Упражнение 4

Упражнение 4

На бессточное озеро (рН воды в нем 6,7) площадью (S) 12 км² и средней глубиной (Н) 3 м выпало в течение нескольких часов 30 мм кислых дождевых осадков (h). Требуется:

а) рассчитать величину рН воды в озере после дождя при условии полного смешения озерной и дождевой воды (исходную щелочность озерной воды, обусловливающую частичную нейтрализацию ионов водорода, поступающих в природные воды с атмосферными осадками не учитываем), оценить опасность данного закисления воды для гидробионтов озера;

б) определить массу серной и азотной кислот, поступивших в озеро с дождевой водой, исходя из того, что с первой и второй из них в озеро поступило соответственно 60 % и 40 % массы активных ионов водорода, содержавшихся в дождевом осадке.

Возможный дополнительный приток дождевой воды в озеро с его водосборной площади при выполнении задания не учитывается.

Указания по расчету см. в упражнении 6.

Указания к выполнению упражнений 4...6

Кислыми считаются осадки, величина рН которых менее 5,6. рН - это водородный показатель воды, характеризующий содержание в ней активных ионов водорода (H⁺). Численно рН= -Ig[H⁺], где концентрация H⁺ выражена в моль/дм³ (моль/л) воды. Поскольку моль H равен 1 г, то для разбавленных водных растворов можно принимать, что рН = -lg[H⁺], где [H⁺] выражена в г/л.

Например, при рН 5,5 концентрация H в воде составляет 10^-5,5 г/л = 0,0000032 г/л = 0,0032 мг/л (проверьте на калькуляторе самостоятельно). Соответственно, если известно, что концентрация H⁺ в воде равна, например, 0,000355 г/л, то рН= -/g3,55•10^-4 = 3,45.

При изменении рН на единицу содержание H в воде изменяется в 10 раз.

Массы кислот, поступивших в озеро с дождевой водой, рассчитывают по значению их химических эквивалентов. Пример: в результате введения соляной кислоты (HCl) в какой-то объем воды масса активных ионов водорода составила в ней 0,1 г. При условии полной диссоциации НС1 это значит, что в воду введено 0,1•36,5 = 3,65 г этой кислоты (в одном моле НС1, равном 36,5 г, содержится 1 г ионов водорода).

Литература [4, 8].