Как научиться решать химические задачи? Примеры задач по жесткости воды.

Зябкина О.А., учитель химии МБОУ Митрофановской СОШ Как научиться решать химические задачи?  Примеры задач по жесткости воды. Карбонатная (временная) жесткость  воды обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния (Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2). Некарбонатная (постоянная) жесткость воды обусловлена присутствием в   воде   сульфатов   и   хлоридов   кальция   и   магния   (CaCℓ2,   CaSO4,   MgCℓ2, MgSO4). Задачи по жесткости воды решаются так же, как и расчеты по химическим уравнениям. П р и м е р 1. Жесткая вода содержит 100 мг/л гидрокарбоната кальция и 30 мг/л сульфата кальция. Определите, какую массу карбоната натрия надо добавить к воде объемом 500 л для устранения жесткости. Решение. 1.   Записываем   уравнения   реакций   взаимодействия   гидрокарбоната   и сульфата кальция с карбонатом натрия: 1) Ca(HCO3)2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaHCO3 2) CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3 + Na2CO4. 2. Определяем массу гидрокарбоната и сульфата кальция в воде: m (Ca(HCO3)2) = 100 ∙ 500 = 50000 (мг), или 50 (г) m (CaSO4) = 30 ∙ 500 = 15000 (мг), или 15 (г). 3. Находим количества веществ гидрокарбоната и сульфата кальция: ν (Ca(HCO3)2) =  (Ca(m (Ca(M HCO HCO )) 23 )) 23  50 162  = 0,3086 (моль) (m (M ) CaSO 4  ) CaCO 4 15 136 ν(CaSO4) =  4. Вычисляем количество вещества карбоната натрия, которое необходимо  = 0,1103 (моль). для взаимодействия с гидрокарбонатом и сульфатом кальция. Из первого уравнения следует: ν (Ca(HCO3)2) = ν1 (Na2CO3)  ν1 (Na2CO3) = 0,3086 (моль) Из второго уравнения следует: ν(CaSO4) = ν2 (Na2CO3)  ν2 (Na2CO3) = 0,1103 (моль) 5.   Находим   общее   количество   вещества   карбоната   натрия,   которое потребуется для устранения жесткости воды: ν общ. (Na2CO3) = ν1 (Na2CO3) + ν2 (Na2CO3) = = 0,3086 + 0,1103 = 0,4189 (моль).6. Вычисляем массу необходимого карбоната натрия: m (Na2CO3) = ν общ. (Na2CO3) ∙ M (Na2CO3) = = 0,4189 ∙ 106 = 44,40 (г). Реши самостоятельно: 1.  Жесткая   вода  содержит  237 мг/л  хлорида  магния.  Определите   массу соды,   которую   надо   добавить   к   воде   объемом   500 л   для   устранения жесткости. (132,2 г.) 2. Жесткая вода содержит 200 мг/л гидрокарбоната кальция. Определите массу   осадка,   который   образуется   при   кипячении   воды   объемом   250 мл. (30,86 мг.) 3. Жесткая вода содержит 445,5 мг/л гидрокарбоната кальция. Определите массу гидроксида кальция, которую надо добавить к воде объемом 275 л для устранения жесткости. (55,96 г.) 4. Жесткая вода содержит 100 мг/л сульфата магния. Определите, какой объем раствора с массовой долей карбоната натрия 10 % ( = 1,09 г/мл) надо добавить к воде объемом 50 л для устранения жесткости. (40,52 мл.) 5.   Рассчитайте   массу   хлорида   кальция   в   1 л   жесткой   воды,   если   для устранения жесткости воды объемом 200 л требуется раствор объемом 200 мл с массовой долей карбоната натрия 20 % ( = 1,1 г/мл). (230 мг/л.) 6. Определите массу карбоната натрия, которую необходимо взять для  устранения жесткости воды, если в воде объемом 100 мл содержится 4 мг Са2+ и 3,65 мг Mg2+. (26,52 мг.)