Давайте решим задачу пошагово.
Дано:
- Концентрация сульфата кальция (жёсткость): 164 мг/л
- Объем воды: 800 л
- Необходимо определить массу кальцинированной соды (Na₂CO₃), которая потребуется для устранения жёсткости.
Шаг 1. Найдём массу сульфата кальция (CaSO₄) во всей воде
Концентрация: 164 мг/л
Объем: 800 л
Масса CaSO₄:
[
\text{Масса} = \text{концентрация} \times \text{объем} = 164, \text{мг/л} \times 800, \text{л} = 131200, \text{мг}
]
Переведём в граммы:
[
131200, \text{мг} = 131.2, \text{г}
]
Шаг 2. Определим молярную массу CaSO₄ и Na₂CO₃
- CaSO₄:
— кальций (Ca): 40 г/моль
— сера (S): 32 г/моль
— кислород (O): 16 г/моль, всего 4 атома: 16×4=64 г/моль
Молярная масса CaSO₄:
[
40 + 32 + 64 = 136, \text{г/моль}
]
- Na₂CO₃:
— натрий (Na): 23 г/моль, 2 атома: 46 г/моль
— карбон (C): 12 г/моль
— кислород (O): 16 г/моль, 3 атома: 48 г/моль
Молярная масса Na₂CO₃:
[
46 + 12 + 48 = 106, \text{г/моль}
]
Шаг 3. Используем уравнение для смягчения воды
Сульфат кальция взаимодействует с кальцинированной содой по реакции:
[
\text{Ca}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} + \text{Na}_2\text{CO}_3 \rightarrow \text{CaCO}_3 \downarrow + \text{Na}_2\text{SO}_4
]
Из этого уравнения видно, что 1 моля CaSO₄ реагирует с 1 mol Na₂CO₃.
Шаг 4. Определим количество молей CaSO₄
Масса CaSO₄: 131.2 г
Молярность:
[
n_{\text{CaSO}_4} = \frac{131.2, \text{г}}{136, \text{г/моль}} \approx 0.9632, \text{молей}
]
Шаг 5. Вычислим массу Na₂CO₃
Так как 1 моль CaSO₄ реагирует с 1 моль Na₂CO₃,
то количество Na₂CO₃: 0.9632 моль
Масса Na₂CO₃:
[
0.9632, \text{моль} \times 106, \text{г/моль} \approx 102.1, \text{г}
]
Ответ:
Масса кальцинированной соды, которую нужно добавить, — approximately 102.1 г.
Ответ округлён до десятых — 102.1 г.
