Найти: рН воды в озере после дождя. Массу H2SO4 HNO3 поступивших в озеро с дождевой водой. (Решение → 35248)

Заказ №38706 

Решение задачи по экологии Дано: Площадь озера (S) 25 км2 Глубина озера (H) 3 м Количество выпавших осадков (h) 30 мм рН воды в озере 6,5 рН выпавших осадков 5,1 отношение H2SO4:HNO3=90:10 Найти: рН воды в озере после дождя. Массу H2SO4 HNO3 поступивших в озеро с дождевой водой. Определить при какой рН дождя величина рН воды в озере снизится до 5,0 и оценить угрозу этого снижения рН для гидробионтов.

Решение:

1) Рассчитаем объем озера для этого умножим его площадь на глубину: Vоз=Sоз*Hоз Vоз= 25000000м2*3м=75*106 м 3=75*109 л 2) Чтобы вычислить концентрацию ионов водорода в озере воспользуемся формулой связи рН и концентрации ионов водорода: pН = –lg[H+ ] Пусть искомая концентрация x, тогда, зная рН найдем –lg[H+ ]=–lg x = 6,5 lg x = -6,5 [H+ ] = 10-6,5 = 3,16*10-7 (моль/л) Поскольку ион водорода это протон атома водорода, то его масса равна 1 а.е.м. = 1.66053886 × 10-27 килограмма Умножим концентрацию ионов водорода на объем озера получим количество вещества ионов водорода: 3,16*10-7 (моль/л)* 75*109 л =23700 моль Значит масса ионов водорода в озере равна: 23700 *1.66053886 × 10-27 =3,93*10-28 кг 3) Рассчитаем объем выпавших на озеро осадков. Знаем, что выпало 30 мм осадков. Миллиметр выпавших осадков — это один литр воды на квадратный метр. А наше озеро имеет площадь 25 км2 . Значит, на озеро выпало 0,03м*25000000м2=750000 м3=75*107 л 4) По условию задачи рН выпавших осадков 5,1. Значит, можем вычислить концентрацию ионов водорода в выпавших осадках. pН = –lg[H+ ] –lg[H+ ]=–lg x = 5,1 lg x = -5,1 [H+ ] = 10-5,1 = 7,94*10-6 (моль/л) Также вычислим массу ионов водорода в выпавших осадках 7,94*10-6 (моль/л)* 75*107 л =5,955 моль Значит масса ионов водорода в дожде равна: 5,955*1.66053886 × 10-27 =9,88*10-24 кг 5) Зная соотношение серной и азотной кислот (H2SO4:HNO3=90:10) в осадках можем вычислить массу ионов водорода, обусловленную этими кислотами. Вычислим 90% и 10% от массы ионов водорода в дожде: 9,88*10-24 кг-90% =0,988*10-24 кг приходится на азотную кислоту 9,88*10-24 кг-0,996*10-24=8,892*10-24 кг приходится на серную кислоту. 6) Определим массу поступившей в озеро серной и азотной кислот. Мы вычислили, что концентрация ионов водорода в осадках равна 7,94*10- 6 (моль/л). Причем по условию 90% из них обусловлено серной кислотой и 10% – азотной. Значит, на азотную кислоту приходится: 7,94*10-6 (моль/л)-90%=7,94*10-7 (моль/л) А на серную кислоту 7,94*10-6 (моль/л)-90%=7,15*10-6 (моль/л) Так как эти кислоты сильные электролиты, то их степень диссоциации равны Значит концентрации ионов водородов равны концентрации этих кислот. Теперь вычислим массу этих кислот по формуле: m=C/V*M, где С- концентрация кислот, V- объем раствора, М- молярная масса. m(HNO3)= 7,94*10-7 (моль/л)/75*107 л*63 г/моль=6,67 г m(H2SO4)= 7,15*10-6 (моль/л)/75*107 л*98 г/моль=93,43 г