Question

Жесткость воды обусловлена присутствием в ней гидрокарбоната кальция (массовая доля 0,01%) и гидрокарбоната магния (0,01%). Рассчитайте массу гидроксида кальция, который потребуется для устранения жесткости воды массой 30г

Answer 1

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ = 2 CaCO₃ + 2H₂O
Mg(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ = MgCO₃ + CaCO₃ +2H₂O

Масса гидрокарбоната кальция, содержащегося в растворе: 
m(Ca(HCO₃)₂) = m (раствора) * ω (Ca(HCO₃)₂) = 30 г * 0,001% = 0,003 г.
Масса гидрокарбоната магния, содержащегося в растворе: 
m(Mg(HCO₃)₂) = m (раствора) * ω (Mg(HCO₃)₂) = 30 г * 0,001% = 0,003 г.

Количество вещества гидрокарбоната кальция, содержащегося в растворе: 
ν (Ca(HCO₃)₂) = m (Ca(HCO₃)₂) / M(Ca(HCO₃)₂) = 0.003 г / (40+2*(1+12+16*3)) г/моль = 0,003 г / 162 г/моль = 1,852 * 10⁻⁵ моль.

Количество вещества гидрокарбоната магния, содержащегося в растворе: 
ν (Mg(HCO₃)₂) = m (Mg(HCO₃)₂) / M(Mg(HCO₃)₂) = 0.003 г / (24,3+2*(1+12+16*3)) г/моль = 0,003 г / 146,3 г/моль = 2,050 * 10⁻⁵ моль.

Для полной нейтрализации гидрокарбонатов потребуется количество вещества Ca(OH)₂, равное сумме количества вещества Ca(HCO₃)₂  и Mg(HCO₃)₂:
ν (Ca(OH)₂)  = ν (Ca(HCO₃)₂ ) + ν (Mg(HCO₃)₂) = (1.852 + 2.050) * 10⁻⁵ моль = 3,902 * 10⁻⁵ моль.

Масса гидроксида кальция, необходимого для нейтрализации:
m (Ca(OH)₂) = M (Ca(OH)₂) * ν (Ca(OH)₂) = (40 + 2*(16+1)) г/моль * 3,902 * 10⁻⁵ моль = 74 г/моль * 3,902 * 10⁻⁵ моль = 0,00289 г ≈ 0,003 г.

Ответ: 0,003 г.