В настоящее время наблюдается распространение в атмосфере на большие расстояния многих загрязняющих веществ, так называемое дальнее загрязнение. Это обусловлено значительным количеством выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ, большим временем жизни ряда веществ и продуктов их превращения.
Кислотные и щелочные свойства дождевой воды и аэрозольного вещества определяются наличием в растворах свободных ионов водорода Н+ или гидроксила ОН-, образующихся при диссоциации кислот и щелочей. В естественных условиях дождевые осадки имеют нейтральный или слабокислый характер, что зависит от количества растворенных солей естественного происхождения и от количества растворенной двуокиси углерода. Очень слабоминерализованнные дождевые осадки, находящиеся в равновесии с СО2 при средних концентарциях в атмосфере имеют значение рН около 5,6, и так как рН=-lg [Н+], то указанное значения рН соответствует концентрации свободных ионов водорода 2,5*10-6г-ион/л. В незагрязненной атмосфере кроме СО2 могут присутствовать ряд естественных кислотообразующих соединений: окислы азота и азотная кислота, сероводород, двуокись серы и серная кислота, различные органические кислоты.
|
|
За счет присутствия указанных соединений значение рН осадков понижается. В то же время, наличие в атмосфере пыли, в особенно в районах с щелочными породами (почвами), ведет к повышению рН. Морские брызги над океаном также ведут к повышению рН атмосферных осадков.
Кислотные свойства осадков (дождей) обусловлены как естественными реакциями, так и антропогенной эмиссией кислот (окислов серы и азота, ведущих к образованию кислот и их солей, а иногда хлористого и фтористого водорода.
Выбросы SО2 в атмосферу происходят при сжигании топлива, а также промышленной переработке серосодержащего сырья.
При этом протекают реакции, которые можно свести к следующему результату:
2SO2 + O2 2SO3
2SO3 + 2H2O 2H2SO4
Процесс вымывания образованной серной кислоты может происходить либо в облаке (внутриоблачное вымывание) либо под облаком (подооблачное вымывание). В первом случае частицы служат ядром конденсации для образующейся капли. Во втором случае частица уже захватывается падающей каплей.
Осадки, содержащие серную и азотную кислоты (кислотные дожди) являются причиной закисления водоемов и почв, что сильно влияет на растительный и животный мир.
Цель работы. Изучение степени закисления почвы в районе расположения предприятий топливно-энергетического комплекса.
Приборы и оборудование. Для выполнения работы используется рН-метр рН-150.
Методика выполнения работы. Образец почвы, взятой в районе предприятия на глубине 3-5 см (около 20г) взвешивают на аналитических весах и переносят в химический стакан, в котором находится 50 мл дистиллированной воды. Смесь тщательно перемешивают и фильтруют через воронку с бумажным фильтром в мерную колбу объемом 100мл. Остаток в стакане несколько раз промывают небольшими порциями дистиллированной воды и отфильтровывают через этот же самый фильтр в мерную колбу. Мерную колбу доливают до метки дистиллированной водой, тщательно перемешивают и отбирают из нее пробу объемом 25 мл. Пробу переносят в химический стакан на 50 мл и опускают в раствор электроды прибора рН-150. Деление шкалы рН-метра, до которого отклонилась стрелка прибора, соответствует значению рН раствора. Полученные данные вносят в таблицу 4.2.
|
|
Внимание! В нашем курсе вы должны взять экспериментальные значения рН из таблицы 4.1. При этом вы должны выбрать не меньше, чем два варианта экспериментальных данных с трех предложенных в указаниях!
Таблица 4.1 - Экспериментальные значения рН водных вытяжек образцов почвы
№ эксперимента | Образец почвы | Значение рН |
4,22 | ||
5,46 | ||
7,28 | ||
3,25 | ||
5,45 | ||
6,12 | ||
5,23 | ||
6,98 | ||
8,45 |
Внесите выбранные экспериментальные данные в таблицу 4.2.
Таблица 4.2 - Экспериментальные значения рН водных вытяжек образцов почвы
№ эксперимента | Образец почвы | Значение рН |
Далее на основе полученных экспериментальных данных вы должны провести соответствующие расчеты. Водородный показатель рН выступает функцией концентрации ионов водорода в растворе:
рН=-lg [Н+], г-ион/л (4.1)
Из этой формулы необходимо найти концентрацию ионов водорода в г-ион/л. Если вы получили концентрацию ионов водорода в г-ионах/л, то в данном конкретном случае именно для ионов водорода она равняется и концентрации в г/л (напоминаем и вы вспомните, что г-ион/л – это количество граммов данного иону, численно равная его ионной массе, так как масса иона водорода=1, то его 1г-ион =1г!). Если вы имеете значения количества граммов ионов водорода в 1 л, то дальше рассчитайте, сколько его находится в 100 мл раствора, который образовался после промывки навески почвы. Полученные вами в результате расчета данные относительно количества ионов водорода в 100 мл раствора соответствуют его количеству в навеске почвы, то есть в 20г. Имея данные о количестве ионов водорода в 20 г почвы, пересчитайте это количество на 1 кг почвы. Данные расчетов внесите в таблицу 4.3.
Таблица 4.3 – Данные расчетов содержания ионов водорода в почве, взятой вблизи предприятия
№ эксперимента | Образец почвы | Значение рН | Н+*10-6,г/л | Сн+, мг/кг почвы |
Внимание! Тщательно проверьте правильность своих расчетов! (таблица 4.4).
Таблица 4.4 - Правильные расчеты к лабораторной работе №4.
№ эксперимента | Образец почвы | Значение рН | Н+*10-6,г/л | Сн+, мг/кг почвы |
4,22 | 60,26 | 0,301 | ||
5,46 | 3,47 | 0,017 | ||
7,28 | 0,05 | 0,0002 | ||
3,25 | 562,34 | 2,811 | ||
5,45 | 3,55 | 0,018 | ||
6,12 | 0,76 | 0,004 | ||
5,23 | 5,89 | 0,029 | ||
6,98 | 0,10 | 0,0005 | ||
8,45 | 0,04 | 0,0002 |
Тест-контроль.
4.1. Какие загрязняющие вещества в атмосфере являются причиной выпадения кислых дождей?
“А” – пыль;
“Б” – оксиды серы и азота;
“В” – углеводороды.
4.2. Вследствие какой реакции образуются кислотные осадки?
“А” – вследствие растворения соединений серы и азота в воде.
“Б”– вследствие химического взаимодействия кислых соединений серы и азота с атмосферной водой.
“В” – вследствие синтеза оксидов серы и азота под действием атмосферной влаги.
|
|