Аналитический анализ природной воды показал, что в ней содержатся следующие соли, m, мг/л: (Решение → 17050)

Заказ №39086

Задача 1. Аналитический анализ природной воды показал, что в ней содержатся следующие соли, m, мг/л: № вар. Ca(HCO3)2 MgCl2 Na2SO4 7 162 48 - Рассчитайте: 1) жесткость Жо, Жк, Жнк, солесодержание, рН исходной природной воды; 2) количество реагентов, необходимых для умягчения воды объемом V=1л методом осаждения (расчет вести на 100%-ные Na2CO3 и Ca(OH)2); 3) солесодержание, жесткость и рН воды после Н-катионирования; 4) солесодержание, жесткость и рН воды после Na-катионирования;

Решение:

Общая жесткость – суммарная концентрация ионов Са2+ и Мg 2+ , выраженная в моль-экв/л. Жо ... . 2 2 . 1 1    M V m M V m Э Э где m1, m2 - масса растворенных в воде солей, содержащих ионы Са2+ и Мg 2+ , мг; Мэ1, Мэ2 –молярная масса эквивалентов солей, г/моль; V-объем воды, л. Молярные массы эквивалентов солей, обуславливающих жесткость воды: М Са(НСО3)2 = 81 г/моль, М СаСl2 = 55,5 г/моль. Общую жесткость можно рассчитать: Жо 2 ( 3)2 . . Са НСО MgCl Э Э m m M V M V   162 48 81 1 47,5 1      3,0 ммоль-экв/л. Карбонатная жесткость обусловлена содержанием в воде бикарбонатов кальция и магния. В нашем случае она равна: Жк M V m Э Са НСО . ( 3)2  162 81 1    2,0 ммоль-экв/л. Некарбонатная жесткость исследуемой воды обусловлена содержанием в ней соли хлорида магния: Жнк 2 . MgCl Э m M V  48 47,5 1    1,0 ммоль-экв/л. Солесодержание – суммарная концентрация растворенных в воде солей , г/л. S m m Са НСО MgCl ( 3)2 2 V V   . 3 (162 48)10 1     0,21 г/л. Расчет рН воды. Соли MgСl2 образованы слабым основанием и сильной кислотой. Их растворы в воде имеют кислую реакцию среды, рН<7. Соль Са(НСО3)2 образована сильным основанием и слабой кислотой, при растворении в воде происходит гидролиз по аниону: НСО3 - + Н2О ↔ Н2СО3 + ОН- . Константа гидролиза этого процесса: Кг = КW /Кд Н2СО3, где КW = 10 -14 - ионное произведение воды; Кд Н2СО3 = 4,45.10-7 - константа диссоциации Н2СО3 по 1 ступени. Кг = 10-14/ 4,45.10-7 = 2,25.10-8 . По закону эквивалентов nЭ НСО3- = nЭ Н2СО3 , поэтому молярные концентрации эквивалентов: сЭ НСО3- = сЭ Н2СО3 = Жк = 2 ммоль-экв/л. Для однозарядного иона НСО3 - молярная концентрация равна молярной концентрации эквивалентов, поэтому исходная концентрация ионов в растворе со= 2 ммоль/л. Определим степень гидролиза соли Са(НСО3)2 : 8 3 3 Г 0 β 2,25 10 2 10 3,4 10 K c          Находим концентрацию ионов ОН- в растворе и рН раствора соли: