Bài 6: ĐỘ DẪN ĐIỆN TRONG QUAN TRẮC MƯA ACID

Quá trình đốt sản sinh ra các khí độc hại như : lưu huỳnh đioxit (SO2) và nitơđioxit (NO2). Các khí này hòa tan với hơi nước trong không khí tạo thành các axitsunfuaric (H2SO4) và axit nitric(HNO3). Khi trời mưa, các hạt axit này tan lẫn vào nướcmưa, làm độ pH của nước mưa giảm. Nếu nước mưa có độ pH dưới 5,6 được gọi làmưa axit. Do có độ chua khá lớn, nước mưa có thể hoà tan được một số bụi kim loại vàôxit kim loại có trong không khí như ôxit chì,… làm cho nước mưa...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài 6: ĐỘ DẪN ĐIỆN TRONG QUAN TRẮC MƯA ACID Bài 6: ĐỘ DẪN ĐIỆN TRONG QUAN TRẮC MƯA ACIDI.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 acidbằng 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 nitơđioxit (NO2). Các khí này hòa tan với hơi nước trong không khí tạo thành các axitsunfuaric (H2SO4) và axit nitric(HNO3). Khi trời mưa, các hạt axit này tan lẫn vào nướcmưa, làm độ pH của nước mưa giảm. Nếu nước mưa có độ pH dưới 5,6 được gọi làmưa axit. Do có độ chua khá lớn, nước mưa có thể hoà tan được một số bụi kim loại vàôxit kim loại có trong không khí như ôxit chì,… làm cho nước mưa trở nên độc hơn nữađối với cây cối, vật nuôi và con người Trong thành phần các chất đốt tự nhiên như thanđá và dầu mỏ có chứa một lượng lớn lưu huỳnh, nitơ. Thông thường, các quá trình sửdụng nhiên liệu hóa thạch như: các phương tiện giao thông, các nhà máy nhiệt điện dùngthan, các thiết bị công nghiệp, khai khoáng đều tạo ra một lượng lớn các khí SOx vàNox 3. Phương pháp quan trắc mưa acid Trong quan trắc mưa acid người ta lấy mẫu nước mưa, đo độ pH, độ dẫn điệnriêng và xác định hàm lượng của các anion vô cơ Cl -, NO2-, NO3-, PO43-, SO42- và cation vôcơ Na+, K+, NH4+, Ca2+, Mg2+. Trong các ion trên các ion NO3-, SO42- và NH4+ có tầm quantrọng đặc biệt vì nó liên quan trực tiếp đến các acid cũng như phản ứng của các acid vớiNH3 trong khí quyển. Ion Na+ được cho là xuất hiện chủ yếu từ muối biển nên đượcdùng 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 cânbằng độ dẫn. Về nguyên tắc tổng nồng độ anion phải bằng tổng nồng đ ộ canion trongđó 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 điệnriêng 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 chấpnhận được. Những điểm nằm quá xa đường hồi qui chấp nhận được là những điểmnghi vấn. Nếu hệ số góc nằm ngoài khoảng 0.8 đến 1.2 thì số liệu có vấn đề. Nguyênnhân có thể là có ion nào đó chưa được định chuẩn hay kết quả phân tích không tin cậyII. THỰC NGHIỆM Để có được số mẫu mưa đáng kể thì phải tốn rất nhiều công sức và thời gian, đ ồngthời phải tiến hành phân tích mẫu bằng sắc kí ion rất tốn kém nên trong bài thực nghiệmnày 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 thànhphần. 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 ưsau: Trong đó Vi là thể tích dung dịch thành phần cần lấy, Vmưa là thể tích dung dịch mưaacid nhân tạo cần pha, Ci/mưa là nồng độ chất i trong mưa acid nhân tạo, C i là nồng độdung 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 0.01M2. Tiến hành2.1 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 ...