Давайте подробно разберем задачу и решим её пошагово.
Задача:
Жесткая вода содержит 146 мг/л хлорида магния (MgCl₂). Нужно определить, какая масса кальцинированной соды (Na₂CO₃) потребуется, чтобы устранить жесткость в 600 литрах воды.
1. Понимание задачи
- Жесткость воды вызывается ионами (в данном случае — Mg²⁺).
- Чтобы "устранить" жесткость, используют реакцию осаждения или обмен ионов, добавляя Na₂CO₃, которая вступает в реакцию с Mg²⁺.
- В результате реакции образуется нерастворимый гидрокарбонат магния MgCO₃ (или возможно карбонат магния), который выпадает в осадок.
2. Вычисляем количество Mg²⁺ в воде
Дано:
Концентрация MgCl₂: 146 мг/л.
Объем воды: 600 л.
Общий вес MgCl₂ в воде:
( 146 \text{ мг/л} \times 600 \text{ л} = 87,600 \text{ мг} )
Переведем милиграммы в граммы:
( 87,600 \text{ мг} = 87.6 \text{ г} )
3. Определяем количество Mg²⁺
Молярная масса MgCl₂:
Mg (24,3) + 2×Cl (2×35,45) ≈ 95,2 г/моль
Количество вещества MgCl₂:
[
n(\text{MgCl}_2) = \frac{87.6 \text{ г}}{95.2 \text{ г/моль}} \approx 0.92 \text{ моль}
]
Каждая молекула MgCl₂ содержит один ион Mg²⁺, следовательно,
количество Mg²⁺:
[
n(\text{Mg}^{2+}) = 0.92 \text{ моль}
]
4. Реакция с Na₂CO₃
Реакция:
[
\text{Mg}^{2+} + \text{CO}_3^{2-} \rightarrow \text{MgCO}_3 \downarrow
]
Из уравнения видно, что 1 моль Mg²⁺ реагирует с 1 моль CO₃²⁻.
Поскольку нам нужно "устранить" все Mg²⁺, необходимо добавить равно количество CO₃²⁻:
[
n(\text{Na}_2\text{CO}_3) = n(\text{CO}_3^{2-}) = 0.92 \text{ моль}
]
5. Вычисляем массу Na₂CO₃
Молярная масса Na₂CO₃:
(23×2) + 12 + (16×3) = 46 + 12 + 48 = 106 г/моль
Масса Na₂CO₃:
[
m = n \times \text{молярная масса} = 0.92 \text{ моль} \times 106 \text{ г/моль} \approx 97.5 \text{ г}
]
Ответ:
Для устранения жесткости в 600 л воды, содержащей 146 мг/л MgCl₂, потребуется примерно 97,5 г кальцинированной соды Na₂CO₃.
Если есть дополнительные вопросы или нужно более подробное объяснение — скажите!
