Во время плавки руды PbS образуется SO2. Какой объем двуокиси серы выделяется в атмосферу при производстве ежегодно

Mango

17

Перед тем, как приступить к решению, давайте рассмотрим данный процесс подробнее.

При производстве свинца из руды PbS происходит плавка руды, в результате которой образуется двуокись серы (SO2) и свинец (Pb). SO2 является одним из главных источников загрязнения атмосферы, так как обладает высокой токсичностью и может вызывать проблемы для окружающей среды и здоровья людей.

Теперь давайте перейдем к решению задачи. У нас есть информация о количестве ежегодно производимого свинца (n миллионов тонн) и об эффективности системы очистки (95%). Нам необходимо определить объем двуокиси серы, выделяемый в атмосферу при такой производственной деятельности.

Для начала, нам нужно учитывать, что эффективность системы очистки составляет 95%. То есть, только 5% двуокиси серы будет выделяться в атмосферу. Поэтому, мы можем начать с расчета общего объема двуокиси серы, а затем умножить его на 5% (0,05) для получения того объема, который выделяется в атмосферу.

Для расчета общего объема двуокиси серы, мы можем использовать данные о количестве производимого свинца. Рассмотрим формулу реакции:

PbS + O2 -> Pb + SO2

Из уравнения видно, что для образования 1 молекулы SO2 требуется 1 молекула PbS. Расчет будет выполняться в мольной форме, а затем можно будет перевести объем в нужные нам единицы.

Молярная масса PbS (свинцовой руды) составляет примерно 239,3 г/моль, а молярная масса SO2 (двуокиси серы) равна приблизительно 64,1 г/моль.

Таким образом, мы можем составить следующее соотношение:

\[\frac{{\text{{молярная масса SO2}}}}{{\text{{молярная масса PbS}}}} = \frac{{\text{{молекулы SO2}}}}{{\text{{молекулы PbS}}}}\]

Давайте рассчитаем:

\[\frac{{64,1 \, \text{{г/моль}}}}{{239,3 \, \text{{г/моль}}}} = \frac{{\text{{молекулы SO2}}}}{{\text{{молекулы PbS}}}}\]

Теперь у нас есть соотношение между молекулами SO2 и молекулами PbS. Чтобы рассчитать количество молекул SO2, необходимых для производства n миллионов тонн свинца, умножим это соотношение на n.

\[\frac{{\text{{молекулы SO2}}}}{{\text{{молекулы PbS}}}} \times n = \text{{количество молекул SO2 для производства }} n \, \text{{миллионов тонн свинца}}\]

Теперь, чтобы перевести количество молекул SO2 в объем, мы можем использовать универсальный газовый закон.

PV = nRT

P – давление газа (в нашем случае, давление атмосферы), V – объем газа, n – количество молекул (рассчитанное ранее), R – универсальная газовая постоянная, T – температура.

Нам нужно найти объем V, поэтому перепишем формулу:

V = \(\frac{{nRT}}{{P}}\)

Выразим n:

n = \(\frac{{\text{{молекулы SO2}}}}{{N_A}}\)

где N_A – постоянная Авогадро.

Таким образом, мы получаем следующее выражение для расчета объема двуокиси серы в атмосфере:

V = \(\frac{{\text{{молекулы SO2}}}}{{N_A}} \times RT \times \frac{1}{P}\)

Используя это выражение, мы можем рассчитать объем двуокиси серы, который выделяется в атмосферу при производстве n миллионов тонн свинца с учетом эффективности системы очистки.

Пожалуйста, уточните значения для R, T и P, и я смогу рассчитать ответ при данных условиях.