Calcul de la Concentration de SO₂
Comprendre le Calcul de la Concentration de SO₂
Dans une ville industrielle, les autorités locales s’inquiètent de la qualité de l’air et souhaitent surveiller les niveaux de dioxyde de soufre (SO\(_2\)), un polluant courant émis par les usines.
La ville est entourée de plusieurs grandes installations industrielles qui peuvent influer considérablement sur la qualité de l’air ambiant.
Pour évaluer l’impact de ces émissions sur la qualité de l’air, il est essentiel de calculer la concentration moyenne de SO\(_2\) dans l’atmosphère urbaine.
Données fournies:
- Le volume de l’atmosphère évalué est de \(10^5 \, \text{m}^3\).
- La masse totale de SO\(_2\) émise par les industries en une journée est de 200 kg.
- La température moyenne de l’air est de 25°C.
- La pression atmosphérique est de 1 atm.
Question:
Calculer la concentration moyenne de dioxyde de soufre (SO\(_2\)) dans l’air en \(\text{mg/m}^3\) en tenant compte des conditions atmosphériques données.
Correction : Calcul de la Concentration de SO₂
Étape 1: Conversion de la Masse de SO\(_2\) en Moles
Pour calculer la concentration, nous devons d’abord convertir la masse de SO\(_2\) en moles, car les concentrations dans l’air sont souvent exprimées en termes de moles par unité de volume.
Formule:
\[ n = \frac{m}{M} \]
où \(n\) est le nombre de moles, \(m\) est la masse de SO\(_2\), et \(M\) est la masse molaire du SO\(_2\).
Données:
- Masse de SO\(_2\), \(m = 200 \, \text{kg} = 200000 \, \text{g}\) (conversion de kg en g)
- Masse molaire de SO\(_2\), \(M = 64.066 \, \text{g/mol}\)
Calcul:
\[ n = \frac{200000 \, \text{g}}{64.066 \, \text{g/mol}} \] \[ n \approx 3122.1 \, \text{moles} \]
Étape 2: Calcul de la Concentration de SO\(_2\) dans l’Air
La concentration atmosphérique peut être calculée en divisant le nombre total de moles par le volume d’air dans lequel le SO\(_2\) est dispersé.
Formule:
\[ C = \frac{n}{V_{\text{total}}} \]
où \(C\) est la concentration en moles par mètre cube, \(n\) est le nombre de moles de SO\(_2\), et \(V_{\text{total}}\) est le volume total de l’air.
Données:
- Volume total de l’air, \(V_{\text{total}} = 10^5 \, \text{m}^3\)
Calcul:
\[ C = \frac{3122.1 \, \text{moles}}{10^5 \, \text{m}^3} \] \[ C \approx 0.03122 \, \text{moles/m}^3 \]
Étape 3: Conversion de la Concentration en mg/m\(^3\)
Pour exprimer cette concentration en termes de poids (mg/m\(^3\)), nous devons multiplier les moles par la masse molaire de SO\(_2\) et convertir les grammes en milligrammes.
Formule:
\[ C_{\text{mg}} = C \times M \times 1000 \]
où \(C_{\text{mg}}\) est la concentration en mg/m\(^3\), \(C\) est la concentration en moles/m\(^3\), et \(M\) est la masse molaire de SO\(_2\).
Calcul:
\[ C_{\text{mg}} = 0.03122 \, \text{moles/m}^3 \times 64.066 \, \text{g/mol} \times 1000 \, \text{mg/g} \] \[ C_{\text{mg}} = 2000 \, \text{mg/m}^3 \]
Conclusion:
La concentration moyenne de dioxyde de soufre (SO\(_2\)) dans l’air de cette ville industrielle est de 2000 mg/m\(^3\).
Cette concentration élevée peut poser des risques pour la santé et l’environnement, nécessitant des interventions pour la gestion de la qualité de l’air.
Calcul de la Concentration de SO₂
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