Изчисляване на концентрацията във въздуха на летливи компоненти на отпадъците

Установяването на класа на опасност на отпадъците, както вече беше отбелязано, не определя максималната концентрация на летливия им компонент във въздуха за тези условия. В същото време по-горе беше споменато, че тази стойност може многократно да надвишава MPCr.z. или MPC.v .. Следователно, ако е известно налягането на наситените пари при температура 20 0 C, тогава максималната възможна концентрация на вещество при тези условия трябва да се изчисли по формулата

C = . (8)

Ако налягането на наситените пари е установено за други температури, препоръчително е да използвате уравнението

С = , (9)

където С е максимално възможната концентрация на компонента при дадени условия; M е моларната маса на веществото; Р – налягане на наситената пара, mm. rt. Изкуство.; T е температурата по скалата на Келвин.

Последните две зависимости са получени на базата на уравнението на Менделеев-Клапейрон

PiV =

важи за идеални газове. Приложимо е при общо налягане на газовата смес не повече от 1 атмосфера (760 mm Hg или 1,0135 × 10 5 Pa), Pi, mi и Mi са съответно парциалното налягане, масата и моларната маса на i-тия компонент на газовата смес. Тъй като в екологичната практика масата на токсично вещество обикновено се оценява на 1 m 3, пренаписваме последното уравнение във формата:

. (10)

При следващите трансформации ще пропуснем индекса, за да не претрупваме записа, а съотношението mi / V ще бъде означено с C (масова концентрация). Тогава имаме:

C = . (единадесет)

В Международната система мерни единици като единица за налягане се използва Pa, а наредбата на Министерството на здравеопазването на България препоръчва mm. rt. Изкуство. Тъй като 1,0135 × 10 5 Pa съответства на 760 mm. rt. чл., след това 1 мм. rt. Изкуство. равно на 133.4 Pa; R \u003d 8,31 J × mol -1 × K -1, [m] - g (или 10 3 mg).

За температура от 20 0 C (293 K) имаме

C = ,

което корелира добре с уравнение (8) по-горе за подобни условия. Може да се пренапише, донякъде опростено:

C \u003d 54,8 × P × M, mg / m 3

C \u003d 54,6 × P × M, mg / m 3,

ако в знаменателя е 18,25, закръглете до 18,3.

Получаваме уравнение (9), валидно за всяка произволна температура T (t + 273), базирано на зависимостта (11)

C =

C =

C = ,

където, припомнете си, P е в mm. rt. Чл., t - 0 С.

По този начин, за да се изчисли стойността на концентрация С на замърсител, е необходимо да се знае налягането на неговите наситени пари, чието изчисляване се извършва по следния начин. За целта се използват емпирични уравнения от вида:

log P = A - (12) и log P = A - (13)

A, B и C3 са константи. За всяко конкретно вещество се избира едно от уравненията (12) или (13) и се използват съответните константи, заимствани от справочници.

Помислете за метода за изчисляване на налягането на наситената пара на конкретен пример.

Анилин и неговите разтвори като ОПР

Съгласно референтните данни налягането на наситените пари на C6H5NH2 като функция от температурата може да се изчисли с помощта на уравнение (13) с A = 7,6385, B = 1913,8 и C3 = 280, постоянно в температурния диапазон от 15 до 90 0 C. Тоест при t 0 C резултатите са донякъде изкривени. tразтопяване на анилин = = -6,15 0 C, tкип = 184,4 0 C. Следователно при дадените условия той е течност. Горният индекс при P 0 показва, че налягането на наситените пари на отделното съединение се изчислява. Резултатите от изчислението са представени в таблица 10.

Таблица 10

Влияние на температурата върху налягането на наситените пари на анилина

t, 0 Сlg Р 0R 0, мм. rt. Изкуство.R 0 , Pa
1.060,08711.6
0,860,13618.1
0,680,20827.7
0,510,31241.6
0,340,46261.5
0,170,67089.5
0,0170,960128.3

Налягането на наситените пари на анилин върху воден разтвор може да се изчисли с помощта на закона на Раул

Ранилина \u003d P × Ханилина, (14)

където Hanilina е молната част на анилина в разтвора. Но уравнение (14) е валидно за идеално решение. Реалните решения се характеризират с положително или отрицателно отклонение от закона на Раул. Нека преценим дали анилинови разтвори с дадени концентрации могат да се считат за идеални. За тази цел получаваме моларните фракции (X) C6H5NH2 и H2O.

X = ,

X = .

Очевидно в двоична система

X + X = 1.

n вода в такъв разтвор е близо до 55,55 mol/l. Следователно имаме

за 1 g/l C6H5NH2 X = 1,93 × 10 -4;

за 10 g/l C6H5NH2 X = 1,93 × 10 -3.

С такива малки стойности на X, неговият разтвор във вода може да се счита за идеален и изчислението на Ранилин може да се извърши съгласно уравнение (14) (таблица 11).

Таблица 11

Температурна зависимост на налягането на наситените пари на анилин (Pa)

t, 0 ССанилин, g/l
1.010.0
22,4*22,4**
34.934.9
53.553.5
80.380.3
118.7118.7
172.7172.7
247.6247.6

* увеличено с 10 4 пъти, ** увеличено с 10 3 пъти.

Обърнете внимание, че MPCs.s.(анилин) = 0.01 mg/m 3 . Използвайки уравнения (8) или (9), можете да изчислите действителнотомаксималната концентрация на анилин m, g / m 3 или съответната стойност в единици MPCs.s., която обозначаваме с Kpr (таблица 12)

Таблица 12

Ефектът на температурата върху максималната концентрация на анилин във въздуха над разтвора и стойността на Kpr.