Рассчитайте постоянную жесткость воды, если известна общая жесткость Ж (общ) масса т осадка СаСО3, образовавшегося при кипячении воды объëмом V
V(H2O) =15, 0 дм ^3
m(CaCO3) =2, 25г
Ж(общ. ) =7, 0 моль-экв/м^3
Чтобы рассчитать постоянную жесткость воды, давайте разберем данную задачу шаг за шагом. Мы знаем, что жесткость воды определяется концентрацией ионов кальция (Ca²⁺) и магния (Mg²⁺), и выражается в моль-экв/м³.
Дано:
- Объем воды \( V(H2O) = 15,0 \) дм³
- Масса осадка \( m(CaCO3) = 2,25 \) г
- Общая жесткость воды \( Ж(общ.) = 7,0 \) моль-экв/м³
1. **Переведем массу осадка в молекулы кальция (Ca²⁺)**:
Для этого нам нужно знать молярную массу карбоната кальция (CaCO₃). Она равна:
- Молярная масса Ca = 40,08 г/моль
- Молярная масса C = 12,01 г/моль
- Молярная масса O = 16,00 г/моль × 3 = 48,00 г/моль
Сумма:
\[
M(CaCO₃) = 40,08 + 12,01 + 48,00 = 100,09 \text{ г/моль}
\]
2. **Рассчитаем количество молей \( CaCO₃ \)**, используя формулу:
\[
n = \frac{m}{M}
\]
где \( m \) – масса (2,25 г), \( M \) – молярная масса (100,09 г/моль):
\[
n(CaCO₃) = \frac{2,25 \text{ г}}{100,09 \text{ г/моль}} \approx 0,0225 \text{ моль}
\]
3. **Определим количество эквивалентов кальция**:
Каждый моль \( CaCO₃ \) образует 1 моль ионов кальция \( Ca^{2+} \). Так что:
\[
n(Ca^{2+}) = n(CaCO₃) = 0,0225 \text{ моль}
\]
4. **Теперь рассчитаем постоянную жесткость**. Жесткость определяется как отношение общего числа эквивалентов к объему воды:
\[
К = \frac{n(Ca^{2+})}{V}
\]
где \( V \) – объем воды в м³. Мы знаем, что 1 дм³ = 0,001 м³, следовательно:
\[
V = 15,0 \text{ дм}^3 \times 0,001 \text{ м}^3/\text{дм}^3 = 0,015 \text{ м}^3
\]
Теперь подставим найденные значения в формулу:
\[
К = \frac{0,0225 \text{ моль}}{0,015 \text{ м}^3} \approx 1,5 \text{ моль-экв/м}^3
\]
5. **Результат**: Постоянная жесткость воды составляет приблизительно 1,5 моль-экв/м³.
Таким образом, постоянная жесткость воды, рассчитанная на основе данных, составляет 1,5 моль-экв/м³.