Đề tài : Florua

Click to edit Master title style Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 12/3/2013 ‹#› TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH . Môn : Hóa kỹ thuật môi trường Giáo viên : Bùi Phương Linh Nhóm 6 : CĐ06 – KTMT1 © Nguyễn Thị Diễm ©Bùi Hồng Ngọc ©Lưu Thị Minh Tâm ©Huỳnh Thị Thùy Thành Đề tài : Florua Nội dung thuyết trình Florua 2/Ý nghĩa 3/Các phương pháp xác định 4/Các thí nghiệm, dụng cụ thử nghiệm 5/Các công nghệ xử lý 6/Các ứng dụng trong ngành kỹ thuật môi trường 1/Đại cương 1.1. Flo ở dạng nguyên chất: Ký hiệu hóa học: F Khối lượng nguyến tố: 18,998 Vị Trí: ô số 19, nhóm VIIA, chu kỳ 2 Công thức phân tử: F2 Cấu hình e lớp ngoài cùng: 2s2 2p5 Flo nguyên chất là một khí màu vàng nhạt có tính ăn mòn do nó là một chất ôxi hóa mạnh 1/ Đại cương về Flo: HHình 1.1 Hình ảnh về flo đơn chất 1/ Đại cương về Flo: 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+. Tồn tại ở dạng hợp chất có trong men răng , trong lá một số cây. - Phần lớn flo tập trung trong hai khoáng vật là florit (CaF2) và criolit (Na3AlF6 hay AlF3.3NaF) HHình 1.2 Hình ảnh về flo hợp chất 1.2. Flo ở dạng hợp chất Flo có tác dụng thúc đẩy cơ thể phát triển, nhất là hai hàm răng, flo trong men răng độ cứng chắc tối đa và có sức đề kháng cao với sâu răng. Đây là một điểm đáng chú ý vì không phải càng nhiều fluorid thì gây ra căn bệnh “ngộ độc flo” : răng ngả màu vàng, ròn dễ gãy và dễ rụng; đau buốt lưng, đùi, các khớp xương khó cử động dễ bị dị hình,... 2/ Ý nghĩa: Hình 1.3 Sâu răng YÙ nghóa cuûa noàng ñoä Fluoride cao trong nöôùc caáp Beänh ñoám men raêng khoâng xuaát hieän khi noàng ñoä ion fluoride khoâng vöôït quaù 1,0 mg/L vaø möùc ñoä nghieâm troïng cuûa beänh ñoám raêng taêng khi noàng ñoä ion fluoride taêng. Noàng ñoä 1 mg/L laø noàng ñoä toái öu cho söùc khoûe raêng mieäng. Noàng ñoä fluoride giaûm beänh saâu raêng seõ xaûy ra nghieâm troïng, ngöôïc laïi khi noàng ñoä fluoride taêng beänh ñoám raêng trôû thaønh vaán ñeà nghieâm troïng. Hình vẽ 1.4.Moät soá hình aûnh veà beänh ñoám men raêng (mottled enamel hay dental fluorosis) Möùc ñoä beänh nheï Möùc ñoä beänh naëng Möùc ñoä beänh trung bình 3.1 Phương pháp dùng điện cực : Phöông phaùp ñieän cöïc là phöông phaùp ñôn giaûn nhaát nhöng ñoøi hoûi phaûi söû duïng moät pH keá thang ño môû roäng va ø moät ñieän cöïc ñaëc bieät. 3/ Các phương pháp xác định F­: Hình 1.5 Máy đo điện cực đơn giản 3.2. Phương pháp so màu : ¤ Phương pháp phẩm màu Alizarin : ( Zr – alizarin lake) + 6F- → alizarin + ZrF62- màu hơi đỏ màu vàng ( Hình 1.7) Alizarin là hợp chất hữu cơ trong phân tử có nối đôi azô, sự so màu phân biệt bằng mắt thường hay quang phổ kế, thực hiện trong 1 giờ. ¤ Phương pháp SPADNS : Ưu điểm hơn phẩm màu, không bị hạn chế về thời gian, dùng quang phổ kế để so màu. Khi söû duïng SPADNS, phaûn öùng giöõa fluoride vaø ion zircon gaàn nhö xaûy ra töùc thôøi khi moät löông lôùn acid ñöôïc theâm vaøo hoãn hôïp phaûn öùng. 3/ Các phương pháp xác định F­: 1.6. Máy quang phổ kế để so màu Hình 1.7 Phẩm màu alzarin 3.3, Phương pháp sắc ký ion : Kyõ thuaät saéc kyù ion (ion chromatography) cho pheùp phaân tích ñoàng thôøi fluoride vaø nhieàu anions khaùc. Tuy nhieân, khi söû duïng phöông phaùp naøy, phaûi baûo ñaûm chaát taùch söû duïng trong thí nghieäm coù theå taùch hieäu quaû fluoride ra khoûi caùc anion gaây trôû ngaïi. Trước tiên tách các ion cản trở ra khỏi môi trường nước khi tiến hành thí nghiệm, bằng phép chưng cất. Thực hiện trong dung dịch có tính axit, F- biến đổi thành HydroFlorua : HF ↑ ↔ H+ + F‑ 3/ Các phương pháp xác định F­: 1.8.Thành phần cơ bản của sắc ký ion 1.9.Hệ thống sắc ký ion Metrohm IC850 4/ Các thí nghiệm, dụng cụ thí nghiệm flo 1.10.cụ thí nghiệm flo FLOWAT - Thiết bị xử lý Flo dư trong nước5.1.Mục đích sữ dụng: Nhằm xử lý hàm lượng flo dư trong nước uống cho những vùng ô nhiễm bộ lọc này có khả năng xử lý liên tục khoảng 900 lít nước Dựa trên nguyên tắc của phương pháp xử lý flo dư trong nước uống bằng ôxít nhôm hoạt tính. 5.2. Quy trình thực hiện 5/ Các công nghệ xử lý: Thiết bị xử lý nước flo dư trong nước : 1.11.lọc Flowat 1.12.Bộ xử lý nước thích hợp với nông thôn 5.2.1. Vận hành : Nước nguồn đã lọc hết tạp chất cơ học được tiếp xúc với lớp ôxít nhôm hoạt tính, lúc này các ion flo trong nước được trao đổi và giữ lại trong lớp oxyt nhôm hoạt tính Hàm lượng flo trong nước xử lý tăng dần, quá trình vận hành với hàm lượng flo trong nước xử lý ở mức <0,7 mg/lít Khi hàm lượng flo trong nước xử lý đạt mức 0,7mg/lít, kết thúc chu trình làm việc. 5.2.2 Tái sinh : Sau mỗi chu trình làm việc, lớp ôxít nhôm được khôi phục hoạt tính bằng việc cho tiếp xúc với một lượng nhất định dung dịch nhôm sulfat nồng độ 2% Quá trình tiếp xúc này làm giải phóng lượng ion flo đã hấp phụ trong lớp oxyt hôm hoạt tính trong chu trình làm việc, khôi phục lại hoạt tính của lớp oxyt nhôm đối với ion flo. 5.2.3.Xã rửa : Sau quá trình tái sinh, lớp oxyt nhôm được tráng rửa bằng một lượng nước nguồn để làm sạch lượng dung dịch tái sinh còn dư bám trên lớp ôxít nhôm. Khi công đoạn xả rửa kết thúc, thiết bị được tiếp tục với chu trình làm việc mới.  5.3 Hiệu quả của thiết bị xử lý nước : Bộ lọc FLOWAT hoạt động ổn định và hoàn toàn thỏa mãn các yêu cầu về xử lý nước có hàm lượng flo dư đạt các tiêu chuẩn qui định của nước sinh hoạt. Bộ lọc FLOWAT vận hành đơn giản, phù hợp với điều kiện sử dụng của nông thôn. Bộ lọc FLOWAT có hiệu quả xử lý ổn định với chi phí vận hành. Đặc biệt là hóa chất dùng để tái sinh có sẵn ngay tại chợ làng: hàng tháng, mỗi lần rửa chỉ cần 0,4kg phèn với chi phí là 1.200 đồng . Flo đang được sử dụng ngày càng nhiều trong sản xuất dược phẩm, các sản phẩm nông hóa, thuốc nhuộm, các con chip silic, các loại vật liệu cách điện và pin nhiên liệu 6/ Những ứng dụng trong nghành kỹ thuật môi trường: HHình 1.13 Pin nhiên liệu Hình 1.14 Vật liệu cách điện  chất oxi hoá cho nhiên liệu lỏng dùng trong tên lửa Teflon ( là một chất dẻo chứa flo chịu được tác dụng của axit, kiềm và các hoá chất khác).Teflon được để trám vào nồi, chảo không dính,… Hình 1.16 Chảo không dính Hình 1.15 Teflon Freon ( chủ yếu là CFCl3 và CF2Cl2) được dùng trong các tủ lạnh và máy lạnh  Dung dịch NaF loãng được dùng làm thuốc chống sâu răng. - Flo còn dùng trong công nghiệp sản xuất nhiên liệu hạt nhân để làm giàu 235U Hình 1.18 Thuốc chống sau răng Hình 1.17 Uranium Chất Freon được dùng làm chất sinh hàn Sử dụng các hóa chất flo hóa trong màn hình tinh thể lỏng có thể làm thay đổi độ nhớt. Một số hợp chất flo hóa có tính chất của những chất hoạt động bề mặt và được sử dụng như các tác nhân phân tán, tẩy vết màu và chống ướt trong ngành may mặc. Các hợp chất perflo hóa cũng được ứng dụng trong y sinh học, chúng được sữ dụng như máu nhân tạo. Hình 1.19 Tinh thể lỏng Các thuốc diệt cỏ, thuốc trừ sâu chứa flo có hiệu lực cao hơn các thành phần gốc không chứa flo, lượng hóa chất sử dụng để phun thuốc sẽ giảm đi nhiều, mang lại ích lợi về môi trường và tiết kiệm chi phí cho người nông dân 1.20. Thuốc diệt trừ sâu Tạo các thuốc chống suy nhược như Prozac và Paxil, các thuốc chống viêm khớp và chống viêm nói chung như Celebrex, các thuốc chống nhiễm trùng như Cipro. 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.   Hình 1.21 Thuốc Prozac Hình 1.22 Hiệu ứng nhà kính 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. Hình 1.23 Thiết bị đông lạnh @ Hậu quả của flo gây ra : Hình 1.24 Flo trong nước sinh hoạt Hình 1.25 Đốm bỏng @ Hậu quả của flo gây ra : Flo có hoạt tính sinh học cao, gây độc tính đến con người trong điều kiện sản xuất, trong sinh hoạt ( h.1.24 ) Flo kết tủa canxi dẫn đến phá vỡ trao đổi canxi, photpho, có thể đẩy iot ra khỏi hợp chất iot hữu cơ. Hợp chất flo phá vỡ mạnh vỏ niêm dịch của hệ thống hô hấp trên, phổi, dạ dày, biểu bì. Flo làm phá vỡ vỏ niêm dịch tất cả hệ thống hô hấp dẫn đến xuất hiện những đốm bỏng ở khoang miệng, họng, xoang, làm chảy máu mũi. Sự phát triển sản xuất chế biến nguyên liệu chứa flo, lượng flo trong lớp khí quyển, khí cháy có thể tăng. Caûm ôn coâ vaø caùc baïn ñaõ laéng nghe