Bài 6: ĐỘ DẪN ĐIỆN TRONG QUAN TRẮC MƯA ACID

Chia sẻ: Dang An | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

100
lượt xem 14
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Quá trình đốt sản sinh ra các khí độc hại như : lưu huỳnh đioxit (SO2) và nitơ đioxit (NO2). Các khí này hòa tan với hơi nước trong không khí tạo thành các axit sunfuaric (H2SO4) và axit nitric(HNO3). Khi trời mưa, các hạt axit này tan lẫn vào nước mưa, làm độ pH của nước mưa giảm. Nếu nước mưa có độ pH dưới 5,6 được gọi là mưa axit. Do có độ chua khá lớn, nước mưa có thể hoà tan được một số bụi kim loại và ôxit kim loại có trong không khí như ôxit chì,… làm cho nước mưa...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài 6: ĐỘ DẪN ĐIỆN TRONG QUAN TRẮC MƯA ACID

Bài 6: ĐỘ DẪN ĐIỆN TRONG QUAN TRẮC MƯA ACID I.TỔNG QUAN 1. Mục đích Tìm hiểu cách sử dụng máy đo độ dẫn Tìm hiểu phương pháp kiểm chứng độ tin cậy của số liệu quan trắc mưa acid bằng đo độ dẫn 2. Quá trình hình thành mưa acid Quá trình đốt sản sinh ra các khí độc hại như : lưu huỳnh đioxit (SO2) và nitơ đioxit (NO2). Các khí này hòa tan với hơi nước trong không khí tạo thành các axit sunfuaric (H2SO4) và axit nitric(HNO3). Khi trời mưa, các hạt axit này tan lẫn vào nước mưa, làm độ pH của nước mưa giảm. Nếu nước mưa có độ pH dưới 5,6 được gọi là mưa axit. Do có độ chua khá lớn, nước mưa có thể hoà tan được một số bụi kim loại và ôxit kim loại có trong không khí như ôxit chì,… làm cho nước mưa trở nên độc hơn nữa đối với cây cối, vật nuôi và con người Trong thành phần các chất đốt tự nhiên như than đá và dầu mỏ có chứa một lượng lớn lưu huỳnh, nitơ. Thông thường, các quá trình sử dụng nhiên liệu hóa thạch như: các phương tiện giao thông, các nhà máy nhiệt điện dùng than, các thiết bị công nghiệp, khai khoáng đều tạo ra một lượng lớn các khí SOx và Nox 3. Phương pháp quan trắc mưa acid Trong quan trắc mưa acid người ta lấy mẫu nước mưa, đo độ pH, độ dẫn điện riêng và xác định hàm lượng của các anion vô cơ Cl -, NO2-, NO3-, PO43-, SO42- và cation vô cơ Na+, K+, NH4+, Ca2+, Mg2+. Trong các ion trên các ion NO3-, SO42- và NH4+ có tầm quan trọng đặc biệt vì nó liên quan trực tiếp đến các acid cũng như phản ứng của các acid với NH3 trong khí quyển. Ion Na+ được cho là xuất hiện chủ yếu từ muối biển nên được dùng để đánh giá sự đóng góp của hơi biển vào thành phần mưa. Để kiểm tra độ tin cậy của phép phân tích người ta xác định cân bằng ion và cân bằng độ dẫn. Về nguyên tắc tổng nồng độ anion phải bằng tổng nồng đ ộ canion trong đó tổng nồng độ các ion được tính bằng đơn vị đương lượng/l (eq/l).
Với độ dẫn điện riêng thì độ dẫn điện riêng đo được phải bằng độ dẫn điện riêng tính từ nồng độ các ion dẫn điện. = = là độ dẫn điện đương lượng cực đại của ion i. Trong đó Với mỗi chuỗi thí nghiệm cần dựng đồ thị phụ thuộc rồi tìm hệ số góc của phương trình hồi và = qui. Nếu hệ số góc nằm trong khoảng 0.8 đến 1.2 thì coi như kết quả phân tích chấp nhận được. Những điểm nằm quá xa đường hồi qui chấp nhận được là những điểm nghi vấn. Nếu hệ số góc nằm ngoài khoảng 0.8 đến 1.2 thì số liệu có vấn đề. Nguyên nhân có thể là có ion nào đó chưa được định chuẩn hay kết quả phân tích không tin cậy II. THỰC NGHIỆM Để có được số mẫu mưa đáng kể thì phải tốn rất nhiều công sức và thời gian, đ ồng thời phải tiến hành phân tích mẫu bằng sắc kí ion rất tốn kém nên trong bài thực nghiệm này đối tượng nghiên cứu mưa acid nhân tạo Chuẩn bị chuỗi 20 mẫu mưa acid nhân tạo từ các dung dịch chuẩn của các chất thành phần. Đo độ dẫn điện riêng và pH của các mẫu nước mưa rồi kiểm tra cân bằng ion Từ cân bằng ion đưa ra kết luận về độ tin cậy của thí nghiệm đã tiến hành. Thể tích dung dịch chuẩn thành phần cần lấy để pha mẫu mưa acid đ ược tính nh ư sau: Trong đó Vi là thể tích dung dịch thành phần cần lấy, Vmưa là thể tích dung dịch mưa acid nhân tạo cần pha, Ci/mưa là nồng độ chất i trong mưa acid nhân tạo, C i là nồng độ dung dịch chuẩn của chất i.
1. Dụng cụ và hóa chất Dụng cụ Hóa chất Máy đo độ dẫn KCl 0.01M Bình định mức 250ml NaCl 0.01M Bình định mức 100ml CaCl2 0.01M Beaker 250ml (NH4)2SO4 0.01M Beaker 50ml NH4Cl 0.01M Erlen 250ml MgCl2 0.01M Bình tia H2SO4 0.01M Pipete, Bể điều nhiệt HNO3 0.01M 2. Tiến hành 2.1 Pha dung dịch các chất có nồng độ 0.01M trong bình định mức 50ml - KCl : m = 0.01 x 0.05 x 74.5 = 0.0373 g - NaCl : m = 0.01x 0.05 x 58.5 = 0.0293 g - CaCl2: m = 0.01x 0.05 x 111 = 0.0555g - (NH4)2SO4: m = 0.01x 0.05 x 132.1 = 0.066 g - NH4Cl: m = 0.01x 0.05 x 53.49 = 0.0268 g - MgCl2: m = 0.01x 0.05 x 203.3 = 0.102 g - H2SO4 : CM = (10d x C%)/M = (10 x 1.84 x 98)/98 = 18.4M
Vdd = (0.01 x 50)/18.4 = 0.0272ml - HNO3 : CM = (10d x C%)/M = (10 x 1.5 x 63)/63 = 15M Vdd = (0.01 x 50)/15 = 0.0033ml 2.1 Pha mỗi 100 ml nước mưa acid với nồng độ các chất sau đây Nồng độ μeq/l STT Dung H2SO4 HNO3 NH4Cl (NH4)2SO4 K2SO4 NaCl CaCl2 MgCl2 dịch 1 500 200 100 1500 200 200 200 100 2 800 100 100 1000 100 100 100 50 3 200 200 200 1600 100 200 100 50 4 100 200 50 800 50 300 200 50 5 300 150 150 1500 800 200 100 20 6 500 200 400 1000 200 200 400 100 7 800 100 100 700 100 100 300 50 8 200 200 200 600 100 200 200 100 9 100 200 500 1200 200 300 200 50 10 300 150 150 500 200 200 100 50 11 500 200 400 500 100 200 400 100 12 800 100 100 600 100 100 300 50 13 200 200 200 600 100 200 200 100 14 1000 200 600 200 200 300 200 50 15 100 150 150 500 200 200 100 50 16 800 500 400 500 200 200 400 100 17 200 400 100 600 100 100 300 50 18 1200 200 200 600 100 200 200 100 19 1000 300 600 200 100 300 200 50 20 300 250 150 500 200 200 100 50 - Đổ cốc mưa ra cốc 50 ml và ổ định nhiệt 30 phút trước khi đo 3. Kết quả, thảo luận - Độ dẫn của nước cất quá thấp nên không đo được độ dẫn - Kết quả pH, độ dẫn, nhiệt độ của 20 mẫu nước mưa acid nhân tạo
Mẫu Độ dẫn (ms) Nhiệt độ (oC) pH 1 3.3 0.35 28.5 2 4.1 0.42 28.2 3 4.8 0.21 28.4 4 5.1 0.11 28.1 5 4.8 0.25 28 6 4.6 0.34 27.9 7 4.6 0.42 27.6 8 4.9 0.16 27.2 9 4.8 0.15 27.7 10 4.7 0.18 26.6 11 4.6 0.31 26.6 12 4.4 0.41 26.7 13 4.7 0.14 26.7 14 4.3 0.52 26.5 15 5.4 0.09 26.1 16 4.6 0.49 26.7 17 4.8 0.19 26.7 18 4.3 0.61 26.8 19 4.6 0.5 26.2 20 4.7 0.2 26.2 - Kiểm tra độ tin cậy của thực nghiệm → 2H+ SO4- - H2SO4 + 1mol 2mol 2mol → H+ NO3- - HNO3 + 1mol 1mol + 1mol Tổng nồng độ [H+] = [H+]/H2SO4 + [H+]/HNO3 pH = -log[H+] -Ví dụ mẫu số 1:
+ Nồng độ H2SO4 = 500 x 10-6 = 5 x 10-4  [H+]/H2SO4= 2 x 5 x 10-4 = 0.001 + Nồng độ HNO3 = 200 x 10-6 = 2 x 10-4  [H+]/H2SO4= 2 x 10-4 = 0.0002 Tương tự công thức trên ta có được pH tính trên lý thuyết như bảng sau đây Mẫu số [H+]/H2SO4 [H+]/HNO3 Total [H+] H2SO4 HNO3 pH 1 500 0.0010 200 0.0002 0.001200 2.9208 2 800 0.0016 100 0.0001 0.001700 2.7696 3 200 0.0004 200 0.0002 0.000600 3.2218 4 100 0.0002 200 0.0002 0.000400 3.3979 5 300 0.0006 150 0.0002 0.000750 3.1249 6 500 0.0010 200 0.0002 0.001200 2.9208 7 800 0.0016 100 0.0001 0.001700 2.7696 8 200 0.0004 200 0.0002 0.000600 3.2218 9 100 0.0002 200 0.0002 0.000400 3.3979 10 300 0.0006 150 0.0002 0.000750 3.1249 11 500 0.0010 200 0.0002 0.001200 2.9208 12 800 0.0016 100 0.0001 0.001700 2.7696 13 200 0.0004 200 0.0002 0.000600 3.2218 14 1000 0.0020 200 0.0002 0.002200 2.6576 15 100 0.0002 150 0.0002 0.000350 3.4559 16 800 0.0016 500 0.0005 0.002100 2.6778 17 200 0.0004 400 0.0004 0.000800 3.0969 18 1200 0.0024 200 0.0002 0.002600 2.5850 19 1000 0.0020 300 0.0003 0.002300 2.6383 20 300 0.0006 250 0.0003 0.000850 3.0706 pH đo pH lý thuyết [H+] Mẫu số Sai số 3.3 0.0012 2.9208 1 0.38 4.1 0.0017 2.7696 2 1.33 4.8 0.0006 3.2218 3 1.58 5.1 0.0004 3.3979 4 1.70 4.8 0.00075 3.1249 5 1.68 4.6 0.0012 2.9208 6 1.68 4.6 0.0017 2.7696 7 1.83 4.9 0.0006 3.2218 8 1.68 4.8 0.0004 3.3979 9 1.40 4.7 0.00075 3.1249 10 1.58
4.6 0.0012 2.9208 11 1.68 4.4 0.0017 2.7696 12 1.63 4.7 0.0006 3.2218 13 1.48 4.3 0.0022 2.6576 14 1.64 5.4 0.00035 3.4559 15 1.94 4.6 0.0021 2.6778 16 1.92 4.8 0.0008 3.0969 17 1.70 4.3 0.0026 2.585 18 1.72 4.6 0.0023 2.6383 19 1.96 4.7 0.00085 3.0706 20 1.63 - Độ dẫn điện riêng của dung dịch