СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ ПО ХИМИИ

СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ ПО ХИМИИ СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ ПО ХИМИИ

25.04.2015 Views

Пример 1. Вычислите общую жесткость воды, 1 л которой содержит 48,6 мг гидрокарбоната кальция, 29,6 мг сульфата магния и 11,10 мг хлорида кальция. Решение. Выразим жесткость воды, обусловленную присутствием соответствующих солей: m1 m2 m3 Ж = + + . М Э V М Э V М Э V 1 2 3 Определим молярные массы эквивалентов солей, обуславливающих жесткость воды: М Э Ca(HCO 3 ) 2 М М Э MgSO 4 = M/2 = 162,11 / 2 = 81,05 мг/моль; = M/2 = 120,36 / 2 = 60,18 мг/моль; Э CaCl 2 = M/2 = 110,99 / 2 = 55,49 мг/моль. Отсюда общая жесткость: Ж О = 48,6 / 81,05 + 29,6 / 60,18⋅1 + 11,10 / 55,49⋅1 = = 0,59 + 0,49 + 0,20 = 1,28 ммоль⋅экв/л. Пример 2. Вычислите карбонатную жесткость воды, если на титрование 0,1 л воды, содержащей гидрокарбонат кальция, потребовалось 0,0025 л 0,08 н раствора соляной кислоты. Решение. При титровании воды соляной кислотой происходит следующая реакция: Ca(HCO 3 ) 2 + 2HCl = CaCl 2 + 2CO 2 + 2H 2 O. В соответствии с законом эквивалентов количества эквивалентов всех участвующих в химической реакции веществ должно быть одинаково, т. е. Отсюда C V ⋅ C VHCl C HCl = VH O ⋅ C 2 H 2O ⋅ . HCl HCl H O = 2 = 0,00625⋅0,08 / 0,1 = 0,005 моль⋅экв/л = 5 ммоль. VH O 2 Следовательно, карбонатная жесткость воды 5 ммоль⋅экв/л. Пример 3. Какую массу гидрооксида кальция (гашеной извести) надо добавить к 2,5 л воды, чтобы устранить ее временную жесткость, равную 4,43 ммоль⋅экв/л? Решение. Добавление к воде гидрооксида кальция может устранить временную жесткость по реакции Ca(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 = 2CaCO 3 + 2H 2 O. 68

Таким образом, количество гидроксида кальция, добавленного к воде, соответствует ее временной жесткости. Из формулы (23) получаем: m= ЖЭV. Рассчитываем молярную массу эквивалента гидрооксида кальция и подставляем в формулу М Э = М/2= 74 / 2 = 37 мг/моль; m = 37⋅4,43⋅2,5 = 0,41 г. ЗАДАЧИ 328. Вода, содержащая только сульфат магния, имеет жесткость 7 ммоль⋅экв/л. Какая масса сульфата магния содержится в 300 л этой воды? 329. Чему равна карбонатная жесткость воды, если для ее устранения к 400 л воды добавили 63,6 г карбоната натрия? 330. Растворимость сульфата кальция в воде при 20 0 С равна 0,202 г. Вычислите жесткость этого раствора. Плотность примите равной 1 г/см 3 . 331. Какие ионы надо удалить из природной воды, чтобы сделать ее мягкой? Введением каких ионов можно умягчить воду? Какую массу гидрооксида кальция надо прибавить к 2,5 л воды, чтобы устранить ее жесткость, равную 4,43 ммоль⋅экв/л? 332. Чему равна карбонатная жесткость воды, если в 1 л ее содержится 0,292 г гидрокарбоната магния и 0,2025 г гидрокарбоната кальция? 333. Чему равна жесткость 0,005 М раствора хлорида кальция? 334. Вычислите карбонатную жесткость воды, зная, что на титрование 0,2 л воды, содержащей гидрокарбонат кальция, требуется 0,015 л 0,08 М раствора соляной кислоты. 335. В 1 л воды содержится 52,3 мг гидрокарбоната кальция и 24,2 мг гидрокарбоната магния. Какое количество Са 2+ и Mg 2+ содержится в воде. Чему равна общая жесткость? 336. Некарбонатная жесткость воды равна 3,18 ммоль⋅экв/л. Какую массу Na 3 PO 4 надо взять, чтобы умягчить 4 м 3 воды? 337. Какую жесткость воды можно определить титрованием кислотой? Чему равна эта жесткость, если на титрование 0,05 л воды израсходовано 0,004 л 0,1 н раствора соляной кислоты? 338. Общая жесткость воды равна 6,52 ммоль⋅экв/л, а временная 3,32 ммоль⋅экв/л. Какую массу гидрооксида кальция и карбоната натрия нужно взять, чтобы умягчить 10 л такой воды? 339. Чему равна жесткость воды, если для ее умягчения к 50 л воды нужно добавить 21,2 г карбоната натрия? 340. Какие соли обуславливают жесткость природной воды? Какую жесткость называют карбонатной? некарбонатной? Как можно устранить карбонатную и некарбонатную жесткость? Напишите уравнения реакций. 341. Какая масса гидроксида натрия содержится в 4 м 3 котловой воды, если гидратная щелочность ее составляет 3 ммоль⋅экв/л? 69

Пример 1. Вычислите общую жесткость воды, 1 л которой содержит<br />

48,6 мг гидрокарбоната кальция, 29,6 мг сульфата магния и 11,10 мг<br />

хлорида кальция.<br />

Решение. Выразим жесткость воды, обусловленную присутствием<br />

соответствующих солей:<br />

m1<br />

m2<br />

m3<br />

Ж = + + .<br />

М<br />

Э<br />

V М<br />

Э<br />

V М<br />

Э<br />

V<br />

1<br />

2<br />

3<br />

Определим молярные массы эквивалентов солей, обуславливающих<br />

жесткость воды:<br />

М<br />

Э Ca(HCO 3 ) 2<br />

М<br />

М<br />

Э MgSO 4<br />

= M/2 = 162,11 / 2 = 81,05 мг/моль;<br />

= M/2 = 120,36 / 2 = 60,18 мг/моль;<br />

Э CaCl 2<br />

= M/2 = 110,99 / 2 = 55,49 мг/моль.<br />

Отсюда общая жесткость:<br />

Ж О = 48,6 / 81,05 + 29,6 / 60,18⋅1 + 11,10 / 55,49⋅1 =<br />

= 0,59 + 0,49 + 0,20 = 1,28 ммоль⋅экв/л.<br />

Пример 2. Вычислите карбонатную жесткость воды, если на<br />

титрование 0,1 л воды, содержащей гидрокарбонат кальция, потребовалось<br />

0,0025 л 0,08 н раствора соляной кислоты.<br />

Решение. При титровании воды соляной кислотой происходит<br />

следующая реакция:<br />

Ca(HCO 3 ) 2 + 2HCl = CaCl 2 + 2CO 2 + 2H 2 O.<br />

В соответствии с законом эквивалентов количества эквивалентов всех<br />

участвующих в химической реакции веществ должно быть одинаково, т. е.<br />

Отсюда<br />

C<br />

V<br />

⋅ C<br />

VHCl<br />

C<br />

HCl<br />

= VH<br />

O<br />

⋅ C<br />

2 H 2O<br />

⋅ .<br />

HCl HCl<br />

H O<br />

=<br />

2<br />

= 0,00625⋅0,08 / 0,1 = 0,005 моль⋅экв/л = 5 ммоль.<br />

VH<br />

O<br />

2<br />

Следовательно, карбонатная жесткость воды 5 ммоль⋅экв/л.<br />

Пример 3. Какую массу гидрооксида кальция (гашеной извести) надо<br />

добавить к 2,5 л воды, чтобы устранить ее временную жесткость, равную<br />

4,43 ммоль⋅экв/л?<br />

Решение. Добавление к воде гидрооксида кальция может устранить<br />

временную жесткость по реакции<br />

Ca(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 = 2CaCO 3 + 2H 2 O.<br />

68

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!