已知某采样点的气温为 27 ,^circ mathrm(C), 大气压力为 100.00 , mathrm(kPa)。用溶液吸收法采样测定空气中 mathrm(SO)_(2) 日平均浓度,每隔 4 , mathrm(h) 采样一次,共采集 6 次,每次采集 45 , mathrm(min), 采样流量 0.5 , mathrm(L) / mathrm(min). 将 6 次气样的吸收液定容至 50.00 , mathrm(mL), 取 10.00 , mathrm(mL) 测知含 mathrm(SO)_(2) 2.5 , mumathrm(g), 求该采样点空气在标准状态下 mathrm(SO)_(2) 日平均浓度。
已知某采样点的气温为 $27 \,^{\circ} \mathrm{C}$, 大气压力为 $100.00 \, \mathrm{kPa}$。用溶液吸收法采样测定空气中 $\mathrm{SO}_{2}$ 日平均浓度,每隔 $4 \, \mathrm{h}$ 采样一次,共采集 $6$ 次,每次采集 $45 \, \mathrm{min}$, 采样流量 $0.5 \, \mathrm{L} / \mathrm{min}$. 将 $6$ 次气样的吸收液定容至 $50.00 \, \mathrm{mL}$, 取 $10.00 \, \mathrm{mL}$ 测知含 $\mathrm{SO}_{2} 2.5 \, \mu\mathrm{g}$, 求该采样点空气在标准状态下 $\mathrm{SO}_{2}$ 日平均浓度。
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查空气污染物浓度的计算,涉及采样体积换算、标准状态转换、质量浓度计算等知识点。
解题核心思路:
- 计算总采样体积:根据采样流量和时间,计算实际采样体积。
- 换算标准体积:利用理想气体状态方程,将实际采样体积转换为标准状态下的体积。
- 确定总SO₂质量:通过稀释倍数计算总SO₂质量。
- 计算日平均浓度:将总质量除以标准状态下的总采样体积,得到最终浓度。
破题关键点:
- 标准状态转换公式:$V_0 = V \times \frac{273.15}{T} \times \frac{P}{101.325}$($T$为采样温度,$P$为采样压力)。
- 稀释倍数计算:吸收液体积与取样体积的比值。
1. 总采样体积计算
每次采样时间为 $45 \, \text{min}$,流量为 $0.5 \, \text{L/min}$,总采样次数为 $6$ 次:
$V = 0.5 \, \text{L/min} \times 45 \, \text{min} \times 6 = 135 \, \text{L}.$
2. 标准状态下体积换算
采样温度为 $27 \,^{\circ}\text{C}$(即 $300.15 \, \text{K}$),压力为 $100.00 \, \text{kPa}$,代入公式:
$V_0 = 135 \, \text{L} \times \frac{273.15}{300.15} \times \frac{100.00}{101.325} \approx 121.25 \, \text{L}.$
3. 总SO₂质量计算
吸收液定容至 $50.00 \, \text{mL}$,取 $10.00 \, \text{mL}$ 测得 $2.5 \, \mu\text{g}$,总质量为:
$m = \frac{2.5 \, \mu\text{g}}{10.00 \, \text{mL}} \times 50.00 \, \text{mL} = 12.5 \, \mu\text{g}.$
4. 日平均浓度计算
将总质量转换为毫克,再除以标准体积:
$C = \frac{12.5 \times 10^{-3} \, \text{mg}}{121.25 \, \text{L}} \approx 0.1031 \, \text{mg/m}^3.$
保留两位有效数字,最终结果为 $0.10 \, \text{mg/m}^3$。