Chemistry Labs

Bài 1

Trong xử lý nước thải ở một nhà máy xử lý, 45 % lượng cacbohydrat (CHX2O)n(\ce{CH2O})_n bị oxi hóa hoàn toàn thành COX2\ce{CO2} và HX2O\ce{H2O}; 10 % bị phân hủy kị khí do lên men thành hai hợp phần khí (COX2\ce{CO2} và CHX4\ce{CH4}); phần còn lại (45 %) nằm lại trong bùn. Tổng lượng khí sinh ra là 16 m3^3 mỗi ngày (ở 25 °C, 100 kPa). 1.1 Lượng cacbohydrat còn lại trong bùn tính theo kg mỗi ngày là bao nhiêu? 1.2 Dùng nhiệt đốt cháy của metan (−882-882 kJ mol−1^{-1}), tính lượng năng lượng có thể tạo ra bằng cách đốt cháy lượng metan sinh ra mỗi ngày. 1.3 Biết nồng độ cacbohydrat trong nước thải là 250 mg dm−3^{-3}, tính lượng nước thải nhà máy xử lý mỗi ngày theo m3^3 nước mỗi ngày.
Bước 2/5: Các phản ứng sinh khí
← TrướcTiếp →
(CHX2O)n+n OX2→n COX2+n HX2O;(CHX2O)n→n2 COX2+n2 CHX4(\ce{CH2O})_n + n\,\ce{O2} \to n\,\ce{CO2} + n\,\ce{H2O};\quad (\ce{CH2O})_n \to \tfrac{n}{2}\,\ce{CO2} + \tfrac{n}{2}\,\ce{CH4}
Phân tích

Oxi hóa hoàn toàn chuyển mỗi đơn vị mắt xích CHX2O\ce{CH2O} thành 1 mol khí COX2\ce{CO2} (nước ở thể lỏng); lên men kị khí chuyển mỗi CHX2O\ce{CH2O} thành 0.5 COX2+0.5 CHX4=10.5\ \ce{CO2} + 0.5\ \ce{CH4} = 1 mol tổng khí. Như vậy mỗi mắt xích phản ứng, dù bị oxi hóa (45 %) hay lên men (10 %), đều cho đúng 1 mol khí, do đó 45 %+10 %=55 %45\,\% + 10\,\% = 55\,\% lượng cacbohydrat đi vào tạo nên 646 mol khí.