Viết các phương trình phản ứng khử trùng bằng clo.. - Tổng các cloramin monocloramin, dicloramin và tricloramin trong nước được gọi là clo kết hợp có giá trị... Khi phòng hút thuốc mở cử
Trang 1ĐỀ THI VÀ LỜI GIẢI
(Môn học Hóa Kỹ thuật môi trường MMH: CHEE233210-01)
Câu 1 (2đ):
Clo dư và clo kết hợp có giá trị là gì Viết các phương trình phản ứng khử trùng bằng clo
- Tổng [HOCl] và [OCl-] có mặt trong nước được gọi là clo dư có giá trị
- Tổng các cloramin (monocloramin, dicloramin và tricloramin) trong nước được gọi là clo kết hợp có giá trị
Các phản ứng khử trùng bằng clo:
- Phản ứng hòa tan của clo: Cl2 + H2O HOCl + H+ + Cl
HOCl H+ + OCl
Phản ứng với amoni:
NH3 + HOCl NH2Cl (monocloramin) + H2O
NH2Cl + HOCl NHCl2 (dicloramin) + H2O NHCl2 + HOCl NCl3 (nitro triclorit) + H2O
Câu 2 (2đ):
Khi nghiên cứu quá trình hấp phụ Cd2+ bằng lá cây tầm gửi dây leo, hai mô hình đảng nhiệt Langmuir và Freundlich đượ sử dụng để nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ Kết quả 2 phương trình tuyến tính của mô hình Langmuir và Freundlich tìm được như sau:
- Đối với mô hình Langmuir: y = 0,0225x + 0,06
R² = 0,9997
- Đối với mô hình Freundlich: y = 0,3476x + 1,0321
R² = 0,8595
a) Hãy xác định các tham số KL, Qmax, KF và n trong hai mô hình nói trên
b) Bạn có kết luận gì về quá trình hấp phụ của ion Cd2+ trên lá của cây tầm gửi dây leo
Đối với phương trình tuyến tính của mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir:
Từ kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu hấp phụ ion Cd2+ trên lá cây tầm gửi dây leo thu được dung lượng hấp phụ cực đại, Qmax:
Q = 1/0,0225 = 44,4 mg/g
Trang 2và hằng số Langmuir:
1/KLQmax = 0,06 → 1/KL.44,4 = 0,06 → KL = 0,37
Đối với phương trình tuyến tính của mô hình hấp phụ Freundlich:
lnqe = lnKF + 1/n lnCe
1/n = 0,3476 → n = 1/0,3476 = 2,88
lnKF = 1,0321 → kF = 2,806
giá trị R2 của Langmuir > giá trị R2 của Freundlich chứng tỏ quá trình hấp phụ ion Cd2+ trên lá cây tầm gửi dây leo tuân theo mô hình hấp phụ Langmuir, nghĩa là:
- Hấp phụ đơn lớp
- Năng lượng của các tâm hấp phụ trên bề mặt lá cây tầm gửi là đồng nhất
- Các ion Cd2+ bị hấp phụ liền kề trên bề mặt vật liệu hấp phụ không tương tác với nhau
Câu 3 (3đ)
Một phòng hút thuốc có thể tích 500 m3 được thông gió với lưu lượng gió là 1000 m3/h Khi phòng hút thuốc mở cửa lúc 7 giờ sáng có 50 người bước vào và bắt đầu hút với 2 điếu thuốc/h Mỗi một điếu thuốc sẽ thải ra 1,40 mg formadehyde là một chất độc nhưng bị phân hủy thành
CO2 với hằng số tốc độ là 0,40/h
Tính nồng độ formadehyde ở lúc 8h và 9h ở trạng thái dừng
Nếu ngưỡng làm cay mắt là 0,06 mg/m3, hỏi tại thời gian nào khói thuốc lá sẽ bắt đầu làm cay mắt mọi người trong phòng?
- Vẽ sơ đồ biểu diễn các dữ liệu của bài toán:
Xác định nguồn formaldehyde, S:
Trang 3
Vì không khí đi vào quán là không khí sạch, Cin = 0
Ở trạng thái dừng, Cout = C và lượng chất đi ra là QC trong đó Q = 1000 m3/h,
Phương tình CBVC đối với formaldehyde:
( ) Tại t = 0 tức là lúc 7 giờ sáng và nồng độ ban đầu C (t = 0) = 0
( )
{ [ ( ) ]}
→ C(t) = (0,117 mg/m3)[1-exp(-2,40t)] (t được biểu diễn theo giờ)
Lúc 8 giờ sáng (t = 1h → C = 0,106 mg/m 3
Lúc 9 giờ sáng (t = 2h) → C = 0,116 mg/m 3
Tại t = :
Ngưỡng làm cay mắt của formaldehyde là 0,06 mg/m3 vậy nồng độ C > C ng
Thời gian đạt vượt ngưỡng là:
( )
(
) Vậy, chỉ cần sau 18 phút khói thuốc là có thể gây cay mắt
Câu 4 (3đ)
Một dòng nước thải đã xử lý có BODu = 50 mg/L với lưu lượng 10 m3/s đổ vào một dòng suối Dòng suối chảy với lưu lượng là 8,7 m3/s và có BODu bằng 6 mg/L Hằng số tốc độ phản ứng oxy hóa là 0,2/d
a) Giả thiết rằng ở điểm gặp nhau của hai dòng nước có sự trộn lẫn ngay lập tức và hoàn toàn, hãy tính BODu của nước nơi gặp nhau đó
b) Nếu dòng suối chảy với vận tốc không đổi là 0,3 m/s Hãy tính giá trị BODu của nước suối tại điểm cách xa nơi hợp dòng 30000 m
Giá trị BODu của hỗn hợp nước thải và nước suối:
Lo = (Qw.Low + Qr.Lor)/(Qw + Qr) = (1,1 m3/s 50,0 mg/l) + ( 8,7 m3/s 6 mg/l) / (1,10 + 8,7) m3/s = 10,9 mg/l
Với tốc độ 0,3 m/s thời gian cần thiết để nước thải đạt tới một khoảng cách 30000 m là:
t = (30000 m / 0,3 m/s) (1h/3600 s) (ngày/24 h) = 1,16 ngày
Giá trị BODu tại điểm cách nơi trộn lẫn 3000 m
Lt = L0 e-kt = 10,9 mg/l e-(0,2/d.1,16d) = 8,7 mg/l