Сколько граммов ортофосфата натрия Na3PO4 требуется для обеспечения умягчения 80 дм3 воды с карбонатной жесткостью

Снежка

8

Для решения этой задачи нам потребуется использовать химические расчеты. Давайте разберемся шаг за шагом.

Шаг 1: Определение молярной массы ортофосфата натрия (Na3PO4):
Натрий (Na) имеет атомный вес примерно 23 г/моль, фосфор (P) - около 31 г/моль, а кислород (O) - около 16 г/моль. Ортофосфат натрия (Na3PO4) содержит 3 атома натрия, 1 атом фосфора и 4 атома кислорода. Молярная масса Na3PO4 будет равна:
\[3 \cdot (23\,г/моль) + 31\,г/моль + 4 \cdot (16\,г/моль)\]

Шаг 2: Расчет количества вещества карбоната в воде:
Значение карбонатной жесткости 7,2 ммоль/дм3 говорит о том, что в каждом дециметре кубической воды содержится 7,2 миллимоля карбоната. Расчет количества вещества карбоната в 80 дм3 воды будет следующим:
\[7,2\,ммоль/дм3 \times 80\,дм3\]

Шаг 3: Определение необходимого количества ортофосфата натрия:
Так как ортофосфата натрия (Na3PO4) является заменителем карбоната для умягчения воды, то количество ортофосфата натрия должно быть равно количеству карбоната в воде. Таким образом, необходимое количество ортофосфата натрия можно рассчитать, разделив количество вещества карбоната, полученное на шаге 2, на молярную массу ортофосфата, которую мы определили на шаге 1.

Шаг 4: Расчет:
Проведем все вычисления.

Полученные значения молярных масс такие:

- Натрий (Na) - 23 г/моль
- Фосфор (P) - 31 г/моль
- Кислород (O) - 16 г/моль

\[M(Na_3PO_4)=3\cdot M(Na)+ M(P)+4\cdot M(O)\]
\[M(Na_3PO_4)=3\cdot (23\,г/моль) + 31\,г/моль + 4\cdot (16\,г/моль)\]
\[M(Na_3PO_4)= 163\,г/моль\]

Теперь посчитаем количество вещества карбоната в 80 дм3 воды:

\[n(CO_3) = C \cdot V\]
где \(C\) - концентрация карбоната (7,2 ммоль/дм3), \(V\) - объем воды (80 дм3)

\[n(CO_3) = 7,2 \, ммоль/дм3 \cdot 80 \, дм3\]
\[n(CO_3) = 576 \, ммоль\]

Так как количество ортофосфата натрия должно быть равно количеству карбоната, полученному на шаге 2, мы можем рассчитать необходимое количество ортофосфата натрия:

\[m(Na_3PO_4) = \frac{n(CO_3)}{M(Na_3PO_4)}\]

Подставим значения:

\[m(Na_3PO_4) = \frac{576\,ммоль}{163\,г/моль}\]
\[m(Na_3PO_4) \approx 3,54\,г\]

Таким образом, для обеспечения умягчения 80 дм3 воды с карбонатной жесткостью 7,2 ммоль/дм3, необходимо около 3,54 г ортофосфата натрия (Na3PO4).