help_outlineУсловие задачи
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? Реши задачу: Умягчение воды в лаборатории проводят в катионитовой колонке.
Определить время ее работы, если объем катионита 0,53 м3, а общая емкость поглощения его 1000 г–экв/м3. Объемная скорость потока воды 8 м3/ч. Жесткость воды 6,9 мэкв/м3
обусловлена катионами кальция.
lightbulbКраткий ответ
Жесткость воды рассчитывается на основе концентрации ионов кальция и магния. В решении представлены этапы вычисления общей и временной жесткости, а также массы гидрокарбоната кальция в воде.
Дано:
\(V_{кат} = 0,53\) \(м^{3}\)
\(E = 1000\) г-экв/\(м^{3}\)
\(v = 8\) \(м^{3}\)/ч
\(Ж = 6,9\) мэкв/\(м^{3}\)
_________________
Найти: \(t\) — ?
Решение:
1. Сначала определим полную обменную емкость катионита в колонке (\(Q\)). Она равна произведению объема катионита на его удельную емкость:
\[ Q = V_{кат} \cdot E \]
\[ Q = 0,53 \text{ м}^{3} \cdot 1000 \text{ г-экв/м}^{3} = 530 \text{ г-экв} \]
2. Переведем общую емкость из г-экв в мэкв (миллиэквиваленты), так как жесткость воды дана в мэкв:
\[ Q = 530 \cdot 1000 = 530000 \text{ мэкв} \]
3. Определим количество солей жесткости (в мэкв), которое поступает в колонку за один час. Это произведение объемной скорости потока на жесткость воды:
\[ n_{час} = v \cdot Ж \]
\[ n_{час} = 8 \text{ м}^{3}\text{/ч} \cdot 6,9 \text{ мэкв/м}^{3} = 55,2 \text{ мэкв/ч} \]
4. Время работы колонки (\(t\)) до полной отработки катионита рассчитывается как отношение полной емкости к количеству поглощаемых эквивалентов в час:
\[ t = \frac{Q}{n_{час}} \]
\[ t = \frac{530000}{55,2} \approx 9601,45 \text{ ч} \]
5. Переведем полученное время в сутки для наглядности:
\[ t_{сут} = \frac{9601,45}{24} \approx 400 \text{ суток} \]
Примечание: В условиях задачи указана очень низкая жесткость воды (\(6,9\) мэкв/\(м^{3}\)), что характерно для уже очень чистой или обессоленной воды. Если бы жесткость была \(6,9\) мэкв/л, время работы было бы в 1000 раз меньше.
Ответ: Время работы колонки составляет примерно 9601,45 часа (около 400 суток).
