Сколько кальцинированной соды нужно для полного умягчения 36 дм3 жесткой воды с общей концентрацией катионов Ca2

Суть вопроса: Химия - Расчет количества кальцинированной соды для умягчения воды

Разъяснение: Для полного умягчения жесткой воды, содержащей катионы Ca2+ и Mg2+, используется кальцинированная сода (Na2CO3).

Шаг 1: Найдем количество моль катионов Ca2+ и Mg2+ в 36 дм3 жесткой воды.
Общая концентрация катионов равна 3,5 × 10^(-3) моль/дм3.
Таким образом, количество моль катионов в 36 дм3 воды равно (3,5 × 10^(-3)) × 36 = 0,126 моль.

Шаг 2: Поскольку катионы Ca2+ и Mg2+ нейтрализуются моль в моль с кальцинированной содой (Na2CO3), необходимо половину этого количества Na2CO3.

Шаг 3: Рассчитаем количество моль Na2CO3.
Поскольку молярная масса Na2CO3 равна 106 г/моль, масса Na2CO3, необходимая для умягчения воды, равна (0,126 моль/2) × 106 г/моль = 6,33 г.

Пример:
Сколько кальцинированной соды нужно использовать для полного умягчения 50 дм3 жесткой воды с общей концентрацией катионов Ca2+ и Mg2+ в 2,5 × 10^(-3) моль/дм3?

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется ознакомиться с основными концепциями химии растворов и щелочной равновесности. Также полезно изучить, как проводить расчеты между молью и массой.

Задача для проверки: Сколько кальцинированной соды необходимо для полного умягчения 20 дм3 жесткой воды с общей концентрацией катионов Ca2+ и Mg2+ в 4,8 × 10^(-3) моль/дм3?

Содержание: Количество кальцинированной соды для умягчения воды

Объяснение: Для решения этой задачи мы должны использовать химическое равенство между кальцинированной содой (Na2CO3) и ионами кальция (Ca2+) и магния (Mg2+), которые присутствуют в жесткой воде. Кальцинированная сода реагирует с ионами кальция и магния, образуя кальцийный и магниевый карбонаты, которые являются мягкими осадками.

Сначала найдем количество молей ионов кальция и магния в 36 дм3 жесткой воды. Для этого нам нужно умножить их общую концентрацию (3,5*10 в минус третьей моль/дм3) на объем воды:

Количество молей Ca2+ = (общая концентрация катионов Ca2+) * (объем воды)
Количество молей Ca2+ = (3,5*10 в минус третьей моль/дм3) * (36 дм3) = 1,26 моль

Количество молей Mg2+ = (общая концентрация катионов Mg2+) * (объем воды)
Количество молей Mg2+ = (3,5*10 в минус третьей моль/дм3) * (36 дм3) = 1,26 моль

Теперь по химическому уравнению реакции между Na2CO3 и Ca2+ или Mg2+ мы видим, что на одну моль катиона Ca2+ или Mg2+ требуется две моли Na2CO3. Следовательно, мы должны удвоить количество молей ионов кальция и магния, чтобы найти количество молей кальцинированной соды, необходимое для полного умягчения воды:

Количество молей Na2CO3 = 2 * (количество молей Ca2+ или Mg2+)
Количество молей Na2CO3 = 2 * 1,26 моль = 2,52 моль

Наконец, используя молярную массу Na2CO3 (105,99 г/моль), мы можем найти массу кальцинированной соды, которая нужна для полного умягчения воды:

Масса Na2CO3 = (количество молей Na2CO3) * (молярная масса Na2CO3)
Масса Na2CO3 = 2,52 моль * 105,99 г/моль ≈ 267,49 г

Таким образом, для полного умягчения 36 дм3 жесткой воды с общей концентрацией катионов Ca2+ и Mg2+ в 3,5*10 в минус третьей моль/дм3 потребуется около 267,49 г кальцинированной соды.

Например: Сколько кальцинированной соды потребуется для полного умягчения 50 дм3 жесткой воды с общей концентрацией катионов Ca2+ и Mg2+ в 4*10 в минус третьей моль/дм3?

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется изучить концепцию жесткости воды, мольные расчеты и химические уравнения реакций.

Упражнение: Сколько кальцинированной соды потребуется для полного умягчения 25 дм3 жесткой воды с общей концентрацией катионов Ca2+ и Mg2+ в 2,5*10 в минус третьей моль/дм3?