ИДЕНТИФИКАЦИЯ ГАЗООБРАЗНОГО ВЕЩЕСТВА В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕГО ПАРАМЕТРОВ

Исходными данными является навеска вещества массой равной 0,5 г(5*. Данную навеску испарили в объеме 1 л (при температуре 50 °C (323 К). В результате испарения давление в сосуде стало равным 18,1 кПа (18,1*. Экспериментальная рефракция равна 17,59[1]. Рабочее давление равно 21 Па, температура при рабочем давлении равна 298 К. Необходимо, определить параметры данного вещества:  – молярную массу,  – теоретическую рефракцию,- плотность при нормальных условиях, - объем,  – концентрацию вещества в воздухе рабочей зоны. 
Шаг 1. Определим молярную массу данного вещества

 (1)

Формула (1) представляет собой уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева – Клапейрона), где:
m –масса вещества;
 – молярная масса;
P – давление газа (Па);
V – объем газа (в литрах);
T – температура газа (в кельвинах);
R – газовая постоянная численно равная 8,314
Из уравнения Менделеева – Клапейрона выражаем :

 (2)

Подставляем в формулу (2) численные значения.

==741,8* =74

Шаг 2. Определяем исходное вещество с помощью сравнения молярных масс и нахождения теоретических рефракций. 
Данные молярные массы и близкие к 74  имеют вещества:
- бутиловый спирт; структурная формула O; = 74  [2];
- изобутиловый спирт; структурная формула O; = 74  [2];
- пропионовая кислота; структурная формула ; = 74  [3];
- диметилформамид; структурная формула NO; = 73  [4].
Проверим вещества с помощью сравнения теоретической рефракции с экспериментальной рефракцией. 
Бутиловый спирт и изобутиловый спирт – структурна формула OH.
=4*+10*+
4*2,418+10*1,1+1,25=22,197
Найденная теоретическая рефракция не равна заданной экспериментальной, следовательно, бутиловый и изобутиловый спирты не являются веществами, которые необходимо определить.
Проверим таким же способом пропионовую кислоту – структурная формула .
=3*+6*+(гидроксильная гр.) +(карбонильная гр.)
=3*2,418+6*1,1+1,525+2,212=17,591
Найденная теоретическая рефракция совпадает с заданной экспериментальной, следовательно, веществом, которое нам задано определить является пропионовая кислота.
Шаг 3. Определим плотность пропионовой кислоты. Заданные нормальные условия: =273 K, =101,3*Па
Из уравнения Менделеева – Клапейрона, формула (1), выразим  =ρ

 (3)

Производим расчет, подставив численные значения.

ρ= = 3,3*

Шаг 4. Найдем концентрацию пропионовой кислоты в воздухе рабочей зоны при заданном рабочем давлении и температуре с помощью уравнения Менделеева-Клапейрона.

 (4)

Для нахождения концентрации необходимо знать объем и количество вещества.

 (5)

Методом подстановки получаем формулу для нахождения концентрации пропионовой кислоты.

 (6)

Подставив численные значения, получаем:

=0,0085 .

Шаг 5. Найдем объем пропионовой кислоты:

 (7)

Из данной системы уравнений делим первое уравнение на второе: =, выражаем из данного уравнения объем :

 (8)

Находим объем пропионовой кислоты:

==0,15л

В результате расчета получаем: газообразным веществом в воздухе рабочей зоны является пропионовая кислота – структурная формула . Параметры вещества: –74;  – 17,591;=0,15 л; =3,3*, С_х=0,0085 . 
Предельно допустимая концентрация (ПДК) для пропионовой кислоты в воздухе рабочей зоны равна 270* [5]. 
Вышеприведенный расчет показал, что концентрация газообразной примеси в воздухе рабочей зоны много больше ПДК, поэтому воздух необходимо очистить до допустимой концентрации. Данный расчет позволяет определить опасное вещество, его параметры и принять меры для соответствующей очистки воздуха в рабочей зоне. 

1. http://www.ngpedia.ru/id399790p1.html [Электронный курс]/(дата обращения 13.01.2018).
2. https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/132553 [Электронный курс]/(дата обращения 13.01.2018).
3. https://ru.wikipedia.org/wiki/Пропионовая_кислота [Электронный курс]/(дата обращения 13.01.2018).
4. https://ru.wikipedia.org/wiki/N,N-Диметилформамид [Электронный курс]/(дата обращения 13.01.2018).
5. https://studfiles.net/preview/5437492/page:6/ [Электронный курс]/(дата обращения 13.01.2018).

Все статьи автора «Вохминцева Маргарита Владимировна»