УРОВЕНЬ В

Вычислить жесткость воды, если в 140 л воды содержится 16,2 г ионов кальция и 2,92 г ионов магния.

УРОВЕНЬ А

ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ

Дано: =16,2 г = 140 л = 2,92 г   Ж - ?


РЕШЕНИЕ: Ж=+ = =20 г/моль (мг/ммоль)

=12 г/моль (мг/ммоль).

1000 – перевод г в мг

Ж==7,53 ммоль/л.

Ответ: Ж= 7,53 ммоль/л.

 

2. Определить массу сульфата кальция в 200 л воды, если жесткость, обусловленная этой солью, равна 9 ммоль/л.

Дано: = 200 л Ж = 9 ммоль/л   - ?

РЕШЕНИЕ: nэк (Ca+2) = nэк (CaSO4) Ж =  

откуда

= 68 г/моль (мг/ммоль)

=122,4 г

Ответ:

 

3. Постоянная жесткость воды объемом 10 л обусловлена наличием сульфата магния. Определить массу буры (Na2B4O7), необходимую для устранения постоянной жесткости, равной 5 ммоль/л. Написать уравнение протекающей реакции

Дано: = 10 л Ж = 5 ммоль/л   - ?


РЕШЕНИЕ: MgSO4 + Na2B4O7 = MgB4O7↓ + Na2SO4 nэк(MgSO4) = nэк(Na2B4O7) Ж =

 

Mэк(Na2B4O7) = г/моль

= =

= 5,05 г

Ответ: = 5,05 г

 

1. На титрование 100 см3 воды, содержащей гидрокарбонат магния, ушло 12 см3 0,15 н раствора HCl. Написать уравнение протекающей реакций. Рассчитать жесткость воды и определить массу соли, содержащейся в 40 л этой воды.

Дано: = 100 см3 = 12 см3 = 40 л Сэк(HCl) = 0,15 моль/л   ? Ж - ?

РЕШЕНИЕ: Составляем уравнение реакции: Mg(HCO3)2 + 2HCl = MgCl2 + + 2H2O + 2CO2↑ Ж = = = .

Согласно закону эвивалентов

nэкMg(HCO3)2 = nэк(HCl) = Cэк(HCl)·V

откуда

Ж = = 18 ммоль/л.

Определяем массу гидрокарбоната магния содержащейся в 40 л воды:

Ж = , откуда

= =

==52,56 г.

Мэк[Mg(HCO3)2] = =73 г/моль (мг/ммоль);

Ответ: Ж = 18 ммоль/л, = 52,56 г.

 

2. При кипячении 2 л воды (при рН>10,3), содержащей только гидрокарбонат магния, образовался осадок массой 28 мг. Написать уравнение протекающей реакции. Определить жесткость воды и массу соли в 0,5 м3 этой воды.

Дано: = 2 л = 28 мг = 0,028 г. = 0,5 м3 ? Ж - ?


РЕШЕНИЕ: При кипячении воды, содержащей гидрокарбонаты кальция, магния или железа, осадок выпадает в результате следующих реакций:  

Сa(HСО3)2 = CaCO3↓ + H2O + CO2↑

Mg(HCO3)2 = Mg(OH)2↓ + 2CO2↑ (при рН>10,3)

Fe(HCO3)2 = Fe(OH)2↓ + 2CO2

Так как все вещества реагируют и образуются в равных количествах их эквивалентов: nэк(Mg(HCO3)2) = nэк(Mg(OH)2), поэтому жесткость можно рассчитать по массе осадка гидроксида магния.

Ж = = = 0,48 ммоль/л

Мэк[Mg(OH)2] = 29 г/моль (мг/ммоль)

Массу гидрокарбоната магния в 0,5 м3 воды определяем по формуле.

Ж =

откуда =

Мэк[Mg(НСO3)2] = 73 г/моль (мг/ммоль)

= = 17,52 г.

Ответ: Ж = 0,48 ммоль/л, = 17,52 г.

 

3. Для устранения жесткости к 10 л природной воды, которая содержит 0,015% гидрокарбоната кальция и 0,005% гидрокарбоната магния, добавили гашеную известь. Плотность воды 1 г/см3. Написать уравнения протекающих реакций. Определить массу гашеной извести, необходимую для устранения временной жесткости.

Дано: = 10 л =0,015% =0,005% = 1 г/см3 -?

РЕШЕНИЕ: Гидроксид кальция Ca(OH)2 (гашеная известь) используется для устранения временной жесткости. При этом протекают следующие реакции:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3↓ + 2H2O

Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 = Mg(OH)2↓ + 2CaCO3↓ + 2H2O

Необходимые для расчета массы солей найдем по их массовым долям в воде

∙100

∙100

Откуда ∙10-2 ∙mводы = = 0,015·10-2 10·103·1 = 1,5 г.

∙10-2 ∙mводы = = 0,005·10-2·10·103·1 = 0,5 г.

Ж = =

=2,53 ммоль/л.

Мэк[Сa(НСO3)2] = 81 г/моль (мг/ммоль)

Мэк[Mg(НСO3)2] = 73 г/моль (мг/ммоль)

Массу гашеной извести, необходимую для устранения временной жесткости рассчитываем по уравнениям реакции:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3↓ + 2H2O

162 г 74 г г

1,5 г х

Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 = Mg(OH)2↓ + 2CaCO3↓ + 2H2O

146 г 2·74 г г

0,5 г х

0,685 + 0,507 = 1,192 г.

Ответ: 1,192 г.