GRUPPUPPGIFT 5

Du är räddningsledare för brandkåren i Lerums kommun och har just kommit till korsningen mellan Strandvägen och Tegelängsvägen där en tankbil kört omkull. Problemet är att den var lastad med 23 kubikmeter koncentrerad svavelsyra och du bedömer att allt redan runnit ut i sjön. Du skall nu snabbt räkna ut hur mycket svavelsyran sänk pH i sjön och hur mycket släckt kalk som du skall tillföra sjön för att neutralisera svavelsyran. Vi antar att det inte finns något i sjöns vatten som hjälper till med neutraliseringen och att den från början hade pH 7. Vi antar också att all svavelsyra spridits sig jämnt i hela sjön.

Hur mycket släckt kalk skall du beställa?

Förslag på lösning

För att kunna ta reda på det pH i sjön som svavelsyran orsakat, måste vi veta hur stor substansmängd vätejoner som tillförts. Vi vet volymen svavelsyra, men måste även veta vilken koncentration koncentrerad svavelsyra har. En snabb googling, till exempel här visar att koncentrationen är 18,2 mol/dm3.  Då kan vi börja räkna:

nsvavelsyra = 23 000 • 18,2 = 418600 mol

Varje svavelsyramolekyl innehåller två vätejoner, så för att få substansmängden vätejoner får vi dubbla detta tal.

nvätejoner = 418600 • 2 = 837200 mol

För att ta reda på koncentrationen vätejoner i sjön måste vi även veta dess volym. Här få vi åter ta hjälp av Google, till exempel här. Vi får då volymen 79 600 000 m3.

[H+] = 837200/79 600 000 000 = 1,0518 • 10-5 mol/dm3

pH = – log [H+] = 4,98 ≈ 5        

Det har alltså skett en mycket kraftig sänkning av pH i sjön som hotar allt liv där – både djur och växter. Det är därför mycket bråttom att få dit tillräcklig mängd kalk får att neutralisera syran.

Släkt kalk är det vanliga namnet på kalciumhydroxid – Ca(OH)2. Vi ser då att molförhållandet mellan svavelsyra och släckt kalk är 1:1 – vi måste alltså tillsätta 418600 mol släckt kalk.

Msläkt kalk = 40,1 + 2(16+1) = 74,1 g/mol

m = 74,1 •  418600 = 31018260 g

Du skall alltså beställa 31 ton släkt kalk!