Каково минимальное количество кальцинированной соды, необходимое для полного смягчения 36 дм3 жесткой воды с общей

Vihr

49

Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать реакцию образования осадка, которая происходит между карбонатом натрия (Na2CO3) и кальцием (Ca2+) и магнием (Mg2+), содержащимися в жесткой воде. Реакция образования осадка:

Na2CO3 + Ca2+ → CaCO3↓ + 2Na+
Na2CO3 + Mg2+ → MgCO3↓ + 2Na+

По данной задаче, нам нужно расчитать минимальное количество кальцинированной соды (Na2CO3), необходимой для полного смягчения 36 дм3 жесткой воды с заданной концентрацией ионов Ca2+ и Mg2+.

1. Рассчитаем количество молей карбоната натрия, исходя из заданного объема воды. Мольная масса Na2CO3 составляет 106 г/моль.

Масса Na2CO3 = объем воды * концентрация ионов Ca2+ и Mg2+
Масса Na2CO3 = 36 дм3 * (3,5 * 10^(-3) моль/дм3) = 0,126 г

Моль Na2CO3 = масса Na2CO3 / мольная масса Na2CO3 = 0,126 г / 106 г/моль = 0,00119 моль

2. Учитывая реакцию образования осадка и мольные коэффициенты реагентов, мы видим, что каждый моль карбоната натрия (Na2CO3) реагирует с двуми молями кальция или магния.

3. Рассчитаем количество молей кальция или магния в воде.

Количество молей ионов Ca2+ и Mg2+ = объем воды * концентрация ионов Ca2+ и Mg2+
Количество молей ионов Ca2+ и Mg2+ = 36 дм3 * (3,5 * 10^(-3) моль/дм3) = 0,126 моль

4. Так как каждый моль Na2CO3 реагирует с двуми молями Ca2+ или Mg2+, минимальное количество Na2CO3, необходимое для полного смягчения воды, равно удвоенному количеству молей ионов Ca2+ и Mg2+.

Минимальное количество карбоната натрия = 2 * количество молей ионов Ca2+ и Mg2+
Минимальное количество карбоната натрия = 2 * 0,126 моль = 0,252 моль

5. Найти массу карбоната натрия.

Масса Na2CO3 = минимальное количество карбоната натрия * мольная масса Na2CO3
Масса Na2CO3 = 0,252 моль * 106 г/моль = 26,712 г

Таким образом, минимальное количество карбоната натрия (кальцинированной соды), необходимой для полного смягчения 36 дм3 жесткой воды с данной концентрацией ионов Ca2+ и Mg2+, составляет около 26,712 г.