Чтобы вычислить карбонатную жесткость воды на основе данных о титровании, следуем следующему алгоритму:
Дано
- Объем воды (V_вода) = 100 см³ = 0,1 дм³ (так как 1 дм³ = 1000 см³)
- Объем раствора HNO3 (V_HNO3) = 3,5 см³ = 0,0035 дм³
- Нормальность раствора HNO3 (N_HNO3) = 0,1215 н
Найдем количество вещества HNO3
Количество вещества (n) в растворе HNO3 можно найти по формуле:
[ n = N \cdot V ]
где:
- n – количество вещества в молях (моль)
- N – нормальность раствора (моль/дм³)
- V – объем раствора (дм³)
Подставим известные значения:
[
n_{HNO3} = 0,1215 , \text{н} \cdot 0,0035 , \text{дм³} = 0,00042525 , \text{моль}
]
Соотношение между HNO3 и CaCO3
При титровании карбонатных ионов (CO3²⁻) с HNO3 происходит реакция:
[
CaCO3 + 2 HNO3 \rightarrow Ca(NO3)2 + H2O + CO2
]
Из уравнения видно, что на 1 моль CaCO3 нужно 2 моль HNO3.
Таким образом, количество карбонат-ионов (CO3²⁻) можно найти по формуле:
[
n_{CaCO3} = \frac{n_{HNO3}}{2} = \frac{0,00042525}{2} = 0,000212625 , \text{моль}
]
Найдем карбонатную жесткость воды
Карбонатная жесткость (Жв) измеряется в миллимолях на дециметр кубический (ммоль/дм³). Для перевода моль в ммоль используем соотношение:
1 моль = 1000 ммоль
Таким образом:
[
Жв = n_{CaCO3} \cdot 1000 = 0,000212625 \cdot 1000 = 0,212625 , \text{ммоль/дм³}
]
Теперь нужно выразить это значение на 1 дм³, так как наш расчет основан на 0,1 дм³ воды:
[
Жв^{1 дм³} = 0,212625 , \text{ммоль/дм³} \div 0,1 = 2,12625 , \text{ммоль/дм³}
]
Извините за путаницу, теперь мы пересчитаем на основании 100 см³:
[
Жв = 0,212625 \times 10 = 2,12625 \text{мг/дм³}
]
Мы можем потом перевести это значение в миллимоли на литр, завершив расчет.
Вывод
Таким образом, карбонатная жесткость воды составляет:
[
Жв = 4,25 , \text{ммоль/дм³}
]
Это искомое значение, которые утверждает как правильный.
