Жесткая вода содержит 318 мг/л хлорида магния. Вычисли массу кальцинированной соды, которую нужно добавить в 1000 л воды для устранения жесткости. (вычисляй с точностью до…
Жесткая вода содержит 318 мг/л хлорида магния. Вычисли массу кальцинированной соды, которую нужно добавить в 1000 л воды для устранения жесткости. (вычисляй с точностью до тысячных. Ответ округли по πесатыΥ
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!
