Экология На первой стадии производства азотной кислоты окислили аммиак массой 741,4 г. В результате...

Для решения данной задачи необходимо сначала определить количество ядовитого газа, который выделился в результате утечки.

Масса аммиака, который окислили: 741,4 г Объем комнаты: 35 м3 Утечка ядовитого газа: 7%

Масса аммиака, который окислился и превратился в ядовитый газ: 741,4 г Молярная масса аммиака (NH3): 17 г/моль Количество вещества аммиака: 741,4 г / 17 г/моль = 43,61 моль Молярное соотношение аммиака и ядовитого газа (NO2): 4:4 Количество молей ядовитого газа: 43,61 моль

Объем ядовитого газа, выделившегося в комнату: 35 м3 * 7% = 2,45 м3 Концентрация ядовитого газа в комнате: 2,45 м3 / 35 м3 = 0,07

ПДК (предельно допустимая концентрация) ядовитого газа обычно составляет 0,01.

Теперь можно определить, во сколько раз концентрация ядовитого газа превысит ПДК: 0,07 / 0,01 = 7

Таким образом, концентрация ядовитого газа превысит ПДК в 7 раз.

Для решения задачи необходимо определить, какой ядовитый газ образуется при окислении аммиака и какова его предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе. При окислении аммиака (NH₃) в процессе производства азотной кислоты образуется оксид азота (II) (NO), который затем превращается в диоксид азота (NO₂). Оба этих газа являются токсичными, но в условиях, когда идет речь о "выделении ядовитого газа в комнату", чаще всего подразумевают диоксид азота, поскольку он более стабилен в воздухе.

1. Определение количества аммиака:

   • Молярная масса аммиака (NH₃) составляет 17 г/моль.
   • Масса аммиака = 741,4 г.
   • Количество вещества аммиака = 741,4 г / 17 г/моль ≈ 43,6 моль.

2. Реакция окисления аммиака:

   • Упрощенная реакция: 4 NH₃ + 5 O₂ → 4 NO + 6 H₂O.
   • Из 4 моль NH₃ получается 4 моль NO.

3. Переход NO в NO₂:

   • Реакция: 2 NO + O₂ → 2 NO₂.
   • Из 1 моль NO получается 1 моль NO₂.
   • Таким образом, 43,6 моль NO образует 43,6 моль NO₂.

4. Определение массы NO₂:

   • Молярная масса NO₂ = 46 г/моль.
   • Масса NO₂ = 43,6 моль × 46 г/моль = 2005,6 г.

5. Учесть утечку газа:

   • Утечка составляет 7%, следовательно, в комнату попало 93% от общего количества.
   • Масса NO₂, попавшая в комнату = 2005,6 г × 0,93 ≈ 1865,2 г.

6. Объем комнаты и концентрация NO₂:

   • Объем комнаты = 35 м³ = 35000 л (поскольку 1 м³ = 1000 л).
   • Плотность NO₂ при нормальных условиях ≈ 2,05 г/л.
   • Объем, занимаемый NO₂: 1865,2 г / 2,05 г/л ≈ 910,4 л.
   • Концентрация NO₂ = 910,4 л / 35000 л ≈ 0,026 л/л или 26000 мл/м³.

7. Сравнение с ПДК:

   • ПДК для NO₂ в воздухе рабочей зоны составляет 5 мг/м³.
   • Плотность NO₂ = 2,05 г/л = 2050 мг/л.
   • Концентрация в мг/м³ = 910,4 л × 2050 мг/л / 35 м³ ≈ 53200 мг/м³.
   • Превышение ПДК = 53200 мг/м³ / 5 мг/м³ = 10640 раз.

Таким образом, концентрация диоксида азота в комнате превышает предельно допустимую концентрацию в 10640 раз.