Методический материал на тему: «Задачи по жесткости воды»

Методический материал на тему: «Задачи 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.)