Sự có mặt của khí sulfur dioxide (SO2) trong không khí là một trong những nguyên nhân gây ra hiện tượng mưa acid. SO2 được tạo ra chủ yếu từ các quá trình đốt cháy nhiên liệu như than đá, xăng, dầu,… Theo chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí (QCVN 05:2023/BTNMT) thì nồng độ tối đa cho phép của SO2 ở điều kiện chuẩn là 350 μg/m³ (1 μg = 10^-6 gam). Nồng độ của SO2 có thể xác định bằng cách cho tác dụng với dung dịch potassium permanganate theo phản ứng sau:
SO2 + KMnO4 + H2O → K2SO4 + MnSO4 + H2SO4
a) Cân bằng phản ứng oxi hoá – khử trên theo phương pháp thăng bằng electron, xác định rõ chất khử, chất oxi hoá, quá trình khử và quá trình oxi hoá.
b) Khi phân tích 2,5 m³ một mẫu không khí, thấy lượng SO2 trong mẫu phản ứng vừa đủ với 5 mL dung dịch KMnO4 0,001M (coi các thành phần khí khác trong mẫu không có phản ứng với KMnO4).
– Tính nồng độ SO2 trong mẫu không khí trên (μg/m³).
– Mẫu không khí trên có bị ô nhiễm bởi SO2 hay không?
c) Hãy đề xuất một số biện pháp làm giảm tác hại của mưa acid đối với đời sống của thực vật, vật nuôi và con người.
Câu trả lời tốt nhất
(a) SO2 là chất khử, tham gia quá trình oxi hóa:
S+4 —> S+6 + 2e
KMnO4 là chất oxi hóa, tham gia quá trình khử:
M+7 + 5e —> Mn+2
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
(b) nKMnO4 = 5.0,001 = 0,005 mmol
—> nSO2 = 0,0125 mmol —> mSO2 = 64.0,0125 = 0,8 mg = 800 (μg
—> Nồng độ SO2 = 800/2,5 = 320 μg/m³ < 350 μg/m³ nên mẫu không khí này không bị ô nhiễm SO2.
(c) Biện pháp làm giảm tác hại của mưa acid đối với đời sống của thực vật, vật nuôi và con người:
+ Không sử dụng nước mưa cho các hoạt động sinh hoạt, trồng trọt và chăn nuôi.
+ Xử lý khí thải của nhà máy trước khi thải ra môi trường.
+ Kiểm soát khí thải xe cộ để giảm lượng nitrogen oxide thải ra từ động cơ xe.
+ Loại bỏ triệt để sunfur và nitrogen trong dầu mỏ và than đá trước khi sử dụng.