Рассчитайте экобаланс производства хлора для обеззараживания воды расход которой составил 225000 м3 /ч, если вводят дозу хлора 16 мг/м3 . Хлор производят методом электролиза раствора поваренной соли

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16951
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

Рассчитайте экобаланс производства хлора для обеззараживания воды расход которой составил 225000 м3 /ч, если вводят дозу хлора 16 мг/м3 . Хлор производят методом электролиза раствора поваренной соли с концентрацией 300 г/дм3 . Плотность раствора 1,17 кг/дм3 . Степень разложения соли – 50%. Частично хлор растворяется в конечном растворе с образованием гипохлорита натрия, его концентрация – 0,9 г/дм3 .

Решение:

Рассчитаем количество хлора: 225000м3 /ч∙0,016г/м3 = 3600 г/ч = 3,6 кг/ч. Процесс электрохимического синтеза Cl2 протекает по реакции 

а образование побочного продукта по реакции

Для получения 3,6 кг/ч Cl2 по первой реакции расходуется NaCl (молярная масса 58,5) в количестве

При учете степени разложения NaCl 50 % требующаяся масса соли составляет

Объем раствора соли: 11,86/300 = 0,04 м3/ч Его масса: 0,04∙1170 = 46,8 кг/ч Масса образовавшегося водорода: m(H2) = 3,6∙2/71 = 0,10 кг/ч Масса образовавшегося гидроксида натрия: m(NaOH) = 3,6∙2∙40/71 = 4,06 кг/ч В растворе остаются неразложившиеся соли m(NaCl) = 5,93/0,5 = 11,86 кг/ч На образование Cl2, H2 и NaOH расходуется воды m(H2O) = 3,6∙2∙18/71 = 1,83 кг/ч После реакции (без учета образования побочных продуктов) остается жидкой фазы 46.8 – 3.6 – 0.10 = 43.1 кг. Считаем, что плотность раствора не изменяется, тогда объем раствора составляет 43.1/1.17 = 36.8 дм3. Так как в растворе содержится 0,9 г/дм3 NaClO, то его количество составляет 36,8∙0,9 = 33,12 г. Для образования такого количества NaClO (молярная масса 74,5) по второй реакции расходуется хлор в количестве m(Cl2) = 33.12∙71/74.5 = 31.56 г/ч = 0,032 кг/ч и гидроксид натрия в количестве m(NaOH) = 33.12∙2∙40/74.5 = 35.56 г/ч = 0,036 кг/ч при этом регенерируется NaCl m(NaCl) = 33.12∙58.5/74.5 = 26.00 г/ч = 0,026 кг/ч 650 Масса оставшейся в жидкой фазе NaOH составляет 4,06 – 0,036 = 4,02 кг/ч, NaCl – 11,86 +0,026 = 11,89 кг/ч. Сведем результаты в таблицу материального баланса. Таблица 2. Материальный баланс