жесткая вода содержит 195.5 мг/л гидрокарбоната кальция. Определите массу гидроксида кальция, которую надо добавить е воде объёмом 300л для устранения жесткости

Для решения задачи о том, сколько гидроксида кальция (Ca(OH)₂) нужно добавить в воду, чтобы устранить жесткость, содержащуюся в виде гидрокарбоната кальция (Ca(HCO₃)₂), мы проведем пошаговый анализ.

Шаг 1: Понять проблему

Жесткость воды обусловлена наличием кальция и магния в виде различных соединений, в данном случае - гидрокарбоната кальция. Для устранения жесткости воды необходимо осадить эти ионы, добавив необходимое количество гидроксида кальция.

Шаг 2: Записать уравнение реакции

Гидрокарбонат кальция при реакции с гидроксидом кальция образует осадок карбоната кальция и воду. Уравнение можно записать так:

\[ Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ \rightarrow 2CaCO₃ \downarrow + 2H₂O \]

Шаг 3: Найти количество гидрокарбоната кальция в воде

Дано, что в воде содержится 195.5 мг/л гидрокарбоната кальция. Для объемов воды 300 л:

\[ \text{Общее количество гидрокарбоната кальция} = 195.5 \, \text{мг/л} \times 300 \, \text{л} = 58650 \, \text{мг} = 58.65 \, \text{г} \]

Шаг 4: Определить моли гидрокарбоната кальция

Для этого нужно знать молярную массу Ca(HCO₃)₂:

• Молярная масса Ca = 40 г/моль
• Молярная масса H = 1 г/моль
• Молярная масса C = 12 г/моль
• Молярная масса O = 16 г/моль

\[ \text{Молярная масса Ca(HCO₃)₂} = 40 + 2 \times (1 + 12 + 3 \times 16) = 40 + 2 \times (1 + 12 + 48) = 40 + 2 \times 61 = 40 + 122 = 162 \, \text{г/моль} \]

Теперь рассчитываем количество молей:

\[ \text{Количество молей Ca(HCO₃)₂} = \frac{58.65 \, \text{г}}{162 \, \text{г/моль}} \approx 0.361 \, \text{моль} \]

Шаг 5: Рассчитать необходимое количество гидроксида кальция

Согласно уравнению реакции, для нейтрализации 1 моля гидрокарбоната кальция требуется 1 моль гидроксида кальция. То есть, для 0.361 моль Ca(HCO₃)₂ потребуется 0.361 моль Ca(OH)₂.

Теперь найдем массу Ca(OH)₂, зная его молярную массу:

• Молярная масса Ca(OH)₂:
  • Ca = 40 г/моль
  • O = 16 г/моль
  • H = 1 г/моль

\[ \text{Молярная масса Ca(OH)₂} = 40 + 2 \times (16 + 1) = 40 + 34 = 74 \, \text{г/моль} \]

Следовательно, необходимая масса гидроксида кальция:

\[ \text{Масса Ca(OH)₂} = 0.361 \, \text{моль} \times 74 \, \text{г/моль} \approx 26.674 \, \text{г} \]

Ответ

Для устранения жесткости воды объемом 300 л необходимо добавить примерно 26.67 г гидроксида кальция.