ÔN TẠP VỀ ĐẤT
Bài tập và câu hỏi ôn tập Môn Học: Hóa Kỹ Thuật Môi Trường 2 Hóa học môi trường đất 1. Liệt kê 5 nguyên tố chiếm hàm lượng cao nhất trong đất theo thứ tự 2. Liệt kê các thành phần chính và các pha trong đất. 3. Trình bày các phương pháp phân tích các chỉ tiêu đất [bao gồm viết phương trình các phản ứng chính, và các yếu tố ảnh hưởng] a. Độ ẩm b. Dung trọng, tỷ trọng, thành phần cấp hạt c. Độ pH d. Thành phần chất hữu cơ e. Thành phần N, P f. Fe, Al và kim loại nói chung g. Phương pháp trích dung dịch đất h. CEC 4. Giải thích điện tích bề mặt đất do khoáng vô cơ (clay) và do thành phần hữu cơ. 5. Nồng độ Arsenic trong đất ở vùng sản xuất kinh doanh thuốc bảo vệ thực vật được tìm thấy là 0.02mg/100g đất. Biểu diễn nồng độ theo ppm và ppb 6. Nêu các nguyên nhân gây ra độ chua của đất 7. Đất sét và đất cát: loại nào cho thể tích pha khí cao hơn ? Giải thích 8. Tính CEC của 1g đất có các thành phần ion thu được từ phương pháp ammonium acetate: Ca 2+ = 24,5µg/ml Mg 2+ = 4.4µg/ml K + = 2.2µg/ml Đánh giá mức độ phù hợp cho mục đích nông nghiệp 9. Tính CEC của 1g đất có các thành phần ion thu được từ phương pháp ammonium acetate: Ca 2+ = 30.8µg/ml Mg 2+ = 8.4 µg/ml 1 1 K + = 2.2µg/ml Na + = 6.4µg/ml Đánh giá mức độ phù hợp cho mục đích nông nghiệp 10. 10 grams đất được trao đổi ion với 250mL dd ammonium acetate 1M và thêm nước cất đến thể tích 1L. Phân tích 1L dung dịch thu được 20mg/l Ca 2+ , 2mg/l Mg 2+ , 1mg/l K + và 0.5mg/l Na + . Tính CEC theo đơn vị đlg/100g đất. 11. Sau khi trích ly mẫu đất bằng dd ammonium acetate ở câu 7, mẫu đất được hòa với nước cất và xác định nồng độ NH 4 + thu được là 180mg/l. Mẫu sau khi được rửa (độ ẩm còn 60% khối lượng) được xử lý bằng 250ml ddKCl 1M, sau đó thêm nước cất thành 1L dung dịch. Phân tích dung dịch này thu được 30mg/lNH 4 + . Tính CEC (theo đlg/100g đất) 12. Giải thích sự ảnh hưởng đến CEC khi trong đất chứa (a) Al hòa tan, (b) Na hòa tan. 13. Tên các chất hữu cơ được phân hủy từ xác động thực vật trong đất. Tính chất và tầm quan trọng của các hợp chất này 14. Phân biệt các chất sau: Humin – humic acid – fulvic acid 15. Sắp xếp theo thành phần carbon từ thấp đến cao: humin, fulvic acid, humic acid 16. Sắp xếp theo thành phần oxy từ thấp đến cao: humin, fulvic acid, humic acid 17. Liệt kê các nhóm chức trong các hợp chất humic 18. Bề mặt các hợp chất humic mang điện tích gì . Giải thích 19. Ảnh hưởng của pH lên điện tích bề mặt các hợp chất humic 20. Biện pháp để đưa pH đất về trung tính. Giải thích & viết phương trình phản ứng 21. Một công ty sản xuất CaO cung cấp cho các nhà máy đốt than để loại bỏ các hợp chất sulfur ra khỏi khói lò. Tuy nhiên, khi gặp lô hàng chất lượng kém nhà quản lý quyết định đổ ra sông: CaO + H 2 O -> Ca(OH) 2 s Ca(OH) 2 s đạt độ hòa tan cân bằng trong dòng sông theo phương trình: Ca(OH) 2 s = Ca 2+ + 2OH - , Ksp = 10 -5.43 a) Tính độ pH tìêm tàng cao nhất do các phản ứng trên gây ra khi đạt cân bằng b) Giải thích pH sẽ tăng hay giảm hay không thay đổi sau khi ngưng đổ CaO c) Xét thêm phản ứng: Ca(OH) 2 s = CaOH + + OH - , Keq = 10 -4.03 . Tính tổng nồng độ Ca trong dòng sông 22. Liệt kê theo thứ tự muối có độ hòa tan từ cao đến thấp dựa trên Ksp: CuBr Ksp = 5.2x10 -9 CuCl Ksp = 1.2x10 -6 2 2 CuI Ksp = 1.1x10 -12 23. Ion bạc Ag+ là tác nhân diệt khuẩn cho nước hồ bơi khi nó ở nồng độ 10-100ppb. Nếu nồng độ vượt quá 300ppb trong nước uống sẽ gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Một nhà sản xuất chất khử trùng hồ bơi cung cấp một loại muối bạc ít tan ở dạng viên nén, sao cho nồng độ Ag+ cân bằng trong hồ bơi không vượt quá giới hạn cho phép. Muối Ag nào sau đây có thể được sử dụng? AgCl Ksp = 1.8x10 -10 AgBr Ksp = 5.0x10 -13 AgI Ksp = 8.3x10 -17 24. Cyanide (CN - ) là tác nhân tạo phức thải ra từ các nhà máy cần xử lý kim loại. HCN <=> H + + CN - (pKa=9.2) a. Viết phương trình biểu diễn sự phụ thuộc của nồng độ HCN và CN - theo pH b. Vẽ đồ thị từ câu a c. HCN là chất khí độc, chỉ ra khoảng pH mà HCN tồn tại. 25. Trình bày khả năng phản ứng giữa các hợp chất hữu cơ với (a) các cation kim loại (b) khoáng sét (c) các chất phản ứng khác. Viết phương trình các phản ứng làm ví dụ minh họa 26. Nêu các phản ứng oxy hóa khử trong đất gây ảnh hưởng lên các tính chất đất như: độ hòa tan, độ pH, sự tồn tại của các hợp chất, sự tồn lưu và độc tính của các chất bị ô nhiễm, tính dẫn điện và thành phần của đất. 27. Đất chứa MnO2 với số lượng lớn, cùng với Mn 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ . Người ta đang xem xét việc thải FeCl 2 vào đất. Viết các phương trình phản ứng oxy hóa khử xảy ra và các chất tạo thành. Đánh giá mức độ ô nhiễm. 28. Phản ứng oxy hóa khử Na + + e - <=> Na. Cho E 0 = -2.71, logK eq = -47. Viết phương trình biểu diễn mối liên hệ giữa Eh và Na + /Na. Trình bày khả năng tồn tại của Na (dạng kim loại) trong đất 29. Nêu ảnh hưởng của CEC (hay Ca 2+ , K + ) đến quá trình nitrit hóa (nitrification) trong đất. 30. Giải thích khả năng hấp phụ của đất và các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ của bề mặt đất. Nêu ví dụ. 31. Ảnh hưởng của pH đến sự hòa tan kim loại. 32. Giải thích các điều kiện / cơ chế kết tủa kim loại 33. Tính độ hòa tan của Fe(OH) 3 (Ksp = 2.0 x 10 -43 ) ở pH 2,3,4. Nhận xét mối quan hệ giữa độ hòa tan Fe(OH) 3 và pH. 34. Tính nồng độ tối thiểu của Cd [mg/l] có thể hòa tan trong nước khi xử lý với NaOH. Cho Ksp = 6.0 x10 -15 và Keq = 10 -7.7 của phản ứng Cd 2+ + OH - Cd(OH) 2 3 3 35. Một mẫu đất sét mềm bão hòa nước có độ chứa nước w = 43%. Tỷ trọng hạt là 2,7. Tính e, n, γ sat ? (đáp án: e = 1,16, n=0,51, γ sat = 17,9 kN/m 3 ) 4 4 Phần 2 - Hóa học môi trường khí 1. Định nghĩa độ ẩm tương đối 2. Định nghĩa PM2.5 và PM10 3. Liệt kê 6 khí nhà kính. Khí nào đóng vai trò quan trọng nhất 4. Mô tả tính chất phân tử CH4, CO2 để có thể hấp thu phổ hồng ngoại 5. Tốc độ lắng của hạt bụi phụ thuộc vào những yếu tố nào? 6. Nêu 4 ví dụ về nguồn phát sinh bụi tự nhiên và nhân tạo 7. Khí methane hấp thu ở 2 vùng hồng ngoại: 3-4µm và 7-8.5µm. Loại hấp thu nào gây ra hiệu ứng nhà kính. Giải thích 8. Nêu nguồn thải chính của nitrous oxide (NO2) 9. Giả sử gasoline là octane, C8H18. Tính khối lượng không khí cần để đốt cháy 1kg octane. 10. Nguồn tự nhiên hay nhân tạo phát thải nhiều CO hơn ? Liệt kê. 11. Giải thích tính « tự làm sạch » CO trong tự nhiên. 12. Giải thích sự ảnh hưởng của chì (Pb) đến tính hiệu quả của các bộ xúc tác làm sạch khí 13. Nêu nguồn nhân tạo phát thải SO2. Giải thích tại sao đốt than lại phát thải SO2. Viết phương trình phản ứng của SO2 trong không khí 14. Độ pH của nước mưa của một khu vực là 4.2. Giả sử mưa acid gây ra bởi SO2, tính nồng độ SO2 trong không khí vùng đó 15. Tính độ pH của nước mưa từ không khí chứa 5ppm SO2. 16. Mô tả 2 phương pháp loại SO2 ra khỏi ống khói 17. Hai chất ô nhiễm đóng vai trò chính trong việc gây ra khói quang hóa ? 18. Giải thích sự hình thành và tồn tại của ozone trong : (a) Tầng đối lưu (b) Tầng bình lưu Các phản ứng kèm theo, và giải thích sự hình thành các gốc tự do 19. Giả sử trong khí thải chứa pentane (C 5 H 12 ) từ khói động cơ. Viết phản ứng giữa pentane và gốc hydroxyl tự do OH 20. Viết công thức hóa học của PAN 21. Chất hóa học nào gây ra khói có màu nâu (khói quang hóa) ( NO 2 ) 22. Liệt kê 3 loại hóa chất có thể thêm vào xăng để tăng thành phần oxy ( ethanol, methanol, acetone). 5 5 23. Liệt kê 4 loại hóa chất trong thành phần khói thuốc lá ( nicotin, benzopyrene, asen, fomandehit, hắc ín). 24. Độ cao của tầng ozone ( từ 11 – 50km ) 25. Phản ứng phân ly NO2 -> NO + O có ethalphy ∆H=306kJ/mol. Tính λ tối thiểu để phản ứng xảy ra. 26. Phân ly N 2 thành N nguyên tử cần ∆H=945kJ/mol. Xác định bước sóng ánh sáng có thể cung cấp đủ năng lượng để phân ly N 2 . 27. Giải thích tại sao O 2 dễ bị phân ly thành O nguyên tử hơn N 2 ( vì trong nguyên tử O 2 thì đó là l/k đôi (pi ), trong nguyên tử N 2 thì đó là l/k ba ( pi và xicma) ) 28. N 2 O có tính phản ứng mạnh hay yếu hơn NO ? (N 2 O much less reactive than NO) 29. Giải thích tại sao dùng máy bay siêu âm (supersonic airplanes) bay trên tầng bình lưu sẽ phá hủy tầng ozone ( khi bay sẽ thải ra một lượng lớn các oxit của Nito) 30. Giải thích tại sao CFCs không phản ứng với ozone ở tầng đối lưu ( vì lượng lớn tia cực tím đã được tầng bình lưu hấp thụ ). Giải thích cơ chế phá hủy tầng ozone của CFCs ở tầng bình lưu ( khi CFCs đến được tầng bình lưu, dưới tác dụng của tia cực tím nó bị phân hủy tạo ra clo nguyên tử, có tác dụng như chất xúc tác để phân hủy ozon) 31. Phân biệt HCFCs và CFCs ? So sánh trên 3 phương diện sau : (a) Độ bền (hay thời gian tồn lưu trong môi trường) (b) Khả năng phá hủy tầng ôzone (c) Tính cháy 32. Sắp xếp theo mức năng lượng từ cao đến thấp: hồng ngoại, vi sóng, X-ray (infrared, microwave, X-ray radiation) 33. Đại lượng nào sau đây tỷ lệ thuận trực tiếp với nồng độ: a. Độ truyền sáng (Transmittance) b. Độ hấp thu mol riêng (Molar absorptivity) c. Độ hấp thu (Absorbance) 34. Đơn vị của độ hấp thu riêng, ε trong định luật Beer 35. Màu nào sẽ được nhìn thấy trong dung dịch a. Dung dịch có độ hấp thu tối đa ở 550nm (yellow) b. Dung dịch có độ hấp thu tối đa ở 450nm (blue) 36. 500m 3 khí từ ống khói ở điều kiện chuẩn (standard temperature and pressure, STP) được sục trong 1L dung dịch chứa 0.05M potassium tetrachloromercurate. Phân tích 10ml 6 6 dung dịch ở 548nm cho nồng độ p-rosalinine methyl sulfonic acid là 3.5 x 10 -5 M. Tính nồng độ SO2 trong ống khói. HgCl 4 2- + 2SO 2 + 2H 2 O -> Hg(SO 3 ) 2 2- + 4H + + 4Cl - 37. Kim loại nào bị đi vào khí quyển nhiều nhất (so với các kim loại khác) 38. Giải thích tại sao GFAA có độ nhạy cao hơn AAS 39. Tại sao khi phân tích Hg không dùng ngọn lửa acetylene/air mà dùng Cold Vapor AAS (CV-AAS). Câu hỏi tương tự cho phân tích Asene 40. XRF thường dùng để phân tích gì ? Tại sao XRF không phân tích nguyên tố nhẹ ? PbCO 3 sẽ cho tín hiệu XRF khác hay giống với PbO ? XRF có thể phân tích ở nồng độ ppb không ? 41. Liệt kê một số loại chất thải phóng xạ và ảnh hưởng 42. POPs (Persistance Organic Pollutants) là gì ? Sự lan truyền (vận chuyển) của POPs 43. Polychlorinated hydrocarbons : a. Có tích tụ sinh học không ? b. Có tan trong nước không ? Khả năng hòa tan trong các pha khác c. Khả năng tự phân hủy ? 44. Mô tả quá trình polychlorinates hydrocarbon tích tụ trong chuỗi thức ăn 45. Liệt kê một số thuốc trừ sâu tự nhiên 46. Liệt kê ứng dụng công nghiệp của PCBs 47. Nếu một chất hữu cơ có độ hòa tan cao trong nước thì a. Sẽ bị hấp phụ mạnh bởi đất ? b. Dễ bị phân hủy bởi VSV? c. Dễ bị thủy phân và phân hủy quang học? 48. Phương pháp phổ biến phân tích POPs. Giải thích 49. Vẽ sơ đồ hoạt động của GC. Tại sao trong một số phân tích phải lập trình nhiệt. 50. Khi 1mmol chlorobenzene và 1.5mmol 1,2,4-trichlorobenzene được phân tách bởi GC, diện tích peaks thu được là 915 và 1285units tương ứng. Khi 0.5µmol chlorobenzene được thêm vào một mẫu chứa 1,2,4-trichlorobenzene. Diện tích peak GC thu được là 838 (chlorobenzene) và 814 (1,2,4-trichlorobenzene). Hỏi nồng độ 1,2,4-trichlorobenzene trong mẫu phân tích 51. Phân biệt sắc ký lỏng và sắc ký ion. 7 7 Tài liệu tham khảo: 1. Evangelou, V.P. Environmental Soil Water Chemistry. Principle and Application. 1998. Source: Thư viện trường. 2. Google Source: internet 3. Slides bài giảng 4. Các phương pháp phân tích đất [đã gửi tài liệu cho lớp photo] 5. Tài liệu Thí nghiệm Hóa Kỹ Thuật Môi Trường 2 Lưu ý: Đây là phần câu hỏi mang tính chất ôn tập, bài kiểm tra có nội dung chính từ bài giảng. Do đó, sinh viên cần ôn tập lại đầy đủ nội dung của tất cả các chương đã học Đề thi: đề đóng. Chúc các em hoàn thành tốt môn học. 8 8 . tại của Na (dạng kim loại) trong đất 29. Nêu ảnh hưởng của CEC (hay Ca 2+ , K + ) đến quá trình nitrit hóa (nitrification) trong đất. 30. Giải thích khả. chất ô nhiễm đóng vai trò chính trong việc gây ra khói quang hóa ? 18. Giải thích sự hình thành và tồn tại của ozone trong : (a) Tầng đối lưu (b) Tầng bình