intTypePromotion=3

Giáo trình hóa kỹ thuật môi trường

Chia sẻ: EntrySKY ESIT's | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:145

0
381
lượt xem
170
download

Giáo trình hóa kỹ thuật môi trường

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hóa học môi trường đã được người ta chú ý nghiên cứu từ năm 1960 khi có những vẫn đề ô nhiễm môi trường xảy ra trên thế giới.Kẻ từ đó tới nay,môn khoa học này đã không ngừng phát triển và trở thành một ngành khoa học cần thiết cho những người làm công tác trong ngành môi trường.Vậy hoá học môi trường là gi? vai trò của nó là gì ?

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình hóa kỹ thuật môi trường

  1. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn MỤC LỤC CHÖÔNG 1: MOÄT SOÁ ÑÒNH NGHÓA VAØ KHAÙI NIEÄM CÔ BAÛN ....................... 1 1 MOÄT SOÁ ÑÒNH NGHÓA.......................................................................................... 1 1.1. Hoùa hoïc moâi tröôøng: ....................................................................................... 1 1.2. OÂ nhieãm moâi tröôøng:....................................................................................... 1 1.3. Chaát oâ nhieãm: .................................................................................................. 1 1.4. Quaù trình vaän chuyeån cuûa caùc chaát oâ nhieãm ................................................ 1 1.5. Hình thaùi hoùa hoïc: ........................................................................................... 2 2 CAÙC THAØNH PHAÀN MOÂI TRÖÔØNG CUÛA TRAÙI ÑAÁT..................................... 2 2.1. Khí quyeån ......................................................................................................... 2 2.2. Thuûy quyeån ....................................................................................................... 2 2.3. Ñòa quyeån .......................................................................................................... 2 2.4. Sinh quyeån ........................................................................................................ 2 3 MOÄT SOÁ ÑÔN VÒ BIEÅU DIEÃN NOÀNG ÑOÄ CAÙC CHAÁT TRONG MOÂI TRÖÔØNG 3 3.1. Noàng ñoä cuûa dung dòch .................................................................................... 3 3.2. Noàng ñoä caùc chaát trong moâi tröôøng khoâng khí ............................................ 3 3.3. Noàng ñoä caùc chaát trong moâi tröôøng nöôùc ..................................................... 4 3.4. Caùc khaùi nieäm khaùc thöôøng gaëp trong kyõ thuaät moâi tröôøng...................... 4 4 CAÙC PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI KHÍ....................................................... 4 5 CHUYEÅN ÑOÅI VAÄT CHAÁT VAØ NAÊNG LÖÔÏNG TRONG HEÄ THOÁNG MOÂI TRÖÔØNG.......................................................................................................................... 5 5.1. Söï caân baèng vaät chaát ....................................................................................... 5 5.1.1. Heä thoáng baûo toaøn vaät chaát oån ñònh.........................................................5 5.1.2. Heä thoáng oån ñònh chaát oâ nhieãm khoâng baûo toaøn ......................................6 5.1.3. Phöông trình ñaùp öùng töøng böôùc ..............................................................8 CHƯƠNG II: HEÄ PHAÂN TAÙN.............................................................................. 12 6 CAÙC HEÄ PHAÂN TAÙN............................................................................................ 12 7 DUNG DÒCH.......................................................................................................... 13 8 ÑOÄ HOØA TAN CUÛA CHAÁT KHÍ TRONG CHAÁT LOÛNG................................. 13 8.2. Ñoä hoøa tan cuûa chaát raén trong chaát loûng.................................................... 19 8.3. Söï ñieän ly cuûa nöôùc – chæ soá hydro pH ........................................................ 20 8.3.1. Söï ñieän ly cuûa nöôùc – chæ soá hydro pH ..................................................20 1 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II
  2. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn 8.3.2. Caùc caùch xaùc ñònh pH ............................................................................21 9 DUNG DÒCH KEO ................................................................................................ 21 9.1. Caùc tính chaát cuûa dung dòch keo .................................................................. 21 9.1.1. Tính chaát quang hoïc – Hieäu öùng Tyndall ..............................................21 9.1.2. Tính chaát haáp phuï ..................................................................................21 9.1.3. Tính chaát ñoäng hoïc cuûa heä keo ..............................................................22 9.1.4. Tính chaát ñieän hoïc .................................................................................22 9.2. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán ξ ...................................................................... 25 9.2.1. Chaát ñieän ly............................................................................................25 9.2.2. AÛnh höôûng cuûa pH .................................................................................26 9.2.3. AÛnh höôûng cuûa nhieät ñoä.........................................................................26 9.2.4. AÛnh höôûng cuûa noàng ñoä chaát keo ..........................................................27 9.3. Caáu taïo mixen keo......................................................................................... 27 9.4. Caùc phöông phaùp ñieàu cheá dung dòch keo................................................... 27 9.4.1. Phöông phaùp phaân taùn ............................................................................27 9.4.2. Phöông phaùp ngöng tuï ............................................................................28 9.4.3. Phöông phaùp pepti hoùa ...........................................................................30 10 HEÄ VI DÒ THEÅ................................................................................................... 30 10.1.1. Nhuõ töông...............................................................................................32 10.1.2. Boït ..........................................................................................................33 10.1.3. 3.3. THAØNH PHAÀN KHOÂNG KHÍ SAÏCH - KHOÂ .................................37 10.1.4. b. Ñaëc tính cuûa moät soá nhieân lieäu ..........................................................66 10.1.5. (kg/taán nhieân lieäu) .................................................................................68 10.2. Khí thaûi coâng nghieäp – Tieâu chuaån thaûi theo thaûi löôïng .......................... 77 11 NHIEÄT ÑOÄ ......................................................................................................... 84 11.1. 4.3.4. Hoùa hoïc nöôùc bieån ............................................................................... 97 12 BAÛNG 4.5. ÑAËC ÑIEÅM MOÄT SOÁ ION HOAØ TAN TRONG NÖÔÙC ............ 99 13 TEÂN ION............................................................................................................. 99 14 CHAÁT RAÉN DAÏNG KEO ............................................................................... 100 14.1. 4.4.5. Thaønh phaàn sinh hoïc cuûa nöôùc töï nhieân ......................................... 101 14.1.1. Sô ñoà phaân huõy chaát höõu cô caùc loaïi vi khuaån dò döôõng nhö sau ........ 101 14.2. ........................................................................................................................... 104 14.3. 4.5. CHAÁT LÖÔÏNG NÖÔÙC VAØ SÖÏ OÂ NHIEÃM NGUOÀN NÖÔÙC ............. 104 14.3.1. Thaønh phaàn, tính chaát nöôùc thaûi sinh hoaït ........................................... 107 14.4. 5.2 . CAÙC TAÙC NHAÂN GAÂY OÂ NHIEÃM NGUOÀN NÖÔÙC VAØ TAÙC HAÏI111 14.4.1. 4. Moät soá chaát höõu cô coù ñoäc tính cao trong moâi tröôøng nöôùc .............. 112 14.4.2. 5.2.2. Caùc taùc nhaân voâ cô..................................................................... 116 14.4.3. 1. Caùc kim loaïi naëng ........................................................................... 116 14.4.4. 2. Caùc chaát raén lô löûng ......................................................................... 116 2 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II
  3. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn 14.4.5. 5.2.3. Maøu ............................................................................................ 119 14.4.6. 5.2.4. Muøi ............................................................................................. 119 14.4.7. 5.2.5. Caùc vi truøng trong nöôùc .............................................................. 120 14.4.8. 5.12.6. Phöông phaùp thu maãu, phaân tích chaát löôïng nöôùc (coù taøi lieäu rieâng) 120 Baûng 5.13. Phaân loaïi hoaù chaát qua ñoäc tính theo WHO....................................................... 121 14.4.9. Baûng 5.14. Moät soá hoaù chaát BVTV coù ñoäc tính ñoái vôùi ñoäng vaät soáng trong nöôùc ôû ÑBSCL. ................................................................................................... 122 14.5. 1. Caùc chæ tieâu vi sinh................................................................................... 127 1. Quaù trình nitrat hoaù............................................................................................ 128 2. Quaù trình khöû nitrat ........................................................................................... 129 1. Nhu caàu oxy cho quaù trình sinh hoùa ................................................................... 129 2. Nhu caàu oxy cho quaù trình hoùa hoïc ................................................................... 129 3 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II
  4. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn CHÖÔNG 1: MOÄT SOÁ ÑÒNH NGHÓA VAØ KHAÙI NIEÄM CÔ BAÛN 1 MOÄT SOÁ ÑÒNH NGHÓA 1.1. Hoùa hoïc moâi tröôøng: Ñònh Nghóa: Hoùa hoïc moâi tröôøng ñaõ ñöôïc ngöôøi ta chuù yù nghieân cöùu töø nhöõng naêm 1960 khi coù nhöõng vaán ñeà oâ nhieãm moâi tröôøng xaûy ra treân theá giôùi. Keå töø ñoù tôùi nay moân khoa hoïc naøy ñaõ khoâng ngöøng phaùt trieån vaø trôû thaønh moät moân khoa hoïc raát caàn thieát cho nhöõng ngöôøi laøm coâng taùc nghieân cöùu trong lónh vöïc moâi tröôøng. Vaäy thì hoùa hoïc moâi tröôøng laø gì ? vai troø nhieäm vuï cuûa hoùa hoïc moâi tröôøng ? Hoùa hoïc moâi tröôøng laø moät moân khoa hoïc toång hôïp, nghieân cöùu veà caùc quaù trình bieán ñoåi cuûa caùc chaát trong moâi tröôøng nghóa laø noù taäp trung nghieân cöùu veà nguoàn goác, baûn chaát caùc phaûn öùng, caùc taùc ñoäng, quaù trình vaän chuyeån cuõng nhö töông taùc cuûa caùc chaát trong moâi tröôøng: ñaát, nöôùc, khoâng khí. Hoùa hoïc moâi tröôøng cung caáp cho caùc sinh vieân nhöõng kieán thöùc cô baûn trong quaù trình nghieân cöùu, giuùp hieåu roõ baûn chaát caùc hieän töôïng hoùa hoïc xaûy ra trong moâi tröôøng noùi chung töø ñoù coù theå ñöa ra caùc bieän phaùp tích cöïc ngaên ngöøa oâ nhieãm, baûo veä moâi tröôøng. Hoùa hoïc moâi tröôøng moâ taû caùc quaù trình hoùa hoïc cô baûn coù söï lieân heä chaët cheõ vôùi caùc lónh vöïc khaùc nhö hoùa sinh, ñòa hoùa, hoùa phaân tích, hoùa voâ cô, höõu cô, ñoäc chaát hoïc... Nhieäm vuï cuûa hoùa hoïc moâi tröôøng laø nghieân cöùu, moâ taû vaø moâ hình hoùa nhöõng phaûn öùng hoùa hoïc trong moâi tröôøng cuõng nhö nghieân cöùu ñoäng hoïc, nhieät ñoäng hoïc vaø caùc cô cheá phaûn öùng. - Hoaù nöôùc (aquatic chemistry): nghieân cöùu caùc hieän töôïng hoùa hoïc trong moâi tröôøng nöôùc (nöôùc soâng, suoái, ao, hoà, bieån, nöôùc ngaàm, nöôùc trong khoâng khí, ñaát, ñaù…). - Hoùa khoâng khí (atmospheric chemistry): nghieân cöùu caùc hieän töôïng hoùa hoïc trong moâi tröôøng khoâng khí (thaønh phaàn caàu truùc khí quyeån, phaûn öùng quang hoùa, quaù trình bieán ñoåi chaát trong khí quyeån). - Ñòa quyeån vaø hoùa ñaát (geosphere and geochemistry): nghieân cöùu tính chaát cuûa ñaát cuõng nhö quaù trình chuyeån hoùa caùc chaát trong ñaát. Ñeå hoïc toát moân hoùa hoïc moâi tröôøng caùc sinh vieân phaûi ñöôïc trang bò caùc kieán thöùc cô baûn veà hoùa hoïc ñaïi cöông, cô sôû hoùa hoïc voâ cô, höõu cô, hoùa lyù, hoùa sinh cô baûn… 1.2. OÂ nhieãm moâi tröôøng: baát kyø moät taùc ñoäng naøo laø thay ñoåi caùc thaønh phaàn moâi tröôøng laøm maát caân baèng sinh thaùi, gaây aûnh höôûng xaâu tôùi moâi tröôøng coù aûnh höôûng tôùi ngöôøi, vaät, ñoäng vaät, vaät lieäu … Theo ñònh nghóa cuûa Toå Chöùc Y Teá Theá Giôùi (WHO): söï oâ nhieãm hay söï nhieãm baån laø vieäc chuyeån caùc chaát thaûi hoaëc naêng löôïng vaøo moâi tröôøng ñeán möùc coù khaû naêng gaây taùc haïi ñeán söc khoeû con ngöôøi, ñeán söï phaùt trieån sinh vaät hoaëc laøm suy giaûm chaát löôïng moâi tröôøng. 1.3. Chaát oâ nhieãm: Ñònh Nghóa: laø nhöõng chaát toàn taïi saün trong töï nhieân hoaëc nhaân taïo laøm thay ñoåi thaønh phaàn moâi tröôøng töï nhieân ôû noàng ñoä cao coù taùc haïi tôùi söùc khoûe con ngöôøi cuõng nhö sinh vaät noùi chung. Goàm caùc chaát oâ nhieãm do töï nhieân vaø nhaân taïo. 1.4. Quaù trình vaän chuyeån cuûa caùc chaát oâ nhieãm Nguoàn phaùt sinh ----> phaùt thaûi ----> moâi tröôøng vaän chuyeån (ñaát, nöôùc, khoâng khí) ----> nguoàn tieáp nhaän ( ngöôøi, vaät, ñoäng vaät, caây coái). 1 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II
  5. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn 1.5. Hình thaùi hoùa hoïc: Ñònh Nghóa: laø caùc daïng khaùc nhau cuûa caùc chaát hoùa hoïc coù trong moâi tröôøng. Ví duï: crom coù caùc daïng hôïp chaát khaùc nhau nhö crom (3) hoaëc crom(6) töø ñoù coù ñoäng tính khaùc nhau. 2 CAÙC THAØNH PHAÀN MOÂI TRÖÔØNG CUÛA TRAÙI ÑAÁT 2.1. Khí quyeån Laø lôùp khí bao phuû xung quanh beà maët traùi ñaát, coù khoái löôïng 5,2x1018kg , tôùi 99% khí quyeån naèm döôùi 30km so vôùi beà maët traùi ñaát. Khí quyeån coù vai troø: - Cung caáp O2 vaø CO2 caàn thieát duy trì söï soáng treân traùi ñaát, ngaên chaën caùc tia töû ngoaïi gaàn (λ = 300 nm), cho caùc tia trong vuøng khaû kieán –tia troâng thaáy (λ = 400-800 nm), tia hoàng ngoaïi gaàn (λ = 2500 nm), vaø soùng radio (λ = 0,1 - 40 μm) ñi vaøo traùi ñaát. - Giöõ caân baèng nhieät löôïng cuûa traùi ñaát (thoâng qua quaù trình haáp thuï tia töû ngoaïi phaùt xaï töø maët trôøi vaø phaûn xaï tia nhieät töø traùi ñaát). - Laø moâi tröôøng ñeå vaän chuyeån nöôùc töø ñaïi döông vaøo ñaát lieàn, tham gia vaøo quaù trình tuaàn hoaøn nöôùc. Khoâng khí ñöôïc caáu taïo töø nhieàu khí khaùc nhau, trong ñoù thaønh phaàn chính laø khí N2 chieám khoaûng 78% theå tích, khí O2 chieám khoaûng 21% theå tích, tieáp theo laø Argon, khí cacbonic, ngoaøi ra coøn moät soá khí khaùc ôû daïng veát. Trong khoâng khí cuõng luoân toàn taïi moät löôïng hôi nöôùc khoâng coá ñònh. Noàng ñoä caùc khí trong khí quyeån thay ñoåi lieân tuïc theo thôøi gian, khoâng gian, vò trí ñòa lyù ( ñieàu kieän phaùt thaûi, phaùt taùn, quaù trình sa laéng, bieán ñoåi hoùa hoïc...). 2.2. Thuûy quyeån Thuûy quyeån bao goàm caùc daïng nguoàn nöôùc treân traùi ñaát nhö: bieån , hoà, soâng , suoái, nöôùc ñoùng baêng ôû hai cöïc traùi ñaát, nöôùc ngaàm. Khoái löôïng cuûa thuûy quyeån öôùc tính vaøo khoaûng 1,38x1021kg. Trong ñoù nöôùc maën chieám tôùi 97%, 2% laø nöôùc baêng ñaù, 1% nöôùc ngoït phuïc vuï sinh hoaït cho con ngöôøi. Nhu caàu söû duïng nöôùc treân theá giôùi laø 3.900 trieäu km3. Nöôùc ñoùng vai troø quan troïng trong nhieàu quaù trình, dieãn ra trong töï nhieân vaø trong cuoäc soáng cuûa con ngöôøi. Trong coâng nghieäp, ngöôøi ta söû duïng nöôùc laøm nguyeân lieäu vaø nguoàn naêng löôïng, laøm dung moâi, laøm chaát taûi nhieät vaø duøng ñeå vaän chuyeån nguyeân vaät lieäu... Nöôùc töï nhieân laø nöôùc maø chaát löôïng vaø soá löôïng cuûa noù ñöôïc hình thaønh döôùi aûnh höôûng cuûa caùc quaù trình töï nhieân khoâng coù söï taùc ñoäng cuûa con ngöôøi. 2.3. Ñòa quyeån Ñòa quyeån laø lôùp voû raén ngoaøi cuûa traùi ñaát coù beà saâu töø 0 – 100km. Thaønh phaàn ñòa quyeån goàm ñaát vaø caùc khoaùng chaát xuaát hieän trong lôùp phong hoaù cuûa traùi ñaát hay noùi caùch khaùc ñòa quyeån laø toå hôïp phöùc taïp cuûa caùc chaát khoaùng, chaát höõu cô, khoâng khí vaø nöôùc trong ñoù ñaát laø thaønh phaàn quan troïng nhaát. Vieäc con ngöôøi khai thaùc caùc taøi nguyeân trong loøng ñaát (than, daàu, moû kim loaïi, ñaát, ñaù…) vaø thaûi boû nhieàu chaát thaûi (raén, loûng) ñaõ laøm oâ nhieãm ñaát. 2.4. Sinh quyeån Sinh quyeån goàm taát caû nhöõng thaønh phaàn cuûa ba moâi tröôøng keå treân coù toàn taïi söï soáng vaø coù lieân quan taùc ñoäng töông hoã giöõa caùc thaønh phaàn moâi tröôøng khí quyeån, thuyû quyeån, ñòa quyeån. 2 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II
  6. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn Khaùc vôùi khí quyeån, thuyû quyeån, ñòa quyeån, sinh quyeån khoâng coù giôùi haïn roõ reät vì noù naèm trong caû ba thaønh phaàn moâi tröôøng keå treân vaø khoâng hoaøn toaøn lieân tuïc vì söï soáng chæ toàn taïi trong ñieàu kieän nhaát ñònh. 3 MOÄT SOÁ ÑÔN VÒ BIEÅU DIEÃN NOÀNG ÑOÄ CAÙC CHAÁT TRONG MOÂI TRÖÔØNG 3.1. Noàng ñoä cuûa dung dòch Noàng ñoä cuûa dung dòch thöôøng ñöôïc bieåu dieãn baèng caùc caùch sau ñaây: - Noàng ñoä phaàn traêm khoái löôïng (%) laø tyû leä khoái löôïng chaát tan so vôùi 100 phaàn khoái löôïng dung dòch. - Noàng ñoä phaân töû gam hoaëc noàng ñoä mol laø soá mol chaát tan trong 1 lít dung dòch. - Noàng ñoä ñöông löôïng gam (N) laø soá ñöông löôïng chaát tan trong 1 lít dung dòch. NA.VA = NB.VB (1.1) NA VB Hoaëc = (1.2) NB VA Ñöông löôïng gam cuûa moät nguyeân toá phuï thuoäc vaøo traïng thaùi hoùa trò cuûa nguyeân toá. Ví duï ñöông löôïng cuûa cacbon trong CO vaø CO2 laø 6 vaø 3 vì cacbon coù hoùa trò 2 vaø 4. Töông töï , moät hôïp chaát hoùa hoùa hoïc coù theå coù nhieàu ñöông löôïng khaùc nhau tuøy thuoäc vaøo caùch phaûn öùng cuûa noù. Vì vaäy xeùt ñöông löôïng cuûa hôïp chaát caàn phaûi xeùt trong phaûn öùng cuï theå. Ví duï: H3PO4 + NaOH ------ > H2NaPO4 + H2O H3PO4 + NaOH ------ > HNa2PO4 + H2O H3PO4 + NaOH ------ > Na3PO4 + H2O Nhö vaäy axít phosphoric coù ñöông löôïng laø M/1; M/2; M/3 (do soá nguyeân töû gam hydro bò trao ñoåi trong phaûn öùng treân). Vaäy ñöông löôïng gam: Ñ = M/n trong ñoù: n laø soá ion hoùa trò moät maø phaân töû hôïp chaát ñoù ñaõ trao ñoåi. M laø khoái löôïng phaân töû cuûa hôïp chaát. Ñoái vôùi caùc phaûn öùng oxi hoùa khöû thì n laø soá electron trao ñoåi cuûa moãi phaân töû chaát oâxi hoùa hay chaát khöû. + Caùch tính ñöông löôïng cuûa axít – bazô: Ñ = M/n trong ñoù M laø khoái löôïng phaân töû cuûa axít hoaëc bazô; n laø soá ion H+ hoaëc OH- bò thay theá trong phaân töû axit hoaëc bazô. + Caùch tính ñöông löôïng cuûa muoái: Ñ = M/nz trong ñoù n laø soá ion ñaõ thay theá vaø z laø ñieän tích ion ñaõ thay theá. Ví duï trong phaûn öùng: Al2(SO4)3 + 6NaOH = 2 Al(OH)3 + 3Na2SO4 242 Ñöông löôïng cuûa nhoâm sunfat laø: Ñ = = 57 2 x3 + Caùch tính ñöông löôïng cuûa chaát oâ xi hoùa khöû: Ñ = M/n - Noàng ñoä molan: soá mol chaát tan trong 1000 gam dung moâi. - Noàng ñoä mol phaàn hay noàng ñoä phaân töû phaàn Ni cuûa caáu töû i laø tæ soá mol ni cuûa caáu töû ñoù treân soá mol ∑ ni cuûa dung dòch. Ta coù ∑ Ni = 1. (1.3) 3.2. Noàng ñoä caùc chaát trong moâi tröôøng khoâng khí - Noàng ñoä cuûa chaát oâ nhieãm khoâng khí ñöôïc bieåu thò baèng caùc ñôn vò: 3 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II
  7. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn 3 3 3 μg/m ; mg/l; mg/m , g/m ; ppm(phaàn trieäu theå tích); ppb - Quan heä giöõa ppm vaø mg/m3 ÔÛ 25 0 C vaø 1 atm (1,0133 bars) mg/m3 = ppm x (M /24.45) ÔÛ 0 0 C vaø 1 atm (1,0133 bars) mg/m3 = ppm x (M /22.4) M laø troïng löôïng phaân töû cuûa chaát khí. Hieäu chænh noàng ñoä caùc chaát trong khí thaûi - Noàng ñoä chuaån theo oâxy Pn = Pm x (21 – n)/(21 – y) trong ñoù : Pn = noàng ñoä ñaõ hieäu chuaån theo n% O2 (n = 3,7,9,11) Pm = noàng ñoä ño ñöôïc y = noàng ñoä O2 ño ñöôïc trong khí thaûi - Noàng ñoä chuaån theo 12% CO2 p12 = pm x 12/[CO2]m P12 = noàng ñoä chaát oâ nhieãm ôû 12% CO2 Pm = noàng ñoä ño ñöôïc trong ñieàu kieän laáy maãu [CO2]m = CO2 ño ñöôïc khi thu maãu. 3.3. Noàng ñoä caùc chaát trong moâi tröôøng nöôùc mg/l, ppm 3.4. Caùc khaùi nieäm khaùc thöôøng gaëp trong kyõ thuaät moâi tröôøng - Löu löôïng: nöôùc thaûi, khí thaûi - Taûi löôïng caùc chaát oâ nhieãm - Heä soá phaùt thaûi (heä soá oâ nhieãm) 4 CAÙC PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI KHÍ - Phöông trình traïng thaùi cuûa khí lyù töôûng coù daïng nhö sau: + PT Clapayroân-Mendeleep: PV = nRT hay PV = (m/M)RT (1.4) Trong ñoù: P laø aùp suaát cuûa chaát khí coù theå tích V, khoái löôïng m, ôû nhieät ñoä tuyeät ñoái T, n laø soá mol khí, R laø haèng soá khí. Phöông trình treân ñöôïc ruùt ra töø caùc ñònh luaät cuûa Boâi-Marioât - Gay-Luytxaéc. + Ñònh luaät Boâi-Marioât: ôû nhieät ñoä khoâng ñoåi theå tích cuûa moät chaát khí tæ leä nghòch vôùi aùp suaát, nghóa laø: P0V0 = PV (1.5) + Phöông trình Gay-Luytxaéc: theå tích cuûa moät khoái khí ñaõ cho ôû aùp suaát khoâng ñoåi tæ leä thuaän vôùi nhieät ñoä tuyeät ñoái, nghóa laø: V = [(V0/T0)].T (1.6) + Phöông trình Boâi-Marioât - Gay-Luytxaéc: PV = [(P0V0)/T0].T (1.7) 0 P0, V0 laø aùp suaát vaø theå tích cuûa khí ôû nhieät ñoä 273 K (T0) , coøn P,V laø aùp suaát vaø theå tích cuûa khí ôû nhieät ñoä T. 4 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II
  8. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn Ñoái vôùi moät löôïng khí xaùc ñònh thì P0, V0 ôû T0 laø nhöõng ñaïi löôïng khoâng ñoåi do ñoù (P0V0)/T0 laø moät haèng soá. Neáu löôïng khí ñoù laø moät mol vaø kyù hieäu haèng soá ñoù laø R thì bieåu thöùc treân coù theå vieát thaønh: PV = RT (1.8) Coøn vôùi n mol khí thì phöông trình traïng thaùi coù daïng PV = nRT (1.9) - Ñoái vôùi khí thöïc: do Van dec Van tìm ra 1879 [ p + a/V2) ( V – b) = n RT (1.10) Trong ñoù a, b laø haèng soá ñoái vôùi moãi khí nhaát ñònh. 5 CHUYEÅN ÑOÅI VAÄT CHAÁT VAØ NAÊNG LÖÔÏNG TRONG HEÄ THOÁNG MOÂI TRÖÔØNG 5.1. Söï caân baèng vaät chaát Theo ñònh luaät Baûo toaøn vaät chaát, ta coù theå thieát laäp ñöôïc phöông trình caân baèng vaät chaát nhö sau: Löôïng chaát ñi vaøo = Löôïng chaát ñi ra + Löôïng chaát tích tuï + + Löôïng chaát bò bieán ñoåi. (1.11 ) Vaøo ra Tích tuï ↑ Suy giaûm ↓ Hình 1.1. Sô ñoà caân baèng chaát 5.1.1. Heä thoáng baûo toaøn vaät chaát oån ñònh Heä thoáng baûo toaøn vaät chaát oån ñònh coù coâng thöùc ñôn giaûn nhö sau: Löôïng chaát ñi vaøo = Löôïng chaát ñi ra (1.12) Ví duï moät caùi hoà nöôùc coù caùc suoái nöôùc chaûy vaøo hoà vôùi löu löôïng chaûy Qs vaø noàng ñoä chaát oâ nhieãm laø Cs. Nhaùnh nöôùc thöù hai chaûy vaøo hoà laø keânh daãn nöôùc thaûi vôùi löu löôïng Qw vaø noàng ñoä chaát oâ nhieãm laø Cw. Doøng nöôùc chaûy ra khoûi hoà laø doøng nöôùc hoãn hôïp vôùi löu löôïng ñöôïc baûo toaøn vaø neáu chuùng ta thöøa nhaän ñieàu kieän baûo toaøn oån ñònh (h.1.2) thì töø phöông trình caân baèng vaät chaát (1.12) coù daïng sau ñaây: CsQs + CwQw = CmQm (1.13) Heä soá suy giaûm = 0 , Heä soá tích tuï = 0 Suoái Qs Qm Cs Cm Qw Cw Q = Löu löôïng Nguoàn thaûi C = nguoàn thaûi 5 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II
  9. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn Hình 1.2. heä thoáng baûo toaøn oån ñònh 5.1.2. Heä thoáng oån ñònh chaát oâ nhieãm khoâng baûo toaøn Thöïc teá trong moâi tröôøng thöôøng xaûy ra caùc phaûn öùng hoùa hoïc, sinh hoïc... trong ñieàu kieän oån ñònh thì löôïng chaát oâ nhieãm bò haáp thuï, tích tuï trong khu vöïc nghieân cöùu baèng 0, nhöng neáu chaát oâ nhieãm khoâng ñöôïc baûo toaøn thì phöông trình (1.11) coù daïng: Löôïng ñi vaøo = Löôïng ñi ra + Löôïng tieâu huûy (1.14) Phaàn tieâu huûy cuûa chaát oâ nhieãm khoâng baûo toaøn ñöôïc tính ñeán vôùi caùc phaûn öùng tieâu huûy ñaàu tieân, töùc laø cho raèng phaàn chaát oâ nhieãm maát ñi seõ tyû leä vôùi löôïng chaát oâ nhieãm, töùc laø: dC ____ = - KC (15) dt trong ñoù K – heä soá tieâu huûy vôùi thöù nguyeân laø 1/ñôn vò thôøi gian, daáu (-) bieåu thò chaát oâ nhieãm maát ñi trong ñôn vò thôøi gian; C – noàng ñoä chaát oâ nhieãm; t – thôøi gian. Ñeå giaûi ñöôïc phöông trình vi phaân (15), chuùng ta bieán ñoåi ñoâi chuùt vaø laáy tích phaân ta ñöôïc: ∞ C dC ∫C t = ∫ (− K )dt C0 0 C Hay Ln(C) – Ln(C0) = Ln _____ = - Kt C0 Do ñoù noàng ñoä chaát oâ nhieãm trong khu vöïc nghieân cöùu seõ bieán thieân theo thôøi gian, theo coâng thöùc C = C0.e-Kt (16) trong ñoù C0 – noàng ñoä chaát oâ nhieãm taïi thôøi ñieåm ban ñaàu (t = 0). Coâng thöùc (15) theå hieän heä soá suy giaûm noàng ñoä chaát oâ nhieãm. Neáu chuùng ta thöøa nhaän raèng chaát oâ nhieãm phaân boá ñoàng ñeàu trong theå tích cuûa khu vöïc nghieân cöùu, thì toång chaát oâ nhieãm seõ laø C.V. Toång löôïng suy giaûm cuûa chaát oâ nhieãm khoâng baûo toaøn seõ laø: Löôïng bò tieâu huûy = K.C.V (17) Thay coâng thöùc (17) vaøo coâng thöùc (14) ta ñöôïc coâng thöùc cuoái cuøng raát ñôn giaûn veà caân baèng vaät chaát ñoái vôùi tröôøng hôïp chaát oâ nhieãm khoâng baûo toaøn trong heä thoáng oån ñònh laø: Löôïng oâ nhieãm vaøo = Löôïng oâ nhieãm ra + K.C.V. (18a) Trong coâng thöùc (18a) ñaõ thöøa nhaän raèng noàng ñoä chaát oâ nhieãm phaân boá ñeàu trong theå tích V. Ví duï 2. Moät hoà nöôùc bò oâ nhieãm cho bieát theå tích nöôùc cuûa hoà laø 10,0.106 m3. Coù moät doøng suoái chaûy vaøo hoà vôùi löu löôïng laø 5 m3/s vaø noàng ñoä chaát oâ nhieãm (COD) cuûa suoái laø 10 mg/l (h.1.4) vaø moät mieäng xaû nöôùc thaûi vaøo hoà vôùi löu löôïng 0,5 m3/s, mang theo cuøng moät chaát oâ nhieãm nhö chaát oâ nhieãm trong doøng suoái. Noàng ñoä COD cuûa nöôùc thaûi laø 100 mg/l vaø heä soá phaûn öùng tieâu huûy cuûa hoà laø 0,2 /ngaøy. Thöøa nhaän raèng chaát oâ nhieãm ñöôïc hoøa troän ñeàu trong caû theå tích hoà, khoâng xeùt ñeán hieän töôïng nöôùc boác hôi, cuõng nhö nöôùc thaám qua thaønh hoà (thaám vaøo hoaëc thaám ra). Xaùc ñònh noàng ñoä chaát oâ nhieãm trong heä thoáng hoà oån ñònh. Giaûi: Töø hình 1.4 ta coù: Löu löôïng chaát vaøo = Qs . Cs + Qw . Cw = (5 m3/s . 10 mg/l + 0,5 m3/s . 100 mg/l) . 103 l/m3 6 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II
  10. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn = 1,0.105 mg/s. Löu löôïng chaát ra = Qm . Cm = (Qs + Qw) . C = (5 + 0,5) m3/s . C mg/l . 103 l/m3 = 5,5 . 103 C mg/s Löôïng bò tieâu huûy = KCV = 0,2/ng . C mg/l . 10.106 m3. 10 l/m3 = 23,1.103 C mg/s. Thaûi vaøo Qw = 0,5 m3/s Cw = 100,0 mg/l Doøng suoái vaøo Hoà Chaûy ra V = 10,0.106 m3 K = 0,2/ngaøy C=? Qs = 5 m3/s Qm = ? Cs = 10,0 mg/l Cm = ? Hình 1.4. Sô ñoà hoà vôùi chaát oâ nhieãm khoâng baûo toaøn Thay caùc trò soá ôû treân vaøo coâng thöùc (1.8a) ta coù: 1,0.105 = 5,5.103 C + 103 C = 28,6.103 C. Vaäy noàng ñoä chaát oâ nhieãm trong hoà seõ laø: 1,0.105 C = ________________ = 3,5 mg/l 28,6.103 Moâ hình tính toaùn ôû treân laø moâ hình lyù töôûng ñoái vôùi hoãn hôïp caùc chaát oâ nhieãm khoâng ñöôïc baûo toaøn trong heä thoáng oån ñònh, noù thöôøng ñöôïc öùng duïng ñeå giaûi quyeát caùc baøi toaùn toång quaùt nhö ôû ví duï veà oâ nhieãm moâi tröôøng nöôùc maët ôû treân. Ví duï 3. Trong moät cöûa haøng giaûi khaùt (h.1.5), coù theå tích phoøng laø 500 m3. Trong phoøng coù 50 ngöôøi huùt thuoác, moãi ngöôøi huùt 2 ñieáu trong 1 giôø. Tính trung bình cho moïi loaïi thuoác, moãi ñieáu thuoác huùt nhaû ra 1,4 mg khí formaldehyde (HCHO). Moät phaàn khí formaldehyde seõ chuyeån ñoåi thaønh cacbon dioxit vôùi heä soá phaûn öùng tieâu huûy laø K = 0,4/h. Löu löôïng khoâng khí saïch töø ngoaøi ñi vaøo phoøng laø 1000 m3/h, löu löôïng khoâng khí thoaùt khoûi phoøng cuõng laø 1000 m3/h. Haõy xaùc ñònh noàng ñoä khí formaldehyde oån ñònh trong khoâng khí trong phoøng, giaû thieát raèng khí formaldehyde phaân boá ñoàng ñeàu trong phoøng. Kieåm tra noàng ñoä coù gaây ra hieän töôïng cay maét khoâng. Giôùi haïn noàng ñoä gaây cay maét khi nhieät ñoä t = 25 0C vaø aùp suaát khí quyeån 1 atm laø 0,05 ppm. 7 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II
  11. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn Noàng ñoä trong phoøng: C Khoâng khí vaøo Khoâng khí ra V = 500,0 m3 1000,0 m3/h 1000,0 m3/h 140 mg/h K = 0,4h Hình 1.5. Phoøng huùt thuoác trong cöûa haøng Giaûi: Löôïng thaûi khí formaldehyde ôû trong phoøng laø: 50 ngöôøi huùt . 2 ñieáu/h . 1,4 mg/ñieáu = 140 mg/h Giaû thieát noàng ñoä khí formaldehyde trong khoâng khí thoaùt ra khoûi phoøng töông töï nhö noàng ñoä khí formaldehyde ôû khoâng khí trong phoøng, do ñoù löôïng khí formaldehyde ñi ra khoûi phoøng laø: Löôïng chaát oâ nhieãm ñi ra = 1000 m3/h . C (mg/m3) = 1000 C mg/h Löôïng chaát oâ nhieãm bò tieâu huûy (maát ñi) laø: KCV = (0,4/h) . (C mg/m3) . 500 m3 = 200 C mg/h. Töø coâng thöùc (14) ta coù: Löôïng ñi vaøo = Löôïng ñi ra + Löôïng bò tieâu huûy 140 = 1000 C + 200 C = 1200 C 140 C= _________ = 0,117 mg/m3. 1200 Chuyeån töø ñôn vò mg/m3 sang ppm vôùi troïng löôïng phaân töû cuûa khí formaldehyde laø 30, ta coù: C (mg/m3) . 24,45 0,117 . 24,45 C (ppm) = ___________________________ = __________________ = 0,095 ppm Troïng löôïng phaân töû 30 Vaäy noàng ñoä khí formaldehyde ôû trong phoøng ñaõ vöôït trò soá giôùi haïn gaây cay maét. 5.1.3. Phöông trình ñaùp öùng töøng böôùc Chuùng ta coù theå môû roäng söï tính toaùn noàng ñoä caùc chaát oâ nhieãm ôû traïng thaùi oån ñònh trong heä thoáng moâi tröôøng khi chaát oâ nhieãm ñöôïc baûo toaøn hay khoâng baûo toaøn ñoái vôùi tröôøng hôïp khoâng oån ñònh. Döôùi ñaây chuùng ta seõ phaân tích dieãn bieán moâi tröôøng trong ñieàu kieän khoâng oån ñònh. Yeâu caàu cuûa thöïc teá raát phoå bieán laø caàn xaùc ñònh noàng ñoä chaát oâ nhieãm trong heä thoáng moâi tröôøng bieán ñoåi theo thôøi gian. Phöông phaùp ñeå giaûi baøi toaùn naøy goïi laø phöông trình ñaùp öùng töøng böôùc cuûa heä thoáng. ÔÛ hình 1.6 minh hoïa moâ hình heä thoáng moâi tröôøng bieán ñoåi laø moät hình hoäp coù theå tích V ñaõ ñöôïc xaùc ñònh,löu löôïng ñi vaøo cuõng nhö ñi ra khoûi hoäp ñoù laø Q. Ta cuõng giaû thieát noàng ñoä chaát oâ nhieãm ñöôïc phaân boá ñoàng ñeàu trong khoái hình hoäp ôû thôøi gian baát kyø t, töùc laø noàng ñoä chaát oâ nhieãm trong luoàng khí ra baèng noàng ñoä chaát oâ nhieãm ôû trong phoøng C. Toång löôïng chaát oâ nhieãm trong hình hoäp seõ laø CV vaø heä soá taêng chaát oâ nhieãm trong hình hoäp seõ 8 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II
  12. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn laø V.dC/dt. Toång löôïng oâ nhieãm taêng theâm (nguoàn boå sung) trong hoäp laø S (ñôn vò troïng löôïng treân ñôn vò thôøi gian). Neáu chaát oâ nhieãm ôû traïng thaùi khoâng ñöôïc baûo toaøn vôùi heä soá tieâu huûy laø K, ta coù moâ hình tính toaùn nhö sau: Löôïng toàn löu = Löôïng ñi vaøo – Löôïng ñi ra – Löôïng bò tieâu huûy, töùc laø: dC V _________ = S – QC – KCV, (18b) dt trong ñoù V – theå tích hình hoäp; C – noàng ñoä chaát oâ nhieãm trong hoäp (g/m3); S – toång löôïng chaát oâ nhieãm thaûi ra trong hoäp (g/h); Q – löu löôïng khí ñi vaøo hoäp (m3/h); K – heä soá tieâu huûy (1/h) Ñeå deã daøng giaûi phöông trình (18b) tröôùc tieân ta xaùc ñònh noàng ñoä chaát oâ nhieãm tôùi haïn oån ñònh, töùc laø noàng ñoä C ôû thôøi gian voâ cöïc, khi maø dC/dt = 0, töùc laø: S C∞ = ____________ (19) Q + KV Thay (19) vaøo (18b) ta coù: dC Q + KV S ______ = – _____________ (C – ______________ ) (20) dt V Q + KV Ra Vaøo Hoäp Theå tích V Löu löôïng Q Löu löôïng Q Löôïng oâ nhieãm vaøo S Noàng ñoä oâ nhieãm trong hoäp Heä soá phaûn öùng cuûa chaát oâ nhieãm K vaø ñi ra C Hình 1.6. Moâ hình hoäp ñeå phaân tích S Neáu ta ñaët y = C – ___________ (21) Q + KV dy dC vaø coù ________ = _________ (22) dt dt 9 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II
  13. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn Do ñoù phöông trình (20) seõ laø: dy Q ________ = – (K + _______) . y (23) dt V Phöông trình vi phaân (23) töông töï nhö phöông trình vi phaân (15) vaø lôøi giaûi cuûa noù seõ laø: y = y0 . e-(K + Q/V)t (24) trong ñoù y0 – giaù trò öùng vôùi t = 0. Neáu ñaët C0 laø giaù trò noàng ñoä chaát oâ nhieãm trong hoäp ôû thôøi ñieåm t = 0 thì töø phöông trình (21) ta coù: S y0 = C0 – _____________ (25) Q + KV Giaûi heä ba phöông trình (21), (24), (25) ta coù: S S C(t) – _____________ = (C0 – _____________ ) e-(K+Q/V)t Q + KV Q + KV hay laø S S C(t) = _____________ + (C0 – _____________ ) e-(K+Q/V)t (26) Q + KV Q + KV Coâng thöùc (26) coù theå vieát ñôn giaûn hôn baèng caùch thay trò soá C(t) ôû coâng thöùc (19) vaøo ñaây: C(t) = C(α) + [C0 – C(α)].e-(K+Q/V)t (27) Vôùi caùc trò soá giôùi haïn C0, C(α) öùng vôùi thôøi gian t = 0 vaø t = ∝ ta coù theå bieåu dieãn coâng thöùc (27) baèng bieåu ñoà ôû hình 1.7. S C∞ = Q + KV C∞ Noàng ñoä C C(t) = C∞ + (C0 - C∞).e(K+Q/V)/t C0 Thôøi gian, t Hình 1.7. Phöông trình ñaùp öùng töøng böôùc ñoái vôùi moâ hình hoäp hoãn hôïp khí Ví duï 4. Tính vôùi moät phoøng huùt thuoác cuûa cöûa haøng giaûi khaùt. Cho moät phoøng huùt thuoác nhö ví duï 3, theå tích phoøng laø V = 500 m3, löu löôïng khoâng khí vaøo phoøng laø 1000 m3/h. Khoâng khí thoåi vaøo phoøng laø khoâng khí saïch vaø ñöôïc baét ñaàu thoåi vaøo phoøng töø 5 giôø chieàu. Heä soá tieâu huûy (suy giaûm) cuûa khí formaldehyde laø K = 0,4/h. Khoùi thuoác laù baét ñaàu thaûi ra cuõng töø 5 giôø chieàu vaø oån ñònh vôùi trò soá laø 140 mg/h. Xaùc ñònh noàng ñoä 10 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II
  14. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn khoùi thuoác laù luùc 6 giôø chieàu laø bao nhieâu ? Giaûi: Trong tröôøng hôïp naøy Q = 1000 m3/h, V = 500 m3, S = 140 mg/h vaø K = 0,4/h. Noàng ñoä khoùi thuoác laù ôû thôøi ñieåm oån ñònh C(α) ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc (19): 140 mg/h C(α) = __________________________________ = 0,117 mg/m3 100 m3/h + 0,4/h . 500 m3 Xaùc ñònh noàng ñoä khoùi ôû thôøi ñieåm baát kyø sau 5 giôø chieàu theo coâng thöùc (27) vôùi C0 = 0: C(t) = [C0 – C(α)}.e-(K+Q/V)t + C(α) = 0,117 + (0 – 0,117) . e-(0,4 + 1000/500)t = 0,117 (1 – e -2,4t). Luùc 6 giôø chieàu, töùc laø 6 - 5 = 1 giôø, noàng ñoä khoùi trong phoøng seõ laø: C(1h) = 0,117 . (1 – e-2,4.1) = 0,106 mg/m3 Döôùi ñaây, töông töï, trình baøy öùng duïng coâng thöùc (27) ñeå phaân tích dieãn bieán noàng ñoä chaát oâ nhieãm trong hoà. Ví duï 5. Cho moät hoà chöùa theå tích nöôùc laø 10.106 m3, nhö laø ôû ví duï 2. Keát quaû tính toaùn ôû ví duï 2 ñaõ cho trò soá noàng ñoä chaát oâ nhieãm oån ñònh trong hoà laø 3,5 mg/l. Chaát oâ nhieãm khoâng ñöôïc baûo toaøn vaø bieán ñoåi suy giaûm vôùi heä soá K = 0,2/ngaøy. Giaû thieát raèng ñieàu kieän cuûa hoà cho ôû ví duï 2 laø khoâng theå chaáp nhaän ñöôïc vaø giaûi quyeát vaán ñeà naøy baèng caùch thay ñoåi oáng thoaùt nöôùc, cho oáng thoaùt nöôùc chaïy voøng quanh hoà ñeå giaûm nhoû nguoàn oâ nhieãm thaûi vaøo hoà. Doøng nöôùc ñi vaøo hoà vôùi löu löôïng laø Qs = 5 m3/s vaø vôùi noàng ñoä chaát oâ nhieãm laø Cs = 10 mg/l. Giaû thieát raèng chaát oâ nhieãm hoøa troän ñeàu trong hoà. Xaùc ñònh noàng ñoä chaát oâ nhieãm sau 1 tuaàn, tính töø luùc nguoàn oâ nhieãm baèt ñaàu xaû vaøo hoà vaø tính toaùn trò soá noàng ñoä chaát oâ nhieãm oån ñònh cuoái cuøng. Giaûi: Töø ñaàu ñeà cho ta coù: C0 = 3,5 mg/l; V = 10.106 m3; K = 0,2/ngaøy; Qs = 5 m3/s . 3600s . 24 h/ngaøy = 43,2.104 m3/ngaøy. Toång löôïng chaát oâ nhieãm chaûy vaøo hoà laø: S = Qs . Cs = 43,2104 m3/ngaøy . 10 mg/l . 103 l/m3 = 43,2.108 mg/ngaøy. Noàng ñoä chaát oâ nhieãm ôû traïng thaùi oån ñònh cuoái cuøng ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc (19) laø: 43,2.108 mg/ngaøy C∞ = ___________________________________________________ = 1,8 mg/l 43,2.104 m3/ngaøy + 0,2/ngaøy.10.106 m3 Vaän duïng coâng thöùc (27) chuùng ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc noàng ñoä chaát oâ nhieãm sau 1 tuaàn tính töø luùc nguoàn thaûi chaûy vaøo hoà: 43,2.104 m3/ngaøy C(7 ngaøy) = 1,8 + [3,5 – 1,8]. exp [– (0,02/ngaøy + ________________________). 7 ngaøy] 10.106 m3 C(7ngaøy) = 2,1 mg/l 11 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II
  15. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn CHƯƠNG II: HEÄ PHAÂN TAÙN 6 CAÙC HEÄ PHAÂN TAÙN Heä phaân taùn laø heä bao goàm moät moâi tröôøng lieân tuïc vaø caùc tieåu phaân (caùc “haït”) coù kích thöôùc nhoû ñöôïc phaân taùn ñoàng ñeàu trong moâi tröôøng ñoù. Taäp hôïp caùc tieåu phaân nhoû beù ñoù ñöôïc goïi laø pha phaân taùn, coøn moâi tröôøng chöùa ñöïng pha phaân taùn goïi laø moâi tröôøng phaân taùn. Baûng 2.1, giôùi thieäu caùc heä phaân taùn thöôøng gaëp trong lónh vöïc coâng ngheä moâi tröôøng. Baûng 2.1 Caùc heä phaân taùn thöôøng gaëp Stt Chaát phaân taùn Moâi tröôøng phaân taùn Kyù hieäu Thí duï minh hoïa (dung moâi) 1 Khí Loûng K+L OÂ xy trong nöôùc 2 Raén Loûng R+L Muoái trong nöôùc 3 Loûng Loûng L+L Röôïu trong nöôùc 4 Khí Khí K+K Hoãn hôïp khí 5 Loûng Khí L+K Söông muø 6 Raén Khí R+K Khoùi buïi - Neáu moâi tröôøng phaân taùn laø khí, caùc pha phaân taùn laø loûng hoaëc raén thì heä phaân taùn ñöôïc goïi laø sol khí, neáu pha phaân taùn laø loûng thì sol khí ñoù coù teân laø muø (söông), neáu pha phaân taùn laø raén thì goïi laø khoùi hoaëc buïi. - Coøn pha phaân taùn laø raén phaân taùn vaøo moâi tröôøng loûng thì tuøy kích thöôùc cuûa haït maø ta coù heä laø huyeàn phuø hoaëc heä keo. Neáu haït keo töông taùc maïnh vôùi moâi tröôøng loûng, ta goïi ñoù laø heä keo öa loûng (moâi tröôøng phaân taùn laø nöôùc, thì goïi laø heä keo öa nöôùc), neáu töông taùc yeáu, thì ñoù laø heä keo kî loûng (kî nöôùc). Khi taêng noàng ñoä cuûa caùc haït, keo öa loûng chuyeån vaøo traïng thaùi gel (thaïch), coøn keo kî loûng thì bò keát tuûa. - Tính chaát quan troïng cuûa heä phaân taùn tröôùc heát laø tính beàn vöõng cuûa heä hay theå hieän laø ñoä phaân taùn. Tính beàn vöõng hay ñoä phaân taùn phuï thuoäc raát lôùn vaøo kích thöôùc cuûa haït phaân taùn. Ñoä phaân taùn: D = 1/d trong ñoù d laø kích thöôùc haït. Theo moái quan heä phuï thuoäc ôû treân maø heä phaân taùn chia laøm 3 loaïi sau ñaây: - Caùc heä phaân taùn thoâ (theå lô löûng) - Caùc heä phaân taùn cao (heä keo) - Dung dòch Heä phaân taùn thoâ laø nhöõng heä vi dò theå coù kích thöôùc haït nhaân phaân taùn lôùn hôn 1.10-4 mm. Chuùng keùm beàn vöõng vaø chaát phaân taùn deã daøng laéng xuoáng ñaùy hoaëc noåi leân treân beà maët. Chaát phaân taùn trong heä phaân taùn thoâ ñöôïc goïi laø chaát lô löûng. Phuï thuoäc vaøo traïng thaùi toå hôïp cuûa chaát phaân taùn maø chaát phaân taùn ôû döôùi daïng huyeàn phuø hoaëc nhuõ töông. Huyeàn phuø ñöôïc hình thaønh do caùc haït raén phaân taùn vaøo chaát loûng (ví duï: caùc caën lô löûng trong nöôùc). Nhuõ töông ñöôïc taïo neân töø caùc haït chaát loûng phaân taùn vaøo chaát loûng (ví duï: söõa goàm caùc haït môõ lô löûng trong chaát loûng). Heä phaân taùn cao laø heä phaân taùn sieâu dò theå coù kích thöôùc haït phaân taùn trong khoaûng töø 1.10- 6 mm ñeán 1.10-4 mm ñöôïc goïi laø heä keo, ví duï: heä keo silic, gelatin, söông muø, khoùi,… caùc heä keo cuõng laø heä khoâng beàn vì chuùng coù theå taäp hôïp nhau thaønh nhöõng haït coù kích thöôùc lôùn hôn vaø laéng xuoáng. Khi caùc haït phaân taùn coù kích thöôùc phaân töû hay ion (nhoû hôn 1.10-6 mm) thì caùc heä phaân taùn trôû thaønh ñoàng theå vaø ñöôïc goïi laø caùc heä phaân taùn phaân töû , ion (hay laø nhöõng dung dòch phaân töû , ion) vaø ñöôïc goïi ñôn giaûn laø dung dòch (hay dung dòch thöïc), dung dòch raát beàn. 12 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II
  16. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn 7 DUNG DÒCH Dung dòch laø heä ñoàng theå goàm hai hay nhieàu chaát maø thaønh phaàn cuûa chuùng coù theå thay ñoåi trong giôùi haïn roäng (ñaây laø ñieåm khaùc vôùi hôïp chaát). Dung dòch coù theå ôû daïng khí, loûng hay raén. - Ngöôøi ta coøn phaân chia dung dòch ra laøm hai loaïi: dung dòch lyù töôûng vaø dung dòch thöïc. + Dung dòch lyù töôûng bao goàm: dung dòch hoaøn thieän vaø dung dòch voâ cuøng loaõng (dung dòch coù löôïng chaát tan voâ cuøng beù so vôùi dung moâi). Dung dòch hoaøn thieän laø dung dòch ñöôïc taïo thaønh töø caùc caáu töû coù caáu taïo vaø tính chaát hoùa lyù gaàn gioáng nhau. Ví duï: hoãn hôïp ñoàng phaân hexan vaø iso-hexan, Fe-Ni; FeO-MnO. Do caáu taïo vaø tính chaát hoùa lyù gaàn gioáng nhau neân quaù trình hình thaønh dung dòch khoâng thu hay phaùt nhieät (ΔH = 0), khoâng taêng hay giaûm theå tích (ΔV = 0). + Dung dòch thöïc laø dung dòch ñöôïc taïo thaønh töø caùc caáu töû coù caáu taïo vaø tính chaát hoùa lyù khaùc nhau. Khi hình thaønh dung dòch coù keøm theo quaù trình thu hay phaùt nhieät, coù thay ñoåi theå tích. Khi nghieân cöùu dung dòch goàm hai chaát thì chaát naøo chieám moät löôïng lôùn hôn thì ñöôïc goïi laø dung moâi coøn chaát kia ñöôïc goïi laø chaát tan. Dung dòch coù chöùa chaát tan ít ñöôïc goïi laø dung dòch loaõng, coøn dung dòch chöùa chaát tan nhieàu ñöôïc goïi laø dung dòch ñaäm ñaëc. Dung dòch baõo hoøa: ñoä hoøa tan cuûa caùc chaát laø khaû naêng hoøa tan cuûa caùc chaát ñoù trong dung moâi. Khi quaù trình hoøa tan ñaït ñöôïc traïng thaùi caân baèng ôû nhöõng ñieàu kieän naøo ñoù (nhieät ñoä, aùp suaát….) thì dung dòch thu ñöôïc seõ chöùa löôïng toái ña chaát tan vaø ñöôïc goïi laø dung dòch baõo hoøa. Caùc dung dòch coù noàng ñoä nhoû hôn noàng ñoä baõo hoøa (noàng ñoä cuûa dung dòch töông öùng traïng thaùi baõo hoøa) ñöôïc goïi laø dung dòch chöa baõo hoøa vaø khi dung dòch coù noàng ñoä cao hôn noàng ñoä dung dòch baõo hoøa thì ñöôïc goïi laø dung dòch quaù baõo hoøa. Noàng ñoä cuûa chaát tan trong dung dòch baõo hoøa ôû nhöõng ñieàu kieän nhaát ñònh ñöôïc goïi laø ñoä tan cuûa chaát ñoù. Ñoä tan bieåu dieãn nhö noàng ñoä (% khoái löôïng, phaân töû gam, ñöông löôïng gam... phoå bieán nhaát laø soá gam chaát tan trong 100 gam dung moâi). Döôùi ñaây chuùng ta tìm hieåu ñoä hoøa tan cuûa caùc chaát khí, raén, loûng vaøo chaát loûng thöôøng ñöôïc öùng duïng trong lónh vöïc kyõ thuaät moâi tröôøng. 8 Ñoä hoøa tan cuûa chaát khí trong chaát loûng Ñoä hoøa tan cuûa chaát khí trong chaát loûng phuï thuoäc raát nhieàu vaøo yeáu toá: baûn chaát dung moâi vaø khí, aùp suaát khí treân maët chaát loûng, nhieät ñoä, noàng ñoä caùc taïp chaát vaø ñaëc bieät laø chaát ñieän ly. Ñoä hoøa tan cuûa töøng loaïi chaát khí trong chaát loûng raát khaùc nhau, ví duï: trong ñieàu kieän 273 0 K, 1m3 nöôùc coù theå hoøa tan 823 kg HCl, nhöng chæ hoøa tan ñöôïc 0.002 kg khí H2. Neáu khí khoâng taùc duïng hoùa hoïc vôùi loûng thì ñoä hoøa tan cuûa khí trong loûng laø raát nhoû vaø dung dòch laø voâ cuøng loaõng, neáu coù taùc duïng vôùi loûng thì ñoä hoøa tan lôùn vaø thöôøng laø nhöõng dung dòch thöïc. - Khí coù cöïc thì deã hoøa tan trong dung moâi coù cöïc vaø ngöôïc laïi. Veà aûnh höôûng cuûa chaát ñieän ly thì I.M. Xetrenov ñaõ chöùng minh raèng: trong ñieàu kieän nhieät ñoä vaø aùp suaát khoâng ñoåi, neáu noàng ñoä cuûa chaát ñieän ly caøng taêng thì ñoä hoøa tan cuûa khí caøng giaûm. N = N0.e- kC (2.1) Trong ñoù: N- ñoä hoøa tan cuûa khí khi dung dòch coù noàng ñoä chaát ñieän ly C (mol/l). N0: ñoä hoøa tan cuûa khí trong dung moâi nguyeân chaát. 13 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II
  17. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn k: haèng soá a. Aûnh höôûng cuûa aùp suaát ñeán ñoä tan cuûa khí trong loûng- Ñònh luaät Henry Trong tröôøng hôïp giöõa khí vaø dung moâi khoâng taùc duïng hoùa hoïc vôùi nhau, ñoä hoøa tan töông ñoái nhoû. Ñònh luaät Henry: Neáu ôû aùp suaát thaáp vaø ñoä hoøa tan töông ñoái nhoû thì ñoä hoøa tan cuûa khí trong loûng taïi nhieät ñoä naøo ñoù tæ leä vôùi aùp suaát rieâng phaàn cuûa khí treân dung dòch. Ta coù bieåu thöùc: Ni = K . Pi (2.2) Trong ñoù: Ni - Noàng ñoä mol phaàn cuûa chaát khí trong loûng K: Heä soá tyû leä hay haèng soá Henry Pi: Aùp suaát rieâng phaàn cuûa chaát khí caân baèng vôùi loûng. - Ñoái vôùi dung dòch loaõng noàng ñoä bieåu dieãn theo caùc caùch ñeàu tæ leä baäc nhaát vôùi nhau neân (2.2) coù theå bieåu dieãn theo caùc caùch khaùc nhö: C = K/ . P (2.3) Trong ñoù: C - Noàng ñoä khoái löôïng cuûa chaát khí trong dung dòch baõo hoøa (ml/l) K/: Heä soá tyû leä hay haèng soá Henry P: Aùp suaát cuûa chaát khí Ñònh luaät Henry chæ ñuùng cho tröôøng hôïp khí hoøa tan khoâng thay ñoåi phaân töû löôïng cuûa noù, nghóa laø khi ôû traïng thaùi hoøa tan noù khoâng phaân ly hay keát hôïp. Neáu phaân töû khí phaân ly ra n phaàn töû trong pha loûng thì ñoä hoøa tan cuûa khí tuaân theo coâng thöùc: Ni = K. Pi1/n (2.4) (2.4) laø ñònh luaät Siverte Khi xeùt aûnh höôûng cuûa aùp suaát tôùi söï hoøa tan cuûa khí coù theå söû duïng nguyeân lyù chuyeån dòch Lô Satôlie. Khi hoøa tan khí vaøo loûng, keát quaû laø theå tích cuûa heä (dung dòch) laïi giaûm xuoáng vì vaäy khi taêng aùp suaát caân baèng phaûi chuyeån dòch theo chieàu thuaän, nghóa laø ñoä tan cuûa chaát khí trong chaát loûng taêng leân. Ñieàu naøy cuõng coù theå thaáy roõ qua vieäc khaûo saùt haèng soá caân baèng hoøa tan Kht. A (k) + D (l) < ------ > A(dd) Töø caân baèng hoøa tan chuùng ta coù theå vieát: Kht = CA(dd)/PA(k) hay CA(dd) = Kht. PA(k) Baûng 2.2. Ñoä tan cuûa CH3Cl trong nöôùc ôû 25oC P (mmHg) C (mol/l) K = C/P 1,400x10-4 205,2 0,02872 1,397x10-4 573,2 0,08013 1,401x10-4 756,1 0,1059 1,397x10-4 935,9 0,1308 b. Aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä ñeán ñoä tan cuûa khí trong loûng Söï hoøa tan cuûa chaát khí trong nöôùc thöôøng keøm theo quaù trình phaùt nhieät. Do vaäy aùp duïng nguyeân lyù chuyeån dòch caân baèng Lô satôlie cho thaáy: khi nhieät ñoä giaûm thì ñoä hoøa tan cuûa chaát khí taêng vaø ngöôïc laïi khi nhieät ñoä taêng thì ñoä hoøa tan cuûa chuùng giaûm. Vì vaäy, khi ñun soâi, caùc chaát khí hoøa tan bò khöû hoaøn toaøn. Trong kyõ thuaät xöû lyù moâi tröôøng döïa vaøo tính chaát naøy ñeå taùch hoaëc hoøa tan chaát khí trong dung moâi. 14 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II
  18. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn Trong kyõ thuaät moâi tröôøng moät soá caùc chaát khi hoøa tan trong nöôùc thöôøng gaëp laø: CO2, O2, H2S, CH4…noùi chung ñoä tan trong nöôùc cuûa nhieàu khí laø raát nhoû (khi khoâng coù töông taùc hoùa hoïc xaûy ra), coøn trong tröôøng hôïp coù taïo thaønh hydrat nhö SOx, NH3 thì ñoä tan seõ raát lôùn. Trong baûng 2.3 giôùi thieäu ñoä hoøa tan cuûa caùc chaát khí trong nöôùc. Baûng 2.3 Ñoä hoøa tan cuûa caùc chaát khí trong nöôùc (mg/100ml) Caùc chaát khí Ñoä tan Caùc chaát khí Ñoä tan 0 200C 0 200C 0C 0C CO2 171 37,8 Cl2 461 236 O2 4,9 3,1 HCl 50700 44200 H2 2,15 1,84 NH3 130000 71000 CH4 5,5 3,3 N2 2,35 1,60 Aùp suaát rieâng phaàn cuûa khoâng khí phuï thuoäc vaøo aùp suaát hôi nöôùc ôû nhieät ñoä ñang xeùt. ÔÛ baûng 2.4 giôùi thieäu aùp suaát hôi nöôùc ôû caùc nhieät ñoä khaùc nhau. 8.1.1.1.1 Baûng 2.4 Aùp suaát hôi nöôùc Nhieät ñoä 0 10 15 20 25 30 40 50 60 80 Aùp suaát 0.006 0.0012 0.0168 0.0231 0.0313 0.0419 0.0728 0.1217 0.1965 0.4675 hôi nöôùc (at) Aùp suaát rieâng phaàn cuûa khoâng khí baèng aùp suaát toång coäng cuûa caùc chaát khí trong nöôùc tröø ñi aùp suaát hôi nöôùc. Khi ñoù ñoä hoøa tan cuûa oâxy trong nöôùc ñöôïc tính theo coâng thöùc: C02 = K (PO – PH). α (2.5) Trong ñoù: C02 ; ñoä hoøa tan cuûa oâxy trong nöôùc ôû nhieät ñoä ñang xeùt vaø aùp suaát khoâng khí PO aùp suaát toång coäng cuûa khoâng khí PH aùp suaát hôi nöôùc ôû nhieät ñoä ñang xeùt α: Tæ leä aùp suaát rieâng phaàn cuûa oâxy ñoái vôùi aùp suaát toång coäng cuûa khoâng khí α = 0.21. K: Haèng soá Henrey. Ôû baûng 2.5 giôùi thieäu caùc giaù trò aùp suaát hôi nöôùc baõo hoøa ôû caùc nhieät ñoä khaùc nhau. Quaù trình hoøa tan cuûa khoâng khí (oâxy) vaøo nöôùc ôû caùc nguoàn nöôùc (soâng, hoà, kinh raïch, bieån…) coù yù nghóa quan troïng khi xeùt ñeán möùc ñoä baõo hoøa oâxy trong caùc nguoàn nöôùc vaø laø moät trong caùc caên cöù ñeå ñaùnh giaù chaát löôïng cuûa caùc nguoàn nöôùc vaø möùc ñoä nhieãm baån do caùc chaát höõu cô gaây ra. Baûng 2.5. Aùp suaát hôi nöôùc baõo hoøa ôû caùc nhieät ñoä khaùc nhau Nhieät ñoä OC AÙp suaát hôi nöôùc baõo hoøa mmHg 15 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II
  19. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn 10 9.6 20 17.5 30 31.8 40 55.3 50 92.5 60 149.0 70 234.0 80 355.0 100 760.0 2.2.2. Ñoä hoøa tan cuûa chaát loûng trong chaát loûng Söï hoøa tan cuûa chaát loûng trong chaát loûng coù theå xaûy ra theo caùc tröôøng hôïp sau: hoøa tan voâ haïn, hoøa tan coù giôùi haïn vaø khoâng theå hoøa tan. Ví duï: röôïu vaø nöôùc coù theå hoøa tan baát kyø tyû leä naøo, trong khi ñoù daàu hoûa vaø nöôùc khoâng theå hoøa troän laãn nhau. a. Tröôøng hôïp hai chaát loûng tan laãn hoaøn toaøn - Dung dòch lyù töôûng (hai caáu töû) Ñònh luaät Raoult (tìm ra baèng thöïc nghieäm 1887): ôû nhieät ñoä nhaát ñònh, aùp suaát hôi treân dung dòch cuûa A vaø B ñeàu tuaân theo ñònh luaät Raoult: Pi = Pi0.Ni (2.6) Aùp suaát hôi Pi cuûa caáu töû i treân dung dòch tæ leä vôùi noàng ñoä mol phaàn Ni cuûa noù trong dung dòch. Pi0 : aùp suaát hôi cuûa caáu töû i nguyeân chaát. Ñoái vôùi dung dòch lyù töôûng, ñònh luaät Raoult ñuùng cho caû dung moâi laãn chaát tan. PA = PA0.NA (giaû söû A laø dung moâi) PB = PB0.NB (giaû söû B laø chaát tan) + Aùp suaát hôi cuûa heä: P = PA + PB Aùp suaát hôi cuûa dung dòch lyù töôûng lôùn hôn aùp suaát hôi nguyeân chaát cuûa caáu töû khoù bay hôi vaø beù hôn aùp suaát hôi cuûa caáu töû deã bay hôi. Giaû söû A laø caáu töû khoù bay hôi, B laø caáu töû deã bay hôi: PA0 < PB0 PA0 < P < PB0 Ta coù : + Thaønh phaàn hôi – Ñònh luaät Konovalop I Neáu goïi N/A laø noàng ñoä mol phaàn cuûa A trong pha hôi (treân dung dòch) Neáu goïi N/B laø noàng ñoä mol phaàn cuûa B trong pha hôi (treân dung dòch) N/A PA Maø = / NB PB PA, PB tuaân theo ñònh luaät Raoult neân coù theå vieát: N/A P0A .NA Maø = ----------- = α. NA/NB (2.7) / 0 NB P B .NB (2.7) laø bieåu thöùc toaùn hoïc cuûa ñònh luaät Konovalop I. α = PA0 / PB0 goïi laø heä soá taùch. Trong ñoù: Töø bieåu thöùc toaùn hoïc cuûa ñònh luaät Konovalop I phaùt bieåu nhö sau: 1. Khi caân baèng, thaønh phaàn hôi khaùc vôùi thaønh phaàn loûng cuûa dung dòch. 2. Khi caân baèng, trong thaønh phaàn hôi seõ giaøu (nhieàu) caáu töû deã bay hôi hôn trong thaønh phaàn loûng. 16 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II
  20. HOÙA KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG http://www.ebook.edu.vn Khi heä soá taùch caøng khaùc 1 thì hai caáu töû taùch ra khoûi nhau caøng deã. - Dung dòch thöïc: laø nhöõng dung dòch maø aùp suaát hôi cuûa caùc caáu töû trong heä khoâng tuaân theo ñònh luaät Raoult. Aùp suaát hôi thöôøng gaëp hai tröôøng hôïp: sai khaùc döông vaø sai khaùc aâm. Nhöõng dung dòch coù thaønh phaàn öùng vôùi ñieåm cöïc trò (cöïc ñaïi hoaëc cöïc tieåu) ñöôïc goïi laø dung dòch ñaúng phí. Dung dòch ñaúng phí coù thaønh phaàn hôi vaø loûng nhö nhau. Ñeå phaù ñieåm ñaúng phí ngöôøi ta coù theå thay ñoåi aùp suaát ngoaøi ñeå bieán heä coù ñieåm ñaúng phí thaønh heä khoâng coù ñieåm ñaúng phí. Hoaëc theâm caáu töû thöù ba, chaát naøy seõ laøm aùp suaát hôi cuûa töøng caáu töû giaûm khaùc nhau, do ñoù thaønh phaàn ñaúng phí cuõng thay ñoåi theo. Moät soá dung dòch ñaúng phí Nhieät ñoä soâi (oC) Caáu töû % A trong Dung dòch dung dòch A B A B ñaúng phí ñaúng phí Dung dòch coù ñieåm cöïc ñaïi treân ñöôøng aùp suaát hôi Nöôùc Etylic 100,00 78,30 78,13 4,43 Nöôùc Iso-propylic 100,00 82,41 80,43 12,10 Metylic Benzen 64,70 80,20 58,34 39,55 Etylic Benzen 78,30 80,20 68,24 32,37 C2S Axeton 46,25 56,25 39,35 66,00 Dung dòch coù ñieåm cöïc tieåu treân ñöôøng aùp suaát hôi Nöôùc HNO3 100,00 86,00 120,5 32,00 Nöôùc HCl 100,00 85,00 108,5 79,76 b. Tröôøng hôïp hai chaát loûng hoaøn toaøn khoâng tan laãn - Aùp suaát hôi cuûa heä : P = P0A + P0B Vì aùp suaát hôi cuûa moãi caáu töû laø aùp suaát hôi cuûa noù ôû traïng thaùi nguyeân chaát. - Thaønh phaàn hôi: n/A N/A P0A = --- = ------ (2.8) / / 0 nB NB PB - Nhieät ñoä soâi cuûa heä: Vì aùp suaát hôi cuûa heä lôùn hôn aùp suaát hôi cuûa moät caáu töû neân nhieät ñoä soâi cuûa heä thaáp hôn nhieät ñoä soâi cuûa töøng caáu töû. Trong quaù trình soâi, nhieät ñoä soâi cuûa heä khoâng ñoåi cho tôùi khi coù moät caáu töû naøo ñoù trong heä bay hôi heát hoaøn toaøn, thì nhieät ñoä soâi cuûa heä taêng ñeán nhieät ñoä soâi cuûa caáu töû coøn laïi. - Chöng caát theo hôi nöôùc: nhieàu chaát khoâng theå ñun ñeán nhieät ñoä soâi cuûa noù vì bò phaân huûy. Neáu gaëp tröôøng hôïp nhö vaäy thì ngöôøi ta chöng caát chaát ñoù vôùi moät chaát loûng khaùc hoaøn toaøn khoâng tan laãn vôùi noù. Khi ñoù quaù trình chöng caát seõ xaûy ra ôû nhieät ñoä thaáp hôn nhieät ñoä soâi cuûa chaát muoán chöng caát. Thöôøng ngöôøi ta duøng nöôùc, ví duï ñeå taùch benzen töø nhöïa than ñaù, tinh cheá anilin, phenol, caát tinh daàu töø hoa, laù, caây, deã. Ví duï: benzen soâi ôû 800C, nhöng heä nöôùc benzen soâi ôû 700C. c. Tröôøng hôïp hai chaát loûng hoaø tan coù giôùi haïn Trong thöïc teá, söï hoøa tan coù giôùi haïn cuûa chaát loûng laø thöôøng gaëp hôn caû, ví duï: trong heä “ nöôùc - ete” ôû heä naøy xaûy ra hieän töôïng phaân lôùp khi troän chung vôùi nhau (do tính tan töông 17 Phoøng döï aùn vaø moâi tröôøng coâng nghieäp – Sites II

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản