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

Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов в России
Последние десятилетия показали, что земная биосфера в целом и её отдельные составляющие - экосистемы различных уровней - обладают ограниченными возможностями для обеспечения своего нормальн ...

Сущность природоохранной функции социально-культурной деятельности
Сегодня население России недооценивает нарушенность экосистемы. Это обусловлено и историческими особенностями, и индивидуализмом, пришедшим к нам с Запада. Подобного рода исследование являе ...

Расчет вертикальной песколовки для очистной станции
Водная оболочка Земного шара - океаны, моря, реки, озера - носит название гидросфера, которая покрывает 70,8% земной поверхности. Объем ее 1370,3 млн. км3, что составляет 1/800 объема плане ...