2009 01 024752

ft W \wl iwi 8. J. Duffv. r’A»nwvnA»*\iU, W.rumrj 'U)i ISBN f7MMI-l3J24-X O by WN PWN TOiO

286    11. Oazy występujące w wodzie

które ograniczają możliwość osiągnięcia stanu równowagi. W przypadku niektórych gazów. np. ditlenu. diazotu. ditlenku węgla, metanu i tlenku azotu(I). ich dyfuzja przez warstwę cieczy pozostającą w kontakcie z otaczającą atmosferą przebiega wolno. Proces ten określa szybkość przejścia cząsteczki gazu z atmosfery do wody. W przypadku gdy są to cząsteczki gazów, które reagują z wodą. np. ditlenku siarki, tritlenku siarki i chlorowodoru. czynnikiem determinującym szybkość tej reakcji jest ich dyfuzja w fazie gazowej. Jednakże we wszystkich przypadkach szybkość osiągnięcia stanu równowagi zależy od stopnia kontaktu pomiędzy fazą gazową i ciekłą.

Poniższy przykład zastosowania ..odwrotnych" obliczeń ma pewne znaczenie ze względu na zamknięty charakter atmosfery ziemskiej.

PRZYKŁAD 11.3

Prężność pary TCE w podpowierzchniowej warstwie gleby

TCE (trichloroetylen. CHC1 = CC1>) jest ważnym rozpuszczalnikiem, znajdującym szerokie zastosowanie do odtłuszczania części w przemyśle elektrycznym i elektronicznym. Nieodpowiedzialne wprowadzanie nadmiernych ilości tego związku do środowiska przyrodniczego doprowadziło do skażenia wielu źródeł wód gruntowych na całym świecie’. Stała Henry'ego dla TCE. log Kji w temp. 25 C. wynosi¹ 1.03 (jednostki, w których wyrażone jest K_n to L ■ alm • mol ¹). Oblicz ciśnienie cząstkowe (Pa) TCE w porach gleby wypełnionych powietrzem. będących w równowadze z wodą gruntową zawierającą 450 ppm TCE.

W pierwszym etapie dokonaj przekształcenia wartości K_H wyrażonej w l.-atm - mol na wyrażoną w Pa L mol *.

log K_H = 1.03 K_h = 10.7 L - atm mol'¹

K» = 1/(101325 Pa atm'¹ • 10.7 L atm mol *> = 9.22 10 ⁷ mol L'¹ Pa ¹

Następnie dokonaj przekształcenia stężenia TCE w wodnym roztworze wyrażonego w ppm na mol L '.

Masa molowa TCE wynosi 131.4 g ■ mol '. a więc

450 pmm = 450 mg • L ¹ = .3.4 mmol • I. ¹ = 3.4 ■ 10 ¹ mol • I.

Teraz, stosując równanie (11.2). oblicz ciśnienie cząstkowe TCE [GL =    czyli p_$ = [G\JK_h

Pm. = 3.4 • 10*' mol L''/(9.22 • 10'⁷ mol L”^lftf^,> = 3700 Pa

W tym przypadku warunek stanu równowagi został spełniony, ponieważ skład powietrza glebowego na większych głębokościach jest stały, co spowodowane jest bardzo wolno przebiegającą wymianą gazów z otwartą atmosferą.

•‘TCE stanowi główne zanieczyszczenie wód gruntowych na terenie USA. Dodatkowe informacje można uzyskać w sieci internetowej <http://www.epa.gov/superlund/>.

•R.P. Schwarzcnbach. PM. Gschwcnd. D.M. Imbodcn. Fm-iromnenutl organie chemisrty, John Wiley and Sons. Inc.. New York 1993.