Nước thải của một xí nghiệp sản xuất acqui chì với nồng độ tổng số PbT bằng 106 M, độ pH của nước là 8. Trong nước, iôn chì có thể tạo thành phức aquơ theo các phương trình sau:Pb2+ + H2O → (PbOH)+ + H+ lgβ1 = 7,7Pb2+ + 2H2O → (PbOH)2 + 2H+ lgβ2 = 17,1Hãy xác định nồng độ của iôn chì tự do và của iôn chì nằm ở dạng các phức aquơ nói trên. (Giả thiết nồng độ của nước rất lớn nên khồng có ảnh hưởng đến cân bằng của các phản ứng nói trên)
Bài Lấy 12 lít khơng khí 25°C atm làm khô sau làm khô thể tích mẫu cịn 11,5 lít Vậy thành phần % khối lượng nước mẫu bao nhiêu./ Vkhơng khí = 12 (l) → Vkhơ = 11,5 (l) → V H O = 0,5 (l) ; n = P = atm ; t ° MH P.V R.T = Mkhơng khí = 29 (g) 0,5 0,082 298 = = nkhông 0,02 (mol) mH = O ; = 25°C → T°= 273 + t ° = 298°K = 18 (g) O nH O không khí P.V R.T khí = P.V R.T 11,5 0,082 298 = = 0,49 (mol) x nH O MH = 0,02 mkhơng O khí = nkhơng khí x Mkhơng khí = 14,24 (g) x 18 = 0,36 (g) Vậy thành phần % khối lượng nước mẫu là: % H2 O = mH O mkhơng khí 0,36 14,24 x 100% = x 100% = 2,58% Bài Liên quan đến tượng sương quang hoá, nồng độ ozon (O3) phát đô thị 0,3 ppm Xác định % O3 vượt tiêu chuẩn cho phép (240 μ g/m3) nhiệt độ không khí 20°C./ R = 0,082 [O3 thực tế ] = 0,3 % O3 vượt TCCP = ppm [O3 μ g/m TCCP] = 240 t° MO khơng khí 3thực tế mthực tế −m tiêuchuẩn m tiêu chuẩn x 100 = ? = 20°C → T°= 273 + t ° = 293°K = 16 x = 48 106 106 (l) khơng khí → 0,3 (l) O3 m3 = 103 (l) khơng khí → V = 0,3.10-3 (l) O3 nO thực tế mO 3thực tế = P.V R.T = nO thực tế = 0,3 10−3 0,082 293 x MO 3thực tế = 1,25 10-5 (mol) = (1,25 10-5) (48 106) = 600 μ g % O3 vượt TCCP = 150% mthực tế −m tiêuchuẩn m tiêu chuẩn x 100 = 600−240 240 x 100 = Bài Hàm lượng khí CO giải phóng hút thuốc (so với khơng khí) 400ppm Nếu tốc độ hơ hấp khơng khí người lớn 20 lít/phút người hút thuốc 15 phút lượng CO đưa vào phổi μ g/1 Nếu nhiệt độ ban đầu điếu thuốc 40°C áp dụng điều kiện khí lý tưởng./ Vhơ hấp = 20 lít/phút ⇒ Vkhơng khí = Vhô hấp x thút = 20 15 = 300 thút = 15 phút (l) 10 (l) khơng khí → 400 (l) CO 300 (l) khơng khí → x = 0,12 (l) CO t° CO nCO = = 40°C → T°CO = 273 + t ° = 313°K; R = 0,082 P.V R.T = 0,12 0,082 313 ⇒ mCO = nCO MCO = 4,68 10-3 28 = 4,68 10-3 (mol) 106 = 131040 MCO = (12 + 16) 106 = μ g/1 28 106 Bài Nồng độ khí CO2 khí năm 1965 320 ppm năm 1990 355 ppm Nếu dùng mơ hình tăng trưởng nồng độ khí CO2 theo hàm số mũ đơn giản (C = Co x e rt ) hệ số tăng trưởng bao nhiêu? Theo hệ số tăng trưởng đến năm nồng độ khí CO gấp đôi trị số trước cách mạng công nghiệp, tức lần 280ppm ⇒ C = x 280 = 560ppm./ C = Co x e rt (hàm số mũ đơn giản) C: Nồng độ thay đổi theo năm C = [CO2]1965 = 320 ppm Co : Nống độ ban đầu Co = [CO2]1990 = 335 ppm e: Là số tự nhiên (e = 2,7183) t: thời gian thay đổi từ C → Co (t = 1990 – 1965 = 25 năm) r: tốc độ tăng trưởng ⇒ C1990 = C1965 ln 320 ↔ x e rt 335 = 320 x ↔ e rt ↔ ln 335 = x r 25 ln 335 320 = r 25 ⇒ r = ln 335 320 = 0,415 10-2 Theo hệ số tăng trưởng r = 0,415 10 -2 đến năm nồng độ khí CO2 gấp đơi trị số trước cách mạng công nghiệp, tức lần 280ppm ⇒ C = x 280 = 560ppm là: Với r = 0,415 10-2 → năm để C = 560 ppm ⇒ C = C1965 x e rt 560 = 320 x e 0,415 10 −2 ↔ ↔ = ln 320 x 0,415 10-2 t ↔ ln 560 ln 560 320 t = 0,415 10-2 t ⇒t= 560 320 −2 0,415 10 ln = 135 năm Vậy sau 135 năm kể từ 1965 [CO 2] = 560 ppm đến năm 2100 Câu 5: Năng lượng nhiên liệu hoá thạch đốt giới vào năm 1987 ước khoảng 3.1020 J/năm Nếu tồn lượng nhiên liệu khí metan với hàm lượng 3,9.10 J/m3 tổng lượng khí CO2 thải vào khí bao nhiêu? Tính tồn số lượng khí CO2 thải chứa Cacbon (C) năm./ Năng lượng (1987) = 3.1020 J/năm 3,9.10 J/m → ? CH4 + O2 (tấn) Hàm V CH mCO = = lượng Mc = ? (tấn) t° → CO2 + H2O Năng lư ợng(1987) H àm lư ợng = 1020 3,9 107 = 7,69 1012 (m3)= 7,69 1015 (l) Số mol đktc (nhiệt độ 00C áp suất atm): nCH = V CH V đktc Theo phương trình: nCH ⇒ mCO = nCO 2 x M CO = 7,69 1015 22,4 = 3,43 1014 (mol) = nCO = 3,43 1014 (mol) = 3,43 1014 x 44 = 1,51 1016 (g) = 1,51 1016 10-6 = 1,51 1010 (tấn) Có: nC = nCO = 3,43 1014 (mol) ⇒ mC = nC x MC = 3,43 1014 x 12 = 4,12 1015 (g) = 4,12 1015 10-6 = 4,12 109 (tấn) Câu Giả thiết nguy ung thư cơng nhân nặng 60 kg tình trạng phơi nhiễm ngày tuần, 50 tuần năm, thời gian làm việc 20 năm Giả thiết công nhân làm việc mức 1,5 m khơng khí/giờ thời gian giờ, lại m 3/giờ Chất gây ung thư có hệ số tiềm ẩn gây nguy 0,02 (mg/kg/ngày) -1 Hệ số hấp thụ chất độc hại thể giả thiết 80% nồng độ trung bình khơng khí vào khoảng 0,05 mg/m (Tuổi thọ trung bình chuẩn 70 tuổi)./ P = 60kg; Hệ số tiềm ẩn = 0,02 t = 20 năm; 50 tuần/năm; (mg/kg/ngày)-1 ngày/tuần; giờ/ngày Hệ số hấp thụ = 80% Vhô hấp (trong giờ) = 1,5 m3/giờ Nồng độ trung bình = 0,05 Vhơ hấp (cịn lại) = 1,0 m3/giờ mg/m3 Tuổi thọ trung bình chuẩn = 70 tuổi Xác xuất nguy mắc Vkhơng khí đưa vào ung thư ? = Vhơ hấp (2 giờ) + Vhơ hấp (cịn lại) = 1,5 + 1,0 = m3/ngày Lượng chất độc m3 khơng khí đưa vào thể ngày: mchất độc ngày = Vkhơng khí đưa vào x Nồng độ trung bình x Hệ số hấp thụ = 0,05 80% = 0,36 mg →m chất độc tuần = mchất độc ngày x ngày tuần = 0,36 = năm = 1,8 50 = 1,8 mg →m chất độc năm =m chất độc tuần x 50 tuần 90 mg → m chất độc 20 năm = m chất độc năm x t (= 20 năm) = 90 20 = 1800 mg Lượng chất độc trung bình ngày người: 1800 mchất độc trung bình = 60 70 365 = 1,17 10-3 mg Xác xuất nguy mắc ung thư: X = mchất độc trung bình x hệ số tiềm ẩn = 1,17 10-3 x 0,02 = 2,35 10-5 = 23,5 10-6 % Câu Trong nghiên cứu thành phần mẫu nước khống Kim bơi, phịng thí nghiệm phân tích mơi trường khoa Hố, Đại học Quốc gia, xác định hàm lượng tổng cộng hệ cacbonat nước khoáng sau: CT = [H2CO3] + [HCO3-] + [CO32-] = 6.10-3 M (mol/1) Hãy xác định thành phần hệ cacbonat biết pH mẫu nước 25oC, đồng thời số phân ly axit cacbonic (H2CO3) k1 = 3.10-7 k2 = 5.10 / -11 H2CO3 → H+ + k1 = 3.10- [H2CO3] + [HCO3-] + [CO32-] = 6.10- HCO3- HCO3- → M (mol/1) H+ + k2 = 5.10- [H2CO3] = ? ; [HCO3-] = ?; [CO32-] = CO32- ? 11 pH = → [H+] = 10-7 k1 = k2 = +¿¿ H ¿ −¿ HCO¿ ¿ ¿ ¿ +¿¿ H ¿ 2−¿ CO ¿ ¿ 3−¿ HCO¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ⇒ [H2CO3] = +¿¿ H ¿ −¿ HCO¿ ¿ ¿ ¿ 3−¿ HCO¿ ¿ 10−7 ¿ ¿ = ⇒ [H2CO3] = [HCO3-] −¿ ⇒ [CO32-] = HCO¿ ¿ +¿ H¿ ¿ ¿ k ¿ ¿ −¿ = HCO ¿ ¿ −11 10 ¿ ¿ ⇒[CO32-] = 5.10-4 [HCO3-] [H2CO3] + [HCO3-] + [CO32-] = 6.10-3 [HCO3-] + [HCO3-] + 5.10-4 [HCO3-] = 6.10-3 [HCO3-] = 10−3 +1+5 10−4 = 36 8003 = 4,498 10-3 Thay vào: [CO32-] = 5.10-4 [HCO3-] = 5.10-4 2,249 10-6 36 8003 = 4001500 = [H2CO3] = 3 [HCO3-] = 36 8003 = 12 8003 = 1,499 10- Câu Hãy xác định độ pH = → [H+] = 10-7 [HCO3-] [CO3-2] nước hồ Trúc Bạch mùa hè 30 oC, biết thành phần iơn cân với CO khí (PCO2 = 5.10-4 atm) Cho biết 30°C, số phân ly axit cacbonic (H2CO3) k1 = 10-6 k2 = 10-10, số phân ly nước kw = 10-13 số Henry trình hấp thụ CO2 nước 30oC kH = 2.10-2 atm.M / H2CO3 → H+ + HCO3- (k1) k1 = 10-6 HCO3- → H+ + CO32- (k2) k2 = 10-10 H2O → H+ + OH- ( kH O ) pH = ? [HCO3-] = ? kw = 10-13 = k H O 2 [CO3-2] kH = 2.10-2 atm.M =? PCO2 = 5.10-4 atm M = P kH M = P kH ⇒ [H2CO3] = PCO2 kH = 5.10-4 2.10-2 = 10-5 M [H+] = [HCO3-] + [CO3-2] + [OH-] k1 = k2 = kH O +¿¿ H ¿ 3−¿ HCO¿ ¿ ¿ ¿ +¿¿ H ¿ 32−¿ CO ¿ ¿ 3−¿ HCO ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ⇒ [HCO3-] = +¿¿ H ¿ ¿ k [ H CO ] ¿ +¿¿ H ¿ ¿ ¿ +¿ H¿ ¿ ¿ 10−11 10−10 ¿ ¿ −¿ ⇒ [CO32-] = HCO¿ ¿ +¿ H¿ ¿ ¿ k ¿ ¿ = [H+] [OH-] ⇒ [OH-] = = + ¿¿ H ¿ ¿ kH O ¿ [CO32-] + [OH-] = +¿¿ H ¿ ¿ 10−5 10−6 ¿ = +¿¿ H ¿ ¿ 10−13 ¿ = = +¿¿ H ¿ ¿ 10−11 ¿ +¿¿ H ¿ ¿ ¿ 10−21 ¿ ⇒ [H+] = [HCO3-] + +¿¿ H ¿ ¿ 10−11 ¿ ↔ [H+] = 21 + +¿¿ H ¿ ¿ ¿ 10−21 ¿ + +¿¿ H ¿ ¿ 10−1 ¿ ↔ [H+]3 = 10-11 [H+] + 10- + 10-13 [H+] ↔ [H+]3 = 10-11 [H+] → [H+]2 = 10-11 → [H+] = √ 10−11 = 3,16 10- pH = - +¿¿ H ¿ ¿ log ¿ = - log[3,16 10−6 ] = 5,5 +¿¿ H 10−11 ¿ [HCO3-] = = = 3,16 10-6 −6 ¿ 3,16 10 10−11 ¿ +¿¿ H ¿ 10−21 ¿ [CO32-] = = = 1,0014 10-10 = 100,14 10-12 ¿ (3,16 10−6 )2 10−21 ¿ Câu Khảo sát loại nước ngầm, người ta nhận pH = 7,2 Độ kiềm 4.10 -3M Hỏi nước ngầm phải nằm cân với áp suất riêng phần CO bao nhiêu? Biết số phân ly axit cacbonic k = 4.10-7, k2 = 4.10./ H2CO3 → H+ + HCO3- (k1) k1 = 4.10-7 HCO3- → H+ + CO32- (k2) k2 = 4.10-11 11 ( kH O H2O → H+ + OH- kw = 10-14 = k H O 2 ) kH = 2.10 atm.M pH = 7,2 → [H+] = 10-7,2 [HCO3-] + [CO3-2] + [OH-] - [H+] = -2 M = P kH ⇒ [H2CO3] = PCO2 4.10-3 M PCO2 = ? atm kH +¿¿ H ¿ 3−¿ HCO ¿ ¿ ¿ ¿ k1 = +¿ ¿ H ¿ ¿ k [ H CO ] ¿ ⇒ [HCO ] = 4.10−7 [ H CO ] = = 4.100,2 −7,2 10 [H2CO3] k2 = +¿¿ H ¿ 32−¿ CO ¿ ¿ 3−¿ HCO ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ 3−¿ HCO ¿ ¿ +¿ H¿ ¿ ¿ k ¿ ¿ ⇒ [CO32-] = −11 4.10 = 0,2 10 [H CO3 ] −7,2 10 = 16.10-3,6 [H2CO3] kH O = [H ] [OH ] ⇒ [OH ] = + - - +¿ ¿ H ¿ ¿ kH O ¿ = −14 10 10−7,2 = 10-6,8 Có: [HCO3-] + [CO3-2] + [OH-] - [H+] = 4.10-3 M ↔ 4.100,2 [H2CO3] + 16 10-3,6 [H2CO3] + 10-6,8 - 10-7,2 = 4.10-3 M ↔ [H2CO3] (4.100,2 + 32 10-3,6 ) = 4.10-3 → [H2CO3] = 6,3.10-4 Có: atm [H2CO3] = PCO2 kH ⇒ PCO2 = [ H CO ] kH −4 = 10 −2 10 = 3,15.10-2 Câu 10 Trong mạch nuớc ngầm có pH = chứa 10-4M SO42-, 10-6M H2S(aq) cho biết sunfat nằm cân với H2S nuớc theo cân sau SO42- + H+ + e = H2S H2S (khí) = H2S (khí) + H2O lg K = 5,25 lg K = -1,88 (aq) Hãy tính cường độ oxy hố (Pe = ?)./ H+ + e = H2S SO42- + (khí) + H2O lg K1 = 5,25 → K1 = 10-5,25 H2S (khí) = H2S lg K2 = -1,88 → K1 = 10-1,88 (aq) Cường độ oxy hoá (Pe = ?) lg K = lg K1 + lg K2 = 3,37 SO ¿ 2−¿ ¿¿ ¿ H ¿ +¿ ¿¿ ¿ ¿ ¿ ¿ K= → lg K = lg [H2S] - = 8 lg [SO42-] - lg [H+] – lg e [ H S] ¿ → Pe = lg K + (-4) - lg [H2S] - lg [H2S] + (7) = - 5,13 lg [SO42-] - lg [SO42-] + 5 PH = 3,37 - PH + Pe (-6) Câu 11 Khi phân tích mẫu nước ngầm lấy chương trình cung cấp nước nơng thôn người ta xác định hàm lượng Mn2+là 10-8 M biết pH = có cân MnO2(S) + H+ + e ⟺ Mn2+ + H2OlgK1 = 43 O2(aq) + H+ + e ⟺ H2O lgK2 = 82 Hãy tính cường độ oxy hố khử hàm lượng oxy hoà tan nguồn nước này./ [Mn2+] = 10-8 M pH = cường độ = - lg [e] = Pe = ?; [O2] = ? MnO2 (s) + H+ + 2e ⟺ Mn2+ + H2O lg K1 = 43 O2(aq) + H+ + e ⟺ H2O lg K2 = 82 2+¿ Mn¿ ¿ H ¿ +¿ ¿¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ K1 = → lg K1 = lg [Mn2+] – lg [H+ ] – lg [e] = lg [Mn2+] + PH + Pe → Pe = +¿¿ H ¿ ¿ O [ 2] ¿ ¿ K2 = 2+¿ Mn ¿ ¿ −PH lg K 1−lg ¿ ¿ = 43− (−8 )−4 x = 13,5 → lg K2 = - lg [O2] – lg [H+ ] – lg [e] = - lg [O 2] + PH + Pe ⇒ lg O2 = PH + Pe - lg K2 = x + x 13,5 – 82 = – → [O2] = 10-4 Câu 12 Nước thải xí nghiệp sản xuất acqui chì với nồng độ tổng số [Pb]T 10-6 M, độ pH nước Trong nước, iơn chì tạo thành phức aquơ theo phương trình sau: Pb2+ + H2O → (PbOH)+ + H+ Pb 2+ + 2H2O → (PbOH)2 + 2H lgβ1 = - 7,7 lgβ2 = - 17,1 + Hãy xác định nồng độ iơn chì tự iơn chì nằm dạng phức aquơ nói (Giả thiết nồng độ nước lớn nên khồng có ảnh hưởng đến cân phản ứng nói trên) [Pb]T = 10-6 M pHH2O = → [H+] = 10-8 Pb2+ + H2O ⟺ Pb(OH)+ + H+ lgβ1 = - 7,7 → β1 = 10-7,7 Pb2+ + 2H2O ⟺ Pb(OH)2 + 2H+ lgβ2 = - 17,1 → β2 = 10-17,1 lgβ1 = lgβ2 = Pb(OH ) ¿ +¿ H ¿ +¿ ¿¿ ¿ Pb ¿ 2+¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ Pb(OH ) H ¿ +¿ ¿¿ ¿ ¿2 ¿ Pb ¿ 2+¿ ¿ ¿ [¿¿ 2] ¿ ¿ ¿ → [Pb(OH)+] = Pb ¿ 2+¿ ¿¿ ¿ H ¿ +¿ ¿ ¿ log β ¿ ¿ → [Pb(OH)2] = Pb ¿ 2+¿ ¿¿ ¿ H ¿ +¿ ¿ ¿ log β ¿ ¿ = Pb ¿ 2+¿ ¿¿ ¿ −7,7 10 ¿ ¿ = 100,3 [Pb2+] = Pb ¿ 2+¿ ¿¿ ¿ 10−17,1 ¿ ¿ = 10-1,1 [Pb2+] [Pb2+ ] + [Pb(OH)+] + [Pb(OH)2 ] = [Pb]T = 10-6 M ⟺ [Pb2+ ] + 100,3 [Pb2+] + 10-1,1 [Pb2+] = 10-6 ⟺ [Pb2+ ] (1 + 100,3 + 10-1,1 ) = 10-6 ⟺ [Pb2+ ] = 3,25 x 10-7 ⇒ [Pb(OH)+] = 100,3 [Pb2+] = 6,48 x 10- ⇒ [Pb(OH)2] = 10-1,1 [Pb2+] = 2,58 x 10-8 ... Câu Trong nghiên cứu thành phần mẫu nước khoáng Kim bơi, phịng thí nghiệm phân tích mơi trường khoa Hoá, Đại học Quốc gia, xác định hàm lượng tổng cộng hệ cacbonat nước khoáng sau: CT = [H2CO3]... nCO MCO = 4,68 10-3 28 = 4,68 10-3 (mol) 106 = 131040 MCO = (12 + 16) 106 = μ g/1 28 106 Bài Nồng độ khí CO2 khí năm 1965 320 ppm năm 1990 355 ppm Nếu dùng mơ hình tăng trưởng nồng độ khí.. .Bài Hàm lượng khí CO giải phóng hút thuốc (so với khơng khí) 400ppm Nếu tốc độ hơ hấp khơng khí