Готовимся к приему нового урожая

Скоро заканчивается лето и нужно подготовить подвал на даче к хранению нового урожая, а теплицы обработать от сельскохозяйственных вредителей и возбудителей болезней растений. Используя свои знания по химии, вы может дать квалифицированные советы своим родителям, друзьям и знакомым.

Способ борьбы с ними называется фумигация (от лат. fumigation - окуривание), основанный на применении паров, газа, дыма, аэрозолей, выделяемых специальными веществами - фумигантами. Наиболее распространенными фумигантами являются сернистый газ (оксид серы IV) и дихлорэтан C₂H₄Cl₂.

Вам необходимо провести обработку стеклянной теплицы на металлическом каркасе и подвал перед закладкой урожая. У вас есть выбор между окуриванием серными шашками и обработкой дихлорэтаном. Кроме того, для достижения хорошего результата необходимо рассчитать необходимое количество фумигантов и правильно расположить их в теплице и в подвале.

Чтобы решить поставленные задачи нужно вспомнить из курса химии 9 класса химические свойства серы и ее соединений, относительную плотность газа и алгоритм решения несложной задачи, основанный на основе математической пропорции.

При горении серной шашки образуется оксид серы (IV):

S + O₂ = SO₂↑

Во влажном воздухе оксид серы (IV) образует слабую сернистую кислоту H₂SO₃, которая взаимодействует с металлами, стоящими в ряду напряжений до водорода:

4Fe + 12SO₂ + 3O₂ + 6H₂O = 4Fe(HSO₃)₃

Таким образом, в теплице поджигать серные шашки нельзя, так как SO₂ вызовет сильную коррозию металлического каркаса. Поэтому теплицу лучше обработать дихлорэтаном, а погреб окурить сернистым газом.

Рассчитаем расход дихлорэтана для обработки теплицы объемом 120 м³ при норме препарата 300 г/м³:

300 г/м³ * 120 м³ = 36000 г или 36 кг.

Дихлорэтаном пропитываются куски мешковины и раскладываются в теплице. Необходимо решить вопрос, где их расположить: на земле или над землей. Для этого важно знать легче или тяжелее воздуха пары дихлорэтана.

Воспользуемся хорошо вам знакомым понятием относительной плотности газа (D):

D_возд(Х) = M(X) / M(возд.) = M(X) / (29 г/моль)

где М(Х) - молярная масса дихлорэтана (C₂H₄Cl₂)

М(C₂H₄Cl₂) = 2A_r(C) + 4A_r(H) + 2A_r(Cl) = 2х12 + 4х1 + 2х35,5 = 99 г/моль

D_возд(C₂H₄Cl₂) = (99 г/моль) / 29 (г/моль) = 3,4

Так как пары дихлорэтана тяжелее воздуха почти в 3,5 раза, мешковину пропитанную дихлорэтаном необходимо расположить в теплице как можно выше над землей.

Аналогично рассчитаем количество серы для обработки подвала размером 2*3*2 м, если рекомендуемая концентрация этого фумиганта 1 : 30 (1 объем SO₂ на 30 объемом воздуха):

Объем подвала 2*3*2 = 12 м³, что составляет 12000 дм³, или 12000 л. Для эффективной обработки надо получить 12000 : 30 = 400 л газа.

Оксид серы (IV) образуется в соответствии с уравнением химической реакциии:

S + O₂ = SO₂↑

Из 32 г серы - 22,4 л SO₂,

из х г серы - 400 л SO₂

х = (32 * 400) : 22,4 = 571 г

Рассчитаем, во сколько раз SO₂ тяжелее или легче воздуха:

М(SO₂) = A_r(S) + 2A_r(O) = 32 + 2*16 = 64 г/моль

D_возд(SO₂) = (64 г/моль) / (29 г/моль) = 2,2

Так как оксид серы (IV) тяжелее воздуха в 2,2 раза, горящую серу располагают в подвале как можно выше над полом и для хорошей обработки закрывают подвал на 1-2 суток.

Литература:

1. Новошинский И.И., Новошинская Н.С.. Химия: учебник для 9 класса общеобразовательных учреждений / И.И. Новошинский, Н.С. Новошинская. - М.: ООО «Русское слово - учебник», 2013. - 296 с.: ил. - (ФГОС. Инновационная школа).

2. Пичугина Г.В. Ситуационные задачи по химии. 8-11 классы. - М.: ВАКО, 2014. - 144 с. - (Мастерская учителя химии).