Chemia 4. Zakres rozszerzony

Odpowiedzi

Kwas fosforowy(V) H3PO4 otrzymywano do niedawna w wyniku działania kwasem siarkowym(VI) H2SO4 na fluoroapatyty Ca5F(PO4)3 wydobywane z ziemi. W tej technologii powstawał jako produkt uboczny fosfogips, czyli silnie zakwaszona mieszanina siarczanu wapnia CaSO4 i fluorku wapnia CaF2. Fosfogips składowano jako odpad, co stanowiło zagrożenie dla zdrowia, gdyż w środowisku kwasowym z fluorku wapnia powstawał gazowy, toksyczny fluorowodór H2F2.2Ca5F(PO4)3(S) + 9H2SO4(aq) → 6H3PO4(aq) + 9CaSO4(s) + CaF2(S)Tę technologię zastąpiona nowszą, w której fluoroaparyty prażono z węglem C (koksem) i tlenkiem krzemu SiO2 (piaskiem), a uzyskany w ten sposób elementarny fosfor P4 spalano w powietrzu do tlenku P4O10, który następnie rozpuszczano w wodzie z utworzeniem kwasu fosforowego(V) H3PO4. W tej reakcji również powstają produkty uboczne: krzemian wapnia CaSiO4, fluorek wapnia CaF2 i tlenek węgla(IV) CO2. Krzemian wapnia nie jest szkodliwy dla środowiska (stanowi pospolity składnik gleby i skał), a fluorek wapnia CaF2 nie rozkłada się do fluorowodoru, gdyż odpady mają odczyn obojętny. Sumarycznie nową technologię otrzymywania kwasu fosforowego(V) można przedstawić w następujący sposób:4Ca5F(PO4)3(S) + 18SiO2(S) + 15C(S) + 15O2(g) + 18H2O → 12H3PO4(aq) + 18CaSiO3(s) + 2CaF2(S) + 15CO2(g)Przeanalizuj oba równania reakcji, a następnie:c) wskaż ewentualne wady nowej technologii w kontekście 12 zasad zielonej chemii.

Kwas fosforowy(V) H3PO4 otrzymywano do niedawna w wyniku działania kwasem siarkowym(VI) H2SO4 na fluoroapatyty Ca5F(PO4)3 wydobywane z ziemi. W tej technologii powstawał jako produkt uboczny fosfogips, czyli silnie zakwaszona mieszanina siarczanu wapnia CaSO4 i fluorku wapnia CaF2. Fosfogips składowano jako odpad, co stanowiło zagrożenie dla zdrowia, gdyż w środowisku kwasowym z fluorku wapnia powstawał gazowy, toksyczny fluorowodór H2F2.2Ca5F(PO4)3(S) + 9H2SO4(aq) → 6H3PO4(aq) + 9CaSO4(s) + CaF2(S)Tę technologię zastąpiona nowszą, w której fluoroaparyty prażono z węglem C (koksem) i tlenkiem krzemu SiO2 (piaskiem), a uzyskany w ten sposób elementarny fosfor P4 spalano w powietrzu do tlenku P4O10, który następnie rozpuszczano w wodzie z utworzeniem kwasu fosforowego(V) H3PO4. W tej reakcji również powstają produkty uboczne: krzemian wapnia CaSiO4, fluorek wapnia CaF2 i tlenek węgla(IV) CO2. Krzemian wapnia nie jest szkodliwy dla środowiska (stanowi pospolity składnik gleby i skał), a fluorek wapnia CaF2 nie rozkłada się do fluorowodoru, gdyż odpady mają odczyn obojętny. Sumarycznie nową technologię otrzymywania kwasu fosforowego(V) można przedstawić w następujący sposób:4Ca5F(PO4)3(S) + 18SiO2(S) + 15C(S) + 15O2(g) + 18H2O → 12H3PO4(aq) + 18CaSiO3(s) + 2CaF2(S) + 15CO2(g)Przeanalizuj oba równania reakcji, a następnie:b) wskaż zalety stosowania nowej technologii.

Kwas fosforowy(V) H3PO4 otrzymywano do niedawna w wyniku działania kwasem siarkowym(VI) H2SO4 na fluoroapatyty Ca5F(PO4)3 wydobywane z ziemi. W tej technologii powstawał jako produkt uboczny fosfogips, czyli silnie zakwaszona mieszanina siarczanu wapnia CaSO4 i fluorku wapnia CaF2. Fosfogips składowano jako odpad, co stanowiło zagrożenie dla zdrowia, gdyż w środowisku kwasowym z fluorku wapnia powstawał gazowy, toksyczny fluorowodór H2F2.2Ca5F(PO4)3(S) + 9H2SO4(aq) → 6H3PO4(aq) + 9CaSO4(s) + CaF2(S)Tę technologię zastąpiona nowszą, w której fluoroaparyty prażono z węglem C (koksem) i tlenkiem krzemu SiO2 (piaskiem), a uzyskany w ten sposób elementarny fosfor P4 spalano w powietrzu do tlenku P4O10, który następnie rozpuszczano w wodzie z utworzeniem kwasu fosforowego(V) H3PO4. W tej reakcji również powstają produkty uboczne: krzemian wapnia CaSiO4, fluorek wapnia CaF2 i tlenek węgla(IV) CO2. Krzemian wapnia nie jest szkodliwy dla środowiska (stanowi pospolity składnik gleby i skał), a fluorek wapnia CaF2 nie rozkłada się do fluorowodoru, gdyż odpady mają odczyn obojętny. Sumarycznie nową technologię otrzymywania kwasu fosforowego(V) można przedstawić w następujący sposób:4Ca5F(PO4)3(S) + 18SiO2(S) + 15C(S) + 15O2(g) + 18H2O → 12H3PO4(aq) + 18CaSiO3(s) + 2CaF2(S) + 15CO2(g)Przeanalizuj oba równania reakcji, a następnie:a) oblicz ekonomikę atomów dla obu technologii.

Czas połowicznego rozpadu w środowisku pestycydu o nazwie endosulfan wynosi 7 dni. Oblicz, po jakim czasie (wyrażonym w tygodniach) 93,75% endosulfanu wprowadzonego do środowiska ulegnie rozłożeniu.