Давайте подробно разберем задачу поэтапно.
Исходные данные:
- Концентрация хлорида магния (MgCl₂) в воде: 318 мг/л
- Объем воды: 1000 л
- Необходимо добавить кальцинированную соду (Na₂CO₃), чтобы устранить жесткость.
Цель:
Определить, сколько граммов кальцинированной соды нужно добавить.
Шаг 1. Рассчитаем общие количества MgCl₂ в воде
Общий вес MgCl₂ в 1000 л воды:
[
\text{Масса MgCl}_2 = 318, \text{мг/л} \times 1000, \text{л} = 318,000, \text{мг}
]
Переведем в граммы:
[
318,000, \text{мг} = 318, \text{г}
]
Шаг 2. Постоянные и реакции
Жесткость вызвана ионами Mg²⁺ и Ca²⁺. В данном случае рассматриваем только Mg²⁺ (кислород разбавляет все, поэтому сосредоточимся на Mg).
Чтобы устранить жесткость, нужно выпарить Mg²⁺ или заменить его другими соединениями.
Наиболее распространенная практика — использовать Na₂CO₃, который вступает в реакцию с Mg²⁺:
[
\text{Mg}^{2+} + \text{Na}_2\text{CO}_3 \rightarrow \text{MgCO}_3 \downarrow + 2\text{Na}^+
]
Рассчитаем, сколько моль Mg²⁺ содержится в воде.
Шаг 3. Рассчитаем количество вещества Mg²⁺
Молярная масса MgCl₂:
[
\text{Mg} = 24.3, \text{г/моль}
]
[
\text{Cl}_2 = 35.45 \times 2 = 70.9, \text{г/моль}
]
[
\text{Молярная масса MgCl}_2 = 24.3 + 70.9 = 95.2, \text{г/моль}
]
Доля Mg в MgCl₂:
[
\frac{24.3}{95.2} \approx 0.255
]
Общая масса Mg в воде:
[
318, \text{г} \times 0.255 \approx 81.1, \text{г}
]
Молярная масса Mg: 24.3 г/моль.
Количество молей Mg:
[
n_{\text{Mg}} = \frac{81.1, \text{г}}{24.3, \text{г/моль}} \approx 3.34, \text{моль}
]
Шаг 4. Соотношение реагентов
Реакция показывает, что для каждого моля Mg²⁺ требуется 1 моль Na₂CO₃ для осаждения MgCO₃.
Следовательно, необходимо добавить:
[
n_{\text{Na}_2\text{CO}_3} = 3.34, \text{моль}
]
Шаг 5. Рассчитаем массу Na₂CO₃
Молярная масса Na₂CO₃:
[
(23 + 23) + 12 + 48 = 106, \text{г/моль}
]
Масса Na₂CO₃:
[
m = 3.34, \text{моль} \times 106, \text{г/моль} \approx 354.0, \text{г}
]
Ответ:
Для устранения жесткости в 1000 л воды, содержащей 318 мг/л MgCl₂, потребуется приблизительно 354 граммов кальцинированной соды.
Если есть дополнительные вопросы или нужно объяснение подробнее — спрашивайте!
