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

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 ...

Экология основные понятия и проблемы
Экология как наука сформировалась в недрах биологии в середине XIX века, после того как были накоплены сведения о многообразии живых организмов на Земле. Возникло понимание того, что не только строени ...

Сырьевые ресурсы
Природные минеральные ресурсы нашей планеты колоссальны, но имеют конечную величину. Наши знания об этих ресурсах увеличиваются, а возможности их добычи растут по мере технического прогресс ...