Каково значение жесткости природной воды при содержании ионов магния в количестве 121,6 мг/л? Укажите уравнение реакции

Печка

20

Жесткость воды - это параметр, который показывает содержание ионов магния и кальция в воде. Обычно, чем выше содержание этих ионов, тем жестче вода. Чтобы определить значение жесткости воды при заданном количестве ионов магния, мы должны выполнить следующие шаги:

1. Рассчитаем эквивалентную концентрацию ионов магния по формуле:

\[ {\text{Эквивалентная концентрация ионов магния}} = \frac{{\text{Масса иона магния}}}{{\text{Молярная масса магния}}} \]

где:
- Масса иона магния = 121,6 мг (задано в условии задачи);
- Молярная масса магния = 24,31 г/моль.

Подставим значения в формулу:

\[ {\text{Эквивалентная концентрация ионов магния}} = \frac{{121,6}}{{24,31}} = 5 \, \text{ммоль/л} \]

2. Теперь мы можем определить значение жесткости воды, используя следующую формулу:

\[ {\text{Жесткость воды}} = 2,497 \times {\text{Эквивалентная концентрация ионов магния}} \]

где коэффициент 2,497 является константой и зависит от единиц измерения концентрации и желаемых единиц измерения жесткости воды.

Подставим значение эквивалентной концентрации ионов магния в формулу:

\[ {\text{Жесткость воды}} = 2,497 \times 5 = 12,485 \, \text{ммоль/л} \]

Таким образом, значение жесткости природной воды при содержании ионов магния в количестве 121,6 мг/л составляет 12,485 ммоль/л.

Теперь перейдем ко второй части вопроса - уравнению реакции катионного обмена для умягчения воды с использованием катионитов. Умягчение воды можно достичь путем катионного обмена, при котором ионы магния и кальция могут быть заменены на другие ионы, такие как натрий.

Уравнение реакции катионного обмена для умягчения воды можно записать следующим образом:

\[ \text{Ca}^{2+} + 2\text{Na}^{+}\text{Р} \leftrightarrow \text{Na}_2\text{Р} + \text{Ca}^{2+} \]

Это уравнение показывает, что два иона натрия (Na+) замещают ионы кальция (Ca2+) на катионах (которые обозначаются как Р в уравнении). Этот процесс называется ионным обменом и может умягчить воду, удаляя ионы магния и кальция.

Надеюсь, эта информация была полезной для вас! Если у вас есть еще вопросы или требуются дополнительные объяснения, не стесняйтесь спрашивать.