Bài tập Hóa kĩ thuật môi trường
BÀI TẬP HÓA KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG
CHƯƠNG 1
Câu 1: what are the main features of the Cacbon cycle?
This cycle shows that carbon may be present as gaseous atmospheric CO2,
constituting a relatively small but highly significant portion of global carbon. Some of
the carbon is dissolved in surface water and groundwater as HCO3 - or molecular
CO2. A very large amount of carbon is present in minerals, particularly calcium and
magnesium carbonates such as CaCO3. Photosynthesis fixes inorganic C as
biological carbon, represented as {CH2O}, which is a consituent of all life
molecules. Another fraction of carbon is fixed as petroleum and natural gas, with a
much larger amount as hydrocarbonaceous kerogen (the organic matter in oil
shale), coal, and lignite, represented as CxH2x.
An important aspect of the carbon cycle is that it is the cycle by which solar energy
is transferred to biological systems and ultimately to the geosphere and
anthrosphere as fossil carbon and fossil fuels. Organic, or biological, carbon,
{CH2O}, is contained in energy-rich molecules that can react biochemically with
molecular oxygen, O2, to regenerate carbon dioxide and produce energy. This can
occur biochemically in an organism through aerobic respiration, or it may occur as
combustion, such as when wood or fossil fuels are burned.
Câu 2: describe the role of organisms in the Nitrogen cycle.
The production of gaseous N2 and N2O by microorganisms and the evolution of
these gases to the atmosphere completes the nitrogen cycle through a process
called denitrification.
CHƯƠNG 2
Bài 1:
Câu 1: Tính khối lượng phân tử gam và đương lượng gam của:
a. NaNO3
Khối lượng phân tử gam: M=85
1
Đương lượng gam:Đ=85(g/eq)
b. MgCO3
Khối lượng phân tử gam: M=84
Đương lượng gam:Đ=42(g/eq)
c. CO2
Khối lượng phân tử gam: M=44
Đương lượng gam:Đ=22(g/eq)
d. K2HPO4
Khối lượng phân tử gam: M=174
Đương lượng gam:Đ=87(g/eq)
Câu 2:Tính khối lượng của KMnO4 được chứa trong bình thể tích 2l với nồng
độ 0,15M.
n=0,15*2=0.3(mol)
m=0,3*158=47,4(g)
Câu 3:Một mẫu nước có nồng độ ion bicacbonat là 19mg/l,pH=9,5. Xác định
độ kiềm tổng của mẫu nước này dưới dạng mg/l CaCO3.
Vì 8,3<9,5<10
-
Nên dung dịch chứa HCO3 và CO32-
Độ kiềm=(118*50/61)+(19*50/30)=128,39(mg/lCaCO3)
Câu 4:Cân bằng các phản ứng sau:
a. CaCl2+Na2CO3→CaCO3+NaCl
CaCl2+Na2CO3→CaCO3+2NaCl
b. Ca3(PO4)2+H3PO4→Ca(H2PO4)2
Ca3(PO4)2+4H3PO4→3Ca(H2PO4)2
c. MnO2+NaCl+H2SO4→MnSO4+H2O+Cl2+Na2SO4
MnO2+2NaCl+2H2SO4→MnSO4+2H2O+Cl2+Na2SO4
d. Ca(H2PO4)2+NaHCO3→CaHPO4+Na2HPO4+H2O+CO2
Ca(H2PO4)2+2NaHCO3→CaHPO4+Na2HPO4+2H2O+2CO2
Câu 5:Cần bao nhiêu mol H2SO4 để khi phản ứng với CaCO3 tạo ra 65g
CaSO4.
Phương trình phản ứng: H2SO4+CaCO3→CaSO4+H2O+CO2
Số mol n H2SO4=nCaSO4=65/136=0,478(mol)
Bài 2:
Câu 1:Tính khối lượng phân tử gam và đương lượng gam của
2
a. BaSO4
Khối lượng phân tử gam: M=233(g/mol)
Đương lượng gam:Đ=116,5(g/eq)
b. Na2CO3
Khối lượng phân tử gam: M=106(g/mol)
Đương lượng gam:Đ=53(g/eq)
c. H2SO4
Khối lượng phân tử gam: M=98(g/mol)
Đương lượng gam:Đ=49(g/eq)
d. Mg(OH)2
Khối lượng phân tử gam: M=58(g/mol)
Đương lượng gam:Đ=29(g/eq)
Câu 2:Tính khối lượng của KMnO4 được chứa trong bình thể tích 2l với nồng
độ 0,15M.
Số mol n=2*0,15=0,3(mol)
Khối lượng m=0,3*158=47,4(g)
Câu 3:Xác định độ cứng của nguồn nước ngầm:
[Ca2+]=125mg/l
[Mg2+]=18mg/l
Độ cứng=(125*50/20)+(18*50/12)=387,5(mg/lCaCO3)
Câu 4:Cân bằng các phản ứng sau:
a. FeS+HCl→FeCl2+H2S
FeS+2HCl→FeCl2+H2S
b. Cl2+KOH→KCl+KClO3+H2O
3Cl2+6KOH→5KCl+KClO3+3H2O
c. FeSO4+K2Cr2O7+H2SO4→Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K2SO4+H2O
6FeSO4+K2Cr2O7+7H2SO4→3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K2SO4+7H2O
d. Al2(SO4)3.14H2O+Ca(HCO3)2→Al(OH)3+CaSO4+H2O+CO2
Al2(SO4)3.14H2O+3Ca(HCO3)2→2Al(OH)3+3CaSO4+14H2O+6CO2
Câu 5:Có V1 HCl(A) chứa 9,25g HCl, V2 l HCl(B) chứa 5,475g HCl. Trộn A
và B được 2l C. Tính nồng độ A,B biết [A]-[B]=0,4
▫Theo đề ta có: [A]-[B]=0,4→9,25/36,5*V1-5,475/36,5*V2=0,4 (1)
V1+V2=2(l)
(2)
▫Giải hệ (1) và (2) ta được: V1=0,506(l)
V2=1,494(l)
▫Vậy nồng độ A là:[A]=9,25/36,5*0,506=0,5M
nồng độ B là :[B]=5,475/36,5*1,494=0,1M
3
Bài 3:
Câu 1: Tính nồng độ mol của dung dịch chứa 10g/ml của:
a. NaOH
CM=10/40=0,25M
b. Na2SO4
CM=10/142=0,07M
c. K2Cr2O7
CM=10/294=0,034M
d. KCl
CM=10/74,5=0,134M
Câu 2:Cân bằng các phản ứng sau:
a. Fe(OH)2+H2O+O2→Fe(OH)3
4Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3
b. KI+HNO2+H2SO4→NO+I2+K2SO4+H2O
2KI+2HNO2+H2SO4→2NO+I2+K2SO4+2H2O
c. H2C2O4+KMnO4+H2SO4→CO2+MnSO4+K2SO4+H2O
5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4→10CO2+2MnSO4+K2SO4+8H2O
d. SO2-+Fe3++H2O→SO42-+Fe2++H+
2-
SO2-+2Fe3++H2O→SO4 +2Fe2++H+
Câu 3:Cần bao nhiêu ml dung dịch NaOH 1N để pha thành 500ml dd NaOH
0,0227N?
C1V1=C2V2
V1=C2V2/C1 = 500*0,0227/1 = 11,35 (ml)
Câu 4:Tính khối lượng dung dịch KOH 7,93% cần thiết để khi hòa tan vào đó
47g K2O thành dung dịch KOH 21%.
Số mol K2O=47/94=0,5(mol)
Phương trình phản ứng:K2O+H2O→2KOH
0,5
1
(mol)
Khối lượng KOH=1*56=56(g)
Gọi khối lượng dung dịch KOH 7,93% là m:
Ta có:(7,93*m/100+56)/(m+47)=21/100
Vậy m=352,95(g)
Câu 5:Xác định độ cứng của nguồn nước ngầm:
[Ca2+]=150mg/l
[Mg2+]=30mg/l
Độ cứng của nguồn nước ngầm=150*50/20+30*50/12=500(mg/l CaCO3)
Bài 4:
4
Câu 1:Một mẫu nước có nồng độ ion bicacbonat là 118mg/l,ion cacbonat là
19mg/l,pH=9,5.Xác định độ kiềm tổng của mẫu nước này dưới dạng mg/l
CaCO3
Vì 8,3<9,5<10
-
Nên dung dịch chứa HCO3 và CO32-
Độ kiềm=(118*50/61)+(19*50/30)=128,39(mg/lCaCO3)
Câu 2:Cân bằng các phản ứng oxi hóa_khử
a. KMnO4+H2O2+H2SO4→K2SO4+MnSO4+O2+H2O
2KMnO4+5H2O2+3H2SO4→K2SO4+2MnSO4+5O2+8H2O
b. Cu2S+HNO3→Cu(NO3)2+H2SO4+NO+H2O
3Cu2S+22HNO3→6Cu(NO3)2+3H2SO4+10NO+8H2O
c. FeSO4+H2O2+H2SO4→Fe2(SO4)3+H2O
2FeSO4+H2O2+H2SO4→Fe2(SO4)3+2H2O
d. Al2(SO4)3.14H2O+Ca(HCO3)2→Al(OH)3+CaSO4+H2O+CO2
Al2(SO4)3.14H2O+3Ca(HCO3)2→2Al(OH)3+3CaSO4+14H2O+6CO2
Câu 3:Tính khối lượng dung dịch KOH 7,93% cần thiết để khi hòa tan vào đó
47g K2O thành dung dịch KOH 21%.
Số mol K2O=47/94=0,5(mol)
Phương trình phản ứng:K2O+H2O→2KOH
0,5
1
(mol)
Khối lượng KOH=1*56=56(g)
Gọi khối lượng dung dịch KOH 7,93% là m:
Ta có:(7,93*m/100+56)/(m+47)=21/100
Vậy m=352,95(g)
Câu 4:V HCl 38%=? (d=1,194g/l); V HCl 8%=? (d=1,039g/l) để pha chế 4l dung
dịch HCl 20%, d=1,2.
Gọi VHCl 38% là V1 :VHCl 8 % là V2
Theo đề bài ta có:V1+V2=4(l)
1,194*38%*V1+1,039*8%*V2=4*1,2*20% (2)
Giải (1) và (2) ta được :V1=1,693(l)
(1)
V2=2,307(l)
Câu 5:Một mẫu nước có nồng độ ion Ca2+ là 44mg/l, Mg2+là 19mg/l. Xác định
độ cứng tổng cộng của mẫu nước này.
Độ cứng tổng cộng=44*50/20+19*50/12=189,17(mg/l CaCO3)
CHƯƠNG 3:
5
Câu 1:Ý nghĩa của hóa học phân tích định tính và định lượng?
-Nhờ phân tích định tính,ta xác định được chất phân tích gồm những nguyên tố
hóa học nào, những ion,những nhóm nguyên tử hoặc phân tử tham gia vào thành
phần chất phân tích.
-Nhờ phân tích định lượng,ta xác định thành phần về lượng các hợp phần của hợp
chất đã cho hoặc của hỗn hợp các chất.
Câu 2:Nhiệm vụ của hóa học phân tích trong lĩnh vực môi trường?
• Phát hiện định tính các nguyên tố hoặc các hợp chất cần tìm.
• Xác định hàm lượng các chất khác nhau.
• Kết tủa các hợp chất ít tan.
• Chuyển các dạng oxy hóa thấp của các nguyên tố khác nhau thành các dạng
oxy hóa cao.
• Khử các dạng oxy hóa cao xuống các dạng oxy hóa thấp.
• Tách các nguyên tố hoặc các hợp chất và phân tích các hỗn hợp.
• Che các nguyên tố ngăn cản sự xác định nào đó.
• Chuyển các nguyên tố hoặc các hợp chất về dạng phức chất.
CHƯƠNG 4:
Câu 1:Ý nghĩa của các phương pháp phân tích dụng cụ?
Phương pháp phân tích dụng cụ là phương pháp mới tiên tiến áp dụng máy
móc kỹ thuật tiên tiến hiện đại . Kết quả của phép phân tích rất chính xác và
rõ ràng giúp cho người thực hành quan sát dễ dàng hơn kết quả phản ánh
đúng yêu cầu thực trạng cần đo đạc.
Câu 2:Ưu và nhược điểm của các phương pháp phân tích dụng cụ?
• Phương pháp sắc ký
Ưu điểm:
Nhược điểm:
- Được sử dụng rộng rãi để tách và
làm giàu các cấu tử riêng
- Đôi khi sử dụng không thuận lợi
vì dung dịch các cấu tử thu được
quá loãng
- Có thể tách và xác định được
những lượng nhỏ trong hỗn hợp
phức tạp
• Phương pháp khối phổ
Ưu điểm:
Nhược điểm:
- Độ nhạy cao nên dùng xác định
lượng vì tạp chất của các nguyên
tó khác nhau trong các kim loại
và phi kim có độ tinh khiết cao
- Sai số lớn ± 5 – 20%
- Không phải tất cả các nguyên tố
đều có thể xác định được
- Ưu điểm hơn các phương pháp
khác khi tách hoàn toàn chất
nghiên cứu từ hỗn hợp phân tích
gặp khó khăn hoặc không thực
hiện được
- Giải quyết được nhiều vấn đề khó
khăn trong phân tích, cung cấp
nhiều kiến thức về thiên nhiên và
sự tồn tại của các sinh vật hữu cơ
và trong việc điều khiển sự phát
triển của nó
Ưu điểm:
Nhược điểm:
- Không đòi hỏi phải thêm các chất
lạ vào dd phân tích
- Do tồn tại dòng tụ điện nên nồng
độ xác định được chỉ đạt đến 10-6
đối với hầu hết các chất, và n.10-7
đối với chất thành phần của hệ
điện hóa thuận nghịch
- Có thể tách các tạp chất khỏi các
cấu tử chính khi phân tích các KL
màu, các hợp kim của chúng
Chưa đáp ứng được yêu cầu
phân tích trong nghành môi
trường (đòi hỏi độ chính xác
cỡ ppb và nhỏ hơn nữa)
•
- Có thể tách được các hỗn hợp
phức tạp gồm nhiều ion khác
nhau, chúng có khả năng bị kết
tủa điện hóa, bằng cách chọn chất
điện ly thích hợp hoặc tiến hành
điện phân có sự điều chỉnh tự
động thế điện cực
- Các phương pháp hiện đại có độ
nhạy cao nhưng đòi hỏi thiết bị
đắt tiền
CHƯƠNG 5: ĐỘ ĐỤC
Câu 1: Giải thích đặc tính tự nhiên của các vật liệu gây ra độ đục trong nước:
a) Nước sông trong giai đoạn bị lũ lụt
Trong mù lũ một khối lượng lớn của lớp đất bờ mặt bị rửa trôi vào dòng
sông gây nên độ đục
b) Nước sông bị ô nhiễm
Các hoạt động nông nghiệp,nạn phá rừng gây xói mòn đất và các hoạt động
khác gây đục nước sông
Sự tăng trưởng của vi sinh vật cũng làm tăng độ đục của nước
c) Nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt sau xử lý hoặc chưa được xử lý từ các vùng đô
thị.Thành phố thải vào nguồn tiếp nhận ( kênh,rạch,sông,suối) gây nên độ
đục
Câu 2: Tại sao về mặt tổng quát không có mối tương quan giữ độ đục và chất
lơ lửng trong mẫu nước phân tích?
8
Tại vì nó chỉ đúng trong một số trường hợp nhất định,chỉ đúng với một số
loại nước thải
CHƯƠNG 6: ĐỘ MÀU
Câu 1: Nguyên nhân gây ra độ màu trong nước?
Do các chất bẩn trong nước tạo nên như các chất hòa tan, các chất dạng hạt
keo,các chất lơ lửng trong nước
Do các mảnh vụn hữu cơ như lá cây,gỗ,chất xơ,sản phẩm của quá trình phân
hủy chất hữu cơ
Do sản phẩm phân hủy của lignin như tannin,acid humate va humate
Sự có mặt 1 số kim loại và hợp kim như sắt,nhôm cũng gây ra độ màu cho
nước
Câu 2: Sự khác nhau giữa độ màu thật và độ màu biểu kiến?
Màu thật của nước là màu tạo ra do các chất hòa tan hoặc các chất dạng hạt keo
hoặc sản phẩm của quá trình phân hủy thực vật hoặc chất hữu cơ
Độ màu biểu kiến (màu bên ngoài ) của nước là do các chất lơ lửng trong nước
tạo nên
=> Độ màu tự nhiên (màu thật) trong nước do các hạt keo mang điện tích âm
gây ra nên việc khử độ màu thường được thực hiện dễ dàng hơn bằng quá trình
keo tụ với các loại muối kim loại hơn dộ màu biểu kiến
Câu 3:Giới hạn khi xác định độ màu là gì? Tại sao cần có bộ tiêu chuẩn để
xác định độ màu?
Giới hạn khi xác định độ màu thường được sử dụng để so sánh độ màu là bộ
ống Nessler
=>thường là 1 ống đựng dung dịch K2PtCl6 chứa 500 mg/L (500 đơn vị) với chỉ
tiêu đánh giá từ 0 đến 70 đơn vị để xác định phương pháp phân tích như : mẫu
nước có độ màu nhỏ hơn 70 đơn vị được phân tích bằng so sánh trực tiếp với các
tiêu chuẩn đã xác định. Các mẫu có độ màu lớn hơn 70 đơn vị phải pha loãng với
nước cất để đo màu của mẫu nước cần đo (đã pha loãng) nằm trong dãy tiêu
chuẩn, sau đó tính toán độ màu bằng các hệ số hiệu chỉnh
9
Cần có bộ tiêu chuẩn để xác định độ màu để tránh việc sai xót trong phân tích
do sự có mặt của các chất lơ lửng
Câu 4:Đơn vị tiêu chuẩn xác định độ màu là gì?
Là độ màu do 1 mg Pt/L ( theo K2PtCl6) tạo ra trong nước tương đương 1 đơn
vị chuẩn của độ màu
Đơn vị thường dùng là Platin – Coban ( Pt – Co)
CHƯƠNG 7: PH – ĐỘ ACID – ĐỘ KIỀM
Câu 1: Mối quan hệ:
a) Giữa pH và nồng độ H+
PH = -lg[H+]. Khi [H+] tăng thì pH giảm
b) Giữa pH và nồng độ OH-
pH = 14 – pOH =14+ lg[OH-]
Câu 2: Xác định giá trị pH của dung dich chứa:
a) 1.008 g H+/l
[H+] = 1mol/l pH = 0
b) 0.1008 g H+/l
[H+] = 0.1mo/l pH = 1
c) 1.7×10-8 g OH-/l
[OH-] = (1.7×10-8)/17 = 10-9 pOH = 9 pH = 5
Câu 3: Một dung dịch có pH là 4.0 và một dd khác có pH là 6.0.
a) Nồng độ H+
b) Nồng độ OH- trong mỗi dung dịch
pH =4 pOH = 10 [H+] = 10-4 ; [OH-] = 10-10
pH =6 pOH = 8 [H+] = 10-6 ; [OH-] = 10-8
Câu 4: Khi giá trị pH giảm đi một đơn vị nồng độ H+ tăng lên như thế nào?
Khi giá trị pH giảm đi 1 đơn vị nồng độ H+ tăng lên 10 lần
pH = n [H+] = 10-n
pH = n – 1 [H+] = 101-n
Câu 5: Khi nồng độ H+ giảm 50% thì giá trị pH gia tăng như thế nào?
[H+] = 10-n pH = n; [H+] = 10-n/2 pH = n + lg2
Câu 6: Có thể xác định được pH khi biết độ axit hay không, tại sao?
Có, vì ta có thể xác định H+ được nồng độ , từ đó tính được độ pH
10
Câu 7: Một mẫu nước được lấy tại hiện trường có pH là 6.8 . Khi mẫu mang
về phòng thí nghiệm phân tích pH tăng lên 7.5. Nêu lí do có thể dẫn đến sự
thay đổi này?
Vì CO2 thoát ra ngoài môi trường.
Câu 8: Một số mẫu nước được phân tích có các giá trị pH như sau: 5.5, 3.0,
-
11.2, 8.5, 7.4 và 9.0. Có thể kết luận gì về sự hiện diện độ kiềm HCO3 , CO32-,
OH- trong mỗi mẫu nước được phân tích?
Do quá trình bay hơi CO2 dẫn đến nồng độ H+ giảm nên pH tăng
CHƯƠNG 8: ĐỘ CỨNG
Câu 1: Độ cứng trong nước là gì? Nguyên nhân gây ra độ cứng?
- Độ cứng trong nước được hiểu thông thường là khả năng tạo bọt của nước
với xà phòng.
Ion Ca2+ và Mg2+ trong nước sẽ tạo kết tủa với xà phòng làm giảm sức căn
bề mặt và phá hủy đặc tính tạo bọt tạo thành nước cứng.
- Nguyên nhân gây ra độ cứng:
Độ cứng gây ra do các ion hóa trị II.
Do có mặt nhiều Ca2+ và Mg2+ trong nước thiên nhiên.
Câu 2: Một mẫu nước được phân tích có các nồng độ ion như sau:
mg/L
20
30
5
mg/L
40
67
0
Na+
K+
Ca2+
Mg2+
Sr2+
Cl-
-
HCO3
CO32-
SO42-
NO3-
10
2
5
10
Xác định độ cứng tổng cộng? Độ cứng carbonat? Độ cứng phi carbonat theo
mg/l CaCO3?
- Độ cứng:
• Ca2+ : 5.50/20 = 12,5
11
• Mg2+ : 10.50/12,2 = 40,98
• Sr2+ : 2.50/43,8 = 2,28
Độ cứng tổng cộng: 12,5 + 40,98 + 2,28 = 55,76
-
- Độ kiềm: HCO3 + CO32- = 67 + 0 = 67 > 55,76
Độ cứng carbonat = 55,76
Độ cứng phi carbonat = 55.76 – 55,76 = 0
CHƯƠNG 9 : CHLORINE
Câu 1: Tại sao xác định hàm lượng dư chất khử trùng đóng vai trò quan
trọng trong thực tiễn xử lí nước cấp?
Xác định nhu cầu thuốc khử trùng của nước hoặc nước thải là một chú ý quan
trọng trong thiết kế. nó phục vụ như là cơ sở để xác định năng lực của các đơn vị
cần khử trùng, tổng số lượng thuốc khử trùng cần dùng, các loại hình vận chuyển
container, và các vật phụ cần thiết để xử lí và lưu trữ.
Thuốc khử trùng dư được sử dụng phổ biến trong thực tế khử trùng để kiểm
soát bổ sung các chất khử trùng để đảm bảo khử trùng hiệu quả mà không có chất
thải hóa học. Chúng cũng được dùng để kiểm soát khử trùng các chất thải trong
nước và công nghiệp và thường ngay lập tức được các tiêu chí duy nhất có sẵn để
xác định mục tiêu, có hoặc không mong muốn đạt được.
Câu 2: So sánh ý nghĩa tương quan giữa hàm lượng chlorine dư và
chloramine dư trong thực tiễn sử lí nước cấp?
Với sự phát triển những kiến thức và ảnh hưởng của thuốc khử trùng liên
quan đến clo dư tự do và clo dư kết hợp, nó đã trở thành quan trọng để có cách
phân biệt và là tiêu chuẩn để đánh giá chúng. Có một số phương pháp mà hiện nay
có sẵn được sử dụng rộng rãi nhất là phương pháp định phân amperometric và
phương pháp DPD.
Câu 3: Ứng dụng của việc xác định nhu cầu clorine?
Nhu cầu clo của nước là sự khác biệt giũa số lượng clo áp dụng và số lượng
clo tự do, kết hợp hay tổng clo có sẵn còn lại ở cuối thời kì tiếp xúc. Nhu cầu clo
12
là khác nhau với các loại nước khác nhau và ngay cả với một loại nước nhất định
sẽ thay đổi với tổng lượng clo áp dụng mong muốn dư, thời gian tiếp xúc, pH và
nhiệt độ. Thử nghiệm này cần được tiến hành với clo hoặc với hypochlorites, phụ
thuộc vào hình thức sẽ được sử dụng trong thực tế.
Đo nhu cầu chlorine có thể dễ dàng thực hiện bằng cách xử lí một loạt các
mẫu của nước được biết đến nhưng cách dùng với liều lượng thay đổi của clo hoặc
hypochlorites. Các mẫu nước nên ở nhiệt độ trong phạm vi có lợi, và sau thời gian
tiếp xúc mong muốn, xác định clo dư trong mẫu sẽ chứng minh liều lượng đáp ứng
yêu cầu của các nhu cầu chlorine, trong điều kiện mong muốn.
Câu 4: Viết 3 phương trình phản ứng hóa học tạo ra nhu cầu chlorine.
Cl2
+
H2O →
HOCl +
HCl
Chlorine
HOCl
axit hypochloric
↔
H+ +
Cl-
Hypochloric acid
NH3 + HOCl →
Amonia
ion hypochlorite
NH2Cl
+
H2O
Monochloramine
Câu 5: Ý nghĩa của thời gian tiếp xúc? Hàm lượng chất khử trùng dư,và pH
là những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả khử trùng bằng quá trình chlorine
hóa?
- Thời gian tiếp xúc dài,sự cô đọng thấp và đủ khử trùng
- Thời gian tiếp xúc ngắn,sự cô đọng cao để hoàn thành việc khử trùng
- pH tăng,hiệu quả khử trùng thấp
- Thí nghiệm cho thấy:
+ Cl2 dư tự do, pH thấp làm tăng hiệu quả khử trùng
+ Sự cô đọng tốt hơn: Cl2 dư hơn Cl2 dư tự do
Câu 6: Sử dụng phương trình cân bằng chứng minh tại sao khi cho chlorine
vào trong nước,pH có khuynh hướng giảm,trong khi đó hypochlrite làm cho
pH có khuynh hướng tăng?
HOCL ↔ H+ + OCL-
- Khi cho chlorine thì pH sẽ giảm vì OCL- sẽ kết hợp với H+ làm cho H+ tănh
lên và dẫn đến pH+ giảm
- Khi cho HOCL vào thì pH tăng vì HOCL giải phóng H+ làm cho H+ tăng và
pH tăng
13
Câu 7: Tính toán một cách tương đối chlorine dư xuất hiện dưới dạng HOCL
và OCL- tại pH=6.8 và nhiệt độ bằng 20oC?
Dựa vào đồ thị ta tính được giá trị chlorine như sau:
HOCL: 78%
OCL- : 22%
Câu 8: Những điểm thuận lợi khi sử dụng ClO2 làm chất khử trùng so với Cl2.
Bất lợi của việc sử dụng ClO2 là gì?
Khí clo có lợi thế nhất định trên Clo tự do và hypochlorite. Đó như là một chất oxi
hóa có hiệu quả như acid hypochlorous và là một chất khử trùng đặt biệt tốt trong
các giá trị pH cao. Nó không thể kết hợp với Amonia để sản xuất chloramines
cũng không phải với hữu cơ tự nhiên để hình thành trihalomethanes chloroform
hoặc khác. Một lợi thế của khí clo là nó rất hiệu quả trong việc tiêu hủy các hợp
chất phenolic mà kết hợp với các loại khác của clo để tạo ra phenol của clo không
mong muốn hương vị sản xuất.
Nhược điểm: Việc sử dụng đắt tiền hơn của khí clo trong sử lí nước đã bị cản trở
bởi chi phí tương đối cao so với các hình thức khác của clo, và sự thiếu kinh
nghiệm với việc sử dụng nó. Chlorite có thể được hình thành trong nước khử trùng
bằng chlorine dioxide, và có một số lo ngại về ảnh hưởng sức khỏe. Cho đến
những lợi thế tương đối và bất lợi của một thuốc khử trùng mới được hiểu rõ, các
tiện ích nước là dễ hiễu thận trọng về việc thay đổi đến 1 phương pháp khử trùng
mới hơn.
CHƯƠNG 10: CHLORIDE
Câu 1: Ý nghĩa của sự hiện diện nồng độ cao Cl- trong nước cấp?
Hàm lượng Cl- cao ảnh hưởng đến kết cấu kim loại,gây độc hại đến con người
Nồng độ Cl- bị giới hạn là 250 mg/l nguồn nước cấp,trên nhiệt độ này,nước sẽ
có vị mặn.
Câu 2: Trình bày 3 phương pháp chuẩn xác định hàm lượng Cl-
Phương pháp phân định hiệu điện thế
14
- Sự thay đổi điện thế giữa điện cực so sánh và điện cực Clorua bạc
được quan sát trong khi mẫu được quan sát tronh khi mẫu được định phân
với dung dịch nitrat bạc.
- Clorua có mặt sẽ tạo thành phức với các ion bạc thêm vào dung dịch
khi tất cả clorua tạo phức nồng độ ion bạc tăng lên điện thế tăng
lên đột ngột việc định phân kết thúc.
Phương pháp cyanite sắt tự động.
- Ion thủy ngân trong dung dịch định phân thiocyanate Hg tạo dạng
phức hòa tan với clorua, giải phóng thiocyanate, thêm ion sắt ba để tạo
thiocyanate sắc ba màu cam đỏ, cường độ màu tỉ lệ với nồng độ clorua.
Phương pháp sắc kí ion: Phương pháp này hữu dụng đối với việc xác định
kết hợp của các anion có mặt trong hầu hết các loại nước tự.
CHƯƠNG 11: DO- BOC- COD- TOC
Câu 1: Tại sao phải duy trì hàm lượng oxy hòa tan trong các con sông và suối
ở một nồng độ nhất định?
Hàm lượng DO quan trọng cho việc duy trì điều kiện hiếu khí trong vùng nước
thiên nhiên và trong qua trình xử lí làm sạch nước thải trong nước và trong công
nghiệp.
Sự hòa tan oxy được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau sử dung trong việc
kiểm soát ô nhiễm sông suối.
Duy trì DO để thuận lợi cho sự phát triển của động vật, thực vật, sinh vật sống
dưới nước.
DO như một thông số trong kiểm soát tỉ lệ sục khí để duy trì điều kiện hiếu khí
vì DO điều chỉnh tốc độ hấp thụ oxi và tránh sử dụng quá nhiều năng lượng không
khí.
Câu 2: Nêu 2 lí do tại sao việc cố định hàm lượng oxi hòa tan cần phải thực
hiện trực tiếp tại hiện trường nếu có thể?
Sự cố định O2 diễn ra chậm ở nhiệt độ thấp. Nó cần thiết để tập hợp tất cả
vật chất, nguyên liệu kết thành cụm trong toàn dd giúp toàn bộ O2 có thể phản ứng.
15
Câu 3: Hai mẫu nước được lấy đòng thời tại một điểm trên sông đẻ xác định
hàm lượng oxi hòa tan. Mẫu thứ nhất được cố định tại hiện trường, mẫu 2
được mang về phòng TN phân tích. Nêu 2 yếu tố có thể gây ra hàm lượng
mẫu oxi hòa tan mẫu thứ 2 thấp hơn mẫu thứ nhất?
Mẫu thứ 2 sẽ thấp vì đem về nên trong đó hàm lượng oxi hòa tan có thể giảm
do xảy ra PƯHH trong không khí.
Câu 4: Thuận lợi của phương pháp xác định hàm lượng oxi hòa tan bằng
phương pháp điện cực màng so với phương pháp Winler? Bất lợi của phương
pháp điện cực màng là gì?
Thuận lợi:
- Có thể đo ngoài trời
- Không cần giám sát liên tục
- Khả thi trong việc đo DO trong nước thải có độ màu cao.
- Dễ dàng kiểm soát tốc độ làm thoáng (thội khí) trong quá trình sinh học.
Bất lợi:
- Điện cực chuẩn được đo bằng phương pháp Winker sai kéo theo phương
pháp điện cực màng sai.
- Điện cực nhạy với nhiệt độ
- Phải chuyển động điện cực đủ để tránh số đọc thấp do O2 mất đi ở màng khi
nó bị khử ở catot.
-
Câu 5: Mục đích của việc xác định BOD trong kiểm soát ô nhiễm nước để làm
gì?
Kết quả kiểm tra BOD được sử dụng rộng rãi để xác định mức độ ô nhiễm của
rác thải gia đình và công nghiệp cũng như mức yêu cầu O2 nếu được thải ra sông
suối trong điều kiện hiếu khí.
Kết quả BOD là một trong những điều kiện quan trọng nhất trong hoạt động
kiểm soát ô nhiễm sông suối.
Bài thử nghiệm quan trọng hàng đầu trong việc điều chỉnh và nghiên cứu thiết
kế để ước lượng khả năng tự làm sạch thủy vực.
Câu 6: Liệt kê 5 điều kiện cần thực hiện để có kết quả BOD đáng tin cậy?
- Mẫu phải được tránh khí
- Chất thải phải được pha loãng tới mức yêu cầu
16
- Điều kiện môi trường phù hợp với sự phát triển của vi khuẩn ở mọi thời
điểm
- Không có chất độc, cần nhiều chất dinh dưỡng thiết yếu: N2S, nguyên tố
vết…
- Cần có nhóm tập hợp các vi khuẩn -> “hạt giống”
-
Câu 7: Liệt kê 5 điều kiện trong quá trình pha loãng mẫu nước để xác định
giá trị BOD?
- Nước cất không được chứa chất độc ( Cl, Đồng ), pH nằm trong khoảng 6.5
– 8.5 không làm ảnh hưởng đến hoạt động sinh vật dị dưỡng, thường có chất
đệm (photphat ) để duy trí pH thuận lợi = 7.
- ĐIểu kiện thẩm thấu được duy trì bởi K2SO4 và Na2SO4 được thêm vào để
có khả năng đệm
- Thêm vào đó muối Ca và Mg cũng được thêm để tăng trọng lượng muối.
- Thực nghiệm chứng tỏ cần 2ml nước thải/1l nước để pha loãng. Nước sông
cũng được sử dụng nhưng phải tránh sử dụng nước có chứa tảo hoặc vi
khuẩn nitrat hóa.
- Nước pha loãng cần làm thoáng khí để làm bão hòa nó bằng oxi.
-
Câu 8:Giải thích một mẫu nước sông có nhiệt độ thấp hơn 200C được tìm sử
lý bằng nào trước khi xác định giá trị BOD?
Ở nhiệt độ thấp hơn 200C,tỉ lệ sinh sản của vi khuẩn thấp,dẫn đến không đáp
ứng đủ nhu cầu sản xuất oxi cho đến khoảng 8 đến 10 ngày trong các thực nghiệm
BOD.Khi sinh vật được hình thành,chúng oxi hóa nito dưới dạng NH3 thành nitrat
và axit nitric
2NH3 + 3O2 → 2NO2- + 2H+ + 2H2O
2NO2- + O2 +2H+→ 2NO3- + 2H+
Câu 9: Giải thích quá trình kích hoạt (seed) được thực như thế nào trong
trường hơp xác định giá trị BOD mẫu nước thải công nghiệp khó oxi hóa
bằng phương pháp sinh học?
Nước pha loãng chứa tất cả những chất chủ yếu để xác định BOD trừ VSV
cần thiết. Nhiều chất được dùng làm seed, kinh nghiệm cho thấy rằng nước thải
sinh hoạt, đặt biêt là nước từ hệ thống cống chung là thích hợp. Thường dùng 2 ml
17
nước thải cho 1 lít nước pha loãng. Một số loại nước sông cũng thỏa yêu cầu
nhưng phải cẩn thận, tránh dùng nước có chứa Nito được đo nên cần phải loại nito
Trong trường hợp cần cung cấp “seed” nước pha loãng cần phải được hòa trộn với
seed và các chất dinh dưỡng trước khi thí nghiệm để đảm bảo tính đồng nhất của
nước pha loãng sử dụng
Cuối cùng nước pha loãng phải được súc khí đến khi đạt bão hòa oxy trước khi sử
dụng
Câu 10: giải thích tại sao không nên sử dụng phương pháp xác định BOD
thông thường trong trường hợp mẫu nước có chứa nhiều nitrogenous có tiềm
năng sử dụng oxi trong mẫu nước thải?
Vì quá trình oxi hóa sinh hóa của nitrogenous vô cơ có thể loại bỏ các oxi
hóa hòa tan trong dòng suối và được kiễm tra bởi các kĩ sư. Điều này không
phải là mong muốn khi đo BOD. Bởi vì amonia nitrogen được thêm vào BOD
sẽ pha loãng nước như là 1 chất dinh dưỡng cần thiết. và quá trình oxi hóa của
nó có thể dẫn đến kết luận sai, khi đánh giá kết quả phân tích của chất thải và
các hình thức khác nhau.
Sự ảnh hưởng được gây ra bởi các sự nitrit dẫn đến việc không thể đo
lường cacbonat thực tế.
Sự ảnh hưởng gây ra bởi các vi khuẩn là lí do chính để chọn khoảng thời
gian là 5 ngày ủ cho các thực nghiệm BOD.
Câu 11: Trình bày 3 phương pháp có thể sử dụng để kiểm soát quá trình
nitrat hóa trong quá trình xác định giá trị BOD5?
- Bộ lọc nhỏ giọt
- Qúa trình kích hoạt bùn
- Sử dụng tác nhân ức chế: 2-cloro-6 (trichloro methyl) pyridine (tcmp)
-
Câu 12: Tronh những yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ oxi hóa sinh hóa trong
quá trình xác định BOD
Sự biến đổi giá trị không để lại cơ mhooij quan trọng cho sự suy xét như là tại
sao trong sự khác nhau của tốc độ phản ứng xảy ra.Hai nhân tố quan trọng nhất và
rất phức tạp: chất hưu cơ tự nhiên và khả năng hiện diện của sinh vật để sử dụng
chất hữu cơ.
18
Nhân tố khác làm ảnh hưởng đến tốc độ BOD là nhiệt độ
Câu 13: Protozoa đóng vai trò quan trọng như thế nào trong quá trình xác
định BOD?
Sự liên tục của hoạt động sinh hóa có thể giải thích như sau:
- Trong suốt 1 hay 2 ngày đầu tiên của thời kì ủ, những vật chất hữu cơ nhanh
chóng được phân hủy bởi các tế bào vi khuẩn, khoảng 30 – 50% là bị oxi
hóa và phần còn lại thì được biến đổi thành tế bào vi khuẩn.Khi sự chuyển
đổi này hoàn tất điểm cao nhất tỷ lệ của quá trình oxi hóa giảm là do pha hô
hấp nội bào của quá trình trao đổi chất trong tế bào vi khuẩn.
- Trong vòng 1,2 ngày,sự tăng trung bình của quá trình oxi hóa là do sự gia
tăng số động vật nguyên sinh có trong thực phẩm phân hủy các động vật săn
mồi.
-
Câu 14: 1 mẫu nước thải được ủ 7 ngày có giá trị BOD7 là 208 mg/l ( giả sử
hàng số k = 0.15/ngày)
a) Xác định giá trị BOD5
b) Xác định giá trị BOD10
c) Gía trị BODu ( hữu dụng) của mẫu nước thải này.
BODt = UBOD * ( 1 – e-kt )
BOD7 = UBOD * ( 1 – e-7k ) = 208 UBOD = 319.97 mg/l
a) BOD5 = UBOD * (1- e-5k ) = 168.826 mg/l
b) BOD10 = UBOD * (1- e-10k ) = 248.58 mg/l
c) BODU = UBOD * ( 1 – e-uk )
Câu 15: Nêu 4 ứng dụng khác nhau trong việc xác định giá trị COD trong
lĩnh vực công nghệ môi trường?
Thử nghiệm COD được sử dụng rộng rãi trong việc phân tích chất thải
công nghiệp. Nó đặt biệt có giá trị trong các cuộc điều tra, để thiết kế xác định,
kiểm soát thiệt hại cho các hệ thống thoát nước.
Các kết quả có thể thu được trong thời gian tương đối ngắn. Các biện pháp
thực hiện để sửa chữa, thiếu soát vào thời gian trong quá trình xảy ra.
Kết hợp với các thử nghiệm BOD, COD về các thử nghiệm hữu ích trong
việc chỉ ra điều kiện độc hại về sự hiện diện của kháng thể hữu cơ sinh học.
Thử nghiệm này được sử dụng rộng rãi hoạt động có tốc độ hiệu quả.
19
Câu 16: Những hợp chất hữu cơ nào thường không bị oxi hóa khi xác định
giá trị COD?
Phân tử axit béo thấp không bị oxi hóa bởi dicromat trừ khi có chất xúc tát
hiện diện.
Ion bạc có hiệu quả trong dung tích hydrocacbon.
Hyrocacbon thơm không bị oxi hóa bởi pyridin.
Câu 17: Kết quả phân tích giá trị COD sẽ cao hơn, thấp hơn hoặc không thay
đổi trong các điều kiện sau đây? Giải thích lý do tại sao?
a) HgSO4 cho vào mẫu?
Loại trừ khả năng gây sai số do Cl- =>có thể cho kết quả cao hơn hoặc
thấp hơn nhưng chính xác hơn
b) Ag2SO4 cho vào mẫu?
Làm tác nhân xúc tác ôxy hóa chất béo => kết quả không thay đổi
Câu 18:Tại sao giá trị BOD và COD thường khác nhau khi sử dụng cùng 1
mẫu nước thải để phân tích ?
Vì đây là hai nhu cầu ôxy hóa khác nhau, 1 là nhu cầu cho VSV và 1 là
nhu cầu cho ôxy hóa các chất hữu cơ do các chất oxy hóa mạnh.
Câu 19: Ước tính giá trị COD về mặt lí thuyết mẫu chất thải chứa 300mg/l
a) Ethyl alcohol?
C2H5OH
300/46
+
3O2
→
2CO2 +
3H2O
(300 3)/46
→ COD = (300 3 32)/46 = 626 mg/l
b) Phenol?
C6H5OH
+
7O2
→
6CO2 +
3H2O
→COD = (300 7 32)/94 = 714.9 mg/l
Câu 20: a) Ước tính giá trị COD của mẫu chất thải chứa 500 mg/l butanol?
C4H9OH 6O2 → 4CO2 + 5H2O
→ COD = (500*6*32)/74 = 1297 mg/l
+
b)Nếu phức chất có khả năng phân hủy bằng phương pháp sinh học ước
tính giá trị BOD5 của mẫu nước thải?
BOD5 = UBOD( 1 – e-5k) = 183.21 mg/l
20
Tải về để xem bản đầy đủ
29 trang
15660
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài tập Hóa kĩ thuật môi trường", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_tap_hoa_ki_thuat_moi_truong.pdf
