Какова жесткость воды и масса хлоридов кальция и магния в исходном растворе, если 5 литров воды реагировали с раствором

Nikolaevna_2098

53

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся некоторые химические знания и умения работы с уравнениями реакций и молярными массами.

Для начала, давайте определим, что такое жесткость воды. Жесткость воды определяется содержанием кальция и магния в воде. Обычно жесткость воды выражается в милливаллях на литр (мг-экв/л) или в градусах жесткости (°dH). Чем больше содержание кальция и магния, тем жестче вода.

Теперь перейдем к решению задачи. Дано, что 5 литров воды реагировали с раствором соды, и образовалось 4,52 грамма карбонатов кальция и магния. Наша задача - определить массу хлоридов кальция и магния в исходном растворе, а также жесткость воды.

Первым делом, нам нужно записать уравнение реакции, чтобы понять, какие соединения образуются при реакции соды с кальцием и магнием. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

\[Ca^{2+} + Mg^{2+} + 2HCO_3^- \rightarrow CaCO_3 + MgCO_3 + 2OH^-\]

Теперь давайте перейдем к расчетам. Сначала определим молярные массы карбоната кальция и карбоната магния. Молярная масса карбоната кальция равна 100,09 г/моль, а молярная масса карбоната магния равна 84,32 г/моль.

Теперь, используя массу карбонатов, мы можем рассчитать количество молей карбоната кальция и магния, образовавшихся при реакции. Для этого необходимо разделить массу карбонатов на соответствующие молярные массы:

\[\text{Количество молей }CaCO_3 = \frac{4.52 \text{ г}}{100.09 \frac{\text{г}}{\text{моль}}} = 0.045 \text{ моль}\]
\[\text{Количество молей }MgCO_3 = \frac{4.52 \text{ г}}{84.32 \frac{\text{г}}{\text{моль}}} = 0.054 \text{ моль}\]

Заметим, что реагировать будет каждый моль кальция и магния.

Далее, согласно уравнению реакции, количество молей CaCl2 и MgCl2 будет таким же, как и количество молей CaCO3 и MgCO3. Таким образом, мы можем сказать, что:

\[\text{Количество молей CaCl2 и MgCl2} = 0.045 + 0.054 = 0.099 \text{ моль}\]

Теперь, зная количество молей CaCl2 и MgCl2, мы можем рассчитать их массу. Для этого необходимо умножить количество молей на молярную массу каждого соединения. Молярная масса хлорида кальция равна 110,98 г/моль, а молярная масса хлорида магния равна 95,21 г/моль:

\[\text{Масса CaCl2 и MgCl2} = 0.099 \text{ моль} \times 110.98 \frac{\text{г}}{\text{моль}} = 10.99 \text{ г}\]

Таким образом, масса хлоридов кальция и магния в исходном растворе составляет 10.99 грамма.

Чтобы найти жесткость воды, мы должны знать объем исходного раствора. По условию задачи, объем воды составляет 5 литров. Теперь мы можем рассчитать жесткость воды, используя найденную массу хлоридов и объем воды.

Жесткость воды (в градусах жесткости) вычисляется по формуле:

\[Жесткость = \frac{\text{масса хлоридов (г)}}{\text{объем воды (л)}}\]

В нашем случае:

\[Жесткость = \frac{10.99 \text{ г}}{5 \text{ л}} = 2.198 \text{ г/л}\]

Таким образом, жесткость воды составляет 2.198 г/л.

Это подробное решение задачи, которое включает определение молей карбонатов, массы хлоридов, а также расчет жесткости воды. Я надеюсь, что это объяснение понятно и полезно для вас.