2009 01 01 1006

G. W N-jiliMfl S. J. fXjl!*r ( Ainur i'uA>»tdv.    iU)T

ISBN v?mu$M5>24-r o By WN PfcN 20iO

33

2.3. Reakcje i obliczenia w chemii atmosfery

wydechowych nieobciążonego średniolitrażowego samochodu, jakim jest Valiant V8 (1966 Chrysler Corporation), przy 2(XM) obrotów/minutę wykazały obecność tlenku azotu(II) w ilości 12(M) ppmv i 2500 ppmv w przypadku pojazdu obciążonego. Na szczęście obecnie większość pojazdów samochodowych wyposażona jest w katalityczne konwertory, które ułatwiają przemianę tlenków azotu i innych niepożądanych produktów spalania w nieszkodliwe gazy. Chemia powyższych procesów została opisana w rozdz. 4.

Możemy spróbować kontynuować obliczenia dotyczące tlenku azotu(II) przez określenie jego stężenia w gazach schłodzonych i rozcieńczonych po opuszczeniu układu wydechowego. Pytanie, które należałoby teraz zadać to Jakie ilości tlenku azotu(ll) ulegną przemianie w diazot i ditlen?”

PRZYKŁAD 2.7

Stężenie NO w powietrzu atmosferycznym w stanie równowagi w temperaturze 25 C

Przyjmijmy, zc tlenek azotu obecny w gazach odlotowych w przybliżonym stężeniu 2000 ppmv zostaje rozcieńczony na otwartym powietrzu 20000 razy. co sprawia, że jego stężenie atmosferyczne jest rzędu 0.100 ppmv lub 100 ppbv. Załóżmy, że temperatura otoczenia jest równa 25 C. Wykorzystując podobną metodę (Przykład 2.5) obliczania wartości AT,,, otrzymujemy nowe stężenie równowagowe tlenku azotu (NO) dla niższej temperatury:

ln(Ar„) =

—173100

8.314 298 A'_p = 4.73 • 10'³'

Ponownie zastosujemy tutaj wyrażenie opisujące K,.

A',. =

</Wp )'-(PHt/p')(po_t/r)

Ciśnienia cząstkowe diazolu i ditlcnu przy ciśnieniu atmosferycznym (całkowitym) wynoszą w przybliżeniu, odpowiednio. 79 i 21 kPa. Załóżmy, że x odpowiada ilości diazoiu (ditlenu) utwor/onego w reakcji (2.10), zachodzącej od strony prawej do lewej. Otrzymujemy wówczas

4.73 • 10 ” =

[(0.0101 -2.r)/101.3|^:

[(79+ .r)/101.3]|(21 +.r)/101.3]

Przyjmując założenie, żc x 79 i 21, możemy łatwo obliczyć, zc

.t = 5 • 10-'

Przyjęte założenia były zatem słuszne: pNO (równe 0.0101 - 2.v) można więc wyznaczyć że stałej równowagi A',,:

Pno = 2.8 ■ 10”¹⁴ kPa

Dokonując teraz przeliczenia wartości ciśnienia cząstkowego na ułamek objętościowy, możemy oszacować stężenie tlenku azotu(II) w otaczającej atmosferze w pobliżu miejsca spalania: stężenie to jest niezwykle małe.

(2.8 10 ¹⁴ kPa/101.3 kPa)' 10’ = 3 I0’⁷ ppbv