Klurig fråga i syrabasjämvikter

Vid en våldsam krock mellan en tankbil och en lastbil vid utfarten från en parkeringsplats började ett av facken i tankbilen att läcka. Facket innehöll koncentrerad saltsyra. Den läckande syran rann in mot parkeringsplatsen. Räddningstjänsten var snabbt på plats och man tätade omedelbart dagvattenbrunnen på parkeringsplatsen. Detta innebar att huvuddelen av syran som rann ut, totalt 3,0 m3, stannade kvar i svackan vid brunnen. Övriga fack på bilen som bl.a. innehöll natriumhydroxid, var oskadda. 

Befälet på plats beslutade att först pumpa upp så mycket av syran som möjligt, späda återstående syra med vatten och utnyttja natriumhydroxidlösningen från ett av facken på tankbilen för att neutralisera den utläckta syran. Den neutraliserade syran skulle sedan spolas ut i dagvattenbrunnen tillsammans med stora mängder vatten.

Vid den inledande pumpningen lyckades man pumpa upp allt utom 175 dm3 syra. Därefter var vätskepölens höjd för liten för att det skulle gå att pumpa upp resten. Innan neutraliseringen skulle påbörjas späddes den återstående syran med vatten så att den totala volymen på marken blev 400 dm3.

a) Beräkna hur stor substansmängd (i mol) det fanns kvar av syran på marken efter uppumpning och spädning. Koncentrerad saltsyra har en koncentration på 11,6 mol/dm3.

b) Man tänkte tillsätta natriumhydroxidlösningen från tankbilen med en koncentration av 6,0 mol/dm3. Beräkna hur stor volym natriumhydroxidlösningen det skulle behöva tillsättas för att neutralisera den återstående syran på marken.

c)Kommunens miljöinspektör hade gett besked om att pH på den produkt man tänkte spola ut i brunnen fick vara högst ca 11. Hur stor volym av natriumhydroxidlösningen (6,0 mol/dm3) kan man tillåta sig att tillsätta i överskott för att pH ska bli 11 efter tillsats av natriumhydroxidlösning och spädning med vatten till en total volym av 900 dm3?

Efter att ha gjort dessa beräkningar bedömde befälet att det skulle bli svårt att hålla denna gräns och beslutade att istället använda släckt kalk, kalciumhydroxid, för att utföra neutralisationen. Detta förfarande kallas ”kalkning”. Han beställde därför ut släckt kalk till olycksplatsen. Fördelen med att använda kalciumhydroxid är att den endast har en löslighet på 0,82 g/dm3 i rent vatten och pH kommer därför att begränsas uppåt vid en övertitrering. Med den låga lösligheten skulle ohanterliga volymer mättad lösning behöva användas. Istället för att jobba med en mättad lösning så slammar man upp ytterligare kalk i den mättade vattenlösningen och tillsätter denna ”slurry” under omröring.

d) Hur stor massa (i kg) av kalciumhydroxid resp. hur stor volym (i dm3) slurry behövde tillsättas för att neutralisera saltsyran som fanns kvar på marken efter den inledande pumpningen och spädningen? Anta att den olösta kalciumhydroxiden är jämnt fördelad i slurryn. Man använde en slurry med totalt (upplöst + uppslammat) 370 g släckt kalk per dm3.

Som ni ser är frågan väldigt stor och man blir lätt förvirrad (iaf jag). Har svårt att förstå hur jag ska gå tillväga för att lösa alla uppgifter. Vore väldigt tacksam om någon kunde hjälpa mig med hur jag ska göra! :)