Жесткая вода содержит 164 мг/л хлорида магния. Вычисли массу кальцинированной соды, которую нужно добавить в 600 л воды для устранения жесткости.
Давайте подробно решим задачу по вычислению массы кальцинированной соды, необходимой для устранения жесткости воды, содержащей хлорид магния.
Дано:
- Концентрация хлорида магния (MgCl₂) в воде: 164 мг/л
- Объем воды: 600 л
Цель:
- Вычислить массу кальцинированной соды (Na₂CO₃), необходимую для осаждения магния и устранения жесткости.
Шаг 1. Определение количества магния в воде
Концентрация MgCl₂: 164 мг/л
Объем: 600 л
Масса MgCl₂ в воде:
\[ М_{MgCl_2} = 164 \text{ мг/л} \times 600 \text{ л} = 98\,400 \text{ мг} \]
Переведем в граммы:
\[ 98\,400 \text{ мг} = 98.4 \text{ г} \]
Шаг 2. Определение количества магния и соотношение с MgCl₂
Молярная масса MgCl₂:
\[ M_{MgCl_2} = 24.3 + 2 \times 35.45 = 95.2 \text{ г/моль} \]
Масса Mg в воде:
\[ М_{Mg} = \frac{24.3}{95.2} \times М_{MgCl_2} = \frac{24.3}{95.2} \times 98.4 \text{ г} \]
Вычислим:
\[ М_{Mg} \approx 0.255 \times 98.4 \approx 25.1 \text{ г} \]
Шаг 3. Определение количества Mg, необходимого для осаждения кальцинированной содой
Реакция осаждения магния с Na₂CO₃:
\[ Mg^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow MgCO_3 \downarrow \]
Количество Mg и CO₃²⁻ в реакции — соотношение 1:1.
Следовательно, для осаждения 25.1 г Mg потребуется такое же количество моль карбоната.
Молярная масса Na₂CO₃:
\[ M_{Na_2CO_3} = (2 \times 23) + 12 + (3 \times 16) = 105 \text{ г/моль} \]
Молярная масса Mg:
\[ M_{Mg} = 24.3 \text{ г/моль} \]
Количество магния в молях:
\[ n_{Mg} = \frac{25.1 \text{ г}}{24.3 \text{ г/моль}} \approx 1.034 \text{ моль} \]
Моли карбоната, необходимые для осаждения:
\[ n_{Na_2CO_3} = n_{Mg} = 1.034 \text{ моль} \]
Масса Na₂CO₃:
\[ m_{Na_2CO_3} = n_{Na_2CO_3} \times M_{Na_2CO_3} = 1.034 \times 105 \approx 108.5 \text{ г} \]
Ответ:
Чтобы устранить жесткость воды, содержащей 164 мг/л хлорида магния в объеме 600 л, необходимо добавить примерно 108.5 г кальцинированной соды (Na₂CO₃).
