác nhau.
1.2.1. Các phƣơng pháp hóa học
1.2.1.1. Phƣơng pháp phân tích khới lƣợng
Phương pháp phân tích khối lượng là phương pháp cổ điển, độ chính xác có
thể đạt tới 0,1%. Cơ sở của phương pháp là sự kết tủa định lượng của chất phân tích
với một thuốc thử thích hợp.
Phương pháp này khơng địi hỏi dụng cụ đắt tiền nhưng q trình phân tích
mất nhiều thời gian, nhiều giai đoạn khi phân tích lượng vết các chất. Vì vậy
phương pháp này khơng được dùng phổ biến trong thực tế để xác định lượng vết
các chất mà chỉ dùng khi phân tích hàm lượng lớn [13].
1.2.1.2. Phƣơng pháp phân tích thể tích
Phân tích thể tích là phương pháp phân tích định lượng dựa trên thể tích dung
dịch chuẩn (đã biết chính xác nồng độ) cần dùng để phản ứng vừa đủ với chất cần
xác định có trong dung dịch phân tích. Đây là phương pháp hóa học dùng để xác
định nhanh, đơn giản nhưng không cho phép xác định lượng vết các nguyên tố [15.]

1.2.2. Các phƣơng pháp trắc quang (phổ hấp thụ phân tử UV-VIS)
Phương pháp trắc quang hiện nay được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh
vực như công nghiệp sợi vải, sản xuất sơn, vật liệu xây dựng...
Có thể xác định hàm lượng kim loại bằng cách đo màu trực tiếp trên các phức
aqua. Tuy nhiên phương pháp này địi hỏi phải có sự tạo phức của ngun tố cần
phân tích với một thuốc thử hữu cơ có màu nên khơng thích hợp để phân tích hàng
loạt [5].
1.2.3. Phƣơng pháp phổ phát xạ nguyên tử AES
Nguyên tử gồm 2 phần cơ bản là hạt nhân và các electron. Hạt nhân mang
điện tích dương, chiếm 99,9% khối lượng nguyên tử, thể tích hạt nhân rất nhỏ so

Luận văn Thạc sĩ khoa học

13

ĐHKHTN - ĐHQGHN