Найбільш масштабним і значним є хімічне забруднення середовища невластивими їй речовинами хімічної природи. Серед них - газоподібні й аерозольні забруднювачі промислово-побутового походження. Людина забруднює атмосферу вже тисячоліттями, однак, наслідки застосування вогню, яким вона користувалась весь цей період, були незначні. Доводилося миритися з тим, що дим заважав диханню і що сажа лягала чорним покривом на стелі і стіни житла. Одержуване тепло було для людини важливіше, ніж чисте повітря і не закопчені стіни печери. Це початкове забруднення повітря не представляло проблеми, тому що люди жили тоді невеликими групами, займаючи незмірно велике недоторкане природне середовище. І навіть значне зосередження людей на порівняно невеликій території, як це було в класичній стародавності, не супроводжувалося ще серйозними наслідками.
Так було аж до початку дев'ятнадцятого століття. Лише за останні сто років розвиток промисловості "обдарував" нас такими виробничими процесами, наслідки яких людина спочатку ще не могла собі уявити.
В основному існують три основних джерела забруднення атмосфери: промисловість, побутові котельні, транспорт. Частка кожного з цих джерел у загальному забрудненні повітря сильно розрізняється в залежності від місця. Зараз загальновизнано, що найбільш сильно забруднює повітря промислове виробництво. Джерела забруднень - теплоелектростанції, що разом з димом викидають у повітря сірчистий і вуглекислий гази; металургійні підприємства, особливо кольорової металургії, що викидають у повітря оксиди азоту, сірководень, хлор, фтор, аміак, з'єднання фосфору, частки і з'єднання ртуті і миш'яку; хімічні і цементні заводи. Шкідливі гази потрапляють у повітря в результаті спалювання палива для потреб промисловості, опалення житла, роботи транспорту, спалювання і переробки побутових і промислових відходів. Атмосферні забруднення розділяють на первинні, що надходять безпосередньо в атмосферу, і вторинні, що є результатом перетворення останніх. Так, сірчистий газ, що надходить в атмосферу, окислюється до сірчаного ангідриду, який взаємодіє з парами води й утворює крапельки сірчаної кислоти. При взаємодії сірчаного ангідриду з аміаком утворюються кристали сульфату амонію. Подібним чином, у результаті хімічних, фотохімічних, фізико-хімічних реакцій між забруднюючими речовинами і компонентами атмосфери утворюються інші побічні ознаки. Основним джерелом пірогенного забруднення на планеті є теплові електростанції, металургійні і хімічні підприємства, котельні установки, що споживають більше 70% твердого і рідкого палива, яке добувається щорічно. Основними шкідливими домішками пірогенного походження є наступні.
A) Оксид вуглецю.
Б) Сірчистий ангідрид.
B) Сірчаний ангідрид.
Г) Сірководень і сірковуглець.
Д) Окисли азоту.
Є) З'єднання фтору.
Ж) З'єднання хлору.
mсм. = 1,202 г
добавлен избыток ВаСl₂
m(BaSO₄) = 1,085 г
Найти: w(CuSO₄*5H₂O) и w(FeSO₄*7H₂O)
Решение:
Поскольку у нас в условии смесь кристаллогидратов и надо будет найти их массовые доли, напишем реакции с ними:
CuSO₄*5H₂O + ВаСl₂ = ВаSO₄↓ + СuCl₂ + 5H₂O
FeSO₄*7H₂O + ВаСl₂ = ВаSO₄↓ + FeCl₂ + 7H₂O
Каждый моль сульфата, находящегося в моле кристаллогидрата, дает моль осадка сульфата бария.
Молярные массы:
М(CuSO₄*5H₂O) = 64+32+16*4+18*5 = 240 (г/моль)
М(FeSO₄*7H₂O) = 56+32+16*4+18*7 = 278 (г/моль)
М(ВаSO₄) = 137+32+16*4 = 233 (г/моль)
Пусть у нас Х молей пентагидрата сульфата меди и У молей гептагидрата сульфата железа (II).
Масса пентагидрата сульфата меди:
m(CuSO₄*5H₂O) = М(CuSO₄*5H₂O)*Х = 240Х
Масса гептагидрата сульфата железа (II):
m(FeSO₄*7H₂O) = М(FeSO₄*7H₂O)*У = 278У
Масса смеси: mсм. = 240Х + 278У = 1,202 (г)
Масса сульфата бария от реакции Х молей пентагидрата сульфата меди с избытком хлорида бария: m₁(ВаSO₄) = M(ВаSO₄)*Х = 233Х
Масса сульфата бария от реакции У молей гептагидрата сульфата железа (II) с избытком хлорида бария: m₂(ВаSO₄) = M(ВаSO₄)*У = 233У
Всего сульфата бария:
m(ВаSO₄) = m₁(ВаSO₄) + m₂(ВаSO₄) = 233Х+233У = 233(Х+У) = 1,085 (г)
Составим и решим систему уравнений:
1 { 240Х + 278У = 1,202 (г)
2 {233(Х+У) = 1,085 (г)
Из второго уравнения Х = (1,085/233) -У. Подставим его в первое
240(1,085/233) - 240У + 278У = 1,202
1,118 + 38У = 1,202
38У = 0,084
У = 0,00221 (моля). Это химическое количество гептагидрата сульфата железа (II)
Масса гептагидрата сульфата железа (II):
m(FeSO₄*7H₂O) = 278У = 278*0,00221 = 0,614 (г)
w(FeSO₄*7H₂O) = m(FeSO₄*7H₂O)/mсм. = 0,614/1,202 = 0,511 = 51,1%
Химическое количество пентагидрата сульфата меди
Х = (1,085/233) -У = 0,00455 - 0,0021 = 0,00245 (моля)
Масса пентагидрата сульфата меди:
m(CuSO₄*5H₂O) = 240Х = 140*0,00245 = 0,588 (г)
w(CuSO₄*5H₂O) = m(CuSO₄*5H₂O)/mсм. = 0,588/1,202 = 48,9%
ответ: 48,9% CuSO₄*5H₂O; 51,1% FeSO₄*7H₂O