Расчет РН раствора при реакции NO2+H2O

[Willy]

Собственно, скажите плз. правильно ли я считал, а то у меня бешенные цифры.

Вобщем, задача такая: имеется объем Н2О (техническая вода РН ~7) 94,4 м³ T=100^oC. Имеется NO₂, поступающий в в количестве 44,4 г/с в эту воду (159,84 кг/ч). Допустим при барботировании NO2 ререз эту воду (пусть растворяется 100% - не суть - эффективности и исходную массу NO₂ я уже учел сам). Надо расчитать как изменяется PH раствора за час.

 

Решение.

реакция протекает по формуле (сразу с диссоциацией):

2NO₂+H₂O= H⁺ + NO₃^- + H⁺ + NO₂^-

Далее NO₂ разлагается и окисляется:

3NO₂=2HNO₃+NO

2NO+O₂= 2NO₂

Далее опять связывается с водой.

Итак, можно опустить (я полагаю, но может я не прав) эти превращения и записать реакцию для расчета в виде:

2NO₂+H₂O= H⁺ + NO₃^-

 

Таким образом, один моль NO2 при реакции с водой образует 1 моль азотной кислоты, которая диссоциирует в воде, образуя 1 моль H⁺ и один моль NO₃^-.

 

Расчитаем количество поступающего NO₂ в моль/с из г/с:

m/M=44,4/46=0,965 моль/с или 3474,78 моль/ч.

Так как 1 моль NO2 при реакции с водой образует 1 моль HNO₃, то в раствор поступает такое же количество ионов H⁺, т.е. 3474,78 моль/ч.

Расчитаем концентрацию ионов H⁺, моль/л:

(H+)=3474,78/(94,4*1000)= 0,0368 моль/л.

PH=-lg(H⁺)=-lg(0,0368)=1,434

 

Вот и думаю, то ли у меня через час будет РН=1,4, то ли я чт-то нахимичил =( Вообще, для HNO₃ возможен такой PH?

[Willy]

Задача чисто практическая (а не учебная), поэтому интересует, какой РН будет на самом деле. Что я мог не учесть, что сделал не так?

[Willy]

Ага, одну ошибку сам нашел. Реакция итоговая, естественно, неверная.

4NO2+2H2O+O2=4HNO3 должно быть

Но все равно на расчет она никак не повлияет, т.к. 4NO2 дают 4HNO3, т.е. 1 NO2 даёт 1 HNO3.

А может кто просто таблицу подскажет зависимости PH от концентрации азотной кислоты?

[FilIgor]

Вот и думаю, то ли у меня через час будет РН=1,4, то ли я чт-то нахимичил =( Вообще, для HNO₃ возможен такой PH?

Еще как возможен.

Поскольку кислота сильная, то близко к практическому значению можно прикинуть так:

1 моль/л рН=0

0,1 моль/л рН=1

0,01 моль/л рН=2

0,001 моль/л рН=3

 

Только вот мне интересно, что это за процесс с такими условиями, барботирование при 100 град. Цельсия?

Не очень-то газ при такой температуре будет растворятья, да и среда - горячая азотная кислота - слишком агрессивная штука.

[Willy]

Ну, у меня 0,0368 моль/л. Может и правильно посчитал.

А процесс хитрый (не скажу какой, а то все разбегутся) =) На самом деле Т~80oC. На счет 100 это я грубанул конечно.

А вот азотную кислоту как раз так и получают: барботированием NO2 через горячую воду.

А предел концентрации для этой кистолы сколько моль/л? Очень интересно.\

Я вот только не знаю что я буду дальше делать с 94,4 м3 азотки немаленькой концентрации =)

[psb]

А разве там температура при абсорбции не 30 - 40 ⁰С?