Решение задачи № 1
Условие: В сточной воде находятся ионы ${Be^{2+}}$ (0,003 \ моль/л). Во сколько раз необходимо разбавить сточную воду, чтобы ее можно было сливать в водоем?
Решение:
1) Важно, чтобы содержание вредных примесей в сливаемой в водоем воде не превышало предельно допустимую концентрацию (ПДК).
Для бериллия ПДК = 0,0002 мг/л (табличное значение).
2) Рассчитаем концентрацию ионов бериллия: ${C_{Be^{2+}} = 0,003 \cdot 9 = 0,027 \ г/л = 27 \ мг/л}$
3) Рассчитаем, во сколько раз необходимо разбавить воду для достижения ПДК: ${\frac {27}{0,0002} = 135000 \ раз}$
Ответ: Сточную воду необходимо разбавить в 13 500 раз.
Решение задачи № 2
Условие: После дождя было обнаружено подкисление почвы и увеличение содержания в ней сульфат - ионов. Объясните, чем обусловлено данное явление и как можно его уменьшить/предотвратить его вредное воздействие?
Решение:
1) Подкисление почвы обусловлено таким явлением, как «кислотный» дождь. Повышенное содержание сульфат ионов свидетельствует о наличии в каплях дождя серной кислоты, которая образовалась из оксидов серы, выброшенных предприятиями: ${SO_2 + \frac {1}{2}O_2 = SO_3}$, ${H_2O + SO_3 = H_2SO_4}$
2) Для предупреждения выбросов оксидов серы в атмосферу необходимо изменить технологию генерации электроэнергии, проводить предварительно удаление серы из топлива. Также снизить концентрацию оксидов серы в отходящих газах можно путем нейтрализации или адсорбцией:
${SO_2 + CaCO_3 + 2H_2O = CaSO_3 \cdot 2H_2O + CO_2}$
${SO_2 + (NH_4)_2SO_3 + H_2O = 2NH_4HSO_3}$
Решение задачи № 3
Условие: Если заменить автомобиль мощностью 40кВт, работающий на бензине (${C_8H_{18}}$) с КПД 20%, на электромобиль, который работает на том же топливе, но с КПД 40%, то насколько снизится объем (н. у.) выбрасываемого углекислого газа на расстоянии 120 км при движении со скоростью 60 км/ч?
Решение:
1) Найдем время, за которое будет пройдено 120 км: ${\frac {120}{60} = 2 \ ч}$
2) Рассчитаем теоретическую потребность в энергии ${40 \cdot 2 = 80кВТ \cdot ч или 288 \ МДж}$
3) Составим реакцию горения предположительного состава: ${C_8H_{18} + 12,5 O_2 = 8CO_2 + 9H_2O}$
Изменение энтальпии реакции - ${\Delta H = -5065 \ кДж/моль}$
4) Найдем мольный расход топлива автомобилем ${N_a}$ и электромобилем ${N_э}$
${N_а = \frac {288}{0,2 \cdot 5,065} = 284,3}$
${N_э = \frac {288}{0,4 \cdot 5,065} = 142,15}$
${\Delta N = 284,3 - 142,15 = 142,15}$
5) Рассчитаем уменьшением объема
${\Delta V = 142,15 \cdot 8 \cdot 22,4 = 25473 \ л}$
Ответ: ${\Delta V = 25473 \ л}$
