help_outlineУсловие задачи
Для умягчения воды используется катионитовая колонка, рабочий объ-
ем которой 0,27 м3. Через колонку пропускают воду, жесткость которой
6,5 мэкв/л. Объемная скорость воды 8 м3/ч. Определить емкость поглощения
катионита (в экв массы/м3). Реши задачу: При кипячении 250 мл воды, содержащей гидрокарбонат кальция, выпал осадок массой 3,5 мг. Чему равна жесткость воды? Реши задачу: Жесткость воды, содержащей только гидрокарбонат кальция, равна
1,785 мэкв/л. Определить массу гидрокарбоната в 1 л воды. Реши задачу: Вычислить временную жесткость воды, зная, что на реакцию с гидро-
карбонатом, содержащимся в 100 мл этой воды, потребовалось 5 мл 0,1 н раствора соляной кислоты Реши задачу: Сколько карбоната натрия нужно добавить к 5 л воды, чтобы устранить
временную жесткость, равную 4,6 мэкв/л? Реши задачу: Сколько соды потребуется для устранения жесткости 1000 л воды,
насыщенной сульфатом кальция при 20 °С, если растворимость сульфата кальция равна 2 г/л?
lightbulbКраткий ответ
На странице представлено подробное решение задач по определению и устранению жесткости воды, включая расчет умягчения с помощью катионита и удаление гидрокарбонатов.
Дано:
\(V(H_{2}O) = 1000\) л
\(s(CaSO_{4}) = 2\) г/л
\(M(CaSO_{4}) = 136\) г/моль
\(M(1/2 CaSO_{4}) = 68\) г/моль
\(M(1/2 Na_{2}CO_{3}) = 53\) г/моль
_________________
Найти: \(m(Na_{2}CO_{3})\) — ?
Решение:
1. Сульфат кальция обуславливает постоянную жесткость воды. Для ее устранения используют карбонат натрия (соду). Реакция протекает по уравнению:
\[ CaSO_{4} + Na_{2}CO_{3} \rightarrow CaCO_{3}\downarrow + Na_{2}SO_{4} \]
2. Согласно закону эквивалентов, количество эквивалентов соды, необходимое для реакции, равно количеству эквивалентов сульфата кальция в воде:
\[ n_{экв}(Na_{2}CO_{3}) = n_{экв}(CaSO_{4}) \]
3. Сначала найдем общую массу сульфата кальция в 1000 л воды, исходя из его растворимости:
\[ m(CaSO_{4}) = s \cdot V = 2 \text{ г/л} \cdot 1000 \text{ л} = 2000 \text{ г} \]
4. Рассчитаем количество эквивалентов сульфата кальция. Молярная масса эквивалента \(M(1/2 CaSO_{4})\) равна половине его молярной массы, так как заряд иона кальция равен 2:
\[ M(1/2 CaSO_{4}) = \frac{136}{2} = 68 \text{ г/моль} \]
\[ n_{экв}(CaSO_{4}) = \frac{m(CaSO_{4})}{M(1/2 CaSO_{4})} = \frac{2000}{68} \approx 29,41 \text{ экв} \]
5. Теперь найдем массу соды, необходимую для взаимодействия с таким количеством эквивалентов. Молярная масса эквивалента соды \(M(1/2 Na_{2}CO_{3})\) равна:
\[ M(1/2 Na_{2}CO_{3}) = \frac{106}{2} = 53 \text{ г/моль} \]
\[ m(Na_{2}CO_{3}) = n_{экв} \cdot M(1/2 Na_{2}CO_{3}) \]
\[ m(Na_{2}CO_{3}) = 29,41 \cdot 53 \approx 1558,7 \text{ г} \]
6. Переведем результат в килограммы:
\[ 1558,7 \text{ г} \approx 1,56 \text{ кг} \]
Ответ: Для устранения жесткости потребуется 1,56 кг соды.
