Question

2. Сточные воды химического комбината вполне отвечают санитарным санитарным нормам нормам по содержанию азотной кислоты (30 мг/л). Объем промышленных стоков, содержащих азотную кислоту, составляет ежесуточно 75 м. 1. Рассчитайте массовую долю и молярную концентрацию азотной кислоты в этих стоках плотность раствора 1 г/мл). 1 2. Чему равна кислотность раствора азотной кислоты? 3. Сколько азотной кислоты уходит в канализацию с комбината ежесуточно? Какой объем известковой воды, с массовой долей гидроксида кальция 5% (пл. = 1 г/мл), нужно добавить для полной нейтрализации азотной кислоты? ​

Answer 1

Ответ:

2. 1) ?(НNO3) = 0,03 г : 1000 г = 3·10-5 или 3·10-3%

С = m / М · V; С = 0,03 г : (63 г/моль · 1 л) = 4,8·10-4 моль/л

2) Кислотность раствора азотной кислоты равна: рН = - lg4,8·10-4 моль/л;

рН = 3,32.

3) Вычислим массу раствора кислоты, которая уходит с комбината ежесуточно: m(р-ра) = 75000 дм3 · 1 кг/дм3 = 75000 кг;

m(НNO3) = 75000 кг · 3·10-5 = 2,25 кг

4) 2HNO3 + Ca(OH)2 = Ca(NO3)2 + 2H2O

n(HNO3) = 2,25 : 63 = 0, 0357 Кмоль; n(Са(ОН)2 = 0,01786 Кмоль

m(Ca(OH)2) = 0,01786 Кмоль · 74 кг/ Кмоль = 1,322 кг.

m(р-ра) = 1,322 кг : 0,05 = 26,433 кг; V(р-ра) = 26,4 л.

Все элементы ответа записаны неверно

Answer 2

Давайте разберемся с этими вопросами по порядку:

1. Рассчитаем массовую долю и молярную концентрацию азотной кислоты в промышленных стоках.

Массовая доля (в процентах) вычисляется по формуле: \text{Массовая доля (в %)} = \frac{\text{Масса азотной кислоты}}{\text{Масса всего раствора}} \times 100\%

Молярная масса азотной кислоты (HNO3) равна приближенно 63 г/моль (14 г/моль для азота + 1 г/моль для водорода + 48 г/моль для кислорода).

Для расчета молярной концентрации (в моль/л) используем формулу: $\text{Молярная концентрация (в моль/л)} = \frac{\text{Мольная масса азотной кислоты (г/моль)}}{\text{Объем раствора (л)}}$

Поскольку объем стоков составляет 75 м³ (1 м³ = 1000 л), мы можем приступить к вычислениям.

Масса азотной кислоты в стоках: $\text{Масса азотной кислоты} = 75 м³ \times 1000 л/м³ \times 30 мг/л = 2,250,000 мг$

Теперь переведем массу в граммы (1 г = 1000 мг): $\text{Масса азотной кислоты} = 2,250,000 мг = 2250 г$

Масса всего раствора (75 м³) равна массе воды, так как мы не знаем точную плотность раствора, но предположим, что плотность воды в рассматриваемых условиях составляет 1 г/мл.

Масса всего раствора: $\text{Масса всего раствора} = 75 м³ \times 1000 л/м³ \times 1 г/мл = 75,000 г$

Теперь мы можем вычислить массовую долю азотной кислоты: \text{Массовая доля (в %)} = \frac{2250 г}{75,000 г} \times 100\% = 3\%

Теперь рассчитаем молярную концентрацию азотной кислоты. Для этого нам нужно знать объем раствора в литрах. Так как у нас есть 75 м³ стоков, это равно 75,000 л.

Молярная концентрация (в моль/л): $\text{Молярная концентрация} = \frac{63 г/моль}{75,000 л} = 0.00084 моль/л$

2. Кислотность раствора азотной кислоты.

Кислотность определяется концентрацией ионов водорода (H+) в растворе. Азотная кислота (HNO3) является сильной двухосновной кислотой, поэтому каждая моль азотной кислоты выделяет два моля ионов водорода (H+).

Таким образом, кислотность раствора азотной кислоты составляет: $\text{Кислотность} = 2 \times \text{Молярная концентрация} = 2 \times 0.00084 моль/л = 0.00168 моль/л$

3. Сколько азотной кислоты уходит в канализацию с комбината ежесуточно?

Мы уже вычислили, что каждый день в стоках уходит 2250 г азотной кислоты.

4. Какой объем известковой воды, с массовой долей гидроксида кальция 5%, нужно добавить для полной нейтрализации азотной кислоты?

Для нейтрализации азотной кислоты (HNO3) требуется щелочь, такая как гидроксид кальция (Ca(OH)2). Реакция нейтрализации происходит по следующему уравнению:

$\text{HNO3} + \text{Ca(OH)2} \rightarrow \text{Ca(NO3)2} + \text{H2O}$

Молярная масса Ca(OH)2 равна приближенно 74 г/моль (40 г/моль для кальция + 2 * 1 г/моль для водорода + 16 г/моль для кислорода).

Теперь давайте рассчитаем количество гидроксида кальция, необходимое для нейтрализации азотной кислоты:

$\text{Масса Ca(OH)2} = \frac{\text{Масса азотной кислоты}}{2} = \frac{2250 г}{2} = 1125 г$

Теперь найдем объем гидроксида кальция в миллилитрах (мл), используя его плотность:

$\text{Объем Ca(OH)2 (в мл)} = \frac{\text{Масса Ca(OH)2 (в г)}}{\text{Массовая доля Ca(OH)2}} = \frac{1125 г}{0.05} = 22,500 мл$

Поскольку 1 л = 1000 мл, получаем:

$\text{Объем Ca(OH)2 (в л)} = \frac{22,500 мл}{1000 мл/л} = 22.5 л$

Таким образом, для полной нейтрализации азотной кислоты, вам потребуется 22.5 л гидроксида кальция с массовой долей 5%.