Контрольные задачи

1. Минимальное количество газов, определяемое по запаху средним человеком (порог запаха), составляет для уксусной кислоты и аммиака 1 и 46,6 млн^-1 соответственно. Превышаются ли значения ПДК_м.р. для этих веществ, равные 0,2 и 0,4 мг/м³ соответственно? Какое парциальное давление паров уксусной кислоты достигается в помещении при обнаружении ее запаха? Сколько Молекул аммиака присутствует в каждом см³ воздуха при обнаружении его запаха? Температура и давление воздуха отвечают стандартным значениям.

2. Масса атмосферы оценивается величиной 5 • 10¹⁵ т. Определите количество азота в атмосфере в кг, если принять, что весь вклад в массу атмосферы вносят только такие квазипостоянные компоненты воздуха, как азот, кислород и аргон, а объемная концентрация этих элементов во всем объеме воздуха соответствует значениям, характерным для приземного слоя атмосферы.

3. Во сколько раз количество молекул кислорода в кубическом сантиметре воздуха на вершине Эверест (8848 м) меньше, чем среднее значение у поверхности Земли на уровне моря (при нормальном атмосферном давления и средней температуре воздуха вблизи поверхности)?

4. Оцените количество кислорода, ежегодно поступающее в атмосферу Земли. Принять, что время пребывания кислорода в атмосфере составляет 5000 лет, а весь вклад в массу атмосферы вносят только такие квазипостоянные компоненты воздуха, как азот, кислород и аргон, объемная концентрация которых во всем объеме воздуха соответствует значениям, характерным для приземного слоя атмосферы.

5. Оцените время пребывания аммиака в тропосфере, если его концентрация принимается равной 0,005 мг/м³, а интенсивность поступления оценивается в 74 млн т/год в пересчете на элементный азот.

6. Определите среднеквадратичную скорость движения молекул водорода в приземном слое воздуха.

7. Из пробы воздуха объемом 11 л был удален диоксид серы. Объем пробы уменьшился до 10 л. Определите концентрацию SO₂ и выразите ее в % (об.), см^-3 и млн^-1. Давление воздуха 101,3 кПа, температура 25°С.

8. Определите максимальную длину волны излучения, способного вызвать диссоциацию молекул азота. Принять, что вся энергия фотона расходуется на процесс диссоциации, а энтальпия связи молекулы азота, равная 945,4 кДж/моль, эквивалентна энергии диссоциации.

9. Оцените время полувыведения оксида азота из атмосферного воздуха при. его- окислении: а) кислородом; б) озоном. Какой из этих окислителей вносит основной вклад в процесс вывода, NO из атмосферы, если концентрация газов составляют: NO - 10¹⁰ см³; О₂ - 20,95% (об.); О₃ - 10 млрд^-1? Константы скорости реакций окисления оксида азота кислородом и озоном равны соответственно:

k _кисл = 1,93∙10^-38 см⁶ с^-1; k _озон = 1,8∙10^-14 см³ с^-1

10. Определите максимальную концентрацию (в см^-3, мг/м³ и млн^-1) молекул формальдегида в рабочем помещении и его парциальное давление, если единственным источником его является трансформация 2 литров метана. Площадь кухни 10 м² и высота стен 3 м; Т =.25°С, атмосферное давление равно 730 мм. рт. ст.

11. Какого максимального значения могут достигнуть концентрация и парциальное давление озона в приземном воздухе, если он образовался при окислении метана в присутствии оксидов азота (концентрация СН₄ равна

1,6 млн^-1)? При оценке следует считать, что озон из атмосферы не выводился. Ответ дайте в, см^-3, мг/м³, млн^-1 и Па. Температура воздуха 20° С, давление 710 мм рт. ст.

12. Какое максимальное количество молекул формальдегида может быть обнаружено в каждом см³ помещения (V = 40м³), если произошла утечка 5 литров газа, содержащего 98% метана? Каково в этом случае максимально возможное парциальное давление формальдегида? Сравните максимально возможную концентрацию формальдегида в помещении с ПДК_М, равной 0,035 мг/м³, Температура 20° С, давление 1,1 атм.

13. Какую максимальную концентрацию молекул формальдегида можно ожидать в воздухе, в котором содержание метана упало с 200 до 60 млн^-1? Ответ дайте в млн^-1, см^-3 и мг/м³. Какого максимального значения могло достигнуть парциальное давление формальдегида? Давление воздуха равно 1,1 атм, температура 25°С.

14. Сравните скорости выведения из атмосферы молекул метана при их взаимодействии с гидроксидным радикалом в приземном слое и на высоте верхней границы стандартной тропосферы. Концентрация метана на этих высотах равна 1,7 млн^-1. Энергия активации и предэкспоненциальный множитель для реакции взаимодействия метана с ОН-радикалом равны 14,1 кДж/моль и 2,3 см³ • с^-1 соответственно. Концентрации гидроксидных радикалов на этих высотах принять равными: [ОН]¹ = 5 • 10⁵ см^-3, [ОН]² = 2 • 10⁶ см^-3.

15. Определите, каким будет соотношение скоростей процессов газофазного и жидкофазного окисления SО₂, если принять, что основной вклад вносят следующие реакции:

SО_2{г) + ОН_(г) → HSO_3(г) (1)

SО_2{р-р) + Н₂О_2(р-р) → Н₂SO_4(р-р) (2)

Константы скоростей реакций окисления: k₁ = 9∙10^-13 см³ ∙ с^-1; k₂ = 1 ∙ 10³ л ∙ моль^-1 ∙ с^-1. Концентрации примесей в газовой фазе составляют: [ОН] = 5 ∙10⁶ см^-3, [SO₂] = 10^-4 % (об.); [Н₂О₂] = 10^-7 % (об.).

Расчеты провести для атмосферного воздуха, имеющего температуру 25^о С и содержащего 0,00001 г свободной воды в каждом литре воздуха, Считать, что при растворении в воде концентрация SО₂ в газовой фазе не меняется. Газы считать идеальными и подчиняющимися закону Генри. Давление принять равным 1 атм.

16. В каждом кубическом сантиметре воздуха присутствует 2 ∙ 10⁶ частиц сферической формы, средний диаметр, которых составляет 1 мкм. Плотность частиц равна 4 г/см³. Превышается ли значение ПДК для воздуха рабочей зоны, равное 6 мг/м³?

17. Сравните скорость оседания аэрозолей с размерами частиц r = 2,5 мкм, если их плотность составляет 2 и 5 г/см³. За какое время эти частицы могут быть полностью выведены из атмосферы с высоты 15 м?

18. В контейнер, площадь внутренней поверхности которого равна 4 м², поместили 50 л загрязненного воздуха, в котором концентрация однородных аэрозольных частиц сферической формы составляла 10⁶ см^-3. Какую часть поверхности покрыл бы этот аэрозоль, если бы частицы распределились в виде мономолекулярного слоя, а диаметр частиц составлял 5 ∙ 10^-7 м? Выразите концентрацию частиц в пробе загрязненного воздуха в мг/м³, если их плотность равна 1 г/см³.

19. Какое было бы отношение концентраций NO и NO₂ в равновесной системе на высоте 11 км, если их взаимную трансформацию можно было бы ограничить следующими реакциями:

М + NO + О = NO₂ + М*

NO₂ + О = + NO + О₂?

Константы скорости реакций (1) и (2) на этой высоте равны соответственно: k₁ = 8 ∙ 10^-32 см⁶ ∙ с^-1, если М — молекулы кислорода; k₂ = 1∙10^-12 см³∙с^-1.

20. Какой из фреонов а) СН₃ССl₂F; б) СF₃СНС1₂ более опасен для озонового слоя?

Date: 2015-07-22; view: 3851; Нарушение авторских прав