Химия

8 класс
Вопрос
В результате анализа установлено, что в 1 л воды, предназначенной для питания парового котла, содержится 128 мг $Ca(HCO_3)_2$, 13,5 мг $Mg(HCO_3)_2$, 15,4 мг $CaSO_4$ и 3,9 мг $MgSO_4$. а. Вычислите общую жесткость воды в немецких градусах, а также миллиграмм-эквивалентах на литр. б. Какие количества негашеной извести и соды потребуются для устранения жесткости $1 м^3$ воды, если негашеная известь содержит 93% $CaO$, а сода 98% $Na_2CO_3$?
Ответ


Для вычисления жесткости воды в немецких градусах массы растворенных в ней солей необходимо пересчитать на массы эквивалентных количеств $CaO$ (1 немецкий градус соответствует 10 мг $CaO$, причем 1,4 мг $CaO$ соответствуют 1 мг $MgO$).

$M_{Ca(HCO_3)_2} = 162, M_{CaO} = 56$,
$x_1 = \frac{128 \cdot 56}{162} = 44,2$ мг $CaO$, т. е. 4,42 немецких градуса;
$M_{Mg(HCO_3)_2} = 146, M_{MgO} = 40$,
$x_2 = \frac{11,5 \cdot 40}{146} = 3,69$ мг $MgO$, или $0,369 \cdot 1,4 = 0,516$ немецких градуса;
$M_{CaSO_4} = 136$,
$x_3 = \frac{15,4 \cdot 56}{136} = 6,34$ мг $CaO$, или 0,634 немецких градуса;
$M_{MgSO_4} = 120$,
$x_4 = \frac{3,9 \cdot 40}{120} = 1,3$ мг $MgO$, или $0,13 \cdot 1,4 = 0,182$ немецких градуса,

Общая жесткость равна $4,42 + 0,516 + 0,634 + 0,182 = 5,752$ немецких градуса. Поскольку 10 мг $CaO$ соответствуют 0,357 мг-экв ионов кальция, жесткость воды равна $5,752 \cdot 0,357 = 2,05$ мг-экв.

В $1 м^3$ этой воды содержится 128 г $Ca(HCO_3)_2$, 13,5 г $Mg(HCO_3)_2$, 3,9 г $MgSO_4$ и 15,4 г $CaSO_4$. При смягчении Воды негашеной известью происходят реакции

$CaO + H_2O = Ca(OH)_2$,
$Ca(HCO_3)_2 + Ca(OH)_2 = 2CaCO_3 + 2H_2O$,
$y_1 = \frac{128 \cdot 56}{162} = 44,2 г CaO$;
$Mg(HCO_3)_2 + Ca(OH)_2 = MgCO_3 + CaCO_3 + 2H_2O$,
$y_2 = \frac{13,5 \cdot 56}{146} = 5,18$ г $CaO$;
$MgSO_4 + Ca(OH)_2 = Mg(OH)_2 + CaSO_4$,
$y_3 = \frac{3,9 \cdot 56}{120} = 1,82$ г $CaO$.

Общее количество $CaO$, необходимое для смягчения водьг составляет $44,2 + 5,18 + 1,82 = 51,20$ г, поэтому при 93%-ном содержании $CaO$ в негашеной извести последняя потребуется в количестве $51,2 : 0,93 = 55,05$ г.

Для удаления постоянной жесткости, обусловленной наличием сульфатов магния и кальция, потребуется сода ($M = 106$), количество которой определяется согласно реакции

$CaSO_4 + Na_2CO_3 = CaCO_3 + Na_2SO_4$,
$z_1 = \frac{15,4 \cdot 106}{136} = 11,99$ г $Na_2CO_3$.

При действии негашеной извести $MgSO_4$ превращается в эквивалентное количество $CaSO_4$, поэтому

$z_2 = \frac{3,9 \cdot 106}{120}$ г $Na_2CO_3$.

Общее количество $Na_2CO_3$ равно $11,99 + 3,44 = 15,43$ г, а при 98 %-ном ее содержании потребуется $15,43 : 0,98 = 15,74$ г соды.
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме

Газ, образовавшийся при разложении дихромата аммония массой 126 г, смешали с газом, выделившимся при растворении 42 г гидрида натрия в 900 мл 2 М раствора хлороводорода, и пропустили при соответствующих условиях над никелевым катализатором. Продукт реакции растворили в избытке раствора азотной кислоты. Рассчитайте, насколько увеличится масса раствора азотной кислоты.
8 класс Химия Средняя
В химической лаборатории случайно смешали сульфат калия с хлоридом калия. Для выяснения процентного состава образовавшейся смеси ее пробу массой 0,1462 г обработали серной кислотой, получив в результате этой реакции 0,1623 г сульфата калия. Вычислите массу хлорида калия (в граммах) в данной смеси и определите процентный состав последней.
8 класс Химия Средняя
В стальной сосуд емкостью 2,75 л поместили 1,53 г предельной монокарбо-новой кислоты, затем туда ввели 3,36 л кислорода (при н.у.). После поджигания кислота полностью сгорела, при этом давление внутри сосуда при температуре $227^{ \circ} C$ составило 306 кПа. Определите формулу кислоты и приведите структурные формулы 5-ти ее изомеров.
8 класс Химия Средняя
Имеется смесь порошков металлов: алюминия, меди, железа и золота. Как разделить эти металлы и выделить каждый из них в чистом виде? Какие дополнительные реактивы необходимы для этого? Напишите уравнения химических реакций.
8 класс Химия Средняя
Определите максимальный объем углекислого газа (н. у.), который может быть поглощен раствором, полученным при взаимодействии 2,3 г натрия с 100 г воды.
8 класс Химия Средняя
Сколько $KNO_{3}$ выпадет в осадок при охлаждении насыщенного при $60^{ \circ } С$ раствора массой 200 г до $0^{ \circ } С$, если растворимость соли при этих температурах составляет 110 г и 15 г соответственно.
8 класс Химия Средняя
Привести несколько примеров неорганических соединений, для которых можно осуществить превращения по схеме: т. е. осуществить такую цепочку превращений, в которой вещества $B$ и $K$, полученные из вещества $A$ при реакции между собой, образовали бы соединение $A$, вещества $C$ и $L$, полученные соответственно из $B$ и $K$, взаимодействуя друг с другом, давали бы снова вещество $A$ и т. д. Написать уравнения соответствующих реакций.
8 класс Химия Средняя
Определите э.д.с. гальванического элемента $Ag|AgNO_{3}(NULL,001M) \parallel AgNO_{3} (NULL,1M)|Ag$. В каком направлении будут перемещаться электроны во внешней цепи при работе этого элемента?
8 класс Химия Средняя
Определите массу хлорида натрия, который надо добавить к 200 г 10 % -ного раствора, чтобы получить 20 % -ный раствор.
8 класс Химия Средняя
Исходя из теплоты образования газообразного диоксида углерода ($\Delta H^{0} = -393,5 кДж/моль$) и термохимического уравнения реакции: $C(графит) + 2N_{2}O_{(г)} = CO_{2(г)} + 2N_{2(г)}; \Delta H^{0} = -557,5 кДж$ (1) вычислите теплоту образования $N_{2}O_{(г)}$.
8 класс Химия Средняя