Химия
8 класс
Вопрос
Одним из методов получения натриевого щелока является каустификация - действие извести на раствор углекислого натрия. На заводе каустификации подвергли 2346 л «сырого» раствора $Na_2CO_3$ плотностью 1,278 кг/л, который содержал 29,54% $Na_2CO_3$ и 5,20% $NaOH$ (проценты по массе).
Для каустификации пригоден и «сырой» раствор с 10%-ным содержанием $NaOH$. Однако, чтобы снизить стоимость производства каустической соды, связанную с выпариванием в аппаратах, было решено «сырой» раствор соды разбавить водой так, чтобы при полной каустификации получить в конечном итоге щелок, содержащий 13% $NaOH$.
Сколько тонн воды потребуется добавить и сколько натриевого щелока будет получено в конечном результате?
Ответ
Полученный раствор имеет массу $2436 \cdot 1,278 = 2998,19 \: кг \approx 3$ т и содержит $3 \cdot 0,2954 = 0,8862 \: т Na_2CO_3$ и $3 \cdot 0,052 = 0,156 \:т NaOH$.
$Na_2CO_3 + CaO + H_2O = 2NaOH + CaCO_3$.
Из уравнения реакции следует, что из 0,8862 т $Na_2CO_3$ получится
$x = \frac {0,8862 \cdot 80,02}{106,01} = 0,669 \: т NaOH$.
После каустификации щелок будет содержать
$0,156 + 0,669 = 0,825 \: т NaOH$
и
$3 - 0,825 = 2,175 \: т H_2O$.
Для того чтобы из 0,825 т $NaOH$ получить 13 %-ый щелок, Потребуется $у$ т воды
$13 : 87 = 0,825 : y$,
$у = \frac{87 \cdot 0,825}{13} = 5,521$ т воды,
следовательно, для приготовления 13 %-ного щелока необходимо добавить $5,521 - 2,175 = 3,346$ т воды.
В итоге будет получено $5,521 + 0,825 = 6,346$ т 13 %-ного щелока.