Сколько миллиграмм-эквивалентов жесткость понизилась, когда к 100 л воды, содержащей сульфаты кальция и магния

  • 22
Сколько миллиграмм-эквивалентов жесткость понизилась, когда к 100 л воды, содержащей сульфаты кальция и магния, добавили 26.5 г соды? Перечислите уравнения реакций удаления жесткости в молекулярной и ионной формах.
Сладкая_Леди
45
Для решения данной задачи, нам необходимо знать уравнения реакций удаления жесткости в молекулярной и ионной формах.

Уравнение реакции удаления жесткости в молекулярной форме:

\[Ca^{2+}(aq) + Mg^{2+}(aq) + 2HCO_3^-(aq) \rightarrow CaCO_3(s) + MgCO_3(s) + 2H_2O(l)\]

Уравнение реакции удаления жесткости в ионной форме:

\[Ca^{2+}(aq) + Mg^{2+}(aq) + 2HCO_3^-(aq) \rightarrow CaCO_3(s) + MgCO_3(s) + 2H^+(aq) + 2CO_3^{2-}(aq)\]

Согласно заданию, мы добавляем 26.5 г соды к 100 л воды, содержащей сульфаты кальция и магния. Сначала переведем 100 л воды в граммы, зная, что плотность воды равна 1 г/мл:

\[100 \, л \cdot 1000 \, мл/л \cdot 1 \, г/мл = 100000 \, г\]

Теперь можем рассчитать количество добавленной соды в миллиграммах:

\[26.5 \, г \cdot 1000 = 26500 \, мг\]

Далее, чтобы найти количество миллиграмм-эквивалентов жесткости, которое понизилось, необходимо знать мольную массу солей кальция и магния. Обозначим их через \(M_{Ca}\) и \(M_{Mg}\) соответственно.

Масса кальция и магния в исходной воде равна:

\[m_{CaMg} = V_{воды} \cdot C_{CaMg} \cdot (M_{Ca} + M_{Mg})\]

где \(V_{воды}\) - объем воды в литрах, \(C_{CaMg}\) - концентрация солей кальция и магния в исходной воде.

Масса кальция и магния после добавления соли равна:

\[m_{CaMg"} = m_{CaMg} - m_{CaMg}^{удалено}\]

где \(m_{CaMg}^{удалено}\) - масса удаленных солей кальция и магния.

Теперь можем найти количество миллиграмм-эквивалентов жесткости, которое понизилось:

\[n_{мгэкв} = m_{CaMg}^{удалено} \cdot \frac{N_{соли}}{M_{CaMg}} \cdot 1000\]

где \(N_{соли}\) - количество миллимоль удаленных солей кальция и магния.

Для расчета количество миллимоль удаленных солей кальция и магния воспользуемся уравнениями реакций:

\[1 \, моль CaCO_3 = 1 \, моль Ca^{2+}\]
\[1 \, моль MgCO_3 = 1 \, моль Mg^{2+}\]

Таким образом, для расчета количества миллимоль удаленных солей имеем следующую формулу:

\[N_{CaMg} = \frac{m_{CaMg}^{удалено}}{M_{CaCO_3} + M_{MgCO_3}}\]

Теперь, рассчитаем каждый шаг по заданию:

1) Расчет массы кальция и магния в исходной воде:

\[m_{CaMg} = 100000 \, г \cdot C_{CaMg} \cdot (M_{Ca} + M_{Mg})\]

2) Расчет массы кальция и магния после добавления соли:

\[m_{CaMg"} = m_{CaMg} - m_{CaMg}^{удалено}\]

3) Расчет количества миллимоль удаленных солей кальция и магния:

\[N_{CaMg} = \frac{m_{CaMg}^{удалено}}{M_{CaCO_3} + M_{MgCO_3}}\]

4) Расчет количества миллиграмм-эквивалентов жесткости:

\[n_{мгэкв} = N_{CaMg} \cdot 1000\]

Вам необходимо указать значения концентрации солей \(C_{CaMg}\), мольной массы солей \(M_{Ca}\) и \(M_{Mg}\) для расчета окончательного ответа.