4. Литосфера. Почвы. Твердые отходы,
ИХ УТИЛИЗАЦИЯ
Пример 4.1. В состав природных геохимических соединений входят различные минералы. Рассчитайте процентное содержание (массовую долю ω, %) элементов, входящих в состав магниевой слюды Mg3(OH)2[AlSi3O10].
Решение
1. Определяем молярную массу минерала.
М (Mg3(OH)2[AlSi3O10] = 24×3+2(16+1)+27+28×3+16×10 = 377 г.
2. Рассчитываем процентное содержание каждого элемента, входящего в состав минерала (массовую долю ω, %) принимая молярную массу магниевой слюды за 100 %.
377 Г минерала составляют 100 %
24 г Mg –«– –«– –«– Х
ω (Mg),
% = Х
=
= 6,37 %.
Так как атомов магния в минерале 3, то процентное содержание всего магния составит 6,37×3 = 19,1 %.
Аналогично рассчитывается процентное содержание каждого элемента.
ω (О), % =
= 50,9 %;
ω (Н), % =
= 0,5 %;
ω (Al),
% =
= 7,2 %;
ω (Si),
% =
= 22,3 %.
Ответ: % содержание элементов (массовая доля) в магниевой слюде составляет: Mg – 19,1; О – 50,9; Н – 0,5; Al – 7,2; Si – 22,3.
Пример 4.2. Для повышения плодородия почвы на площади 4 га требуется внесение удобрения в виде сульфата аммония (NH4)2SO4. Рассчитайте массу азота, полученного почвой при норме внесения сульфата аммония 0,025 кг/м2.
Решение
1. Рассчитаем массу сульфата аммония, вносимого на 4 га.
0,025 кг/м2×4 га = 0,025 кг/м2×4×104 м2 = 1×103 кг.
2. Определим соотношение молярных масс азота и сульфата аммония:
М(N)
= 14 г/моль; М((NH4)2SO4)
= 2(14+1×4)+32+16×4 = 132 г/моль;
.
3. Масса азота, вносимого на площади 4 га при указанной норме сульфата аммония, составит
m (N) = 1×103 кг × 0,21 = 210 кг.
Пример 4.3. Определите какое из приведенных веществ: CdF2; (NH4)2SO4; SiCl4, входящих в состав твердых отходов, является наиболее вредным и за счет какого элемента? Пользуясь данными табл. П.1 приведите класс опасности и ПДК этого вещества. Опишите воздействие его на человека.
Решение
По степени воздействия на организм человека вещества I класса опасности являются чрезвычайно опасными, II класса – высоко опасными, III класса – умеренно опасными, IV класса – малоопасными. Пользуясь данными табл. П.1 приводим класс опасности и ПДК указанных веществ в виде таблицы (табл. 4.1).
Т а б л и ц а 4.1
№ |
Формула вещества |
Класс опасности |
ПДК, мг/м3 |
1 |
CdF2 |
1 |
0,01 |
2 |
(NH4)2SO4 |
3 |
10 |
3 |
SiCl4 |
2 |
0,5 |
Из анализа приведенных данных наиболее вредным веществом следует считать фторид кадмия. Вредность CdF2 обусловлена действием кадмия, так как все соединения, содержащие данный элемент, отнесены к I группе опасности. Дополнительное влияние оказывает и фторид-ион, так как большинство соединений, содержащих данный элемент, отнесено ко II группе опасности. Выбор наиболее вредного из трех рассматриваемых веществ подтверждается значениями ПДК. Так, наименьшее значение данного параметра установлено для CdF2.
По степени воздействия на организм CdF2 является чрезвычайно опасным, SiCl4 высокоопасным, (NH4)2SO4 – умеренно опасным веществом.
Пример 4.4. Опишите механизм действия и принципиальную схему аппарата, применяемого для отделения твердой фазы. Аппарат – напорный гидроциклон.