Nhóm Khoáng tố & chức năng Phần II

Nhóm Khoáng tố & chức năng (Phần II)

.

II/ Khoáng tố vi lượng (phần I):

.

1/ Sắt

Sắt là tên một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Fe và số hiệu nguyên tử bằng 26. Nằm ở phân nhóm VIIIB chu kỳ 4. Sắt là nguyên tố có nhiều trên Trái Đất, cấu thành lớp vỏ ngoài và trong của lõi Trái Đất. Sắt, Côban (Co) và Niken (Ni) được biết là 2 nguyên tố cuối cùng có thể tạo thành qua tổng hợp ở nhân sao (hình thành qua phản ứng hạt nhân ở tâm các vì sao) mà không cần phải qua một vụ nổ siêu tân tinh hay các biến động lớn khác. Do đó sắt và Niken khá dồi dào trong các thiên thạch kim loại và các hành tinh lõi đá (như Trái Đất, Sao Hỏa).

Sắt (II) có trong tế bào Hemoglobin Hồng cầu

 

Thuộc tính

M,6%) tạo ra Trái Đất; sự tập trung của sắt trong các lột nguyên tử sắt điển hình có khối lượng gấp 56 lần khối lượng một nguyên tử hiđrô điển hình. Sắt là kim loại phổ biến nhất, và người ta cho rằng nó là nguyên tố phổ biến thứ 10 trong vũ trụ. Sắt cũng là nguyên tố phổ biến nhất (theo khối lượng, 34 lớp khác nhau của Trái Đất dao động từ rất cao ở lõi bên trong tới khoảng 5% ở lớp vỏ bên ngoài; có thể phần lõi của Trái Đất chứa các tinh thể sắt mặc dù nhiều khả năng là hỗn hợp của sắt và niken; một khối lượng lớn của sắt trong Trái Đất được coi là tạo ra từ trường của nó. Ký hiệu của sắt Fe là từ viết tắt của ferrum, từ Latinh để chỉ sắt.

Sắt là kim loại được tách ra từ các mỏ quặng sắt, và rất khó tìm thấy nó ở dạng tự do. Để thu được sắt tự do, các tạp chất phải được loại bỏ bằng phương pháp khử hóa học. Sắt được sử dụng trong sản xuất gangthép, đây là các hợp kim, là sự hòa tan của các kim loại khác (và một số á kim hay phi kim, đặc biệt là cacbon).

Hạt nhân của sắt có năng lượng liên kết cao nhất, vì thế nó là nguyên tố nặng nhất được sản xuất trong các phản ứng nhiệt hạch và là nhẹ nhất trong phản ứng phân rã hạt nhân. Các ngôi sao có khối lượng lớn khi gần cháy hết nhiên liệu hiđrô, sẽ bắt đầu các chuỗi phản ứng hạt nhân tạo ra các chất có khối lượng nguyên tử tăng dần, bao gồm cả sắt, trước khi bùng nổ thành các siêu tân tinh.

Các mô hình vũ trụ trong vũ trụ mở dự đoán rằng có một giai đoạn ở đó do kết quả của các phản ứng nhiệt hạch và phân hạch chậm lại, mọi thứ sẽ trở thành sắt.

Đặc điểm cơ học

Các đặc điểm cơ học của sắt và các hợp kim của nó có thể được xác định bằng nhiều thí nghiệm khác nhau, như thử nghiệm Brinell, thử nghiệm Rockwellthử nghiệm độ cứng Vickers. Các dữ liệu đối với sắt rất phù hợp trong việc sử dụng nó để so hiệu chỉnh các đo đạc hoặc so sánh các thử nghiệm. Tuy nhiên, các đặc điểm cơ học của sắt cũng bị ảnh hưởng đáng kể bởi độ tinh khiết của mẫu: các tinh thể sắt riêng lẻ nguyên chất dùng cho mục đích nghiên cứu thực sự là mềm hơn nhôm, và sắt sản xuất trong công nghiệp tinh khiết nhất (99,99%) có độ cứng 20–30 Brinell. Việc tăng hàm lượng cacbon trong sắt sẽ làm tăng đáng kể độ cứng và độ bền kéo của sắt. Độ cứng lớn nhất của 65 Rc đạt được khi hàm lượng cacbon là 0,6%, mặc dù loại này làm cho kim loại có độ bền kéo thấp.

Vai trò sinh học

Sắt có vai trò rất cần thiết đối với mọi cơ thể sống, ngoại trừ một số vi khuẩn. Nó chủ yếu liên kết ổn định bên trong các protein kim loại, vì trong dạng tự do nó sinh ra các gốc tự do nói chung là độc với các tế bào. Nói rằng sắt tự do không có nghĩa là nó tự do di chuyển trong các chất lỏng trong cơ thể. Sắt liên kết chặt chẽ với mọi phân tử sinh học vì thế nó sẽ gắn với các màng tế bào, axít nucleic, prôtêin v.v.

Tuy nhiên, hàm lượng Fe trong cơ thể là rất ít, chiếm khoảng 0,004% được phân bố ở nhiều loại tế bào của cơ thể. Sắt là nguyên tố vi lượng tham gia vào cấu tạo thành phần Hemoglobin của hồng cầu, myoglobin của cơ vân và các sắc tố hô hấp ở mô bào và trong các enzim như: catalaz, peroxidaza… Fe là thành phần quan trọng của nhân tế bào. Cơ thể thiếu Fe sẽ bị thiếu máu nhất là phụ nữ có thai và trẻ em.

Trong cơ thể động vật sắt liên kết trong các tổ hợp heme (là thành phần thiết yếu của cytochromes), là những prôtêin tham gia vào các phản ứng ôxi hóa-khử (bao gồm nhưng không giới hạn chỉ là quá trình hô hấp) và của các prôtêin chuyên chở ôxy như hêmôglôbinmyoglobin.

Sắt vô cơ tham gia trong các phản ứng ôxi hóa-khử cũng được tìm thấy trong các cụm sắt-lưu huỳnh của nhiều enzym, chẳng hạn như các enzym nitrogenase (tham gia vào quá trình tổng hợp amôniắc từ nitơhiđrô) và hydrogenase. Tập hợp các prôtêin sắt phi-heme có trách nhiệm cho một dãy các chức năng trong một số loại hình cơ thể sống, chẳng hạn như các enzym metan monooxygenase (ôxi hóa mêtan thành mêtanol), ribonucleotide reductase (khử ribose thành deoxyribose; tổng hợp sinh học DNA), hemerythrins (vận chuyển ôxy và ngưng kết trong các động vật không xương sống ở biển) và axít phosphatase tía (thủy phân các este phốt phát). Khi cơ thể chống lại sự nhiễm khuẩn, nó để riêng sắt trong prôtêin vận chuyển transferrin vì thế vi khuẩn không thể sử dụng được sắt.

Sự phân phối sắt trong cơ thể được điều chỉnh trong cơ thể động vật có vú. Sắt được hấp thụ từ duodenum liên kết với transferrin, và vận chuyển bởi máu đến các tế bào khác nhau. Vẫn chưa rõ cơ chế liên kết của sắt với các prôtêin.

Các nguồn thức ăn giàu sắt bao gồm: thịt, cá, thịt gia cầm, đậu lăng, các loại đậu, rau chân vịt, tào phớ, đậu Thổ Nhĩ Kỳ, dâu tây và mầm ngũ cốc.

Sắt được bổ sung cho những người cần tăng cường chất này trong dạng fumarat sắt (II). Tiêu chuẩn của RDA về sắt dao động dựa trên tuổi tác, giới tính, và nguồn sắt ăn kiêng (sắt trên cơ sở heme có khả năng sinh học cao hơn)

Tính chất hóa học

1. Tác dụng với phi kim:

Sắt tác dụng với hầu hết tất cả các phi kim khi đun nóng. Với các phi kim có tính oxi hóa mạnh như Clo thì sẽ tạo thành những hợp chất trong đó sắt có số oxi hóa là +3.Còn khi tác dụng với ôxy sẽ tạo ra sắt(II;III)oxit-Sắt từ oxit

Ví dụ:

2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

FeO + Fe2O3 → Fe3O4

3Fe + 2O2 → Fe3O4 (Vì khi Fe phản ứng với O2 ở nhiệt độ cao, 2 chất đã sinh ra cùng 1 lúc (FeO và Fe2O3) và lại tự xúc tác với nhau)

Fe3O4 là một hợp chất ion, tinh thể được tạo nên bởi các ion O2-, ion Fe3+ và ion Fe2+. Trong quá trình phản ứng, một phần sắt bị oxi hóa thành Fe2+, một phần bị oxi hóa thành Fe3+.Trong chất rắn trung bình cứ có 1 ion Fe2+ thì có 2 ion Fe3+ và 4 ion O2-.

Trong không khí ẩm sắt dễ bị rỉ theo phản ứng:

4Fe + O2 + nH2O → 2Fe2O3.nH2O

Đối với các phi kim yếu hơn như lưu hùynh,..tạo thành hợp chất trong đó sắt có số oxi hóa +2 Fe + S → FeS

2.Tác dụng với các hợp chất:

Thế điện cực chuẩn của sắt là: Fe2+(dd) + 2e → Fe Eo= -0.44V

Qua đó ta thấy sắt có tính khử trung bình.

Sắt dễ tan trong dung dịch axit HCl và H2SO4 loãng

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Hay FeO + 2H+(dd) → Fe+(dd) + H2

Đối với các axít có tính oxi hóa mạnh như HNO3 hay H2SO4 đặc nóng thì sản phẩm phản ứng sẽ là muối sắt với sắt có số oxi hóa +3 và các sản phẩm khử của N:N2O, NO, NO2 hoặc của S: SO2. Ở nhiệt độ thường, trong axit nitric đặc và axit sulfuric đặc, sắt tạo ra lớp oxit bảo vệ kim loại trở nên “thụ động”, không bị hòa tan. Sắt đẩy các kim loại yếu hơn ra khỏi dung dịch muối của chúng.

Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu

Hợp chất

Các trạng thái ôxi hóa chung của sắt bao gồm:

  • Trạng thái sắt(II), Fe2+, ferrous rất phổ biến.
  • Trạng thái sắt(III), Fe3+, ferric, cũng rất phổ biến, ví dụ trong gỉ sắt.
  • Trạng thái sắt(IV), Fe4+, ferryl, ổn định trong các enzym (ví dụ perôxidas).
  • Sắt(VI) cũng được biết tới, nó hiếm hơn, có trong ferrat kali.
  • Cacbua sắt Fe3C được biết đến như là cementit.
  • Sắt cũng tồn tại dưới dạng sắt (VIII) nhưng rất hiếm.

Cảnh báo

Việc hấp thụ quá nhiều sắt gây ngộ độc, vì các sắt II dư thừa sẽ phản ứng với các perôxít trong cơ thể để sản xuất ra các gốc tự do. Khi sắt trong số lượng bình thường thì cơ thể có một cơ chế chống ôxi hóa để có thể kiểm soát quá trình này. Khi dư thừa sắt thì những lượng dư thừa không thể kiểm soát của các gốc tự do được sinh ra.

Một lượng gây chết người của sắt đối với trẻ 2 tuổi là ba gam sắt. Một gam có thể sinh ra sự ngộ độc nguy hiểm. Danh mục của DRI về mức chấp nhận cao nhất về sắt đối với người lớn là 45 mg/ngày. Đối với trẻ em dưới 14 tuổi mức cao nhất là 40 mg/ngày.

Nếu sắt quá nhiều trong cơ thể (chưa đến mức gây chết người) thì một loạt các hội chứng rối loạn quá tải sắt có thể phát sinh, chẳng hạn như hemochromatosis. Vì lý do này, mọi người không nên sử dụng các loại hình sắt bổ sung trừ trường hợp thiếu sắt và phải có chỉ định của bác sĩ chuyên khoa.

.

2/ Kẽm

Kẽm là một nguyên tố kim loại lưỡng tính, ký hiệu là Zn và có số nguyên tử là 30. Nó là nguyên tố đầu tiên trong nhóm 12 của bảng tuần hoàn nguyên tố. Kẽm, trên một số phương diện, có tính chất hóa học giống với magiê, vì ion của chúng có bán kính giống nhau và có số ôxy hoá duy nhất ở điều kiện bình thường là +2. Kẽm là nguyên tố phổ biến thứ 24 trong lớp vỏ Trái Đất và có 5 đồng vị bền. Quặng kẽm phổ biến nhất là quặng sphalerit, một loại kẽm sulfua. Những mỏ khai thác lớn nhất nằm ở Úc, CanadaHoa Kỳ. Công nghệ sản xuất kẽm bao gồm tuyển nổi quặng, thiêu kết, và cuối cùng là chiết tách bằng dòng điện.

Đồng thau là một hợp kim của đồng và kẽm đã bắt đầu được sử dụng muộn nhất từ thế kỷ 10 TCN tại Judea và thế kỷ 7 TCN tại Hy Lạp cổ đại.[3] Mãi cho đến thế kỷ 12 thì kẽm nguyên chất mới được sản xuất quy mô lớn ở Ấn Độ, và đến cuối thế kỷ 16 thì người châu Âu mới biết đến kẽm kim loại. Các mỏ ở Rajasthan được khai thác từ thế kỷ 6 TCN. Cho đến nay, bằng chứng cổ xưa nhất về kẽm tinh khiết là từ Zawar ở Rajasthan vào khoảng thế kỷ 9, người ta dùng phương pháp chưng cất để tạo ra kẽm nguyên chất. Các nhà giả kim thuật đốt kẽm trong không khí để tạo thành một chất mà họ gọi là “len của nhà triết học” hay “tuyết trắng”.

Nhà hóa học người Đức Andreas Sigismund Marggraf được công nhận đã tách được kẽm kim loại tinh khiết năm 1746. Luigi GalvaniAlessandro Volta đã phát hiện ra các đặc tính điện hóa học của kẽm vào năm 1800. Ứng dụng chính của kẽm là làm lớp phủ chống ăn mòn trên thép. Các ứng dụng khác như làm pin kẽm, và hợp kim như đồng thau. Nhiều hợp chất kẽm cũng được sử dụng phổ biến như kẽm cacbonatkẽm gluconat (bổ sung dinh dưỡng), kẽm clorua (chất khử mùi), kẽm pyrithion (dầu gội đầu trị gàu), kẽm sulfua (sơn huỳnh quang), và kẽm methyl hay kẽm diethyl sử dụng trong hóa hữu cơ ở phòng thí nghiệm.

Kẽm là một chất khoáng vi lượng thiết yếu cho sinh vật và sức khỏe con người, đặc biệt trong quá trình phát triển của thai nhi và của trẻ sau khi sinh. Thiếu kẽm ảnh hưởng đến khoảng 2 tỷ người ở các nước đang phát triển và liên quan đến nguyên nhân một số bệnh. Ở trẻ em, thiếu kẽm gây ra chứng chậm phát triển, phát dục trễ, dễ nhiễm trùng và tiêu chảy, các yếu tố này gây thiệt mạng khoảng 800.000 trẻ em trên toàn thế giới mỗi năm. Các enzym liên kết với kẽm trong trung tâm phản ứng có vai trò sinh hóa quan trọng như alcohol dehydrogenase ở người. Ngược lại việc tiêu thụ quá mức kẽm có thể gây ra một số chứng như hôn mê, bất động cơ và thiếu đồng.

Tính chất

Vật lý

Kẽm có màu trắng xanh, óng ánhnghịch từ, mặc dù hầu hết kẽm phẩm cấp thương mại có màu xám xỉn. Phân bố tinh thể của kẽm loãng hơn sắt và có cấu trúc tinh thể sáu phương[11] với một kết cấu lục giác không đều, trong đó mỗi nguyên tử có sáu nguyên tử gần nhất (cách 265,9 pm) trong mặt phẳng riêng của chúng và sáu nguyên tử khác tại khoảng cách lớn hơn 290,6 pm.

Kẽm kim loại cứng và giòn ở hầu hết cấp nhiệt độ nhưng trở nên dễ uốn từ 100 đến 150 °C. Trên 210 °C, kim loại kẽm giòn trở lại và có thể được tán nhỏ bằng lực. Kẽm dẫn điện khá. So với các kim loại khác, kẽm có độ nóng chảy (419,5 °C, 787,1F) và điểm sôi (907 °C) tương đối thấp. Điểm sôi của nó là một trong số những điểm sôi thấp nhất của các kim loại chuyển tiếp, chỉ cao hơn thủy ngâncadmi.

Một số hợp kim với kẽm như đồng thau, là hợp kim của kẽm và đồng. Các kim loại khác có thể tạo hợp kim 2 phần với kẽm như nhôm, antimon, bitmut, vàng, sắt, chì, thủy ngân, bạc, thiếc, magiê, coban, niken, teluanatri. Tuy cả kẽm và zirconi không có tính sắt từ, nhưng hợp kim của chúng ZrZn2lại thể hiện tính chất sắt từ dưới 35 K.

 

Tính chất hóa học và các hợp chất

Khả năng phản ứng

Phân bố electron trong nguyên tử kẽm

Kẽm có cấu hình electron là [Ar]3d104s2 và là nguyên tố thuộc nhóm 12 trong bảng tuần hoàn. Nó là kim loại có độ hoạt động trung bình và là chất oxy hóa mạnh. Bề mặt của kim loại kẽm tinh khiết xỉn nhanh, thậm chí hình thành một lớp thụ động bảo vệ là Hydrozincit, Zn5(OH)6(CO3)2, khi phản ứng với cacbon điôxít trong khí quyển. Lớp này giúp chống lại quá trình phản ứng tiếp theo với nước và hidro.

Kẽm cháy trong không khí cho ngọn lửa màu xanh lục tạo ra khói kẽm ôxít. Kẽm dễ dàng phản ứng với các axít, kiềm và các phi kim khác. Kẽm cực kỳ tinh khiết chỉ phản ứng một cách chậm chạp với các axít ở nhiệt độ phòng. Các axít mạnh như axít clohydric hay axít sulfuric có thể hòa tan lớp vảo vệ bên ngoài và sau đó kẽm phản ứng với nước giải phóng khí hydro.

Tính chất hóa học của kẽm đặc trưng bởi trạng thái ôxi hóa +2. Khi các hợp chất ở trạng thái này được hình thành thì các electron lớp s bị mất đi, và ion kẽm có cấu hình electron [Ar]3d10. Quá trình này cho phép tạo 4 liên kết bằng cách tiếp nhận thêm 4 cặp electron theo quy tắc bộ tám. Dạng cấu tạo hóa học lập thể là tứ diện và các liên kết có thể được miêu tả như sự tạo thành của các orbitan lai ghép sp3 của ion kẽm. Trong dung dịch, nó tạo phức phổ biến dạng bát diện là [Zn(H2O)6]2+Sự bay hơi của kẽm khi kết hợp với kẽm clorua ở nhiệt độ trên 285 °C chỉ ra sự hình thành Zn2Cl2, một hợp chất kẽm có trạng thái ôxi hóa +1. Không có hợp chất kẽm nào mà kẽm có trạng thái ôxi hóa khác +1 hoặc +2. Các tính toán chỉ ra rằng hợp chất kẽm có trạng thái ôxi hóa +4 không thể tồn tại.

Tính chất hóa học của kẽm tương tự tính chất của các kim loại chuyển tiếp nằm ở vị trí cuối cùng của hàng đầu tiên như niken và đồng, mặc dù nó có lớp d được lấp đầy electron, do đó các hợp chất của nó là nghịch từ và hầu như không màu. Bán kính ion của kẽm và magiê gần như bằng nhau. Do đó một số muối của chúng có cùng cấu trúc tinh thể và trong một số trường hợp khi bán kính ion là yếu tố quyết định thì tính chất hóa học của kẽm và magiê là rất giống nhau. còn nếu không thì chúng có rất ít nét tương đồng. Kẽm có khuynh hướng tạo thành các liên kết cộng hóa trị với cấp độ cao hơn và nó tạo thành các phức bền hơn với các chất cho N– và S. Các phức của kẽm hầu hết là có phối vị 4 hoặc 6, tuy nhiên phức phối vị 5 cũng có.

Hợp chất

Sheets of zinc acetate formed by slow evaporation 

Kẽm acetat

White lumped powder on a glass plate

Kẽm clorua

Hợp chất hai nguyên tố của kẽm được tạo ra với hầu hết á kim và tất cả các phi kim trừ khí hiếm. ZnO là chất bột màu trắng và hầu như không tan trong các dung dịch trung tính, vì là một chất trung tính nó tan trong cả dung dịch axit và bazơ.[32] Các chalcogenua khác (ZnS, ZnSe, và ZnTe) có nhiều ứng dụng khác nhau trong điện tử và quang học.[41]Pnictogenua (Zn3N2, Zn3P2, Zn3As2Zn3Sb2),[42][43] peroxit (ZnO2), hydrua (ZnH2), và cacbua (ZnC2) cũng tồn tại. Trong số 4 halua, ZnF2có đặc trưng ion nhiều nhất, trong khi các hợp chất halua khác (ZnCl2, ZnBr2, và ZnI2) có điểm nóng chảy tương đối thấp và được xem là có nhiều đặc trưng cộng hóa trị hơn.

Trong các dung dịch bazơ yếu chứa các ion Zn2+, hydroxit Zn(OH)2 tạo thành ở dạng kết tủa màu trắng. Trong các dung dịch kiềm mạnh hơn, hydroxit này bị hòa tan và tạo zincat ([Zn(OH)4]2−). Nitrat Zn(NO3)2, clorat Zn(ClO3)2, sulfat ZnSO4, photphat Zn3(PO4)2, molybdat ZnMoO4, cyanua Zn(CN)2, asenit Zn(AsO2)2, asenat Zn(AsO4)2·8H2O và cromat ZnCrO4 (một trong những hợp chất kẽm có màu) là một vài ví dụ về các hợp chất vô cơ phổ biến của kẽm. Một trong những ví dụ đơn giản nhất về hợp chất hữu cơ của kẽm là acetat (Zn(O2CCH3)2).

Các hợp chất hữu cơ của kẽm là dạng hợp chất mà trong đó có các liên kết cộng hóa trị kẽm-cacbon. Diethyl kẽm ((C2H5)2Zn) là một thuốc thử trong hóa tổng hợp. Nó được công bố đầu tiên năm 1848 từ phản ứng của kẽm và ethyl iodua, và là hợp chất đầu tiên chứa liên kết sigma kim loại-cacbon. Decamethyldizincocen chứa một liên kết mạnh kẽm-kẽm ở nhiệt độ phòng.

 

Các nghiên cứu trước đây và tên gọi

Tách kẽm

Picture of an old man head (profile). The mand has long face, short hair and tall forehead. 

Andreas Sigismund Marggraf được xem là người đầu tiên cô lập được kim loại kẽm nguyên chất

Việc tách kẽm kim loại đã được thực hiện ở Ấn Độ vào năm 1300, sớm hơn nhiều so với phương Tây. Trước khi nó được thực hiện ở châu Âu, nó đã được nhập khẩu vào Ấn Độ khoảng năm 1600. Việc tách kim loại kẽm ở phương Tây có thể đã đạt được những thành tựu một cách độc lập từ một số người. Universal Dictionary (Từ điển tổng hợp) của Postlewayt, một nguồn cung cấp thông tin kỹ thuật ở châu Âu, đã không đề cập đến kẽm trước năm 1751, nhưng nguyên tố này đã được nghiên cứu từ trước đó.

Nhà luyện kim người Flanders là P.M. de Respour đã công bố rằng ông đã tách được kẽm kim loại từ kẽm ôxít năm 1668. Sau đó, Étienne François Geoffroy đã miêu tả cách thức mà kẽm ôxít cô đặc lại thành các tinh thể màu vàng trên các thanh sắt được đặt bên trên các quặng kẽm đang nóng chảy. Ở Anh, John Lane được cho là đã tiến hành các thí nghiệm để nung chảy kẽm, có thể ở Landore, trước khi ông phá sản năm 1726.

Năm 1738, William Champion được cấp bằng sáng chế ở Đại Anh cho quá trình tách kẽm từ calamin trong một lò luyện theo kiểu bình cổ cong thẳng đứng. Công nghệ của ông một phần nào đó giống với cách được sử dụng trong các mỏ kẽm ở Zawar thuộc Rajasthan nhưng không có bằng chứng nào cho thấy ông đã đến vùng phương đông. Phương pháp của Champion được sử dụng suốt năm 1851.

Nhà hóa học người Đức Andreas Marggraf được xem là có công trong việc phát hiện ra kẽm kim loại nguyên chất mặc dù nhà hóa học Thụy Điển là Anton von Swab đã chưng cất kẽm từ calamin 4 năm trước đó. Trong thí nghiệm năm 1746 của ông, Marggraf đã nung hỗm hợp calamin và than củi trong một buồng kín không có đồng để lấy kim loại. Quy trình này được ứng dụng ở quy mô thương mại từ năm 1752.

Các công trình sau này

Painting of a middle-aged man sitting by the table, wearing a wig, black jacket, white shirt and white scarf.

 

Galvanization được đặt theo tên Luigi Galvani.

Một người anh em của William Champion là John đã nhận được bằng sáng chế năm 1758 về việc nung kẽm sulfua thành một ôxít có thể sử dụng trong quy trình chưng cất bằng lò cổ cong. Trước đó chỉ có calamin mới có thể được sử dụng để sản xuất kẽm. Năm 1798, Johann Christian Ruberg cải tiến quá trình nung chảy bằng cách xây dựng một lò nung chưng cất nằm ngang. Jean-Jacques Daniel Dony đã xây dựng một lò nung chảy nằm ngang theo một kiểu khác ở Bỉ, lò nung này có thể xử lý nhiều kẽm hơn. Bác sĩ người Ý Luigi Galvani khám phá ra vào năm 1780 rằng việc kết nối tủy sống của một con ếch vừa mới mổ với một sợi sắt có gắn một cái mốc bằng đồng thau sẽ làm cho chân ếch co giật. Ông ta đã nghĩ không chính xác rằng ông đã phát hiện một khả năng của nơ ron và cơ để tạo ra điện và gọi đó là hiệu ứng “điện động vật“. Tế bào mạ và quá trình mạ đều được đặt tên theo Luigi Galvani và những phát hiện này đã mở đường cho pin điện, mạ điện và chống ăn mòn điện.

Bạn của Galvani là Alessandro Volta đã tiếp tục nghiên cứu hiệu ứng này và đã phát minh ra pin Volta năm 1800. Đơn vị cơ bản của pin Volta là các tế bào mạ điện được đơn giản hóa, chúng được làm từ một tấm đồng và một tấm kẽm được gắn kết với nhhau ở bên ngoài và ngăn cách bởi một lớp điện ly. Các tấm này được xếp thành một chuỗi để tạo ra tế bào Volta, các tế bào này tạo ra điện bằng các dòng electron chạy từ tấm kẽm qua tấm đồng và cho phép kẽm ăn mòn.

Tính chất không từ tính của kẽm và không màu của nó trong dung dịch đã làm trì hoãn việc phát hiện ra những tính chất quan trọng của chíng trong sinh hóa và dinh dưỡng. Nhưng điều đó đã thay đổi vào năm 1940 khi mà cacbonic anhydrase, một loại enzym đẩy cacbon điôxít ra khỏi máu, đã cho thấy kẽm có vai trò quan trọng trong nó. Enzym tiêu hóa carboxypeptidase là enzym chứa kẽm thứ hai được phát hiện năm 1955.

Tác động môi trường

Quá trình sản xuất từ quặng kẽm sulfua thải ra một lượng lớn lưu huỳnh điôxít và hơi cadmi. Xỉ nóng chảy và các chất cặn khác trong quá trình sản xuất cũng chứa một lượng kim loại nặng đáng kể. Có khoảng 1,1 triệu tấn kẽm kim loại và 130 ngàn tấn chì đã được khai thác và nung chảy ở các thị trấn La CalaminePlombières của Bỉ trong khoảng thời gian từ năm 1806 tới năm 1882. Bãi thải của mỏ trước đây rò rỉ kẽm và cadmi, và các trầm tích trong sông Geul chứa một lượng kim loại nặng đáng kể. Từ khoảng cách đây 2000 năm, lượng phát thải kẽm từ các nguồn khai thác mỏ và nung chảy đã thải ra tổng cộng 10 ngàn tấn mỗi năm. Đến năm 1850, lượng phát thải tăng lên gấp 10 lần, phát thải kẽm ở mức đỉnh vào khoảng 3,4 triệu tấn mỗi năm trong thập niên 1980 và giảm xuống 2,7 triệu tấn vào thập niên 1990, mặc dù theo một nghiên cứu năm 2005 về tầng đối lưu Bắc Cực chỉ ra rằng nồng độ kẽm không giảm. Các phát thải nhân tạo và tự nhiên xảy ra với tỷ lệ 20 trên 1.

Hàm lượng kẽm trong các con sông chảy qua các khu công nghiệp và khu vực khai thác mỏ vào khoảng 20 ppm.[94] Công tác xử lý nước thải hiệu quả đã làm giảm đáng kể hàm lượng này; ví dụ như công tác xử lý nước thải dọc theo sông Rhine đã làm giảm lượng kẽm xuống còn 50 ppb. Nồng độ kẽm ở mức 2 ppm ảnh hưởng xấu đến hàm lượng ôxy trong máu cá.

Lịch sử để lại hàm lượng kim loại nặng cao trong Sông Derwent, các công trình liên quan đến kẽm ở Lutana là nơi xuất khẩu kẽm lớn nhất ở Tasmania, mang lại 2,5% GDP của bang này, với sản lượng hơn 250 ngàn tấn kẽm mỗi năm.

Đất ô nhiễm kẽm từ hoạt động khai thác quặng chứa kẽm, tuyển, hoặc nơi sử dụng bùn chứa kẽm để làm phân, có thể chứa hàm lượng kẽm ở mức vài gam kẽm/kg đất khô. Hàm lượng kẽm trong đất cao hơn 500 ppm ảnh hưởng tới khả năng hấp thu các kim loại cần thiết khác của thực vật, như sắt và mangan. Kẽm ở mức 2.000 ppm đến 180.000 ppm (18%) đã được ghi nhận trong một số mẫu đất.

 

Bổ sung trong khẩu phần ăn

Kẽm có trong hầu hết các khẩu phần ăn cung cấp dưỡng chất và vitamin hàng ngày. Các sản phẩm chế biến gồm kẽm ôxít, kẽm acetat, và kẽm gluconat. Nó được tin là có tính chất chống ôxy hóa, chúng có thể chống lại sự gia tăng tốc độ lão hóa của da và cơ trong cơ thể; các nghiên cứu chỉ ra sự khác biệt về các hiệu quả của nó. Kẽm cũng giúp làm tăng tốc sự hồi phục vết thương. Nó cũng có những tác dụng có lợi cho hệ miễn dịch của cơ thể. Do vậy, sự thiếu hụt kẽm có thể tác động đến hầu hết các phần của hệ miễn dịch ở con người. Hiệu quả của các hợp chất kẽm khi sử dụng để làm giảm thời gian hoặc mức độ nghiên trọng của triệu chứng cảm vẫn còn là vấn đề gây tranh cãi. Một cuộc đánh giá một cách có hệ thống năm 2011 kết luận rằng việc bổ sung kẽm sẽ làm giảm nhẹ thời gian và độ nghiêm trọng của bệnh cảm.

Kẽm đóng vai trò là một công cụ đơn giản, rẻ tiền và quan trọng trong điều trị các cơn tiêu chảy ở trẻ em ở những nước đang phát triển. Khi tiêu chảy kẽm trong cơ thể giảm, nhưng các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng kẽm bổ sung trong vòng 10 đến 14 điều trị có thể giảm thời gian và độ nghiêm trọng của những côn tiêu chảy và cũng có thể chống lại các cơn tiêu chảy trong vòng 3 tháng sau đó.

Skeletal chemical formula of a planar compound featuring a Zn atom in the center, symmetrically bonded to four oxygens. Those oxygens are further connected to linear COH chains.

 

Kẽm gluconat là một hợp chất được sử dụng để cung cấp kẽm trong các bữa ăn.

Nghiên cứu bệnh về mắt liên quan đến tuổi tác xác định rằng kẽm góp một phần trong việc điều trị hiệu quả bệnh thoái hóa điểm vàng liên quan đến tuổi. Bổ sung kẽm là một cách điều trị hiệu quả bệnh rối loại di truyền liên quan đến hấp thu kẽm mà trước đây gây tử vong ở những trẻ mới mắc bệnh này bẩm sinh.

Viêm dạ dày giảm mạnh khi uống kẽm, và hiệu ứng này có thể là do tính chất kháng khuẩn mạnh của các ion kẽm trong đường tiêu hóa, hoặc đối với sự hấp thụ kẽm và tái giải phóng từ các tế bào miễn dịch (tất cả hạch bạch cầu đều tiết ra kẽm), hoặc cả hai. Năm 2011, các nghiên cứu viên ở trường cao đẳng tư pháp hình sự John Jay thông báo rằng việc cung cấp kẽm trong khẩu phần ăn có thể làm ẩn đi sự hiện diện của ma túy trong nước tiểu. Các tuyên bố tương tự cũng được đăng trên các diễn đàn về chủ đề đó.

Mặc dù chưa thử nghiệm trong điều trị ở người, dấu hiệu của một cơ thể đang phát triển ám chỉ rằng kẽm có thể ưu tiên tiêu diệt tế bào ung thư tuyến tiền liệt. Do kẽm có mặt tự nhiên trong tuyến tiền liệt và vì tuyến này dễ xâm nhập với các phương thức không xâm lấn một cách tương đối, tiềm năng của nó như là một tác nhân hóa trị loại bệnh ung thư này thể hiện nhiều hứa hẹn. Tuy nhiên, các nghiên cứu khác đã minh họa rằng sử dụng kẽm bổ sung lâu dài với liều lượng vượt mức cho phép có thể thực tế làm gia tăng cơ hội phát triển ung thư tuyến tiền liệt, cũng có thể là do sự tích tụ tự nhiên của kim loại nặng này trong tuyến tiền liệt.

Viên ngậm kẽm và trị cảm thông thường

Những kết quả tích cực nhất trong việc sử dụng viên ngậm kẽm được phát hiện trong nghiên cứu trên kẽm acetat, thể hiện qua việc acetat không liên kết với các ion kẽm. Các nghiên cứu cho đến nay cũng chưa đưa ra kết luận nhưng đã chỉ ra rằng các viên kẽm làm giảm các triệu chứng kẽm trong khi có thể gây ra tác dụng phụ như buồn nôn. Những lợi ích của kẽm dùng trong điều trị cảm đã được mô tả là “rất ít”.

Cơ chế sinh học của tác dụng này chưa rõ, nhưng lợi ích của các loại kẽm thoi có vẻ bị gây nên bởi các hiệu ứng tại chỗ trong vùng hầu họng, vì điều trị kẽm qua đường mũi cũng rút ngắn thời gian cảm.

Dùng làm thuốc ngoài da

Kẽm dùng trong điều trị ngoài da thường được làm từ kẽm ôxít. Các hợp chất này có thể chống cháy nắng trong mùa hè và khô vì lạnh trong mùa đông. Thoa một lớp mỏng trên vùng mặc tã của bé (perineum) mỗi lần thay tã lót có thể bảo vệ khỏi hăm do tã.

Kẽm lactat được dùng trong kem đánh răng để chống chứng hôi miệngKẽm pyrithion được sử dụng rộng rãi trong dầu gội đầu do nó có chức năng chống gàu. Các ion kẽm là chất chống vi sinh rất hiệu quả thậm chí ở nồng độ thấp.

Hóa hữu cơ

 

Thêm kẽm diphenyl vào một andehit

Có nhiều hợp chất kẽm hữu cơ quan trọng. Hóa học kẽm hữu cơ là một khoa học nghiên cứu về các hợp chất vô cơ của kẽm miêu tả đặc điểm vật lý, sự tổng hợp và các phản ứng của chúng. Trong số các ứng dụng quan trọng phải kế đến là phản ứng Frankland-Duppa theo đó một oxalat este(ROCOCOOR) phản ứng với alkyl halua R’X, kẽm và axit clohydrit để tạo ra este α-hydroxycarboxylic RR’COHCOOR, phản ứng Reformatskii biến đổi α-halo-este và andehit thành β-hydroxy-este, phản ứng Simmons–Smith theo đó kẽm carbenoid (iodomethyl) iodua phản ứng với anken (hoặc ankin) và biến đổi chúng thành cyclopropan, phản ứng thêm vào của các hợp chất kẽm hữu cơ tạo thành các hợp chất carbonyl. Phản ứng Barbier (1899) là sự cân bằng kẽm của phản ứng Grignard magiê và tốt hơn là cả hai phản ứng. Sự có mặt của một lượng nước bất kỳ trong sự thành tạo magiê hữu cơ halua sẽ không thành công, ngược lại phản ứng Barbier có thể thậm chí diễn ra trong môi trường nước. Mặt khác các kẽm hữu cơ ít ái nhân hơn Grignards, rất đắt và khó vận chuyển. Các hợp chất kẽm có hai gốc hữu cơ có trên thị trường là kẽm dimetyl, kẽm dietyl và kẽm diphenyl. Trong một nghiên cứu hợp chất kẽm hữu cơ hoạt động được xem là rẽ hơn nhiều so với tiền chất brôm hữu cơ:

Phản ứng song hợp Negishi cũng là một phản ứng quan trọng để tạo thành các liên kết carbon-carbon mới giữa các nguyên tử carbon không no trong anken, aren và ankyn. Các chất xúc tác là niken và palladi. Một bước quan trọng trong chu vòng tuần hoàn xúc tác đó là kẽm halua trao đổi bằng cách thay thế gốc hữu cơ của nó với một halogen khác bằng kim loại palladi (niken). Phản ứng song hợp Fukuyama là một kiểu phản ứng khác như phản ứng này có 3 gốc este tham gia phản ứng để tạo thành một xeton.

Kẽm có nhiều ứng dụng làm chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ như tổng hợp bất đối xứng, là một phương pháp rẻ và dễ thực hiện thay cho các chất phức kim loại quý. Các kết quả thu được bằng cách sử dụng chất điện phân kẽm chiral có thể so sánh với phương pháp thu được palladi, rutheni, iridi và các kim loại khác và do đó kẽm trở thành kim loại được lựa chọn ngày càng nhiều cho mục đích này.

Vai trò sinh học

Kẽm là nguyên tố cần thiết để duy trì sự sống của con người động vật khác, thực vật, và vi sinh vật. Kẽm được tìm thấy trong gần 100 loại enzym đặc biệt (các nguồn khác cho rằng tới 300), có vai trò là các ion cấu trúc trong yếu tố phiên mã và được lưu trữ và vận chuyển ở dạng thionein kim loại. Nó là “kim loại chuyển tiếp phổ biến thứ 2 trong sinh vật” sau sắt và nó là kim loại duy nhất có mặt trong tất cả các lớp enzym.

Trong các protein, các ion kẽm thường liên kết với các chuỗi amino axít của axit aspartic, axít glutamic, cysteinhistidin. Việc miêu tả lý thuyết và tính toán của các liên kết kẽm trong các protein này cũng như đối với các kim loại chuyển tiếp khác còn khó khăn.

Có từ 2–4 gam kẽm phân bố trong khắp cơ thể con người. Hầu hết kẽm nằm trong não, cơ, xương, thận và gan, tuy nhiên nồng độ kẽm cao nhất tập trung trong tuyến tiền liệt và các bộ phận của mắt. Tinh dịch đặc biệt rất giàu kẽm, vì đây là yếu tố quan trọng trong chức năng của tuyến tiền liệt và giúp phát triển cơ quan sinh dục.

Kẽm đóng vai trò sinh học quan trọng đối với con người. Nó tương tác với một loạt các phối tử hữu cơ, và có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của RNADNA, truyền tín hiệubiểu hiện gen. Nó cũng quyết định quá trình chết rụng tế bào. Một nghiên cứu năm 2006 ước tính rằng khoảng 10% protein người (2.800) có thể phụ thuộc vào kẽm, thêm vào đó hàng trăm protein vận chuyển kẽm; một nghiên cứu tương tự về in silico trong loài thực vật Arabidopsis thaliana đã tìm thấy 2.367 protein liên quan đến kẽm.

Trong não, kẽm được lưu trữ trong các synaptic vesicles đặc biệt bởi các tế bào thần kinh glutamatergic và có thể “điều chỉnh khả năng kích thích não”. Nó có vai trò quan trọng trong synaptic plasticity và cũng như trong việc học. Tuy nhiên, nó được gọi là “ngựa đen của não” (“the brain’s dark horse”) vì nó cũng có thể là một chất độc thần kinh, homeostasis kẽm đóng vai trò quan trọng trong chức năng bình thường của não và hệ thần kinh trung ương.

 

 

Chế độ ăn uống

Several plates full of various cereals, fruits and vegetables on a table.

 

Những thức ăn chứa nhiều Kẽm

Ở Mỹ, chế độ ăn chỉ định (Recommended Dietary Allowance – RDA) là 8 mg/ngày đối với nữ giới và 11 mg/ngày đối với nam giới. Chế độ ăn trung bình ở Mỹ năm 2000 là 9 mg/ngày đối với nữ giới và 14 mg/ngày đối với nam giới. Hàu, tôm hùm và các loại thịt đỏ, đặc biệt là thịt bò, thịt cừugan bò là các thực phẩm có hàm lượng kẽm cao.

Hàm lượng kẽm trong thực vật thay đổi tùy theo hàm lượng nguyên tố này trong đất. Khi đất có đủ lượng kẽm, thực phẩm từ thực vật chứa kẽm nhiều như lúa mì, và các loại hạt khác (, anh túc, cỏ linh lăng, cần tây, mù tạc). Các nguồn thức ăn tự nhiên giàu kẽm khác bao gồm: các loại quả có nhân, ngũ cốc nguyên vẹn, hạt bí hay hạt hướng dương.

Các nguồn khác trong thực phẩm tăng cường và chế độ ăn uống bổ sung cũng có nhiều dạng. Một báo cáo năm 1998 kết luận rằng kẽm ôxít, là một trong những chất bổ sung phổ biến nhất ở Mỹ, và kẽm cacbonat là loại gần như không hòa tan và kém được hấp thu trong cơ thể. Bài báo này trích dẫn các nghiên cứu phát hiện rằng các hàm lượng kẽm plasma thấp sau khi ăn kẽm ôxít và kẽm cacbonat so với những trường hợp sau khi tiêu thụ kẽm acetat và kẽm sulfat. Tuy nhiên, bổ sung kẽm vượt mức gây hại là một vấn đề trong số những người tương đối giàu, và có thể không nên vượt quá 20 mg/ngày ở người khỏe mạnh, mặc dù Hội đồng Nghiên cứu quốc gia Hoa Kỳ đưa ra mức trần là 40 mg/ngày.

Tuy nhiên, trong việc tăng cường kẽm, một đánh giá năm 2003 cho rằng kẽm ôxít trong ngũ cốc rẽ, ổn định và dễ hấp thu hơn các loại đắt tiền hơn. Một nghiên cứu năm 2005 phát hiện rằng nhiều hợp chất kẽm bao gồm cả dạng ôxít và sulfat, không cho thấy sự khác biệt đáng kể về thống kê trong việc hấp thụ khi thêm vào bánh ngô. Một nghiên cứu năm 1987 cho thấy rằng kẽm picolinat được hấp thụ tốt hơn so với kẽm gluconat hay kẽm citrat. Tuy nhiên, một nghiên cứu công bố năm 2008 khẳng định rằng kẽm glycinat được hấp thụ tốt nhất trong 4 loại bổ sung kẽm trên thị trường.

Lợi ích của kẽm với sức khoẻ

Các thực phẩm giàu kẽm gồm con hàu, tôm cua, hạt bí đỏ, yến mạch, đậu Hà Lan, đậu tương, lòng đỏ trứng gà, thịt lợn nạc, thịt bò, thịt gà…

1. Cải thiện sức khỏe não bộ

Kẽm là khoáng chất rất quan trọng cho sức khỏe não bộ. Kẽm cùng với vitamin B6 giúp chất dẫn truyền thần kinh trong bộ não của bạn hoạt động tốt hơn. Điều thú vị là vùng đồi hải mã – trung tâm bộ nhớ của não bộ, có chứa lượng kẽm rất cao. Rõ ràng, nếu bạn muốn cải thiện sức khỏe não bộ, hãy cung cấp đủ kẽm cho cơ thể.

2. Xương khỏe mạnh

Mọi người đều biết canxi rất quan trọng cho xương chắc khỏe, nhưng bạn có biết rằng kẽm là cần thiết cho xương khỏe mạnh? Kẽm là một thành phần của xương, và không có kẽm cơ thể của bạn không thể xây dựng được khung xương chắc khoẻ. Để có được những lợi ích tốt nhất cho xương, bạn nên tiêu thụ kẽm và canxi vào thời gian khác nhau vì canxi và kẽm có sự hấp thụ cạnh tranh nhau.

3. Tóc chắc khỏe

Một trong những dấu hiệu của sự thiếu hụt kẽm là rụng tóc. Khi cơ thể bạn không đủ kẽm, tóc có thể mỏng dần, dẫn đến gãy rụng. Ngược lại, khi bạn hấp thụ đầy đủ kẽm, tóc trở nên dày và bóng khỏe. Trong thực tế, kẽm rất hữu hiệu để kích thích mọc tóc, vì vậy các bác sĩ thường khuyên người bị rụng tóc nên bổ sung kẽm.

4. Tốt cho mắt

Một sự thật đáng ngạc nhiên về kẽm là rất tốt cho đôi mắt của bạn. Khi nói đến thị lực, kẽm hỗ trợ đưa vitamin A vào võng mạc. Nếu không có kẽm, mắt không nhận được đủ lượng vitamin A cần thiết, và kết quả gây suy giảm thị lực. Trong thực tế, thiếu kẽm đặc biệt liên quan đến thoái hóa điểm vàng ở người già.

5. Cơ bắp mạnh mẽ

Nếu muốn cơ bắp mạnh mẽ, hãy chắc chắn rằng bạn đang nhận được đủ lượng kẽm. Nguyên tố này được sử dụng để phục hồi cơ bắp sau khi tập luyện, do đó giúp bạn có thể xây dựng cơ bắp mạnh mẽ. Kẽm cũng hỗ trợ cơ bắp khi mệt mỏi, giúp bạn có thể làm việc theo đúng tiềm năng của mình.

6. Làn da khỏe mạnh

Đầu tiên, kẽm giúp loại bỏ mụn trứng cá vì nó điều chỉnh lượng dầu và làm giảm nhiễm khuẩn gây ra mụn. Ngoài ra, kẽm giúp sản xuất collagen và chất này mang lại cho bạn làn da dẻo dai, mịn màng.

7. Cân bằng nội tiết tố

Cân bằng nội tiết tố là rất quan trọng cho sức khỏe. Kẽm giúp cân bằng rất nhiều nội tiết tốt trong cơ thể. Ví dụ, kẽm cần thiết cho sản xuất insulin – rất quan trọng để điều tiết lượng đường trong máu. Kẽm cũng cần thiết cho kích thích tố sinh sản và kích thích tố tuyến giáp. Có đủ kẽm sẽ giúp bạn cảm thấy khỏe mạnh bởi vì kích thích tố trong cơ thể bạn sẽ được cân bằng.

Phụ nữ cần 8 mg kẽm mỗi ngày, và nam giới cần 11 mg kẽm mỗi ngày. Kẽm được tìm thấy trong con hàu, thịt, hạt bí đỏ, yến mạch, đậu Hà Lan.

Thiếu kẽm

Thiếu kẽm thường là do dinh dưỡng thiếu kẽm, nhưng cũng có thể liên quan đến sự hấp thu kẽm kém, acrodermatitis enteropathica, bệnh gan mãn tính, bệnh thận mãn tính, hồng cầu lưỡi liềm, tiểu đường, bệnh ác tính và các bệnh mãn tính khác. Các triệu chứng thiếu kẽm nhẹ rất đa dạng. Biểu hiện lâm sàng bao gồm chậm tăng trưởng, tiêu chảy, bất lực và chậm phát dục, rụng tóc, tổn thương da và mắt, giảm cảm giác ngon miệng, thay đổi nhận thức, làm suy giảm khả năng bảo vệ của cơ thể, khiếm khuyết trong việc sử dụng carbohydrat, và sinh quái thai. Thiếu kẽm nhẹ làm giảm miễn dịch, mặc dù dư thừa kẽm cũng giảm miễn dịch. Động vật có chế độ ăn thiếu kẽm thì cần lượng thức ăn tăng gấp đôi để bù lại lượng kẽm so với các động vật được cung cấp đủ kẽm.

Các nhóm có nguy cơ thiếu kẽm bao gồm người già, và những người suy thận. Kẽm chelat phytat được tìm thấy trong hạt và ngũ cốc cám có thể góp phần vào việc kém hấp thu kẽm.

Mặc dù có những lo ngại, nhưng những người ăn chay phương Tây không được phát hiện là thiếu hụt kẽm nhiều so với những người ăn thịt. Các nguồn thực vật cung cấp kẽm như đậu khô, rau biển, ngũ cốc tăng cường, thực phẩm từ đậu nành, đậu phụng, các loại hạt, đậu Hà Lan, mầm hạt. Tuy nhiên, phytat trong nhiều loại hạt và chất xơ trong thực phẩm có thể ảnh hưởng đến việc hấp thụ kẽm và uống kẽm gần giới hạn biên có các hiệu ứng chưa được rõ. Có một vài bằng chứng cho thấy rằng sử dụng lượng kẽm nhiều hơn so với tiêu chuẩn của US RDA (15 mg) hàng ngày có thể là cần thiết cho những người có chế độ ăn uống mà phytat cao, như một số người ăn chay. Việc tính toán này phải được cân đối với thực tế rằng có một lượng ít ỏi các chỉ số sinh học kẽm đầy đủ, và là chỉ số được sử dụng rộng rãi nhất, kẽm plasma, có độ nhạy và độ đặc hiệu kém. Chẩn đoán thiếu kẽm là một thách thức lâu dài.

Thiếu kẽm là trường hợp thiếu vi chất dinh dưỡng phổ biến nhất ở thực vật, đặc biệt là trong đất có độ pH cao. Đất thiếu kẽm được canh tác trong các cánh đồng của phân nửa Thổ Nhĩ Kỳ và Ấn Độ, 1/3 ở Trung Quốc và hầu hết miền Tây Úc, và có những phản hồi đáng kể về việc bổ sung phân kẽm đã được báo cáo ở các khu vực này. Thực vật phát triển trong các loại đất thiếu kẽm dễ bị mắc bệnh hơn. Kẽm về cơ bản được bổ sung vào đất thông qua quá trình phong hóa từ các loại đá, nhưng con người đã đưa kẽm vào trong đất qua quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch, chất thải mỏ, phân lân, đá vôi, phân, bùn thải và các hạt từ các bề mặt mạ kẽm. Kẽm dư thừa là chất độc đối với cây, mặc dù độ độc của kẽm ít phổ biến.

Gần 2 tỉ người ở các nước đang phát triển bị thiếu kẽm. Ở trẻ em, thiếu kẽm làm gia tăng nhiễm trùng và tiêu chảy làm khoảng 800.000 trẻm em thiệt mạng mỗi năm trên toàn cầu. WHO có chủ trương bổ sung kẽm cho trẻ suy dinh dưỡng nặng và tiêu chảy. Bổ sung kẽm giúp ngăn ngừa bệnh tật và giảm tử vong, đặc biệt là trẻ em sinh thiếu cân hoặc chậm phát triển.Tuy nhiên, bổ sung kẽm không nên được phân phối một cách riêng lẻ vì một số trường hợp thiếu kẽm ở các quốc gia đang phát triển có thể liên quan đến sự tương tác của kẽm với các vi chất dinh dưỡng khác.

Phục hồi đất

Ericoid Mycorrhizal Fungi Calluna, EricaVaccinium có thể phát triển trên đất giàu kẽm.

Nông nghiệp

Thiếu kẽm trong nông nghiệp là sự thiếu hụt vi chất dinh dưỡng phổ biến nhất những loài cây trồng; đặc biệt phổ biến trong đất có pH cao. Thiếu kẽm trong đất trồng chiếm nửa diện tích của Thổ Nhĩ Kỳ và Ấn Độ, 1/3 ở Trung Quốc, và hầu hết ở Tây Úc, và phản ứng chủ yếu đối với phân kẽm đã được báo cáo ở những khu vực này.Thực vật phát triển trên đất thiếu kẽm dễ bị sâu bệnh. Kẽm được bổ sung vào đất chủ yếu từ quá trình phong hóa đá, nhưng con người đã thêm kẽm qua việc đốt các nhiên liệu hóa thạch, chất thải mỏ, phân phosphat, thuốc trừ sâu (kẽm photphit), đá vôi, phân, bùn thải, và các hạt ở dạng xi mạ. Thừa kẽm cũng là chất độc đối với cây trồng, mặc dù ngộ độc kẽm ít phổ biến hơn.

Độc tính

Mặc dù kẽm là vi chất cần thiết cho sức khỏe, tuy nhiên nếu hàm lượng kẽm vượt quá mức cần thiết sẽ có hại cho sức khỏe. Hấp thụ quá nhiều kẽm làm ngăn chặn sự hấp thu đồng và sắt. Ion kẽm tự do trong dung dịch là chất có độc tính cao đối với thực vật, động vật không xương sống, và thậm chí là cả động vật có xương sống. Mô hình hoạt động của ion tự do đã được công bố trong một số ấn phẩm, cho thấy rằng chỉ một lượng mỏ mol ion kẽm tự do cũng giết đi một số sinh vật. Một thí nghiệm gần đây cho thấy 6 micromol giết 93% Daphnia trong nước.

Ion kẽm tự do là một axít Lewis mạnh đến mức có thể ăn mòn. Axít dịch vị chứa axít clohydric, mà hàm lượng kẽm kim loại trong đó dễ hòa tan trong đó gây ăn mòn kẽm clorua. Nuốt đồng xu 1 cent của Mỹ năm 1982 (97,5% kẽm) có thể làm hỏng niêm mạc dạ dày do khả năng hòa tan cao của các ion kẽm trong dịch vị.

Có bằng chứng về sự thiếu hụt đồng khi uống ở mức thấp một lượng kẽm 100–300 mg/ngày; một thử nghiệm gần đây cho thấy số người nhập viện cao hơn liên quan đến các biến chứng tiết niệu so với “thuốc trấn an” trong số đàn ông lớn tuổi uống 80 mg/day. USDARDA khuyến khích uống 11 và 8 mg Zn/ngày theo thứ tự đối với đàn ông và phụ nữ. Thậm chí ở các mức thấp hơn, gần với tiêu chuẩn RDA, có thể can thiệp với việc uống đồng và sắt, chống lại ảnh hưởng của cholesterol. Hàm lượng kẽm vượt quá 500 ppm trong đất gây rối cho khả năng hấp thụ các kim loại cần thiết khác của thực vật, như sắt và mangan. Có những tình huống gọi là sự run kẽm hay ớn lạnh kẽm sinh ra do hít phải các dạng bột ôxít kẽm nguyên chất phát sinh trong quá trình mạ vật liệu. Kẽm là thành phần bổ biến của hàm răng giả, nó có thể chứa 17 đến 38 mg kẽm/gram. Đã có những kiện cáo do mất chức năng, và thậm chí tử vong do sử dụng nhiều sản phẩm này.

Cơ quan quản lý thuốc và thực phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã khuyến cáo rằng kẽm phá hủy các thụ thể thần kim trong mũi gây ra chứng mất khứu giác. Các báo cáo về chứng mất khứu giác cũng được quan sát trong thập niên 1930 khi các công tác chuẩn bị kẽm để sử dụng trong một nỗ lực không thành công để ngăn chặn sự lây nhiễm bệnh bại liệt. Ngày 16 tháng 6 năm 2009, FDA thông báo rằng những người sử dụng kẽm nên dừng sử dụng các sản phẩm trị cúm có gốc kẽm và yêu cầu loại bỏ các sản phẩm đó trong các cửa hàng. FDA nói rằng việc không cảm nhận được mùi có thể đe dọa đời sống vì người dân không thể cảm nhận được sự rò rỉ của gas hoặc khói và không thể nhận biết rằng thực phẩm có bị hư trước khi họ ăn. Nghiên cứu gần đây cho rằng kẽm pyrithion kháng khuẩn có thể gây phản ứng sốc nhiệt tiềm ẩn cảm ứng hơn có thể làm giảm tích toàn vẹn bộ gen với sự cảm ứng của PARP.

Ngộ độc

Năm 1982, United States Mint bắt đầu đúc xu bằng đồng mạ kẽm nhưng chủ yếu là làm từ kẽm. Với các đồng kẽm mới, có khả năng gây ngộ độc kẽm, và có thể gây tử vong. Một trường hợp ăn liên tục trong thời gian dài 425 đồng xu kẽm (hơn 1 kg kẽm) gây tử vong do nhiễm vi khuẩn đường ruột và nhiễm trùng máu, trong khi một bệnh nhân khác ăn 12 gram kẽm chỉ cho thấy hôn mêbất động. Một số ca khác liên quan đến ngộ độc kẽm từ việc nuốt các đồng xu kẽm cũng được ghi nhận.

Các con chó đôi khi cũng nuốt các đồng xu và chỉ có cách dùng thuốc để loại chúng ra khỏi cơ thể. Hàm lượng kẽm trong một số đồng xu có thể gây ra ngộ độc kẽm, mà thường gây tử vong ở chó, vì nó gây ra các chứng thiếu máu (hemolytic anemia) nghiêm trọng, và cũng làm cho gan và thận bị tổn thương; các chứng nôn mửa và tiêu chảy. Kẽm có độc tính cao đối với vẹt và sự ngộ độc có thể làm chết chúng. Việc cho các con vẹt uống các loại nước ép trái cây trong các hộp mạ kẽm có thể làm cho chúng bị ngộ độc kẽm hàng loạt.

.

3/ Mangan

Mangan là nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn, có tên khoa học là Manganesia, ký hiệu Mn và số nguyên tử 25. Nó được tìm thấy ở dạng tự do trong tự nhiên (đôi khi kết hợp với sắt), và trong một số loại khoáng vật. Ở dạng nguyên tố tự do, mangan là kim loại quan trọng trong các hợp kim công nghiệp, đặc biệt là thép không gỉ.

Mangan là kim loại màu trắng xám, giống sắt. Nó là kim loại cứng và rất giòn, khó nóng chảy, nhưng lại bị oxy hóa dễ dàng. Mangan kim loại chỉ có từ tính sau khi đã qua xử lý đặc biệt. Kim loại mangan và các ion phổ biến của nó có tính chất thuận từ.

quang mangan

                                 Quặng mangan

Mangan chiếm khoảng 1000 ppm (0,1%) trong vỏ Trái đất, đứng hàng thứ 12 về mức độ phổ biến của các nguyên tố ở đây. Đất chứa 7–9000 ppm mangan với hàm lượng trung bình 440 ppm. Nước biển chỉ chứa 10 ppm mangan và trong khí quyển là 0,01 µg/m3. Mangan có mặt chủ yếu trong pyrolusit (MnO2), braunit, (Mn2+Mn3+6)(SiO12), psilomelan (Ba,H2O)2Mn5O10, và ít hơn trong rhodochrosit (MnCO3).

Mangan được khai thác ở Nam Phi, Úc, Trung Quốc, Brasil, Gabon, Ukraine, Ấn Độ, Ghana và Kazakhstan.

Công dụng của mangan đến sức khỏe con người

Năm 1903, nhà sinh vật học Gabriel Bertrand đã chứng minh rằng đất thiếu mangan sẽ bị cằn cỗi, không trồng trọt được. Bằng thí nghiệm dùng nước có chứa mangan được pha rất loãng chỉ có một vài phần nghìn gam trong 1 lít nước để tưới vào một mẫu đất khô cằn, ông đã làm cho cây lại tiếp tục mọc và phát triển.

Năm 1928, G.Bertrand chứng minh tầm quan trọng của Mn đối với sự phát triển của cơ thể các con chuột thí nghiệm. Những công trình này đã làm cho các nhà sinh – hoá học đặc biệt chú ý và công nhận vai trò không thể thiếu của Mn đối với đời sống của thực vật và động vật. Riêng ở người, hiện tượng thiếu Mn sẽ dẫn tới sự suy nhược, teo tinh hoàn, mất khả năng sinh sản và làm suy giảm sự hoạt động của một số enzym.

Do có tác dụng kích thích sự hoạt động của một số enzym, hoặc kiềm chế tác dụng của một số chất khác như canxi, Mg nên Mn tham gia vào nhiều hoạt động sinh hoá của cơ thể và là nguyên tố cần thiết có liên quan tới sự sinh sản, sự phát triển của xương, cảm giác giữ thăng bằng, sự hoạt động của não, sự tổng hợp của cholesterol, việc điều chỉnh nồng độ glucose trong máu, sự đông máu (phối hợp với vitamin K)…

Giống như đồng, Mn tham gia vào quá trình cấu tạo một số tế bào có tác dụng chống oxy hoá. Nhưng nếu những tế bào này có dư, chúng lại có tác dụng ngược lại, làm cho các tế bào có liên quan mau bị lão hoá.

Cơ thể người trưởng thành chứa từ 10 – 20 mg Mn, phần lớn tập trung trong xương, gan và thận. Lượng Mn trong máu vào khoảng 10 mcg/l, tập trung ở hồng huyết cầu. Huyết tương có chứa từ 0,6-4 mcg/l. Các cơ bắp nhận được Mn từ máu và giữ khoảng 35% tổng số Mn của cơ thể.

Nhu cầu về Mn của cơ thể: Ở người lớn (nặng 70kg), cơ thể cần mỗi ngày từ 6 – 8 mg Mn và có thể được cung cấp đầy đủ bằng các thức ăn, chủ yếu là các thực phẩm thực vật như lúa, gạo, đậu, rau, quả, chè (trà)…

dau do

                                       Đậu rất giàu mangan

Trường hợp cơ thể thiếu Mn ít khi xảy ra. Thường chỉ có hiện tượng ngộ độc vì thừa Mn do làm việc ở nơi khai thác (mỏ Mn) hoặc sử dụng Mn làm nguyên liệu ở các nhà máy hoá chất. Người công nhân thường bị nhiễm Mn qua đường hô hấp, làm tổn hại phổi, hệ thống thần kinh, thận, hệ tim mạch, các tinh hoàn cũng có thể bị tổn hại.

Mn đúng là một nguyên tố hoá học có tác dụng như con dao 2 lưỡi: Rất cần thiết cho sự sống của cả động vật và thực vật, nhưng sẽ gây tác hại khi hít phải thường xuyên.

.

4/ Iod

Iốt (có gốc từ tiếng Hy Lạp Iodes, nghĩa là “tím“; tên gọi chính thức theo Hiệp hội Quốc tế về Hóa Lý thuyết và Ứng dụngIodine) là một nguyên tố hoá học. Trong bảng tuần hoàn nó có ký hiệu Isố nguyên tử 53.

Đây là một trong các nguyên tố vi lượng cần cho sự sống của nhiều sinh vật. Về mặt hoá học, iốt ít hoạt động nhất và có độ âm điện thấp nhất trong các halogen. Mặc dù Astatin được cho là còn ít hoạt động hơn với độ âm điện thấp hơn, nguyên tố đó quá hiếm để khẳng định giả thuyết này. Iốt được dùng nhiều trong y khoa, nhiếp ảnh, thuốc nhuộm. Giống như các halogen khác (thuộc nhóm nguyên tố VII trong bảng tuần hoàn), iốt thường có mặt ở dạng phân tử hai nguyên tử, I2.

Tính chất

 

Tinh thể Iốt

Iốt là chất rắn có màu tím thẫm/xám có thể thăng hoa tại nhiệt độ thường tạo ra chất khí màu tímhồng có mùi khó chịu. Chất halogen này có thể tạo thành hợp chất với nhiều nguyên tố hóa học khác, nhưng nó ít hoạt động hơn so với các nguyên tố khác trong nhóm nguyên tố VII và nó có thêm một số tính chất hơi giống kim loại. Iốt có thể hòa tan trong cloroform, cacbon têtraclorua (CCl4), hay carbon đisulfua(CS2) để tạo thành dung dịch màu tím. Nó tan nhẹ trong nước tạo ra dung dịch màu vàng. Màu xanh lam của một chất gây ra khi tương tác với tinh bột chỉ là đặc điểm của nguyên tố tự do.

Iốt có thể oxi hoá được với H2 ở nhiệt độ cao và có mặt chất xúc tác tạo ra khí hidro iotua theo một phản ứng thuận nghịch:

H2 + I2 <-> 2HI

Iốt oxi hóa được nhiều kim loại nhưng phản ứng chỉ xảy ra khi đun nóng hoặc có chất xúc tác.

2Al + 3I2—H2O–> 2AlI3

Ứng dụng

Iốt là nguyên tố vi lượng cần thiết cho dinh dưỡng của loài người. Tại những vùng đất xa biển hoặc thiếu thức ăn có nguồn gốc từ đại dương; tình trạng thiếu iốt có thể xảy ra và gây nên những tác hại cho sức khỏe, như sinh bệnh bướu cổ hay thiểu năng trí tuệ. Đây là tình trạng xảy ra tại nhiều nơi trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Việc dùng muối iốt như muối ăn hằng ngày (có chứa nhiều hợp chất iốt có thể hấp thụ được) có thể giúp chống lại tình trạng này.

Các ứng dụng khác của iốt là:

  • Là một trong các halogen, nó là vi lượng tố không thể thiếu để hình thành hormonetuyến giáp, thyroxinetriiodothyronine, trong cơ thể sinh vật.
  • Thuốc bôi iốt (5% iốt trong nước/êtanol) dùng trong tủ thuốc gia đình, để khử trùng vết thương, khử trùng bề mặt chứa nước uống
  • Hợp chất iốt thường hữu ích trong hóa hữu cơy khoa.
  • Muối Iốđua bạc dùng trong nhiếp ảnh.
  • Iốtua kali (KI) có thể dùng để điều trị bệnh nhân bị ảnh hưởng của thảm họa hạt nhân để rửa trôi đồng vị phóng xạ Iốt-131, kết quả của phản ứng phân hạch hạt nhân. Chu kỳ bán rã của iốt-131 chỉ là 8 ngày, do đó thời gian điều trị chỉ kéo dài vài tuần, trong thời gian để bán rã hết cần phải có sự hướng dẫn cụ thể của bác sĩ để tránh ảnh hưởng đến sức khỏe. Trong trường hợp nguy cơ phóng xạ không có phản ứng phân hạch hạt nhân, như bom bẩn, không cần dùng phương pháp này. KI cũng có thể rửa xêzi-137, một sản phẩm khác của phản ứng phân hạch hạt nhân, vì xêzi có quan hệ hóa học với kali, nhưng NaI cũng có tác dụng như vậy. NaI hay có trong muối ăn ít natri. Tuy nhiên xêzi-137 có chu kỳ bán rã kéo dài tới 30 năm, đòi hỏi thời gian điều trị quá dài.
  • Iốđua vonfram được dùng để làm ổn định dây tóc của bóng đèn dây tóc.
  • Nitơ triiôđua là chất gây nổ không bền.
  • Iốt-123 dùng trong y khoa để tạo ảnh và xét nghiệm hoạt động của tuyến giáp.
  • Iốt-131 dùng trong y khoa để trị ung thư tuyến giápbệnh Grave và cũng dùng trong chụp ảnh tuyến giáp.
  • Nguyên tố iốt (không nằm trong hợp chất với các nguyên tố khác) tương đối độc đối với mọi sinh vật.

Độ phổ biến và điều chế

Hợp chất iốt thường gặp trong muối với natrikali (KI) hay trong KIO3.

Iốt có thể thu được ở dạng rất tinh khiết bằng phản ứng giữa KI với sunfat đồng (II). Cũng có vài cách khác để tách nguyên tố hóa học này. Mặc dù nguyên tố này khá hiếm, tảo bẹ và một số loài cây khác có khả năng hấp thụ và tập trung iốt trong cơ thể chúng, dẫn đến việc mang iốt vào dây chuyền thức ăn tự nhiên và giúp việc điều chế iốt có giá thành thấp.

Cho tác dụng dung dịch với chất oxi hoá để oxi hoá I thành I2.

Thí dụ phương trình: 2NaI + Cl2 -> 2NaCl + I2

 

Cảnh báo

Iốt khi tiếp xúc trực tiếp với da có thể gây thương tổn, do đó cần phải cẩn thận khi thao tác với nguyên tố hóa học này. Hơi iốt có thể gây khó chịu cho mắt và các màng nhầy. Đối với các tiếp xúc kéo dài khoảng 8 tiếng đồng hồ, mật độ iốt trong không khí không được vượt quá 1 miligam/mét khối, lấy trung bình theo thời gian.

Trong Y học

Tác dụng của thuốc iod là gì?

Thuốc iod (dùng ngoài da) được sử dụng để ngăn ngừa và điều trị các nhiễm trùng có thể xảy ra ở vết xước và vết cắt nhỏ. Thuốc hoạt động bằng cách tiêu diệt vi khuẩn có thể gây ra nhiễm trùng. Thuốc iod (dùng ngoài da) thường được sử dụng trong các trường hợp sau:

  • Sát trùng: ngăn ngừa và điều trị các nhiễm trùng nhỏ, vết thương trên bề mặt da; giảm tải vi sinh vật trên vết thương;
  • Chữa lành vết thương: làm chậm sự hình thành vảy; làm tổn thương nhẹ và mềm.

Bạn nên dùng thuốc iod như thế nào?

Khi dùng thuốc iod, bạn nên thực hiện theo đúng những hướng dẫn của chuyên gia chăm sóc sức khỏe. Một số điều bạn cần lưu ý là:

  • Bạn không được uống dạng thuốc iod dùng ngoài da;
  • Tránh xa mắt vì thuốc có thể gây kích ứng. Nếu bạn vô tình để thuốc dính vào mắt, hãy rửa với nước ngay lập tức;
  • Không sử dụng thuốc iod để bôi vào vết thương sâu, vết thương đâm thủng, vết cắn của động vật hoặc bỏng nặng;
  • Sau khi thoa thuốc iod, không che vết thương chặt bằng băng hoặc gạt.

Bạn nên bảo quản thuốc iod như thế nào?

Bạn nên bảo quản ở nhiệt độ phòng, tránh ẩm và tránh ánh sáng. Không bảo quản trong phòng tắm hoặc trong ngăn đá. Bạn nên nhớ rằng mỗi loại thuốc có thể có các phương pháp bảo quản khác nhau. Vì vậy, bạn nên đọc kỹ hướng dẫn bảo quản trên bao bì, hoặc hỏi dược sĩ. Giữ thuốc tránh xa tầm tay trẻ em và thú nuôi.

Bạn không nên vứt thuốc vào toilet hoặc đường ống dẫn nước trừ khi có yêu cầu. Thay vì vậy, hãy vứt thuốc đúng cách khi thuốc quá hạn hoặc không thể sử dụng. Bạn có thể tham khảo ý kiến dược sĩ hoặc công ty xử lý rác thải địa phương về cách tiêu hủy thuốc an toàn.

Liều dùng

Những thông tin được cung cấp không thể thay thế cho lời khuyên của các chuyên viên y tế. Hãy luôn tham khảo ý kiến bác sĩ hoặc dược sĩ trước khi quyết định dùng thuốc.

Liều dùng thuốc iod cho người lớn như thế nào?

Thuốc sát trùng iod dạng dùng ngoài da có nhiều dạng bào chế với thời gian sử dụng khác nhau bao gồm:

  • Dạng Iod dùng ngoài da hoặc dung dịch hoặc cồn: không dùng trên 10 ngày;
  • Dạng miếng dán cadexomer iod: không sử dụng liên tục trên 3 tháng;
  • Dạng gel cadexomer iod: dùng mỗi lần tối đa 50 g và liều dùng tối đa hàng tuần là 150 g; không sử dụng liên tục trên 3 tháng.

Liều dùng thuốc iod cho trẻ em như thế nào?

Thuốc sát trùng iod dạng dùng ngoài da có nhiều dạng bào chế bao gồm Iod (dạng dùng ngoài da hoặc dung dịch hoặc cồn) và không dùng trên 10 ngày.

Thuốc iod có những dạng và hàm lượng nào?

Thuốc iod có những dạng và hàm lượng sau:

  • Dung dịch: 10%.
  • Gel và miếng dán: 0,9 %.

Tác dụng phụ

Bạn sẽ gặp tác dụng phụ nào khi dùng thuốc iod?

Báo với bác sĩ của bạn nếu bạn mắc tình trạng sau: phát ban, phù mạch, sốt, đau khớp, xuất huyết da/niêm mạc, tăng bạch cầu ưa eosin, nổi mề đay, ban xuất huyết giảm tiểu cầu huyết khối hoặc viêm quanh động mạch.

Không phải ai cũng gặp các tác dụng phụ như trên. Có thể xuất hiện tác dụng phụ khác không được đề cập. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào về tác dụng phụ, hãy tham khảo ý kiến bác sĩ hoặc dược sĩ.

Trước khi dùng thuốc iod bạn nên biết những gì?

Trước khi dùng iod, báo với bác sĩ nếu bạn:

  • Dị ứng với iod, tá dược sử dụng trong dạng bào chế chứa iod. Những thông tin này được trình bày chi tiết trong tờ hướng dẫn sử dụng thuốc;
  • Dị ứng với bất kỳ loại thuốc nào khác, thực phẩm, thuốc nhuộm, chất bảo quản hoặc động vật;
  • Dùng cho trẻ em dưới 6 tuổi mà không có hướng dẫn của bác sĩ;
  • Người cao tuổi.

Những điều cần lưu ý nếu bạn đang mang thai hoặc cho con bú

Vẫn chưa có đầy đủ các nghiên cứu để xác định rủi ro khi dùng thuốc này trong thời kỳ mang thai hoặc cho con bú. Trước khi dùng thuốc, hãy luôn hỏi ý kiến bác sĩ để cân nhắc giữa lợi ích và nguy cơ.

Thuốc iod có thể tương tác với thuốc nào?

Tương tác thuốc có thể làm thay đổi khả năng hoạt động của thuốc hoặc gia tăng ảnh hưởng của các tác dụng phụ. Tài liệu này không bao gồm đầy đủ các tương tác thuốc có thể xảy ra. Tốt nhất là bạn viết một danh sách những thuốc mà bạn đang dùng (bao gồm thuốc được kê toa, không kê toa và thực phẩm chức năng) để đưa cho bác sĩ hoặc dược sĩ xem. Bạn không nên tự ý dùng, ngưng hoặc thay đổi liều lượng của thuốc khi không có sự cho phép của bác sĩ.

Thức ăn và rượu bia có tương tác với thuốc iod không?

Hãy tham khảo ý kiến bác sĩ về việc uống thuốc cùng thức ăn, rượu và thuốc lá.

Tình trạng sức khỏe nào ảnh hưởng đến thuốc iod?

Tình trạng sức khỏe của bạn có thể ảnh hưởng đến việc sử dụng thuốc iod. Bạn nên báo cho bác sĩ biết nếu mình có bất kỳ vấn đề sức khỏe nào, đặc biệt là:

  • Vết cắn động vật;
  • Vết thương sâu;
  • Bỏng nặng.

5/ Crom

Crom hay crôm (tiếng La tinh: Chromium) là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn có ký hiệu Crsố hiệu nguyên tử bằng 24, là nguyên tố đầu tiên của nhóm 6, là 1 kim loại cứng, giòn, có độ nóng chảy cao. Bề mặt Crôm được bao phủ bởi 1 lớp màng mỏng Cr2O3, nên có ánh bạc và khả năng chống trầy xước cao. Tên của kim loại này bắt nguồn từ tiếng Hy Lạpχρῶμα” – có nghĩa là màu sắc , bởi sự đa dạng về màu sắc trong các hợp chất của nó.

Hợp chất Crôm được sử dụng lần đầu tiên bởi người Trung Quốc vào khoảng 2000 năm trước, thuộc triều đại nhà Tần. Cụ thể khi khai quật Lăng mộ Tần Thủy Hoàng người ta đã tìm thấy một số thanh kiếm với lưỡi kiếm được phủ bởi 1 lớp Cr2O3 dày 10-15 micromet, lớp này làm nhiệm vụ bảo vệ thanh kiếm khỏi các tác nhân oxi hóa của môi trường từ bên ngoài trong hơn 2000 năm. Trễ hơn, ở phương Tây, vào năm 1761, khoáng sản Crocoit (ngoài ra còn được biết đến với tên khác là Chì đỏ Siberia) được dùng như 1 chất màu trong hội họa, ở dạng bột vụn thì khoáng sản này có màu vàng, trong khi ở dạng tinh thể thì có màu đỏ. Vào năm 1797, Loui Nicolas Vauquelin đã điều chế thành công Cr kim loại ở dạng đơn chất từ quặng của nó, mặc dù vẫn còn lẫn khá nhiều tạp chất khiến cho kim loại rất giòn, không thể sử dụng vào mục đích thương mại. Thay vào đó quặng Cromic (thành phần chính là FeCr2O4, được biết đến với tên khác là Ferô crôm) được sử dụng nhiều hơn trong các ngành công nghiệp luyện kim, từ quặng Cromic sau khi tinh chế và người ta dùng phản ứng nhiệt nhôm để điều chế Cr. Crôm được coi là 1 kim loạigiá trị cao bởi tính chống ăn mòn tốt, và độ cứng rất cao, nên nó được dùng như 1 nguyên tố điều chất thêm vào thép nhằm cải thiện khả năng chống ăn mòn và tăng độ cứng, thép có thêm Cr được gọi là Thép không gỉ hay Inox.

Hằng năm, Cr kim loại dùng trong mạ điện và sản xuất thép chiếm đến 85% sản lượng Cr trên toàn thế giới.

Đặc trưng

Crom là một kim loại cứng, mặt bóng, màu xám thép với độ bóng cao và nhiệt độ nóng chảy cao. Nó là chất không mùi, không vị và dễ rèn. Các trạng thái ôxi hóa phổ biến của crom là +2, +3 và +6, với +3 là ổn định nhất. Các trạng thái +1, +4 và +5 là khá hiếm. Các hợp chất của crom với trạng thái ôxi hóa +6 là những chất có tính ôxi hóa mạnh. Trong không khí, crom được ôxy thụ động hóa, tạo thành một lớp mỏng ôxít bảo vệ trên bề mặt, ngăn chặn quá trình ôxi hóa tiếp theo đối với kim loại ở phía dưới.Crom có mạng tinh thể lập phương tâm khối

Ứng dụng

Các công dụng của crom:

  • Trong ngành luyện kim, để tăng cường khả năng chống ăn mòn và đánh bóng bề mặt:
  • Làm thuốc nhuộm và sơn:
    • Ôxít crom (III) (Cr2O3) là chất đánh bóng kim loại với tên gọi phấn lục.
    • Các muối crom nhuộm màu cho thủy tinh thành màu xanh lục của ngọc lục bảo.
    • Crom là thành phần tạo ra màu đỏ của hồng ngọc, vì thế nó được sử dụng trong sản xuấ hồng ngọc tổng hợp.
    • tạo ra màu vàng rực rỡ của thuốc nhuộm và sơn
  • Là một chất xúc tác.
  • Cromit được sử dụng làm khuôn để nung gạch, ngói.
  • Các muối crom được sử dụng trong quá trình thuộc da.
  • Dicromat kali (K2Cr2O7)là một thuốc thử hóa học, được sử dụng trong quá trình làm vệ sinh các thiết bị bằng thủy tinh trong phòng thí nghiệm cũng như trong vai trò của một tác nhân chuẩn độ. Nó cũng được sử dụng làm thuốc cẩn màu (ổn định màu) cho các thuốc nhuộm vải.
  • Ôxít crom (IV) (CrO2) được sử dụng trong sản xuất băng từ, trong đó độ kháng từ cao hơn so với các băng bằng ôxít sắt tạo ra hiệu suất tốt hơn.
  • Trong thiết bị khoan giếng như là chất chống ăn mòn.
  • Trong y học, như là chất phụ trợ ăn kiêng để giảm cân, thông thường dưới dạng clorua crom (III) hay picolinat crom (III) (CrCl3).
  • Hexacacbonyl crom (Cr(CO)6) được sử dụng làm phụ gia cho xăng.
  • Borua crom (CrB) được sử dụng làm dây dẫn điện chịu nhiệt độ cao.
  • Sulfat crom (III) (Cr2(SO4)3) được sử dụng như là chất nhuộm màu xanh lục trong các loại sơn, đồ gốm sứ, véc nimực cũng như trong quy trình mạ crom.

Làm hợp chất niken-crôm dùng trong bàn ủi, bếp điện,…(vì nó có nhiệt độ làm việc khoảng 1000-1100 độ c)

Vai trò sinh học

Crom hóa trị ba (Cr (III) hay Cr3+) là yêu cầu với khối lượng rất nhỏ cho quá trình trao đổi chất của đường trong cơ thể người và sự thiếu hụt nó có thể sinh ra bệnh gọi là thiếu hụt crom. Ngược lại, crom hóa trị sáu lại rất độc hại và gây đột biến gen khi hít phải. Cr (VI) vẫn chưa được xác nhận là chất gây ung thư khi hít phải , nhưng ở trạng thái dung dịch nó đã được xác nhận là gây ra viêm da tiếp xúc dị ứng (ACD).

Gần đây, người ta nhận thấy rằng chất bổ sung ăn kiêng phổ biến là phức chất của picolinat crom sinh ra các tổn thương nhiễm sắc thể ở các tế bào của chuột đồng (phân họ Cricetinae). Tại Hoa Kỳ, các hướng dẫn ăn kiêng đã hạ mức tiêu thụ crom hàng ngày từ 50-200 µg cho người lớn xuống 35 µg (đàn ông) và 25 µg (đàn bà).

Phổ biến

 

Quặng crom

Crom là nguyên tố phổ biến thứ 21 trong vỏ Trái Đất với nồng độ trung bình 100 ppm. Các hợp chất crom được tìm thấy trong môi trường do bào mòn các đá chứa crom và có thể được cung cấp từ nguồn núi lửa. Nồng độ trong đất nằm trong khoảng 1 đến 3000 mg/kg, trong nước biểt từ 5 đến 800 µg/lit, và trong sông và hồ từ 26 µg/lit đến 5,2 mg/lit. Crom được khai thác dưới dạng quặng cromit (FeCr2O4). Gần một nửa quặng cromit trên thế giới được khai thác tại Nam Phi, bên cạnh đó Kazakhstan, Ấn ĐộThổ Nhĩ Kỳ cũng là các khu vực sản xuất đáng kể. Các trầm tích cromit chưa khai thác có nhiều, nhưng về mặt địa lý chỉ tập trung tại Kazakhstan và miền nam châu Phi.

Khoảng 15 triệu tấn quặng cromit dưới dạng có thể đưa ra thị trường được sản xuất vào năm 2000, và được chuyển hóa thành khoảng 4 triệu tấn crom-sắt với giá trị thị trường khoảng trên 2,5 tỷ đô la Mỹ vào năm này.

Mặc dù các trầm tích crom tự nhiên (crom nguyên chất) là khá hiếm, nhưng một vài mỏ crom kim loại tự nhiên đã được phát hiện. Mỏ Udachnaya tại Nga sản xuất các mẫu của crom kim loại tự nhiên. Mỏ này là các mạch ống chứa đá kimberlit giàu kim cương, và môi trường khử đã đưa ra sự hỗ trợ cần thiết để sản sinh ra cả crom kim loại lẫn kim cương.

Mối quan hệ giữa Cr(III) và Cr(VI) phụ thuộc chủ yếu vào pH và các đặc điểm ôxy hóa của vị trí quặng, nhưng trong hầu hết các trường hợp Cr(III) là loại chủ yếu, mặc dù ở một vài nơi nước ngầm có thể chứa tới 39 µg trong tổng crom với 30 µg là Cr(VI).

Hợp chất

Dicromat kali là một chất ôxi hóa mạnh và là hợp chất ưa thích để làm vệ sinh các đồ bằng thủy tinh trong phòng thí nghiệm ra khỏi dấu vết của các chất hữu cơ. Nó được sử dụng dưới dạng dung dịch bão hòa trong axít sulfuric đậm đặc để rửa các thiết bị đó. Tuy nhiên, đối với mục đích này thì dung dịch dicromat natri đôi khi cũng được sử dụng do độ hòa tan cao hơn của nó (5 g/100 ml ở dicromat kali với 20 g/100 ml ở dicromat natri). Màu lục crom là ôxít crom III (Cr2O3) màu lục, được sử dụng trong công việc vẽ trên men cũng như trong việc hãm màu thủy tinh. Màu vàng crom là chất nhuộm màu vàng có công thức PbCrO4, được các họa sĩ hay thợ sơn sử dụng.

Axít cromic có cấu trúc giả thuyết là H2CrO4. Cả axít cromic lẫn axít dicromic đều không có trong tự nhiên, nhưng các anion của chúng được tìm thấy trong nhiều loại hợp chất chứa crom. Triôxít crom (CrO3) là trạng thái anhydrit của axít cromic, được buôn bán trong công nghiệp dưới tên gọi “axít cromic”.

Chức năng của crôm trong cơ thể

Chức năng sinh học của crôm được sáng tỏ vào cuối những năm 1950, khi người ta khám phá ra chức năng của men bia trong việc ngăn chặn sự suy giảm kiểm soát đường huyết do tuổi tác trên mô hình chuột. Một phức hợp hữu cơ của crôm được biết như một hoạt chất hoạt tính- ký hiệu là “yếu tố dung nạp glucose” (Glucose Tolerance Factor – GTF). Cơ chế hỗ trợ chức năng của insulin của GTF vẫn chưa được làm sáng tỏ, có thể là do nó thúc đẩy quá trình lấy insulin vào trong tế bào bằng cách tạo điều kiện cho sự vận chuyển qua màng tế bào.

Kiểm soát đường huyết

Trong tiểu đường type 2, mặc dù tuyến tụy sản xuất đủ insulin nhưng do các tế bào cơ và những tế bào mô khác trở nên đề kháng với tác dụng của insulin nên khả năng kiểm soát đường huyết của bệnh nhân giảm. Rất nhiều nghiên cứu tiến hành đánh giá hiệu quả của uống bổ sung crôm trên bệnh nhân tiểu đường type 2. Một phân tích tổng hợp từ 41 nghiên cứu cho thấy, uống bổ sung crôm có tác dụng cải thiện khả năng kiểm soát đường huyết trên bệnh nhân tiểu đường type 2, tuy nhiên các tác giả cho rằng vẫn cần phải tiến hành thêm những thử nghiệm lâm sàng, thiết kế chặt chẽ hơn, trước khi đưa ra bất cứ kết luận chung. Ngoài ra, người ta không nhận thấy được một lợi ích nào của uống crôm đối với đường huyết ở người không mắc tiểu đường.

Giúp giảm cân

Do crôm đóng vai trò quan trọng trong chuyển hóa glucose và chất béo nên các nhà khoa học đã tiến hành các nghiên cứu để khám phá hiệu quả của nó đối với tác dụng hỗ trợ giảm cân và cải thiện thành phần cấu trúc cơ thể (ví dụ như giảm mỡ và tăng khối lượng cơ). Mặc dù một số nghiên cứu ban đầu cho thấy viên uống bổ sung crôm có thể giúp giảm đáng kể trọng lượng cơ thể và làm giảm lượng mỡ so với nhóm giả dược, nhưng một số nghiên cứu khác lại không cho kết quả tương tự. Theo một thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên làm mù đôi, những phụ nữ tham gia nghiên cứu được cung cấp một chế độ ăn như nhau (giá trị dinh dưỡng và năng lượng bằng nhau) có sử dụng hoặc không được sử dụng thực phẩm bổ sung crôm, kết quả cho thấy viên uống crôm không có hiệu quả hỗ trợ giảm cân, giảm mỡ so với nhóm chứng.

Liều lượng an toàn

Những nghiên cứu về các đặc tính của crôm còn khá ít. Tuy nhiên, dựa trên lượng cung cấp từ chế độ dinh dưỡng điển hình ở các quốc gia như Đức, Áo và Thụy Sỹ, người ta khuyến cáo rằng nhu cầu khuyến nghị hàng ngày vào khoảng 30-100 µg là phù hợp với cả trẻ vị thành niên và người lớn. Hàm lượng này cũng tương đương với nhu cầu dinh dưỡng khuyến nghị của châu Âu là 40 µg Cr3+/ngày. Kết quả từ những cuộc điều tra về dinh dưỡng cho thấy chế độ dinh dưỡng của một người trưởng thành sống ở châu Âu có chứa khoảng 60 µg ( Đức) và 160 µg (Thụy Điển)/ngày.

Hiện nay crôm vẫn được bổ sung trong quá trình sản xuất thực phẩm và thực phẩm chức năng chứa crôm khá phổ biến trên thị trường. Việc này dấy lên một số lo ngại rằng sử dụng liều cao crôm có thể tác động xấu đến DNA trong tế bào, và việc sử dụng crôm trong thực phẩm chức năng và với vai trò hỗ trợ tác dụng của insulin nên được xem xét lại. Tuy nhiên Ủy ban khoa học về thực phẩm của cộng đồng châu Âu đã khẳng định rẳng:

“Trong một số nghiên cứu giới hạn trên người, không có bằng chứng nào cho thấy tác dụng không mong muốn của crôm với liều lên tới 1 mg/ngày.”

Cảnh báo

Crom kim loại và các hợp chất crom (III) thông thường không được coi là nguy hiểm cho sức khỏe, nhưng các hợp chất crom hóa trị sáu (crom VI) lại là độc hại nếu nuốt/hít phải.[22] Liều tử vong của các hợp chất crom (VI) độc hại là khoảng nửa thìa trà vật liệu. Phần lớn các hợp chất crom (VI) gây kích thích mắt, da và màng nhầy, có thể gây bệnh đối với những người có cơ địa dị ứng.Crom(VI)có trong thành phần của xi măng Porland có thể gây bệnh dị ứng xi măng với những người có cơ địa dị ứng hoặc có thời gian tiếp xúc qua da thường xuyên và đủ lâu với xi măng.Phơi nhiễm kinh niên trước các hợp chất crom (VI) có thể gây ra tổn thương mắt vĩnh viễn, nếu không được xử lý đúng cách. Crom (VI) được công nhận là tác nhân gây ung thư ở người. Tại Hoa Kỳ, cuộc điều tra của Erin Brockovich về việc xả crom hóa trị 6 vào nguồn nước sinh hoạt là cốt truyện của bộ phim điện ảnh cùng tên.

Tổ chức y tế thế giới (WHO) khuyến cáo hàm lượng cho phép tối đa của crom (VI) trong nước uống là 0,05 miligam trên một lít.

.

6/ Selen

Selen là một nguyên tố hóa học với số nguyên tử 34 và ký hiệu hóa học Se. Nó là một phi kim, về mặt hóa học rất giống với lưu huỳnhtelua, và trong tự nhiên rất hiếm thấy ở dạng nguyên tố. Đối với sinh vật, nó là độc hại khi ở liều lượng lớn, nhưng khi ở liều lượng dấu vết thì nó là cần thiết cho chức năng của tế bào trong phần lớn, nếu như không là tất cả, các động vật, tạo thành trung tâm hoạt hóa của các enzym glutathion peroxidazathioredoxin reductaza (gián tiếp khử các phân tử bị ôxi hóa nhất định trong động vật và một số thực vật) và ba enzym deiodinaza đã biết (chuyển hóa các hoóc môn tuyến giáp lẫn nhau). Nhu cầu về selen ở thực vật phụ thuộc tùy theo loài, với một số thực vật dường như không cần nó.

Selen được cô lập tồn tại dưới vài dạng khác nhau, ổn định nhất trong số đó là dạng bán kim loại (bán dẫn) màu xám ánh tía và nặng, về mặt cấu trúc là chuỗi polyme tam giác. Nó dẫn điện dưới ánh sáng tốt hơn trong bóng tối và được sử dụng trong các tế bào quang điện (xem phần thù hình dưới đây). Selen cũng tồn tại trong nhiều dạng không dẫn điện: thù hình màu đen tương tự như thủy tinh, cũng như một vài dạng kết tinh màu đỏ được tạo ra từ các phân tử vòng 8 nguyên tử, tương tự như người chị em nhẹ hơn là lưu huỳnh.

Selen được tìm thấy ở lượng có giá trị kinh tế trong các quặng sulfua như pyrit, trong đó nó thay thế phần nào cho lưu huỳnh trong chất nền của quặng. Các khoáng vật chứa selenua hay selenat cũng đã được biết tới nhưng chúng khá hiếm.

 

Ích lợi của selen        
                                                                                           
Selen chống ôxy hóa: Gốc tự do chính là nguyên nhân gây già hóa cơ thể, gây các bệnh tim mạch, ung thư, suy giảm hệ miễn dịch, đục thủy tinh thể… Selen có vai trò quan trọng trong quá trình phân hủy và ngăn cản sự hình thành các gốc tự do trong cơ thể. Từ tác dụng này mà selen có các vai trò quan trọng khác như sau:

Selen chống lão hóa: Nhiều nghiên cứu cho thấy, các hợp chất của selen và của co-enzym Q đảm bảo sự toàn vẹn của màng tế bào, làm chậm quá trình lão hóa của tế bào nên cũng làm chậm quá trình lão hóa của cơ thể. Selen cùng với các vitamin E, C, A là các chất chống ôxy hóa trung hòa tự do sinh ra hằng ngày, hạn chế tổn thương của tế bào do gốc tự do gây ra, nhờ đó nó làm chậm quá trình lão hóa, kéo dài tuổi thọ cho chúng ta.

Selen chống ung thư: Các gốc tự do hủy hoại tế bào và một trong những hậu quả của quá trình này là có thể làm cho tế bào bình thường biến thành tế bào ung thư. Tế bào ung thư phát triển thành khối u, di căn khắp cơ thể. Nghiên cứu của các nhà khoa học Hoa Kỳ tiến hành tại các vùng khác nhau cho thấy, số lượng người tử vong do ung thư đại tràng và ung thư vú tỉ lệ nghịch với hàm lượng selen có trong khẩu phần ăn. Một nghiên cứu gần đây cũng chứng tỏ, selen có thể giúp phòng ngừa ung thư tuyến tiền liệt, phổi, buồng trứng, thực quản…
 
Selen ngăn ngừa bệnh tim mạch: Nhiều nghiên cứu cho biết, selen có tác dụng phân hủy các lipoperoxyd nên có thể ngăn ngừa chứng xơ vữa động mạch; ngăn chặn quá trình vôi hóa các động mạch do thừa vitamin D. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng, selen và co-enzym Q có vai trò đặc biệt trong sự chuyển hóa của collagen, do ức chế enzym collgenase, tạo điều kiện cần thiết để phòng tránh các bệnh tim mạch. Selen có hàm lượng khá cao trong tiểu cầu, ngăn ngừa sự kết tập tiểu cầu và phòng chống đông máu giúp giữ ổn định huyết áp.

Selen làm sáng mắt: Bình thường, nồng độ của selen có trong võng mạc cao hơn hẳn so với các tổ chức khác của cơ thể, có tác dụng làm sáng mắt do sự điều hòa quá trình sinh các gốc tự do trong võng mạc. Selen còn có tác dụng đảm bảo sự toàn vẹn của thủy tinh thể, nên ngăn ngừa được bệnh đục thủy tinh thể.

Selen làm tăng khả năng miễn dịch của cơ thể: Nhiều nghiên cứu đã khẳng định rằng, selen có trong thành phần nhiều loại protein và trong quá trình sinh tổng hợp protein, đặc biệt là các globulin miễn dịch. Các nhà nghiên cứu cho rằng, ái lực giữa kháng nguyên và kháng thể là do một tính chất đặc hiệu của kháng thể, mà tính chất này hình thành được là do sự có mặt của selen.
 
Nhờ đó selen làm tăng khả năng miễn dịch của cơ thể giúp chống bệnh tật. Selen còn có tác dụng làm giảm quá trình viêm. Điều này được phát hiện khi các nhà khoa học nghiên cứu rễ cây trinh nữ hoàng cung, là dược liệu dùng trị bệnh viêm khớp rất có hiệu quả, thấy có chứa hàm lượng selen cao; tác dụng này tăng lên nhiều khi phối hợp selen với vitamin E.

… và selen cũng có tác hại

 Bên cạnh những ích lợi nói trên, selen cũng có tác hại nếu dùng selen với lượng quá cao sẽ gây ngộ độc cấp tính. Hiện khoa học chưa khẳng định chắc chắn tác hại do dư thừa selen trên người. Nhưng đã phát hiện các dấu hiệu do độc tính của selen gồm: hỏng răng, mất màu vàng trên da, phù dưới da, mất móng chân, móng tay…

Nguồn cung cấp selen

Các nhà khoa học Hoa Kỳ đã xác định hàm lượng selen hằng ngày của người lớn là 100g đối với nam, 70g đối với nữ, trẻ em cần một lượng selen trong khẩu phần ăn tối ưu là 10 – 15g/ngày, phụ nữ có thai và cho con bú nên tăng thêm 10 – 20g/ngày.

 Selen phân bố khắp nơi trên trái đất nhưng với hàm lượng trung bình nhỏ (khoảng 0,09ppm), nó tồn tại trong đất, nước, trong thực vật và động vật. Selen được cung cấp cho con người nhờ chế độ dinh dưỡng hằng ngày và qua một số loại dược phẩm có chứa selen. Các loại thực phẩm chứa nhiều selen là: lúa mỳ là cây có chứa selen nhiều nhất, tiếp sau đó là ngô, bắp cải, đậu hà lan, cà rốt, củ cải, cà chua, tỏi, các loại nấm, trong thịt động vật, đặc biệt là trong cá. Hàm lượng selen có trong cá nước ngọt và cá biển tương đương nhau, chủ yếu tại gan và da cá. Trong các loại cá thì cá ngừ có chứa nhiều selen hơn cả, rồi đến cá nục, cá thu. Tôm đồng, sò, hến cũng là một nguồn selen rất phong phú.   

Độc tính

Mặc dù selen là chất vi dinh dưỡng thiết yếu nhưng nó lại có độc tính nếu dùng thái quá. Việc sử dụng vượt quá giới hạn trên của DRI là 400 microgam/ngày có thể dẫn tới ngộ độc selen. Các triệu chứng ngộ độc selen bao gồm mùi hôi của tỏi trong hơi thở, các rối loạn đường tiêu hóa, rụng tóc, bong, tróc móng tay chân, mệt mỏi, kích thích và tổn thương thần kinh. Các trường hợp nghiêm trọng của ngộ độc selen có thể gây ra bệnh xơ gan, phù phổi và tử vong.

Selen nguyên tố và phần lớn các selenua kim loại có độc tính tương đối thấp do hiệu lực sinh học thấp của chúng. Ngược lại, các selenatselenit lại cực độc hại, và có các tác động tương tự như của asen. Selenua hiđrô là một chất khí có tính ăn mòn và cực kỳ độc hại. Selen cũng có mặt trong một số hợp chất hữu cơ như dimethyl selenua, selenomethionin, selenocysteinmethylselenocystein, tất cả các chất này đều có hiệu lực sinh học cao và độc hại khi ở liều lượng lớn. Selen kích thước nano có hiệu lực tương đương, nhưng độc tính thấp hơn nhiều.

Ngộ độc selen từ các hệ thống cung cấp nước có thể xảy ra khi các dòng chảy của các hệ thống tưới tiêu mới trong nông nghiệp chảy qua các vùng đất thông thường là khô cằn và kém phát triển. Quá trình này làm thẩm thấu các hợp chất selen tự nhiên và hòa tan trong nước (như các selenat) vào trong nước, chúng sau đó có thể tích lũy đậm đặc hơn trong các vùng “đất ẩm ướt” mới khi nước bay hơi đi. Nồng độ selen cao sinh ra theo kiểu này đã được tìm thấy như là nguyên nhân gây ra một số rối loạn bẩm sinh nhất định ở chim sống trong các vùng đất ẩm ướt.

Ứng dụng sinh học

Y học
Chát gọi một cách lỏng lẻo là sulfua selen, SeS2, thực tế là disulfua selen hay sulfua selen (IV), là thành phần hoạt hóa trong một vài loại dầu gội đầu chống gàu. Hiệu ứng của thành phần hoạt hóa là giết chết nấm da đầu Malassezia. Thành phần hoạt hóa này cũng được dùng trong mỹ phẩm dùng cho da để điều trị nấm da Tinea do nhiễm các loài nấm chi Malassezia.
Dinh dưỡng
Selen được sử dụng rộng rãi trong điều chế vitamin và các chất bổ sung dinh dưỡng khác, với liều nhỏ (thường là từ 50 tới 200 microgam trên ngày cho người lớn). Một ài loại cỏ làm thức ăn cho gia súc cũng được tăng cường selen.

 

7/ Đồng

Đồngnguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Cu và số nguyên tử bằng 29. 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.

Đồng là một trong số ít các kim loại xuất hiện trong tự nhiên ở dạng kim loại có thể sử dụng trực tiếp thay vì khai thác từ quặng. Do đó nó có được con người sử dụng từ rất sớm khoảng 8000 TCN. Nó là kim loại đầu tiên được nung chảy từ quặng của nó vào khoảng 5000 TCN, kim loại đầu tiên được đúc thành khối vào khoảng 4000 TCN và kim loại đầu tiên được tạo thành hợp kim với các loại khác, là thiếc để tạo ra đồng đỏ vào khoảng 3500 TCN.

Kim loại và các hợp kim của nó đã được sử dụng cách đây hàng ngàn năm. Trong thời kỳ La Mã, đồng chủ yếu được khai thác ở Síp, vì thế tên gọi ban đầu của kim loại này là сyprium (kim loại Síp), sau đó được gọi tắt là сuprum. Các hợp chất của nó thường tồn tại ở dạng muối đồng(II), chúng thường có màu xanh lam hoặc xanh lục của các loại khoáng như ngọc lam và trong lịch sử đã được sử dụng rộng rãi làm chất nhuộm. Các công trình kiến trúc được xây dựng có đồng bị ăn mòn tạo ra màu xanh lục verdigris (hoặc patina).

Các ion đồng(II) tan trong nước với nồng độ thấp có thể dùng làm chất diệt khuẩn, diệt nấm và làm chất bảo quản gỗ. Với số lượng đủ lớn, các ion này là chất độc đối với các sinh vật bậc cao hơn, với nồng độ thấp hơn, nó là một vi chất dinh dưỡng đối với hầu hết các thực vật và động vật bậc cao hơn. Nơi tập trung đồng chủ yếu trong cơ thể động vật là gan, xương. Cơ thể người trưởng thành chứa khoảng 1,4 đến 2,1 mg đồng trên mỗi kg cân nặng.

Tính chất

Vật lý

 

Đĩa đồng (độ tinh khiết 99,95%) được làm bằng đúc liên tụckhắc.

 

Đồng, bạc và vàng đều nằm trong nhóm 11 của bảng tuần hoàn nên chúng có nhiều thuộc tính giống nhau: chúng có 1 electron trong phân lớp s1 nằm trước nhóm d10 và được đặc trưng bởi tính dẻo và dẫn điện cao. Các orbital được lấp đầy các electron trong các nguyên tố này không đóng góp nhiều vào các tương tác nội nguyên tử, chủ yếu ảnh hưởng bởi các electron phân lớp s thông qua các liên kết kim loại. Trái ngược với các kim loại mà phân lớp d không được lấp đầu bởi các electron, các liên kết kim loại trong đồng thiếu các đặc điểm của liên kết cộng hóa trị và chúng tương đối yếu. Điều này giải thích tại sao các tinh thể đồng riêng biệt có độ dẻo cao và độ cứng thấp. Ở quy mô lớn, việc thêm vào các khuyết tật trong ô mạng tinh thể như ranh giới hạt, sẽ làm cản trở dòng vật liệu dưới áp lực nén từ đó làm tăng độ cứng của nó. Ví dụ, đồng thường được đưa ra thị trường ở dạng polycrystalline hạt mịn, dạng này có độ cứng lớn hơn dạng monocrystalline.

Độ cứng thấp của đồng giúp giải thích một phần tính dẫn điện cao của nó(59.6×106 S/m) và cũng như tính dẫn nhiệt cao, các tính chất này được xếp hạng thứ 2 trong số những kim loại nguyên chất có tính chất tương tự ở nhiệt độ phòng. (trong số các kim loại nguyên chất ở nhiệt độ phòng chỉ có bạc có độ dẫn điện cao hơn). Đặc điểm này là do điện trở suất đối với sự vận chuyển electron trong các kim loại ở nhiệt độ phòng chủ yếu bắt nguồn từ sự tán xạ của electron đối với dao động nhiệt của mạng tinh thể, mà điện trở xuất này tương đối yếu đối với cho một kim loại mềm. Mật độ dòng thấm tối đa của đồng trong không khí ngoài trời vào khoảng 3,1×106 A/m2, vượt trên giá trị này nó bắt đầu nóng quá mức. Cùng với những kim loại khác, nếu đồng được đặt cạnh kim loại khác, ăn mòn galvanic sẽ diễn ra.

Cùng với lưu huỳnhvàng (cả hai đều có màu vàng), đồng là một trong 3 nguyên tố có màu tự nhiên khác với màu xám hoặc bạc. Đồng tinh khiết có màu đỏ cam và tạp ra màu lam ngọc khi tiếp xúc với không khí. Màu đặc trưng này của đồng tạo ra từ sự chuyển tiếp electron giữa phân lớp 3d và phân lớp 4s – năng lượng chênh lệch do sự chuyển đổi trạng thái electrong giữa hai phân lớp này tương ứng với ánh sáng cam. Cơ chế xảy ra tương tự đối với màu vàng của vàng và lưu huỳnh.

Hóa học

 

Sợi đồng không bị ôxy hóa (trái) và sợi đồng bị ôxy hóa (phải).

 

Đồng tạo nhiều hợp chất khác nhau với các trạng thái ôxy hóa +1 và +2, mà thường được gọi theo thứ tự là cuprouscupric.Nó không phản ứng với nước, nhưng phản ứng chậm với ôxy trong không khí tạo thành một lớp ôxit đồng màu nâu đen. Ngược lại với sự ôxy hóa của sắt trong không khí ẩm, lớp ôxit này sau đó sẽ ngăn cản sự ăn mòn. Một lớp màu lục của verdigris (đồng cacbonat) thường có thể bắt gặp trên các công trình cổ có sử dụng đồng như Tượng Nữ thần tự do, tượng bằng đồng lớn nhất trên thế giới được xây dựng dùng repoussé and chasingHydrogen sulfuasulfua 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 không khí có chứa các hợp chất sulfua. Các dung dịch amoni chứa ôxy có thể tạo ra một phức chất hòa tan trong nước với đồng, khi phản ứng với ôxy 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.

Đồng vị

Đồng có 29 đồng vị.63Cu and 65Cu là đồng vị bền, với 63Cu chiếm khoảng 69% đồng có mặt trong tự nhiên; cả hai đều có spin 3/2.[16] Các đồng vị còn lại có tính phóng xạ, trong đó đồng bị phóng xạ bền nhất là 67Cu với chu kỳ bán rã 61,83 giờ.[16] Bảy đồng vị kích thích đặc trưng nhất là 68mCu tồn tại lâu nhất với chu kỳ bán rã 3,8 phút. Các đồng vị với số khối lớn hơn 64 phân rã β, ngược lại các đồng vị có số khối dưới 64 thì phân rã β+. 64Cu, có chu kỳ bán rã 12,7 giờ, phân rã theo cả hai cơ chế trên.

62Cu và 64Cu có những ứng dụng đáng chú ý.64Cu chất được sử dụng trong chụp hình tia-X, và dạng tạo phức với chelate có thể được dùng trong điều trị ung thư.62Cu được dùng trong 62Cu-PTSM là một phương pháp vết phóng xạ trong chụp cắt lớp bằng positron.

Ứng dụng

Dây điện.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:

  • Que hàn đồng.
  • Tay nắm và các đồ vật khác trong xây dựng nhà cửa.
  • Đúc tượng: Ví dụ tượng Nữ thần Tự Do, chứa 81,3 tấn (179.200 pao) đồng hợp kim.
  • Cuộn từ của nam châm điện.
  • Động cơ, đặc biệt là các động cơ điện.
  • Động cơ hơi nước của Watt.
  • Rơ le điện, dây dẫn điện giữa các bảng mạch và các chuyển mạch điện.
  • Ống chân không, ống tia âm cực và magnetron trong các lò vi ba.
  • Bộ dẫn sóng cho các bức xạ vi ba.
  • Việc sử dụng đồng trong các mạch IC đã trở nên phổ biến hơn để thay thế cho nhôm vì độ dẫn điện cao của nó.
  • Là một thành phần trong tiền kim loại.
  • Trong đồ nhà bếp, chẳng hạn như chảo rán.
  • Phần lớn các đồ dùng bằng niken trắng dùng ở bàn ăn (dao, nĩa, thìa) có chứa một lượng đồng nhất định.
  • Trong chế tạo đồ đựng thức ăn bằng bạc (hàm lượng bạc từ 92,5% trở lên), có chứa một số phần trăm đồng.
  • Là thành phần của gốm kim loại và thủy tinh màu.
  • Các loại nhạc khí, đặc biệt là các loại nhạc khí từ đồng thau.
  • Làm bề mặt tĩnh sinh học trong các bệnh viện hay các bộ phận của tàu thủy để chống .
  • Các hợp chất, chẳng hạn như dung dịch Fehling, có ứng dụng trong phân tích hóa học.
  • Đồng (II) Sulfat được sử dụng như là thuốc bảo vệ thực vật và chất làm sạch nước.

Vai trò sinh học

Đồng là nguyên tố vi lượng rất cần thiết cho các loài động, thực vật bậc cao. Đồng được tìm thấy trong một số loại enzym, bao gồm nhân đồng của cytochrom c oxidas, enzym chứa Cu-Zn superoxid dismutas, và nó là kim loại trung tâm của chất chuyên chở ôxy hemocyanin. Máu của cua móng ngựa (cua vua) Limulus polyphemus sử dụng đồng thay vì sắt để chuyên chở ôxy.

Theo tiêu chuẩn RDA của Mỹ về đồng đối với người lớn khỏe mạnh là 0,9 mg/ngày.

Đồng được vận chuyển chủ yếu trong máu bởi protein trong huyết tương gọi là ceruloplasmin. Đồng được hấp thụ trong ruột non và được vận chuyển tới gan bằng liên kết với albumin.

Một bệnh gọi là bệnh Wilson sinh ra bởi các cơ thể mà đồng bị giữ lại, mà không tiết ra bởi gan vào trong mật. Căn bệnh này, nếu không được điều trị, có thể dẫn tới các tổn thương não và gan.

Người ta cho rằng kẽm và đồng là cạnh tranh về phương diện hấp thụ trong bộ máy tiêu hóa vì thế việc ăn uống dư thừa một chất này sẽ làm thiếu hụt chất kia.

Các nghiên cứu cũng cho thấy một số người mắc bệnh về thần kinh như bệnh schizophrenia có nồng độ đồng cao hơn trong cơ thể. Tuy nhiên, hiện vẫn chưa rõ mối liên quan của đồng với bệnh này như thế nào (là do cơ thể cố gắng tích lũy đồng để chống lại bệnh hay nồng độ cao của đồng là do căn bệnh này gây ra).

Phòng ngừa

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 toàn 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. Mức cao nhất có thể chịu được về đồng theo DRI trong chế độ ăn uống đối với người lớn theo mọi nguồn đều là 10 mg/ngày

.
8/ Fluor

Flo (tên dịch từ tiếng Hy Lạp cổ có nghĩa là “Sự hủy diệt”), (tiếng Anh là Fluorine) là nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu F và số nguyên tử bằng 9, nguyên tử khối bằng 19. Nó là một halôgen và là nguyên tố đặc biệt luôn có số oxi hóa -1 trong mọi hợp chất, nằm trong nhóm 7 của bảng tuần hoàn. Ở dạng khí, nó có màu vàng lục nhạt và là chất độc cực mạnh. Nó là một chất ôxi hóa và hoạt động hóa học mạnh nhất trong tất cả các nguyên tố. Ở dạng nguyên chất, Flo cực kỳ nguy hiểm, có thể tạo ra những vết bỏng hóa học trên da.

Thuộc tính

Flo nguyên chất là một khí màu vàng nhạt có tính ăn mòn do nó là một chất ôxi hóa cực mạnh. Flo thậm chí còn tạo ra các hợp chất với một số khí trơ như xenonradon. Ngay trong bóng tối và ở nhiệt độ thấp (21K), flo phản ứng mãnh liệt với hiđrô. Trong luồng khí flo, thủy tinh, các kim loại, nước và các chất khác cháy với ngọn lửa sáng chói. Nó hoạt động quá mạnh nên không thể tìm thấy ở dạng đơn chất và có ái lực đối với phần lớn các nguyên tố khác, đặc biệt là silic, vì thế nó không thể được điều chế hay bảo quản trong các bình thủy tinh. Trong không khí ẩm nó phản ứng với hơi nước để tạo ra axít flohiđric rất nguy hiểm.

Trong dung dịch nước, flo thông thường xuất hiện dưới dạng ion florua F. Các dạng khác là phức chất gốc flo (như [FeF4]) hay H2F+.

Các muối florua là hợp chất của flo với các gốc tích điện dương, thường là các ion. Các hợp chất của flo với kim loại nằm trong số các muối ổn định nhất.

Tính chất hóa học

F2 là một phi kim hoạt động hóa học rất mạnh

Phản ứng với hydro

Phản ứng xảy ra ngay trong bóng tối, ở nhiệt độ -252*C tạo ra axit flohydric

F2 + H2 → 2HF

Phản ứng với các kim loại

— Oxi hóa tất cả các kim loại (kể cả Au, Pt) tạo muối florua kim loại ứng với bậc oxi hóa cao của kim loại đó khi florua đó bền ở điều kiện thí nghiệm

3F2 + 2Au → 2AuF3

3F2 + 2Fe → 2FeF3

  • Các kim loại kiềm, kiềm thổ phản ứng với flo xảy ra mãnh liệt.
  • Các kim loại Al, Zn, Cr, Ni, Ag… phản ứng mạnh khi đun nóng
  • Các kim loại Cu, Au họ Pt phản ứng khi đun nóng mạnh

3F2 + 2Au → 2AuF3 (điều kiện: t°cao)

Phản ứng với các phi kim khác

  • Phản ứng với hầu hết phi kim (trừ O2; N2; Ne; He; Ar) tạo ra hợp chất công hóa trị ứng với bậc oxi hóa cao của nguyên tố phi kim đó

3F2 + S → SF6

2F2 + C → CF4

2F2 + Si → SiF4

  • Flo phản ứng với các halogen khác, trong những điều kiện đặc biệt

F2 + Cl2 → 2ClF (điều kiện: 250 °C)

3F2 (dư) + Cl2 → 2ClF3 (điều kiện: 280 °C)

5F2 + 2I2 → 2I2F5

Phản ứng Trao đổi

Flo có khả năng dời chỗ các halogen khác ra khỏi các hợp chất ion hoặc hợp chất công hóa trị (ở điều kiện xác định)

F2 + 2KCl (rắn) → 2KF + Cl2 (điều kiện: lạnh)

F2 + KBr (dd) → 2KF + Br2

Nếu dư F2 còn có phản ứng:

Br2 + 5F2 + 6H2O → 2HBrO3 + 10HF

và có một phần flo tác dụng với H2O

Phản ứng với các hydrua

  • Với H2O khi đun nóng thì flo bốc cháy

2F2 + 2H2O → 4HF + O2 (điều kiện: t°)

  • Với H2S, NH3 cháy trong khí flo thì tạo HF và (N2, NF3) hay SF6

Phản ứng với các dung dịch kiềm

Khác với các halogen khác, flo không tạo muối chứa oxi. Khi phản ứng với kiềm loãng (thí dụ NaOH 2%) lạnh tạo ra Oxygen difluoride và florua

2F2 + 2NaOH → 2NaF + OF2↑ + H2O (điều kiện: NaOH lạnh, 2%)

OF2 độc và có tính oxi hóa mạnh

OF2 + H2O → 2HF + O2

Phản ứng riêng

Axit flohydric HF còn có tính chất đặc biệt là ăn mòn các đồ vật bằng thủy tinh(với cấu tạo chủ yếu từ SiO2): 2F2 + SiO2 → SiF4 + O2

Ứng dụng

 

Tinh thể Fluorite (CaF2).

Flo được sử dụng trong sản xuất các chất dẻo ma sát thấp như Teflon, và trong các halon như Freon. Các ứng dụng khác là:

  • Axít flohiđric (công thức hóa học HF) được sử dụng để khắc kính.
  • Flo đơn nguyên tử được sử dụng để khử tro thạch anh trong sản xuất các chất bán dẫn.
  • Cùng với các hợp chất của nó, flo được sử dụng trong sản xuất urani (từ hexaflorua) và trong hơn 100 các hóa chất chứa flo thương mại khác, bao gồm cả các chất dẻo chịu nhiệt độ cao.
  • Các floroclorohiđrôcacbon được sử dụng trong các máy điều hòa không khí và thiết bị đông lạnh. Các cloroflorocacbon (CFC) đã bị loại bỏ trong các ứng dụng này vì chúng bị nghi ngờ là tạo ra các lỗ hổng ôzôn. Hexaflorua lưu huỳnh là một khí rất trơ và không độc (không phổ biến đối với các hợp chất của flo). Các loại hợp chất này là các khí gây hiệu ứng nhà kính mạnh.
  • Hexafloroaluminat kali, còn gọi là cryôlit, được sử dụng trong điện phân nhôm.
  • Florua natri được sử dụng như một loại thuốc trừ sâu, đặc biệt để chống gián.
  • Một số các florua khác thông thường được thêm vào thuốc đánh răng và (đôi khi gây tranh cãi) vào hệ thống cung cấp nước sạch để ngăn các bệnh nha khoa (răng, miệng).
  • Nó được sử dụng trong quá khứ để trợ giúp kim loại dễ nóng chảy hơn, vì thế mà có tên của nó.

Một số các nhà nghiên cứu – bao gồm cả các nhà khoa học vũ trụ của Mỹ trong những năm đầu thập niên 1960 đã nghiên cứu khí flo đơn chất như là một nhiên liệu cho tên lửa đẩy vì lực đẩy cực kỳ cao của nó. Các thực nghiệm đã thất bại vì flo rất khó để điều khiển và sử dụng. Các sản phẩm cháy của nó có độc tố và ăn mòn cực kỳ mạnh

Cảnh báo

Cả flo và HF cần phải được sử dụng với một yêu cầu rất nghiêm ngặt và phải tránh mọi sự tiếp xúc với da và mắt. Mọi thiết bị phải được thụ động hóa trước khi phơi nhiễm bởi flo.

Cả flo đơn chất và các ion florua là những chất độc mạnh. Khi ở dạng đơn chất, flo là một khí có mùi hăng đặc trưng có thể dễ dàng phát hiện ở nồng độ rất thấp (khoảng 20 nL/L). Nồng độ cho phép tối đa của sự phơi nhiễm hàng ngày (8 giờ làm việc) là 1 µL/L (một phần triệu theo thể tích), thấp hơn cả của xyanua hiđrô dm tuấn châu an tưởng

Thư Viện Hình Ảnh
hình 1
hình 2
Hình 3
error: Content is protected !!