Г ´ 0,5 = 11,5 г триэтиламина

23 г ´ 0,5 = 11,5 г триэтиламина

С = m/V = 1150 мг/3600 м³ = 0,32 мг/м³

Ответ: концентрация триэтиламина не превышает значение его ПДК

Задача 13. В цеху хранится 8,5 г аллиламина. Каков должен быть объем помещения, чтобы в случае аварии концентрация аллиламина не превысила значение его ПДК (ПДК = 0,5 мг/м³)?

Решение:

Найдем объем помещения из выражения для его концентрации:

С = m/V; V = m/C

V = 8500 / 0,5 = 17000 м³

 

Ответ: Объем помещения должен быть больше 17000 м³.

Задача 14. В лаборатории размерами 28 ´ 20 ´ 3 м было разлито 1,62 мл бутиламина (ПДК = 10 мг/м³, r = 0,7401 г/мл) и 1,2 мл дипропиламина (ПДК = 5 мг/м³,r = 0,7384 г/мл). Составляет ли угрозу здоровью персонала такая ситуация?

Решение:

Найдем массу веществ:

m = r ´ V

для бутиламина m = 0,7401 ´ 1,62 = 1,2 г = 1200 мг

для дипропиламина m = 0,7384 ´ 1,2 = 0,9 г = 900 мг

Найдем объем помещения:

V = 28 ´ 20 ´ 3 = 1680 м³

Концентрация веществ:

С₁ = m/V = 1200 / 1680 = 0,71 мг/м³

С₂ = m/V = 900 / 1680 = 0,54 мг/м³

Ответ: Данная утечка не представляет особой угрозы здоровью персонала.

По вышеприведенным схемам учащимся предлагается составить задачи.

Задача 15. Самый дешевый щелочной реагент для нейтрализации кислотных промышленных стоков – гашеная известь (гидроксид кальция). Используют как суспензию гидроксида кальция ("известковое молоко"), так и прозрачный раствор ("известковую воду"). Рассчитайте рН 0,02М раствора Ca(OH)₂.

Решение.

Запишем уравнение реакции и условие задачи в формульном виде:

Ca(OH)₂ = Ca²⁺ + 2 OH^-; рН > 7

c{Ca(OH)₂} = 0,02 моль/л; pH = ?

В соответствии с уравнением реакции равновесная молярная концентрация анионов OH^- вдвое больше концентрации гидроксида кальция c{Ca(OH)₂}:

[OH^-] = 2c{Ca(OH)₂}

рН = 14 - pOH = 14 + lg[OH_--] = 14 + lg 2c{Ca(OH)₂} = 12,6

 

Ответ. Водородный показатель известковой воды равен 12,6.

Задача 16. Рассчитайте, на сколько градусов поднялась бы температура вашего тела после стакана сладкого чая, если бы весь поступивший с чаем сахар сразу окислился в организме до углекислого газа и воды. В расчетах следует принять, что в одной чайной ложке содержится 10 г сахара; теплоемкость тела равна теплоемкости воды и составляет 4,2 кДж/(кг * К); тепловой эффект реакции окисления сахарозы равен 5650 кДж/моль; масса человека 60кг.

Решение

С тремя чайными ложками (m = 30г) в организм попадет сахароза количеством вещества:

n = m/M;

n = 30/342 = 0,088 (моль).

В результате его полного окисления выделится примерно 497 кДж (5650 кДж/моль * 0,088 моль) энергии.

Если вся эта энергия пойдет на нагрев тела, его температура поднимется на 2˚C(497/(60×4,2)), т.е. с 36,6 до 38,6˚C. На самом деле перегревания организма после приема пищи человек не чувствует, так как выделение тепловой энергии идет медленно и компенсирует естественные затраты, в том числе и на поддержание постоянной температуры тела.

Задание 17. Кислотность выше нормы могут иметь различные виды атмосферных осадков (дождь, снег, туман, роса). Главными кислотообразующими выбросами в атмосферу являются диоксид серы SO₂ и оксиды азота. Назовите еще два вида кислотообразующих видов, их основные источники. Предложите способ обнаружения в воздухе вредных выбросов.

Решение

За счет выбросов химических предприятий, сжигания отходов, фотохимического разложения фреонов в атмосфере происходит образование радикалов хлора, которые при соединении с метаном образуют газообразный хлороводород. Последний, в свою очередь, хорошо растворяется в воде, образуя аэрозоль соляной кислоты:

Cl^* + CH₄ = CH^*₃ + HCl

CH^*₃ + Cl₂ = Cl^* + CH₃Cl.

Для обнаружения в воздухе вредных выбросов можно использовать индикаторную трубку с оксидом кремния(IV) – силикагелем, который является хорошим сорбентом. Силикагель предварительно следует пропитать химическим реагентом, способным давать цветную реакцию с определяемым выбросом. Так, для обнаружения хлора применяется силикагель, пропитанный раствором йодида калия и крахмала. В результате продувания через индикаторную трубку воздуха, содержащего примесь хлора, выделяется йод, дающий с крахмалом синее окрашивание. По степени окраски сорбента достаточно точно можно определить концентрацию примеси.

Еще один источник кислотных дождей – аэрозоль плавиковой кислоты – образуется в воздухе за счет выбросов фтороводорода. Источник выбросов – производство алюминия и стекла.

Задача 18. Будет ли вредна для здоровья питьевая вода, если в ней обнаружено:

а) 3,3*10^-6 моль/л ионов железа (II);

б) 1,7*10^-7 моль/л ионов никеля (II);

в) 1,9*10^-7 моль/л ионов хрома (III)?

Санитарные нормы допускают присутствие в питьевой воде ионов железа(II)в количестве 0,2 г/м³; ионов никеля(II) – 0,1 г/м³; ионов хрома(III) – 0,05 г/м³.

Решение

В 1 м³ такой воды содержится примерно 0,184 г ионов железа(II), 0,01 г ионов никеля(II), 0,01 моль ионов хрома(III). Вода невредна для здоровья, поскольку содержание обнаруженных ионов ниже допустимых норм.

Задача 19. Желудочный сок – это бесцветная жидкость, имеющая кислотную реакцию среды благодаря присутствию соляной кислоты HCl, которая относится к числу сильных кислот. Рассчитайте pH желудочного сока, если массовая доля HCl в нем составляет 0,5%.Плотность желудочного сока практически равна плотности воды.

Решение

Хлороводородная кислота – сильная, диссоциирует необратимо:

HCl = H⁺ + Cl^-.

Значит, концентрация ионов водорода равна концентрации раствора (в моль/л), которую можно определить следующим образом:

c(HCl) = (p*w*1000)/M(HCl);

c(HCl) = (1*0,005*1000)/36,5 = 0,137 (моль/л).

Отсюда pH = -lg(H⁺) = -lg 0,137 = 0,86.

Задача 20. Одно из самых дешевых азотных удобрений - аммиачная вода, раствор аммиака. Определите степень диссоциации гидрата аммиака NH₃^. H₂O в 0,002М растворе, если его рН равен 10,3 при 25 ^oС.

Решение.

Запишем уравнение реакции и условие задачи в формульном виде:

NH₃^. H₂O <<здесь знак обратимости>> NH₄⁺ + OH^-; рН > 7

c(NH₃^. H₂O) = 0,002 моль/л; pH = 10,3

a = ?

В соответствии с уравнением реакции равновесная молярная концентрация анионов OH^- связана с концентрацией гидрата аммиака и степенью диссоциации:

[OH^-] = a.c(NH₃^. H₂O)

рН = 14 - pOH = 14 + lg[OH^--] = 14 + lg {a.c(NH₃^. H₂O)}

a = (10 ^{pH - 14}): с = 10 ^{10,3 -- 14} / 0,002 = 0,093 = 9,3%

Ответ. Степень диссоциации гидрата аммиака равна 9,3. [9 – 11]