Để xử lý 10 m³ (10.000 lít) nước thải từ một cơ sở cơ khí có nồng độ ion dichromate (Cr2O72–) là 0,005 M, kỹ sư môi trường tiến hành quy trình xử lý 2 giai đoạn theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 40:2011/BTNMT:
Giai đoạn 1: (Khử trong môi trường acid): Bổ sung muối iron(II) sulfate heptahydrate (FeSO4.7H2O) và acid H2SO4 để khử hoàn toàn Cr(VI) thành Cr(III) theo phương trình:
Cr2O72– + Fe2+ + H+ → Cr3+ + Fe3+ + H2O
Giai đoạn 2: (Kết tủa trong môi trường kiềm): Thêm vôi tôi Ca(OH)2 để nâng pH dung dịch lên 8,5 nhằm kết tủa hoàn toàn các cation Cr3+ và Fe3+ dưới dạng hydroxide:
Cr3+ + OH- → Cr(OH)3↓
Fe3+ + OH- → Fe(OH)3↓
Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. Khối lượng FeSO4.7H2O tối thiểu cần dùng ở giai đoạn 1 và tổng khối lượng kết tủa khô thu được sau giai đoạn 2 lần lượt là:
A. 83,4 kg và 42,4 kg. B. 41,7 kg và 21,2 kg.
C. 83,4 kg và 32,1 kg. D. 139,0 kg và 53,5 kg.
Cr2O72– + 6Fe2+ + 14H+ → 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O
Cr3+ + 3OH– → Cr(OH)3↓
Fe3+ + 3OH– → Fe(OH)3↓
nCr2O72– = 10000.0,005 = 50 mol —> nFeSO4.7H2O = nFe2+ = 50.6 = 300 mol
—> mFeSO4.7H2O = 300.278 = 83400 gam = 83,4 kg
Kết tủa khô gồm: nCr(OH)3 = 50.2 = 100 mol; nFe(OH)3 = 50.6 = 300 mol
—> m = 42400 gam = 42,4 kg