В 0, 8 дм3 воды содержится 24, 32 мг ионов магния Mg2+ и 100, 2 мг ионов кальция Ca2+. Чему равна ее общая жесткость? Какую массу карбоната натрия Na2CO3 необходимо прибавить к 25 м3 такой воды для устранения ее общей жесткости?

Объяснение:

В 0,8 дм3 воды содержится 24,32 мг ионов магния Mg2+ и 100,2 мг ионов кальция Ca2+. Чему равна ее общая жесткость? Какую массу карбоната натрия Na2CO3 необходимо прибавить к 25 м3 такой воды для устранения ее общей жесткости?

Жёсткость воды выражается суммой миллиэквивалентов ионов Са2+ и Mg2+, содержащихся в 1 л воды (моль/л). Один миллимоль жёсткости отвечает содержанию 20,04 мг/л Ca2+ или 12,16 мг/л Mg2+.

Находим  содержание  Са²⁺  и   Mg²⁺    в  1  л  воды:

 24,32 мг : 0,8 дм³  = 30,04 мг/л    Са²⁺ ;   100, 2 мг: 0,8 дм³  =125,25 мг/л  Mg²⁺  

Ж(Са2+) = 30,04/(20,04 ·1) = 1,5 ммоль/л;

Ж(Mg2+) = 125,25/(12,16 ·1) = 10,3 ммоль/л

Общая  жесткость  =   1,5  + 10,3 =11,8  ммоль/л

Молярная масса эквивалента Na2CO3 = M/2 = 106/2 = 53 г/моль.

Массу карбоната натрия, необходимую для устранения жёсткости находим из формулы:

m(В) = Ж . MЭ(В) . V; m(Na2CO3) = 11,8 · 53· 25 = 15635 мг  или  15,6 г  

Степень окисления определить достаточно легко. нужно помнить что: 1) молекула всегда электронейтральна, т. е. в ней количество плюсов = количеству минусов. 2) у многих элементов степень окисления одна во всех соединениях. например у кислорода практически всегда в сложных веществах степень ок-я равна -2. у водорода чаще всего +1. для металлов степень окисления можно посмотреть в верхней строчке таблицы растворимости. там же можно найти и степень окисления неметаллов, входящих в состав бескислородных кислот - сульфид-ион -2, фторид-, хлорид-, бромид- и иодид-ионы -1. теперь собственно ваши примеры. 1)фосфорная кислота. в таблице растворимости находим водород, у него заряд +1. у кислорода, как говорилось выше, -2. ищем степень ок-я фосфора, помня, что в молекуле кол-во +=кол-ву -. водорода в молекуле 3, кислорода 4. значит, уже есть три плюса водорода (3*(+1)) на восемь минусов кислорода (4*(- не хватает пяти плюсов, их даст фосфор. проверяйте: 8 плюсов (+3+5)= 8 минусов (4*(-2)) итог: водород (+1), фосфор (+5), кислород (-2). 2) оксид фосфора. у кислорода, как говорилось выше, -2. ищем степень ок-я фосфора, помня что в молекуле кол-во +=кол-ву -. фосфора в молекуле 2, кислорода 5. значит, есть десять минусов кислорода (5*(- значит, плюсов должно быть десять. их делим на два атома фосфора, значит у фосфора степень ок-я равна +5 проверяйте: 10 плюсов (2*(+5))= 10 минусов (5*(-2)) итог: фосфор (+5), кислород (-2). 3) пирофосфорная кислота. в таблице растворимости находим водород, у него заряд +1. у кислорода, как говорилось выше, -2. ищем степень ок-я фосфора, помня что в молекуле кол-во +=кол-ву -. водорода в молекуле 4, кислорода 7. значит, уже есть четыре плюса водорода (4*(+1)) на четырнадцать минусов кислорода (7*(- не хватает ещё 10 плюсов. их дадут два атома фосфора. их делим на два атома фосфора, значит у фосфора степень ок-я равна +5 проверяйте: 14 плюсов (4*(+1)+2*(+5))= 14 минусов (7*(-2)) итог: водород (+1), фосфор (+5), кислород (-2). ещё два примерчика от меня 1) кнсо3 по таблице растворимости смотрим калий- (+1), водород (+1). кислород – (-2). считаем: (+1)+(+1) + х - количество плюсов, 3*(-2)=-6 – т. е. минусов будет 6. 2+х=6 значит, степень ок-я углерода в гидрокарбонате калия (+4). 2) бромид железа – гевч3 у железа степень ок-я может быть (+2) и (+3). степень ок-я брома в бромидах (по таблице растворимости) (-1). кол-во плюсов (+х) должно быть равно кол-ву минусов. ионов брома исходя из формулы – три. значит, и минусов будет три, т. к. (3*(- значит, степень ок-я железа должна быть (+3). надеюсь, это вам в дальнейшем самостоятельно определять степень ок-я в любых веществах. удачи!

3са (он) 2 + 2н3ро4 = са3(ро4)2↓ + 6н2о (1) са (он) 2 + н3ро4 = санро4 + 2н2о (2) са (он) 2 + 2н3ро4 = са (н2ро4)2 + 2н2о (3) прежде, чем определить, какие соли образуются, найдем количества вещества гидроксида кальция са (он) 2 и ортофосфорной кислоты н3ро4. m(h3po4) = [m(h3po4p-pa)*w(h3po4)]/100% = [117,6*10]/100 = 11,76 г n(h3po4) = m(h3po4)/m(h3po4) = 11,76/98 = 0,12 n(ca(oh)2) = m(ca(oh)2)/m(ca(oh)2) = 7,4/74 = 0,1 моль для реакции получения средней соли са3(ро4)2 по реакции (1) необходимо, чтобы выполнялось условие n(ca(oh)2) = 1,5n(h3po4) поскольку мы имеем n(ca(oh)2) < n(h3po4), то в растворе будет протекать реакция (2) с образованием кислой соли гидрофосфата кальция санро4. однако, для получения гидрофосфата кальция необходимо, чтобы выполнялось условие n(ca(oh)2) = n(h3po4) поскольку мы имеем n(ca(oh)2) < n(h3po4), то излишек ортофосфорной кислоты прореагирует по реакции (3) с образованием кислой соли дигидрофосфата кальция са (н2ро4)2. таким образом, в результате взаимодействия гидроксида кальция и ортофосфорной кислоты в растворе будет присутствовать смесь двух кислых солей – санро4 и са (н2ро4)2. пусть в растворе образовалось х моль соли санро4 и у моль са (н2ро4)2 n(санро4) = x n(са (н2ро4)2) = y по уравнениям (2) и (3) количество вещества прореагировавшего в двух реакциях гидроксида кальция n(ca(oh)2) = n1(ca(oh)2) + n2(ca(oh)2) = n(санро4) + n(са (н2ро4)2) = х + у = 0,1 по уравнениям (2) и (3) количество вещества прореагировавшей в двух реакциях ортофосфорной кислоты n(h3po4) = n1(h3po4) + n2(h3po4) = n(санро4) + n(са (н2ро4)2) = х + 2у = 0,12 получили систему уравнений х + у = 0,1 х + 2у = 0,12 решая систему уравнений, получаем y = n(са (н2ро4)2) = 0,02 моль х = n(санро4) = 0,08 моль массы образовавшихся санро4 и са (н2ро4)2 m(санро4) = n(санро4)*m(санро4) = 0,08*136 = 10,88 г m(са (н2ро4)2) = n(са (н2ро4)2)*m(са (н2ро4)2) = 0,02*234 = 4,68 г можно решить и другим способом.