Nguyên Tố Kẽm Zn và Vai trò với sức khỏe
Xem bài nguyên mẫu tại : Nguyên Tố Kẽm Zn và Vai trò với sức khỏe
1. Kẽm là chất gì?
Kẽm là 1 nguyên tố kim loại lưỡng tính thuộc nhóm kim loại chuyển tiếp. Trong bảng tuần hoàn, Kẽm đứng ở ô thứ 30 - là nguyên tố đầu tiên trong nhóm 12. Kẽm là nguyên tố phổ biến thứ 24 trên Trái Đất, chiếm 75ppm (0,0075%) trong vỏ Trái Đất. Nước biển chỉ chứa 30 ppb kẽm và trong khí quyển chứa 0,1-4 µg/m³. Trong tự nhiên kẽm thường nằm trong quặng cùng với các kim loại khác như đồng, chì. Kẽm liên kết với lưu huỳnh tạo ra quặng Sphalerit, là loại quặng chứa nhiều kẽm nhất với hàm lượng lên đến 60%. Ngoài ra kẽm còn tồn tại trong một số các quặng khác như: smithsonit (kẽm cacbonat), hemimorphite (kẽm silicat), wurtzite (loại kẽm sulfide khác), hydrozincite (kẽm cacbonat).
Kẽm cũng là một nguyên tố rất quan trọng đối với sự sống, là 1 chất khoáng thiết yếu với cơ thể. Kẽm đóng vai trò trong sự tăng trưởng và phân chia tế bào, tham gia cấu tạo cũng như duy trì chức năng của nhiều bộ phận cho cơ thể.
2. Kẽm có tính chất đặc trưng gì?
2.1 Tính chất vật lý
- Kẽm ở dạng chất rắn, có màu bạc xám, lấp lánh ánh kim. Kim loại kẽm có cấu trúc tinh thể hình lập phương, tương đối cứng, giòn và có thể uốn khi đạt nhiệt độ từ 100-150°C. Trên 210°C, kim loại kẽm giòn trở lại và có thể được tán nhỏ bằng lực.
- Khối lượng riêng: 7,13 g/cm3
- Nhiệt độ nóng chảy: 419,53 °C.
- Nhiệt độ sôi: 907 °C. Kẽm có nhiệt độ sôi thấp khá thấp trong nhóm các kim loại chuyển tiếp, chỉ cao hơn thủy ngân và cadimi.
- Mật độ: 7,14 g/cm (ở 0 °C, 101.325 kPa).
2.2 Tính chất hóa học của kẽm
- Cấu hình electron của kẽm là [Ar]3d104s2, số oxi hóa của kẽm là +2. Kẽm là kim loại lưỡng tính, có mức độ hoạt động trung bình, là 1 chất có mức độ oxi hóa mạnh.
- Kẽm mang đầy đủ các tính chất của 1 kim loại, thể hiện qua các phản ứng sau:
- Phản ứng với oxi tạo oxit: Zn + O2 → ZnO
- Kẽm tác dụng với dung dịch axit tạo muối:
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Zn + H2SO4 → 2H2O + SO2 + ZnSO4
- Tác dụng với phi kim khác: Zn + Cl2 → ZnCl2
- Tác dụng với kiềm: Zn + NaOH → Na2ZnO2 + H2
- Kẽm còn có thể tác dụng với nước nhưng phản ứng này hầu như không xảy ra vì trên bề mặt của kẽm có màng Hydrozincit, Zn5(OH)6(CO3)2 bảo vệ.
3. Phương pháp sản xuất Kẽm
Kẽm là nguyên tố được sử dụng phổ biến thứ 4, sau sắt, đồng, nhôm. Khoảng 70% lượng kẽm hiện nay đến từ việc khai thác quặng kẽm, phần còn lại sẽ từ hoạt động tái chế. 95% kẽm khai thác từ quặng sulfit. Trên thế giới các mỏ quặng kẽm tập trung nhiều tại Trung Quốc, Peru và Australia.
Quặng kẽm sẽ được nghiền nhỏ và trải qua nhiều công đoạn xử lý, tinh chế để thu được kim loại kẽm tinh khiết:
- Chuyển kẽm sulfit thành kẽm oxit: 2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2 SO2.
- Khử kẽm oxit với cacbon hoặc CO ở 950 °C tạo kim loại kẽm ở dạng hơi. Hơi kẽm được thu hồi trong bình ngưng tụ:
2 ZnO + C → 2 Zn + CO2
2 ZnO + 2 CO → 2 Zn + 2 CO2.
Ngoài ra có thể khử ZnO bằng phương pháp sử dụng dung dịch H2SO4 sau đó điện phân thu kẽm kim loại:
ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O
2 ZnSO4 + 2 H2O → 2 Zn + 2 H2SO4 + O2
4. Các ứng dụng của Kẽm
Kẽm có rất nhiều ứng dụng trong sản xuất và là 1 nguyên tố vi lượng rất cần thiết cho sự phát triển của cơ thể.
4.1 Ứng dụng của kẽm trong công nghiệp
- Trong việc tạo hợp kim: Kẽm được sử dụng nhiều trong việc tạo hợp kim, trong đó đồng thau là hợp kim phổ biến nhất của kẽm bao gồm đồng và kẽm với nồng độ từ 3-45%. Hợp kim kẽm - đồng sử dụng nhiều trong các thiết bị truyền thông, chế tạo các dụng cụ âm nhạc, van nước… Hợp kim kẽm - đồng, nhôm, magnesi dùng để đúc áp lực. Hợp kim Kẽm-cadmi tellurua (CZT) là một hợp kim bán dẫn sử dụng trong chuỗi các thiết bị cảm ứng nhỏ…
- Là vật liệu chống ăn mòn: Kẽm là vật liệu chính để làm chất chống ăn mòn. Vì kẽm dễ bị oxy hóa hơn sắt, thép nên có độ phản ứng mạnh hơn. Do đó Kẽm thường được mạ bao phủ lên các vật dụng bằng sắt, thép như 1 lớp bảo vệ. Mạ kẽm được sử dụng trên rào kẽm gai, cầu treo, mái kim loại, thiết bị trao đổi nhiệt, các bộ phận của ô tô, thân tàu biển để ngăn ngừa sự bào mòn…
Các hợp chất của kẽm cũng có nhiều ứng dụng trong công nghiệp sản xuất:
- Kẽm oxit làm chất tạo màu trắng trong sơn, làm chất xúc tác trong công nghiệp chế biến cao su.
- Kẽm clorua có tác dụng làm chất khử mùi.
- kẽm sunfua ZnS dùng làm chất phát quang màu trong sơn, màn hình tivi…
- Kẽm methyl (Zn(CH3)2) được dùng trong nhiều phản ứng tổng hợp hữu cơ
4.2 Vai trò của Kẽm với sức khỏe
Kẽm là một nguyên tố vi lượng quan trọng, là thành phần không thể thiếu trong cơ thể con người. Nó tham gia vào thành phần cấu trúc tế bào, tác động đến hầu hết các quá trình sinh học trong cơ thể, hoạt hóa nhiều enzym khác nhau, tác động chọn lọc lên quá trình tổng hợp, phân giải acid nucleic và protein - những thành phần quan trọng nhất của sự sống.
Kẽm được đưa vào cơ thể chủ yếu qua đường tiêu hóa và được hấp thu ở ruột non. Trong những năm gần đây, các nghiên cứu về kẽm và vai trò của kẽm trong sự tăng trưởng, phát triển được giới y khoa đặc biệt quan tâm. Ngày càng có nhiều bằng chứng khẳng định tầm quan trọng của kẽm trong hầu hết các cơ quan chức năng của cơ thể và thiếu kẽm trở thành một nguy cơ sức khỏe cộng đồng cần tích cực phòng tránh.
Vai trò của kẽm
Kẽm có nhiều chức năng sinh học quan trọng do nó liên quan đến cấu hình và chức năng của một loạt enzyme và các yếu tố phiên mã nhân tế bào. Nó là thành phần thiết yếu của nhiều loại protein, đóng vai trò quan trọng trong sự tăng trưởng và phân chia tế bào, tham gia hình thành các tổ chức, phát triển cơ thể như tạo tế bào máu, tái cấu trúc tim, tạo tế bào mỡ, duy trì tế bào gốc, phát triển hệ xương và cơ trơn, tái tạo các tế bào thần kinh võng mạc. Kẽm là thành phần không thể thiếu để sản xuất insulin- hormone có vai trò điều tiết lượng đường máu.
Kẽm đặc biệt quan trọng trong quá trình phát triển của thai nhi (do thời kì này các tế bào phát triển rất nhanh), trong việc phát triển chiều cao, cân nặng của trẻ sơ sinh, trẻ em và thanh thiếu niên.
Vai trò quan trọng với hệ miễn dịch vì kẽm kích thích sự phát triển các tế bào lympho B và lympho B, từ đó tạo một hệ thống phòng thủ giúp cơ thể chống lại các tác nhân gây bệnh, tăng cường đề kháng và chống lại nhiễm trùng.
Kẽm là khoáng chất rất cần thiết cho sự phát triển của não bộ, vùng trung tâm bộ nhớ của não gọi là “vùng đồi hải mã” có hàm lượng kẽm rất cao. Kẽm và vitamin B6 có vai trò quan trọng trong dẫn truyền thần kinh.
Kẽm còn có vai trò quan trọng đối với chức năng sinh sản. Ở nam giới, kẽm có nồng độ cao trong tuyến tiền liệt, tham gia vào sự trao đổi nội tiết tố, cân bằng chức năng tuyến tiền liệt, giúp duy trì số lượng và tính di động của tinh trùng và nồng độ testosterone trong huyết thanh. Thiếu kẽm làm chậm dậy thì ở trẻ nam, giảm chất lượng tinh trùng và khả năng tình dục của nam giới. Ở nữ giới, kẽm có tác dụng điều hòa kinh nguyệt, làm giảm các triệu chứng của hội chứng tiền kinh nguyệt.
Kẽm giúp điều hòa vị giác và cảm giác ngon miệng.
Ngoài ra, kẽm còn giúp hấp thu và chuyển hóa các nguyên tố vi lượng khác như: đồng (Cu), mangan (Mn), magne (Mg),... Do vậy, khi cơ thể thiếu kẽm sẽ kéo theo sự thiếu hụt hoặc rối loạn chuyển hóa của nhiều yếu tố, ảnh hưởng rất lớn đến tình trạng sức khỏe.
Tuy có vai trò quan trọng như trên nhưng các biểu hiện của thiếu kẽm lại vô cùng thầm lặng, tiềm tàng, khó chẩn đoán, dễ nhầm lẫn với các bệnh khác. Ví dụ, mất cảm giác thèm ăn, rụng tóc, chức năng hệ miễn dịch suy yếu, tiêu chảy, tổn thương da và mắt, tăng trưởng chậm ở trẻ em và chứng bất lực ở nam giới. Hơn nữa kẽm không được dự trữ lâu dài trong cơ thể để “dùng dần” do vậy cần đảm bảo chế độ ăn hàng ngày có đủ kẽm.
Khuyến nghị về nhu cầu hằng ngày đối với kẽm như sau:
- Trẻ 0-6 tháng: 2mg/ngày
- Trẻ 7-11 tháng: 3mg/ngày
- Trẻ 1-3 tuổi: 3mg/ngày
- Trẻ 4-8 tuổi: 5mg/ngày
- Trẻ 9-13 tuổi: 8mg/ngày
- Nam giới (từ 14 tuổi trở lên): 11mg/ngày
- Nữ giới (19 tuổi trở lên): 8mg/ngày
- Phụ nữ mang thai (sau 18 tuổi): 11-12mg/ngày
- Phụ nữ cho con bú: 12-13mg/ngày
Các thực phẩm giàu kẽm có thể kể đến như: hàu, gan, sò, thịt đỏ, trứng, ngũ cốc thô, các loại đậu, các loại rau, củ, trái cây...
Xem nguyên bài viết tại : Nguyên Tố Kẽm Zn và Vai trò với sức khỏe
source https://mienbacchem.com/nguyen-to-kem-zn-va-vai-tro-voi-suc-khoe.html
