5. Очистка и утилизация отходящих газов
Пример 5.1. При абсорбции SO2 известковым молоком (Са(ОН)2) поглощено 0,64 кг SO2. Сколько л известкового молока израсходовано, если концентрация его 10 % (масс.), а плотность 1,12 г/мл?
Решение
Записываем уравнение реакции:
SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O.
По уравнению реакции 1 моль SO2 реагирует с 1 молем Са(ОН)2. Рассчитываем молярные массы участников реакции:
М(SO2) = 32 + 2×16 = 64 г/моль;
М(Са(ОН)2) = 40 + 2×16 + 2×1 = 74 г/моль.
0,64 кг SO2
составляет:
.
Значит количество необходимого Са(ОН)2 тоже составляет 10 моль, т. е. 740 г.
Рассчитываем массу известкового молока:
в 100 г раствора содержится 10 г Са(ОН)2
в Х -«- -«- -«- -«- 740 г
Х = 7400 г.
Рассчитываем объем израсходованного известкового молока:
V
=
.
Пример 5.2. Какой объем промышленного газа, содержащего 15 % (объем.) оксида углерода подвергнуто каталитической очистке, если получено 1,5 м3 метана (н.у.)?
Решение
1. Записываем уравнение реакции:
СО + 3Н2 → СН4 + Н2О.
По уравнению реакции из 1 моля СО получается 1 моль СН4. Так как 1 моль любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л, то соотношение объемов газов в уравнении реакции равно соотношению числа их молей в реакции. Т. е. объем оксида углерода равен объему полученного метана
V(CO) = 1,5 м3.
2. Находим, какой объем промышленного газа затрачен на получение 1,5 м3 СН4?
В 100 м3 содержится 15 м3 СО
В Х -«- -«- -«- 1,5 м3 СО
Х = 10 м3 (промышленного газа).
Пример 5.3. Газовая смесь содержит СО2, СО, О2, N2. При анализе 100 мл смеси методом химического поглощения получены следующие результаты
-
Компонент
Кол-во газа после поглощения
СО2
82,80
О2
82,20
СО
73,20
N2
73,20
Определите количественный состав смеси (объемный %), если происходит последовательное поглощение газов из смеси, а N2 не поглощается.
Решение
Содержание компонентов газовой смеси mА вычисляют в % (объем.) по формуле:
mА
=
×100.
V
=
%;
=
%;
=
%;
= 73,20 %.
Пример 5.4. Вычислите объем кислорода, который расходуется и объем «парникового» газа (углекислого), выделяющегося при полном сгорании 112 л циклооктатриена С8Н8 (г).
Решение
Составляем уравнение реакции полного сгорания С8Н8. Расставляем коэффициенты.
С8Н8 + 10 О2 → 8СО2 + 4Н2О.
По закону Гей-Люссака объемы газов, вступающих в реакцию, относятся между собой, а также к объемам получающихся газообразных веществ как простые целые числа. Из уравнения реакции следует, что при сгорании 1 моля циклооктатриена расходуется 10 молей кислорода и выделяется 8 молей углекислого газа.
Отсюда: при сгорании 112 л С8Н8 расходуется 10×112 л = 1120 л кислорода и выделится 8×112 л = 696 л углекислого газа (СО2).
Пример 5.5. Вычислите объем кислорода, который расходуется и объем «парникового» газа (углекислого), выделяющегося при полном сгорании 14,2 кг декана С10Н22 (т).