Xem mẫu
- Câu 1: khái niệm địa hóa và mối liên quan gi ữa đ ịa hóa v ới các
môn khoa học khác
-khái niệm đh của Phạm Văn An 1993: Địa hóa là 1 môn khoa học về
lịch sử các nguyên tố hóa học của trái đất và rộng hơn là của vũ trụ, k o
những giả quyết những vấn đề về sự phân bố các nguyên tố trong các đối
tượng tự nhiên khác nhau mà còn gồm cả nhiệm vụ lớn của các khoa h ọc
khác về trái đất, tức là giả thích cội nguồn lịch s ử pt c ủa hành tinh chúng
ta nói riêng và của vũ trụ nối chung và các quy luật pt của nó.
-mối liên quan với các môn khoa học khác: ĐH học là 1 ngành khoa
học mới về trái đất, xuất hiện từ mối liên quan h ữu cơ giữa các khoa h ọc
cơ bản về tự nhiên như vật lý, hóa học với các khoa h ọc địa ch ất nh ư:
tinh thể học, khoáng vật học, thạch học, địa chất học.
ĐH học có liên quan đặc biệt với vật lý và hóa học để giả thích sự
phân bố của các nguyên tố trong tự nhiên. Vật lý và hóa học đóng vai trò
đặc biệt trong việc mô hình hóa các quá trình lý hóa của lòng sâu c ủa trái
đất. Ngoài ra toán học là phương tiện để xác định quy luật phân bố của
các nguyên tố trong tự nhiên.
ĐH học và tinh thể học có mối liên hệ là hóa học tinh th ể. Hóa h ọc
tinh thể giúp cho đh học những số liệu quan trọng bởi vì đa số các nguyên
tố hóa học của trái đất tồn tại dưới dạng hợp chất có cấu trúc tinh th ể.
ĐH học gắn bó với khoáng vật hocjtrong chừng mực các nguyên tố hóa
học liên quan với các hợp chất hóa học rắn (kv). Khoáng vật h ọc đã tích
lũy cho đh học tài liệu thực tế làm nền tảng cho đh học hiện đại.
ĐH học liên quan chặt chẻ với thạch học, việc nghiên cứu sự phân
bố của các nguyên tố trong các khoáng vật và các đá là 1 nhiệm vụ gắn đh
với thạch học.
- ĐH học liên quan chặt chẻ với khoáng sàng học nó trở thành cơ s ở
để xét đoán nguồn gốc nhiều ks.
ĐH học là cơ sở cho công tác tk-td.
Ngoài ra đh học ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh
vực khác nhau như ứng dụng trong nông nghiệp (đh thổ nh ưỡng), trong
môi trường (đh môi trường).
Sự pt của đh học tạo đk cho ngành địa chất và địa lý pt.
ĐH học là 1 lĩnh vực pt đầy đủ nhất của đh vũ trụ.
Câu 2: các kiểu phân loại đh các nguyên tố trong tự nhiên.
a) vecnatsti:
Dựa trên cơ sở đặc điểm cấu trúc lớp vỏ điện tử của các nguyên tố
đặc tính của các qt địa hóa trong đó có sự tham gia c ủa các nguyên t ố, vai
trò của các hợp chất và các phân tử trong qt tồn tại của các nguyên tố. ông
phân ra:
- Các nguyên tố khí trơ: gồm 5 ng tố từ He đến Rn, các ng tố
này ko tham gia phản ứng hóa học.
- Các kim loại tự sinh: gồm 7 ng tố Ag, Au, và nhóm Pt), chúng
được đặc trưng bởi sự tồn tại trong tự nhiên dưới dạng tự sinh.
- Các ng tố chu trình: gôm 44 ng tố, đó là các ng tố ph ổ bi ến
nhất (H, O, Si, Na, Al, Fe…), chiếm 99,7% KL vỏ trái đất
- - Các ng tố phân tán: gồm 11 ng tố Li, Se, Ga, Br, Rb, Y, Nb, In,
I, Cs, Ta.
- Các ng tố phóng xạ mạnh: gồm 7 ng tố trong họ Urani có số
thứ tự từ 89-96
- Các ng tố đất hiếm gồm 15 ng tố họ lantan, stt từ 57-71
b) Goldschmit:
Dựa trên cấu trúc vỏ e- và đại lượng thể tích ng tử của các ng tố ông
phân ra
- Các ng tố ưa khí: gồm các khí trơ (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn), C,
Ni. Các ng tố này đặc trưng cho quy ển khí, ng tử có 8e ở l ớp ngoài
cùng.
- Các ng tố ưa đá: bao gồm các ng tố đặc trưng cho thạch
quyển có ái lực mạnh với oxy trong đk vỏ trái đất và tạo nên cá kv
dưới dạng cá hợp chất chứa oxy, các ng tố này bao gồm Li, Na, K,
Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Ba,… ion có 8e ở lớp ngoài cùng, trên đ ường
biểu diễn thể tích ng tử chúng ở nhánh đi xuống.
- Các ng tố ưa đồng: bao gồm Cu, Ag, Zn, Cd, Hg, Sn, Pb, As…
có xu hướng tạo nên hợp chất với S ion có 18e ở lớp ngoài cùng,
trên đg biểu diễn thể tích ng tử chúng ở nhánh đi lên.
Các ng tố ưa sắt: gồm Fe, Mn, Co, Ni và nhóm Pt hòa tan trong dung
thể chứa Fe và cho hợp kim sắt, đa số ở trạng thái tự sinh , lớp vỏ ngoài
cùng của ion có 9-17e, có thể tích ng tử nhỏ.
c) một số phân loại khác:
- Klein phân chia các ng tố thành các nhóm khí nhẹ, kim loại nh ẹ, các
kim loại chuyển tiếp, các ng tố ko kim loại, các khí trơ, đất hiếm.
- - White phân chia các ng tố thành các nhóm kim loại kiểu A( hoạt
động mạnh), kim loại chuyển tiếp, các kim loại kiêu B, ng tố tạo phức, ng
tố trơ và đất hiếm.
Câu 4: thạch quyển:
- Thành phần hóa học của vỏ trái đất:
+theo Clark vỏ trái đất tới độ sâu 16Km gần 95% đá magma và 5%
đá trầm tích, ông coi các đá magma đại diện cho tp hóa h ọc c ủa v ỏ trái
đất.
+ Theo Vinogradov: vỏ trái đất bao gồm chủ yếu các loại đá granit
và bazan, thành phần hóa học của 2 phần đá bazan là đại diện cho tp
trung bình của vỏ trái đất.
Có thể nói rằng vỏ trái đất là phần vỏ cứng nhẹ nh ất của trái đất
trong đó oxy đóng vai trò chủ đạo với tư cách là 1 anion có kh ả năng
tập trung những ng tố litofil đặc trưng nhất.
- thành phần hóa học của vỏ lục địa : trong các đá axit tạo đá,
vỏ lục địa giàu Si và các ng tố kiềm. Trong vỏ lục địa giàu các ng tố
các kv nhóm salic (sáng màu) như felspat, plagiocla axit và thạch
anh. Trong nhóm các ng tố hiếm và ng tố phân tán vỏ lục địa giàu
Li, Cd, Ag, Pb, Sn…
- Thành phần hóa học của vỏ đại dương : Trong các oxit tạo
đá, vỏ đại dương giàu tp kiềm thổ (Mg, Ca) và Fe. Trong các đá của
vỏ đại dương giàu các kv femic (sẫm màu) như olivin, pyroxen,
plagiocla bazo. Trong nhóm các ng tố hiếm và ng tố phân tán, vỏ đại
dương rất giàu các ng tố Cr, Ni, Co, V,…
- Câu 5 khái niệm chung về thủy quyển:
Khái niệm : thủy quyển là phần vỏ nước của trái đất bao gồm tập
hợp nướ tự nhiên ở bề mặt trái đất, đại dương, biển, sông, suối, ao, hồ,
đầm, lầy, nước dưới đất, độ ẩm của đất đá và hơi nước.
Thành phần hóa học của nước biển: trong nước biển có mặt tất
cả các ng tố hóa học trong bảng htth nhưng đa số chúng có hàm l ượng
thấp và gần như ít thay đổi.
- Theo Vinogradov trong nước biển oxy có phần trăm trọng lượng lớn
nhất sau đó đến H, Cl, Na. Mg, …
Tp hóa học của nước biển ở những khu vực có vị trí khác nhau thì
củng khác nhau, chúng phụ thuộc vào vị trí địa lý, dòng biển, độ sâu. Độ
phổ biến của các ng tố hóa học trong nước biển rất ko đồng đều, những
ng tố chiếm 10-5% trở xuống có thể xếp vào nhóm các ng tố hiếm và phân
tán của nc biển.
Độ muối của nc biển có tính phân đới theo chiều ngang và chiều sâu.
+ theo chiều ngang độ muối đạt max ở các vĩ độ 30 0 bắc và 300 nam,
Smax = 35,5%, sau đó độ muối giảm dần về phía xích đạo và phía cực S min =
34%
+ theo chiều sâu độ muối giảm xuống 34,5% ở độ sâu 1000m, sau đó
độ muối tăng lên 35% ở độ sâu 3000m và càng xuông sâu độ muối càng
giảm.
- Câu 6: khí quyển:
Địa hóa mt khí quyển: khí quyển quyết định sự tồn tại và phát triển
của thế giới sinh vật. khí quyể cung cấp oxy và co 2, có tầng o3 bảo vệ sv
khỏi tác động hủy diệt của tia cực tím là lớp đệm cân b ằng t o điều hòa to
là mt di cư và tồn tại của nhiều sv.
Khí quyển là mt di chuyển thuận lợi của rất nhiều ng tố và h ợp ch ất
hóa học (oxy, hydro…) khí quyển tương tác và làm biến đổi m ạnh m ẽ các
quyển khác, nó trao đổi vật chất và năng lượng với thạch-thủy-sinh
quyển và thông qua đó thúc đẩy mọi quá trình xẩy ra trong mt tự nhiên.
Khí quyển là nơi xẩy ra hiệu ứng nhà kính, lỗ thủng tầng ozon và các
hiện tượng khác ảnh hưởng tới mt sinh thái.
Hiệu ứng nhà kính:
Các khí gây hiệu ứng nhà kính theo nghị định th ư kyoto: CO 2, CH4,
N2O, HFCs, PFCs, SF6.
CO2 phát thải từ nguồn khí đốt nhiên liệu, hóa thạch (than, dầu, khí)
và là nguồn khí chủ yếu do con người gây ra trong khí quyển. CO 2 củng
sinh ra do các hoạt động sx công nghiệp như xi măng, cán thép…
- CH4 sinh ra từ các bãi rác, lên men tác dụng trong 1 đơn vị nhai lại, hệ
thống khí, dầu tự nhiên và khai thác than.
N2O phát thải từ phân bón và các hoạt động công nghiệp.
HFCs được sử dụng thay cho các chất phá hủy tầng ozon.
PFCs sinh ra từ các quá trình sản xuất nhôm.
SF6 sử dụng trong vật liệu cách điện và sx Mg.
Hiệu ứng nhà kính làm tăng to trung bình của trái đất dẫn đến sự ấm
lên của toàn cầu và dẫn đến những biến đổi khác của khái hậu: làm tan
băng ở 2 cực, mực nước biển dâng cao, diện tích đất liền bị thu hẹp gây
ra nhiều thiên tai như bão lốc, lũ lụt, hạn hán… . Đ ồng th ời hi ệu ứng nhà
kính còn làm thay đổi mt sinh sống của thế giới sv, làm cho 1 s ố loài nguy
cơ diệt chủng.
Trong thế kỷ trước nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng 0,7 oC. Hiệu
ứng nhà kính hiện nay đang là mối quan tâm chung của nhân loại và là 1
trong những vấn đề gây nhiều tranh luận nhất trong các cuộc đàm phán
quốc tế.
Lỗ thủng tâng ozon:
- Lỗ thủng tầng ozon theo định nghĩa của cục mt mỹ là khu vực có
hàm lượng ozon thấp hơn 220đv dobson(DU) (1DU=27tr pt O 3/cm3). Lỗ
thủng tầng ozon có ở nam cực được phát hiện vào nh ững năm 1980 l ỗ
thủng này thường bắt đầu hình thành vào tháng 8 hàng năm và đạt độ
rộng tối đa vào cuối tháng 9 đầu tháng 10 trước khi bi ến matas vào tháng
12.
Nguyên nhân gây ra lỗ thủng tầng ozon:
Tầng ozon đang bị phá hủy do sự phát thải các chất CFC, halon, ch ất
khử trùng chứa methyl brom, các khí NO x….Những chất này lan rộng
khắp thế giới va khuếch tán lên tầng bình lưu, tại đây phân t ử c ủa chúng
bị phá vỡ và giả phóng ng tử Clo, tham gia vào các phản ứng xúc tác ph ức
tạp gây phá hủy tầng ozon và tạo ra lỗ thủng tầng ozon.
+ ảnh hưởng của bức xạ tia cực tím đối với con người: bức x ạ UBV
có thể gây ra những thay đổi làm thoái hóa da và gây ra các tri ệu ch ứng
viêm nhiễm đối với mắt, ngoài ra còn dẫn đến ung thư da và đục th ủy
tinh thể.
+ ảnh hưởng đối với hệ thực vật: giảm kích th ước của lá và kh ả
năng hấp thụ năng lượng của cây trong quá trình quang hợp, cây cằn cỗi
và làm giảm lượng dinh dưỡng trong cây.
- Câu 7: sinh quyển và các chu trình địa hóa:
Sinh quyển là phần vỏ ngoài trái đất trong đó có s ự s ống bao gồm
toàn bộ thủy quyển, tầng đối lưu và phần trên thạch quyển.
- Chu trình địa hóa của cacbon : trong thạch quyển cacbon tồn
tại cacbonat liên kết với các nguyên tố như Ca, Na, Mg. Ngoài ra
chúng còn tồn tại dưới dạng hydrocacbon như than đá, dầu mỏ than
bùn…cacbon trong thạch quyển tồn tại trong thời gian dài nếu như
ko có sự tác động của con người. Trong khí quyển cacbon tồn tại
chủ yếu dưới dạng khí CO2 với tỉ lệ 0.35% và KL khoảng 2,5*10 12
tấn chúng là sản phẩm của quá trình trao đổi chất (hô hấp) của sv,
quá trình đốt nhiên liệu củng như các phản ứng khác xẩy ra trong
tn.
- - Chu trình địa hóa của nito: trong khí quyển nito tồn tại chủ
yếu dưới dạng N2 ngoài ra còn các dạng khác như NH4, NOx …trong
không khí khi có mưa giông dưới tác dụng của tia chớp Ni kết hợp
với O tạo thành khí NO và NO 2, Dưới tác dụng của các phản ứng
quang hóa NO2 chuyển thành NO3 rồi hòa tan vào nước mưa. Ngoài
ra 1 lượng lớn Ni tự do trong khí quyển củng đi vào sinh quy ển
thông qua các loại vi khuẩn cố định đạm. Dòng ngược c ủa Ni đi t ừ
sinh quyển trở lại khí quyển thông qua quá trình phân hủy hữu cơ
giả phóng NH3, do đó ở tầng thấp của khí quyển N2O là dạng khí
chứa Ni phổ biến nhất
- Chu trinh photpho: P tồn tại chủ yếu trong thạch quyển, nơi
có sự phân giải chất sống hay do sự phong hóa xói mòn các đá, trầm
tích giàu P thường gặp ở đáy hồ, đại dương, từ đó P có th ể đc gi ải
phóng và dòng nước mang đi. Nước trỏ thành thuận lợi cho tv phù
du hay có thể tập trung lại chuyển vào đá sau đó hàng tri ệu năm khi
các đá bị nâng lên và xói mòn, P lại đc giải phóng. Hoạt động của
con người góp phần thay đổi chu trình P đó là việc sử dụng phân
bón P làm tăng đáng kể tổng lượng P trong nước sông, ao, hồ do qt
rủa trôi của đất
- Chu trình lưu huỳnh: trong khí quyển S tồn tại chủ yếu dưới
dạng SO2 nguồn gốc của nó là từ các núi lửa phun và các sv b ị phân
hủy. Ngày nay các hoạt động của con người củng là nguồn phát
thải S quan trọng như H2S…trong tự nhiên S tồn tại chủ yếu trong
các mỏ quặng khoáng sanrdawcj biệt là mỏ sulfua.
- Câu 8: quá trình tạo khoáng nội sinh:
Magma: Quá trình magma là giai đoạn đầu tiên của chu trình địa hóa
lớn. Quá trình này xẩy ra ở phần sâu của vỏ trái đất và chịu ảnh h ưởng
của các yếu tố nội sinh như nhiệt độ, áp suất.
Theo Bowen trong quá trình hạ to các kv silicat giàu Ca, Mg, Fe đc
thành tạo trước và theo thứ tự tăng dần các ngtố kiềm và hàm lượng nhôm
để thành tạo các kv giàu kiềm. Theo trình tự t o giảm dần các kv có cấu
trúc càng phức tạp và có năng lượng giảm dần.
Quá trình kết tinh magma: + thành phần hóa học:
Ở giai đoạn kết tinh sớm các kv rất giàu các ngtố Si, Mg, Fe, Al, Ca,
SiO2-41%, MgO-32%, FeO-7.9%, Fe2O3-3,7%, Al2O3-4,9%, CaO-4,5%,
H2O-3% và 1 số kim loại khác như G, Ni, Co.
+ Đặc điểm địa hóa: theo Fecsman ông củng chia các ngt ố thành 4
nhóm:
*nhóm ng tố chủ đạo: Mg, Si, O, Ti, Fe, Ni, Cr
*nhóm ng tố chính: C, Na, Al, P, S, Ca, V, Mn, Co, Pt
* nhóm ng tố thứ yếu: Sc, Cu, Zn, Ge, Az, Pb, Au, Ag
*nhóm ng tố đi kèm: K, Sr, Zr, Nb, Ta, W, Mo
Chủ yếu các ngtố có stt chẵn đc kết tinh có nhóm kiểu 49 đc tập
trung, các ng tố họ sắt, các cation thường có hóa trị chẵnion nhỏ chiếm ưu
thế, năng lượng mạng tinh thể cao.
Nhiệt Dịch: Trong dd ngiệt dịch có 3 phương thức thành tạo ng tố
quặng:
- - phương thức dung ly: dưới tác dụng của trọng lượng các ng
tố hay các hợp chất nặng đc tách ra khỏi dugn dịch.
- Phương thức do phân dị kết tinh: các dd nhiệt d ịch đi vào các
đá xung quanh mất dần nhiệt, xảy ra quá trình kết tinh ứng v ới mỗi
to khác nhau các hợp chất kết tinh và tách ra.
- Phương thức do thăng hoa: dd ngiệt dịch đc tách ra kh ỏi
magma tàn dư chứa nhiều chất bốc. khi tiếp xúc với đá vây quanh
có độ lỗ hổng lớn và các khe nứt, dưới tác dụng của áp suất cao
dưới sâu các chất dể bay hơi thoát ra, đi vào đá vây quanh rồi t o
giảm dần quá trình kết tinh xẩy ra. Qt kết tinh nhiệt dịch xẩy ra ở
to
- + thành phần kv: felspat kali, oligiocla, muscovit, biotit, th ạch anh.
Ngoài ra còn các kv giàu chất bốc và ng tố hiếm đc thành tạo với kích
thước tinh thể lớn. số kv thành táo trong giai đoạn này có t ới 300 g ồm
kv tự sinh, các kv sulfua, oxit, halogen, cacbonat, sulfat…
+ đặc điểm địa hóa: theo fecsman:
* Nhóm ng tố chủ đạo: H, Li, O, Si, Al, Na, K, Rb, Tr
* Nhóm ng tố chính: B, F, Se, P
* Nhóm ng tố ngẫu nhiên: N, C, S, V, Co, Zn, Sr, Ba.
* Nhóm ng tố bình thường: Cl, Na, Ti, Mn, K, Go, Y, Zn, Nb,…
* Nhóm ng tố cấm: Co, Ni, Ag, Cd, Pt, Hg, Br
Trong giai đoạn này tập trung chủ yếu các ng tố có stt l ẻ đ ặc bi ệt
các ng tố hiếm có độ tập trung cao(0,15% Li, 18% Be). Các ng t ố có
năng lượng mạng bé, các ng tố phóng xạ, các đồng vị kiềm 49, các gốc
anion phức tạp, sự thay thế đồng hình.
Quá trình tạo khoáng ngoại sinh:
Phong hóa: Các phản ứng hóa học trong quá trình phong hóa: th ủy
phân, hydrat hóa, oxy hóa và cacbonat hóa.
Hidrat hóa: sự xâm nhập pt nước vào mạng tinh thể của kv.
Thủy phân: phản ứng giữa ion H+ và OH- của nước với ion của kv và
đá
Oxy hóa: phản ứng giữa các hợp chất với oxy.
Cacbonat hóa: sự tác dụng tương hỗ giữa anion CO32- và HCO3- với
các đá và kv trong quá trình phong hóa, tp hóa h ọc của v ỏ phong hóa bi ến
đổi rất nhiều so với đá gốc. tùy thuộc vào các điều ki ện cụ th ể mà tp hóa
học biến đổi ở các mức độ khác nhau. Có tổ ph ần bị làm nghèo đi nh ưng
có tổ phần đc làm giàu 1 cách tương đối hay tích tụ tuyệt đối.
- Các ng tố trơ (có độ linh động thấp) thường đc làm giàu tích lũy trong
qt phong hóa, điển hình là hàm lượng của các tổ phần Fe và Al luôn có xu
hướng tăng cao so với đá gốc, ngược lại các tổ phần kiềm và kiềm th ổ
thường bị mang đi rất mạnh trong qt này. Trong đk trên mặt nơi có P,T
thấp lại có nhiều O2, H2O, CO2, các kv và các đá đc thành tạo ở dưới sâu,
trở nên ko bền vững dần biến đổi thành hệ mới để phù h ợp v ới đk hóa lý
của mt.
Câu 9: địa hóa nguyên tố:
Pb: chì là ng tố hóa học trong bảng htth các ng tố hóa h ọc, có ký hi ệu
là Pb, số ng tử 82, nhóm 14, chu kỳ 6, khối lượng ng tử 207đvC. Chì là 1
kim loại nặng, mềm, độc hại, có màu trắng xám.
Zn: số hiệu ng tử 30, nhóm 12, chu kỳ 4, kl ng tử 65đvc. Zn là 1 kim
loại chuyển tiếp, hoạt động trung bình, có thể kết hợp với oxy và các á
kim khác, phản ứng với axit loãng giải phóng H 2, số oxh +2, phổ biến thứ
23 trong vỏ trái đất. các loại kv nặng nhất có xu hướng chứa 10%Fe, 40-
50%Zn các kv: sphalerit, calamin, franklinit, blendo…
Cu: số hiệu ng tử 29, nhóm 11 chu kỳ 4, kl ng tử 64đvc, số oxh +2, số
ít +1, màu vàng, ánh đỏ, độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao, kv c ủa đồng là
cacbonat aruzit, malachit(CuFeS2), bornit Cu5FeS4, curprit Cu2O
Ni: số ng tử 28, nhóm 10 chu kỳ 4, kl ng tử 59đvc, màu trắng b ạc,
cứng, dể dát mỏng, dể uốn, kéo sợi, thường xuất hiện ở dạng hợp chất
với S và As, là ng tố sắt từ, số oxh +2 (0,+1,+3)
- Kv: milenit, niccolit, quặng niken,…
As: số ng tử 33, nhóm 15 chu kỳ 4, kl ng tử 75đvc, là á kim và rất độc,
có nhiều dạng thù hình, số oxh -3, +3, +5, có tc hóa học giống với Pb,
Kv: asenopyrit FeAsS, As2S3, As2O3, , micmetit.
F: số ng tử 9, nhóm 17 chu kỳ 2, kl ng tử 19, số oxh -1, là 1 halogen
dạng khí màu lục nhạt,rất độc, là 1 chất oxh mạnh có th ể thay th ế cho H 2
trong các hợp chất hữu cơ.
Kv: Fluorit, cryolit, ploropatit.
nguon tai.lieu . vn