CHƯƠNG 1: TONG QUAN 1. Dai cương về các tinh chat của thủy ngân 1. Đặc tính nguyên tử và tính chất hóa lý ©! Thủy ngân (mercurius hay hydrargyrum — Hg) là nguyên tố hóa học thuộc 6 số 80, nhóm IIB, chu kì 6 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.1: Mot số hằng số vật lí quan trong của thủy ngân Cấu hình electron [Xe]4f'*5d!96s? Nguyên tử khôi 200,59 Bán kính nguyên tử (A) 1,60 Năng lượng ion hóa (eV) I 1,10 b 10,431 b 18,75 Thế điện cực chuân Hg”*/Hg (V) +0,854 Khôi lượng riêng (gam/cm”) 13,55 Nhiệt độ nóng chảy (°C) -39 Nhiệt độ sôi (°C) 357 Độ âm điện 1,9 Thủy ngân là kim loại nặng, tôn tại ở trạng thái lỏng ở điều kiện thường, có màu trang bạc nhưng ở trong không khí âm, chúng dan bị bao phủ bởi màng oxit nên mat ánh kim. Thủy ngân rat dé nóng chảy và dé bay hơi, hơi gồm những đơn nguyên tử.
Ở 20°C, áp suất hơi của Hg là 1,3. Thủy ngân tan trong dung môi phân cực và cả trong dung môi không phân cực. Dung dịch của Hg trong nước (khi không có không khí) ở 25°C va 1 atm chứa 6. Thủy ngân có thé hòa tan nhiều kim loại dé tạo thành hỗn hồng.
Tùy theo tỉ lệ của kim loại tan trong thủy ngân, hỗn hống có dạng lỏng hoặc rắn. Tuy nhiên, một số kim loại như: Mn, Fe, Co, Ni va Pt khó tạo hỗn hồng với thủy ngân. Do đó, người ta có thê chứa Hg trong các thùng bằng sắt. Thủy ngân là kim loại kém hoạt động hóa học.
Thủy ngân không tác dụng với oxi ở nhiệt độ thường, nhưng tác dụng rõ rệt ở 300°C tạo thành HgO, nhưng ở 400°C, oxit thủy ngân lại bị phân hủy thành các nguyên tố ban đầu. Thủy ngân có thê tác dụng với S và b dé dàng ở điều kiện thường. Thủy ngân chỉ tác dụng với những axit có tính oxi hóa mạnh như HNO3, H;SO¿ đặc nóng, không phản ứng với axit thường như HCl, HaSO¿ loãng. và dung dịch kiềm.
Trạng thái thiên nhiên và các thành phần đồng vị Thủy ngân xuất hiện trong tự nhiên và tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau. Thủy ngân rất hiếm khi được tìm thấy dưới dang kim loại tinh khiết, chủ yếu tồn tại dưới dạng hợp chất hoặc các muối vô cơ. Một trong những khoáng vật quan trọng và phô biến chứa thủy ngân là quặng Cinnabar. Thủy ngân được tỉnh chế từ quặng sunfua bang cách nung nóng quặng đến nhiệt độ trên 540°C, hơi thủy ngân sẽ được thu lấy va làm lạnh dé thu được thủy ngân lỏng.
© Trong muối vô cơ, thủy ngân có hóa trị I và II, trong muối hữu cơ, thủy ngân có hóa trị II. Các hợp chất thủy phân vô cơ bao gồm sunfua thủy ngân, oxit thủy ngân và clorua thủy ngân. Hau hết các hop chất thủy ngân vô cơ là bột hoặc tinh thé màu trang, trừ sunfua thủy ngân, có màu đỏ và chuyên thành màu đen sau khi tiếp xúc với ánh sáng. Một số muối thủy ngân (như HgCla) đủ bay hơi dé tồn tại đưới dạng khí quyền.
Khi thủy ngân kết hợp với cacbon, các hợp chất được hình thành được gọi là hợp chất thủy ngân hữu cơ. Có một số lượng lớn các hợp chất thủy ngân hữu cơ tiềm tang (như đimetyl thủy ngân, phenyl thủy ngân, etyl thủy ngân và metyl thủy ngân); tuy nhiên, đến nay hợp chất thủy ngân hữu cơ phổ biến nhất trong môi trường là metyl thủy ngân. Thủy ngân có hai mươi bốn đồng vị, trong đó có bảy đồng vị thiên nhiên là "Hg (014%); Hg (10,02%); ””“Hg (16,84%); “Hg (23,12%); ”"Hg (13,22%); He (29,80%); ““Hg (6,85%). Trong các đồng vị phóng xạ, bền nhất là đồng vi ”“Hg có chu kì bán hủy là một trăm ba mươi ngày.
Ứng dụng của thủy ngân Thủy ngân có nhiều ứng dụng và đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau dựa vào những đặc tính quý báu của thủy ngân như: nhạy với sự thay đổi nhiệt độ. áp suất, có thé tạo hỗn hồng với nhiều kim loại. ~ Trong công nghiệp, thủy ngân được dùng dé chế tạo các đụng cụ nghiên cứu khoa học và dụng cụ trong phòng thí nghiệm như nhiệt kế, áp kế. ~ Trong kỹ nghệ điện.
thủy ngân là hóa chất quan trọng đề chế tạo các đèn hơi Hg, các máy nắn và ngắt dong, các thiết bị kiểm tra công nghệ. — Chế tạo hỗn hỗng sử dụng trong các công việc như sau: + Trong nha khoa đẻ trám răng. + Trong chế tạo các ắc quy sắt — niken. + Tạo hỗn hồng với vàng va bạc dùng dé mạ vàng và mạ bạc.
Tuy nhiên, ngày nay phương pháp này được thay thé bằng phương pháp điện phân. + Tách vàng và bạc ra khỏi các quặng sa khoáng của chúng. Tuy nhiên, do tính chất độc hại và anh hưởng xấu đến môi trường nên ngày nay, thủy ngân không còn được sử dụng trong một sô quá trình trên và bị câm ở nhiêu nơi. Một số loại hợp chất thủy ngân hữu cơ dưới dạng được phẩm được dùng trong y tế như: + Neptal: thuốc lợi tiểu.
+ Mccurocrom: thuốc sát trùng, dùng ngoài da, nếu dùng bên trong vét thương có thé bị nhiễm độc. |"! Trước đây, một số hợp chất thủy ngân hữu cơ cũng được ding làm hóa chất đề trừ dịch hại như trừ nam, nhưng vì các hóa chất đó gây nhiém độc cho người dùng và lưu tôn tại lâu dai trong môi trường tự nhiên nên đã bị cam sử dụng ở Việt Nam từ năm 1996. Con đường xâm nhập Thủy ngân chủ yếu xâm nhập vào cơ thể người qua đường hô hấp do tính chất dé bay hơi ở nhiệt độ thường. Gan 80% hơi Hg hít vào được giữ lại và thâm vào cơ thê tùy thuộc vào độ hòa tan của nó.
Khi thao tác bằng tay làm rơi vãi thủy ngân, nó sẽ phân tán thành nhiều giọt, các giọt nhỏ đó bam vào bụi lại phan tán nhỏ hơn nữa, làm cho diện tích tiếp xúc của Hg với không khí tăng lên vô tận. tạo điều kiện cho nó bốc hơi va xâm nhập vao cơ thé. 1 m không khí bão hòa hơi Hg ở 20°C chứa khoảng 15 mg Hg, cao gấp 1500 lan nồng độ cho phép. Thủy ngân cũng có khả năng hấp thụ vào cơ thê người qua đa nhưng không mạnh bằng đường hô hap.
Mặt khác, chất độc Hg bám trên đa có thê vào cơ thé qua đường miệng. Giống như chi, thủy ngân có thê xâm nhập bằng đường tiêu hóa từ thức ăn. Một trong những loại thực phẩm dé bị nhiễm độc thủy ngân là cá do quá trình tích lũy sinh học thủy ngân trong tự nhiên ở môi trường sống của chúng. Thủy ngân kim loại ít bị hấp thụ qua đường tiêu hóa.
Sau khi vào cơ thể. thủy ngân thường được chuyên hóa thành ion Hg”* va thường tích lũy trong máu, thận và não. Thủy ngân vô cơ sẽ được thải loại qua kết tràng và thận. Một ty lệ nhỏ được thải loại qua da và nước bot.
Tác hại đối với con người Thủy ngân và các hợp chất vô cơ cũng như hữu cơ của nó đều độc. Thủy ngân kim loại Thủy ngân là một chất độc đối với tế bào, tác dụng của nó rất phức tạp. Thủy ngân gây thoái hóa tô chức, tạo thành các protein rất dễ tan làm tê liệt chức năng của các nhóm thiol, các hệ thông men cơ bản và oxi hóa - khử của tế bào. Hit thở không khí có nông độ Hg | mg/m? trong thời gian đài có thé bị nhiễm độc (từ 1 - 3 mg/m? có thé gây viêm phôi cấp).
Tiếp xúc lâu đài với nồng độ Hg 0,1 mg/m? có nguy cơ nhiễm độc với triệu chứng cô điện như run. Thủy ngân ở nông độ thấp từ 0,06 — 0,1 mg/m? gây ra các triệu chứng mat ngủ, ăn kém ngon. Clorua thủy ngân (HgCl2) Clorua thủy ngân là hợp chất vô cơ thường gặp, có độc tính rất cao, theo Douris, độc tinh của clorua thủy ngân qua đường miệng như sau: ~ Từ 1g trở lên, một lần: gây nhiễm độc siêu cấp tính, tử vong nhanh. một lần: gây nhiễm độc cấp tinh, thường tử vong.
~ Từ 0,5 — 1,4 mg, trong 24 giờ: gây nhiễm độc mãn tính. — 0,007 mg, trong 24 giờ: có thé gây nhiễm độc cho những người kém sức chịu đựng. Xianua thủy ngân [Hg(CN)›] Là một chất rất độc. Một người khỏe mạnh cho uống 0,13 g Hg(CN)› có thé chết sau 9 ngày, với các triệu chứng nhiễm độc thủy ngân.
Các hợp chất thủy ngân hữu cơ Thuy ngân hữu cơ có độc tính thấp hơn thủy ngần và hợp chất thủy ngân vô cơ. Chúng thường gây ra các rối loạn tiêu hóa, thận và thần kinh. Theo Yoshino, metyl thủy ngân làm giảm sự tong hợp protein của tế bào thần kinh invitro trước khi xuất hiện các triệu chứng về thần kinh học. Sơ lược về kem dưỡng da Kem đưỡng đa thuộc loại mỹ phẩm dùng trên đa có tác dụng đường am, chỗng lão hóa da, dưỡng trắng da,.
và thường có câu trúc nhũ tương, Nhũ tương trong kem dudng da thường gồm ba loại: nước trong dau, dau trong nước và chat kết dính. Các sản pham kem dưỡng da thường chứa 5% — 50% thành phần giống như chất béo (dau, chất béo, sáp), 1% — 10% chất nhũ hóa và 50% — 90% thành phan có thẻ 7 hòa tan trong nước và nước. Ngoài ra, một số kim loại nặng như chì, thủy ngân, asen. có tác dụng tăng hiệu quả của kem dưỡng da trong thời gian ngắn nên chúng thường được thêm vào.
Tuy nhiên, nêu hàm lượng kim loại nặng vượt quá mức cho phép sẽ gây nhiễm độc cho người sử dụng. Thủy ngân thường được thêm vào kem dudng đa vì các muối thủy ngân có tác dụng ức chế sự hình thành melanin, ngăn các sắc tố phát triển, từ đó khiến đa trắng sáng hơn. !"! Kem dưỡng da là một loại sản pham làm đẹp không thê thiểu va được sử dụng thường xuyên. Chúng thường được sử dụng một lượng lớn trên vùng đa của toàn bộ cơ thê.
Do đó, nguy cơ tích lũy và nhiễm độc thủy ngân đối với người sử dụng và dẫn đến những hệ lụy hết sức nghiêm trọng về sức khỏe. Vì vậy, việc xác định kiểm tra giới han thủy ngân trong kem dưỡng da là hết sức quan trọng. Theo quy định của cục quản lý Dược Việt Nam, giới han thủy ngân trong mỹ phâm không được vượt quá 1 ppm. Một số phương pháp định lượng thủy ngân 1.
Phương pháp pho phát xạ nguyên tử nguồn plasma cao tần cảm ứng ICP- AES Phô phát xạ nguyên tử nguồn plasma cao tần cảm ứng là phương pháp phô phát xạ sử dụng nguồn năng lượng cảm ứng cao tang dé kích thích nguyên tử và ion phát xạ.