Идентификация вредной примеси

Выбор метода инженерной защиты окружающей среды во многом зависит от природы загрязняющего вещества, содержащегося в газовых выбросах или сточных водах. Физико-химические методы анализа позволяют идентифицировать практически любое вещество. Здесь представлен один из самых простых методов, основанный на термическом уравнении состояния. Затем расчеты химического обезвреживания газовоздушных выбросов рассмотрены на примере идентифицированного загрязняющего вещества (этилового спирта).

Один из физико-химических методов определения природы вещества следует из нулевого закона термодинамики:

Если две системы находятся в термическом равновесии с третьей системой, то они состоят в термическом равновесии друг с другом.

Важнейшим следствием этого закона является существование термического уравнения состояния

.(1.1)

Для идеальных газов это уравнение получено Клапейроном и Менделеевым

,(1.2)

где n - число молей вещества; R = 8,314 Дж/моль×К; P, V, T - параметры состояния, выраженные, соответственно, в Па, м3, К.

Выражая n через массу вещества m (г) и молекулярную массу

,(1.3)

из уравнения (1.2) следует способ определения молекулярной массы вещества в виде пара или газа

.(1.4)

Например, требуется идентифицировать вещество, находящееся в жидком состоянии, которое может быть переведено в газообразное состояние путем испарения. Для анализа навеску жидкого вещества m =0,5 г переводят в газовую (паровую) фазу в сосуде объемом V=1 л при заданной температуре t=47оС. Измерение давления в сосуде показало, что P=22,6 кПа. Эти данные позволяют определить (в приближении идеальных газов) молекулярную массу вещества по уравнению (0.4), в которое подставим P и V в единицах СИ:

M = (0,5·8,314·(273 + 47))/(22,6·103·1·10-3) = 58,9

Близкую молекулярную массу (приложение 1) имеет N-метилформамид.

Уточнить структурную формулу вещества можно, измерив и рассчитав его молекулярную рефракцию. Измерения показали, что R

=15,05. Методом аддитивности (приложение 2) рассчитываем молекулярную рефракцию, очевидно, что для этих соединений она одинакова

R

=2Rc+5Rн+Ro+RN=2×2,418+5×1,1+2,211+2,502=15,049

Расчет и экспериментальные определения совпадают.

Еще статьи по экологии

Аварии на зарубежных атомных электростанциях
В связи с постоянным стремлением человечества улучшить свою жизнь, мы постоянно ускоряем темпы производства. Это не может не отразиться на такой отрасли как энергетика. Самой распространённо ...

Эколого-генетический мониторинг водоемов вблизи биостанции Ажендарово
В настоящее время стало очевидным, что биосфера все более и более загрязняется самыми разнообразными соединениями, с которыми в своем историческом развитии человек не сталкивался. В этой св ...

Процесс снижения ущерба окружающей среде (на примере ОАО Сургутнефтегаз)
До настоящего времени анализ безопасности в нефтегазовой промышленности по существу сводился к чисто инженерным методам достижения технически оправданных уровней безопасности технологически ...