Твердість води основні поняття та визначення

Твердість води	- властивість води, зумовлена наявністю іонів
Твердість води тимчасова	- зумовлена наявністю гідрогенкарбонатів кальцію і магнію і
Твердість води некарбонатна (постійна)	- зумовлена наявністю сульфатів і хлоридів кальцію і магнію ()

Приклади виконання завдань

Приклад 1. Визначення твердості води за відомою масою розчинених солей твердості.

Визначити твердість води, якщо в 300 л її міститься 620 г Ca(HCO₃)₂.

Розв’язання. Оскільки твердість води показує число ммолей еквівалентів солей в 1 л її, розрахуємо твердість води за формулою:

або

де - число ммоль еквівалентів солей твердості;

- маса Ca(HCO₃)₂, г;

- об’єм води, л;

10³ – коефіцієнт перерахування моль е у ммоль е.

Для розрахунку молярної маси еквівалента Ca(HCO₃)₂ використовуємо формулу:

де - молярна маса Ca(HCO₃)₂, г/моль;

- заряд іона кальцію;

- кількість іонів в молекулі солі.

(г/моль е)

Тоді твердість води дорівнює:

(ммоль е/л)

Відповідь: твердість води складає 25,5 ммоль е /л.

Приклад 2. Визначення маси солі, розчиненої в певному об’ємі води, за величиною твердості води.

Розрахувати масу кальцій сульфату, розчиненого в 10 м³ води, твердість якої становить 9 ммоль е/л.

Розв’язання. Твердість води показує скільки ммоль еквівалентів солей твердості знаходиться в 1 л води:

або ,

де - число ммоль еквівалентів солей твердості, ммоль е;

Vв – об’єм води, л;

- маса солі, г;

10³ – коефіцієнт перерахування моль е у ммоль е.

Звідси знаходимо масу розчиненого CaSO₄ за формулою

Молярна маса еквівалента солі розраховується за формулою:

Знаходимо масу розчиненої солі:

Відповідь: маса розчиненої солі дорівнює 6,12 кг.

Приклад 3. Визначення об’єму води за величинами її твердості і маси розчиненої солі.

Розрахувати об’єм води, в якому міститься 16,6 г MgCl₂, якщо твердість, обумовлена цією сіллю, дорівнює 3,5 ммоль е/л.

Розв’язання. Твердість води показує скільки ммоль еквівалентів солей твердості знаходиться в 1 л води:

або (див. приклади 1,2).

Звідси .

Молярна маса еквівалента MgCl₂ розраховується за формулою:

.

Знаходимо об’єм води:

.

Відповідь: об’єм води дорівнює 99,85 л.

Приклад 4. Розрахунок маси реагенту, необхідного для пом’якшення води. Визначити масу гашеного вапна, необхідну для пом’якшення 1 м³ води з тимчасовою твердістю 2,9 ммоль е/л.

Розв’язання. Згідно з законом еквівалентів розчинені у воді солі твердості взаємодіють з Са(ОН)₂ в еквівалентних кількостях, тобто .

Виходячи з твердості води ,

.

Таким чином,

Оскільки , то.

(г/моль е), тоді (г).

Приклад 5. Розрахунок об’єму води, пом’якшеної певною масою реагента. Який об’єм води з загальною твердістю 3,8 ммоль е/л можна пом’якшити за допомогою 150 г Na₃PO₄?

Розв’язання. Виходячи з твердості води ,

знаходимо об’єм води за формулою:

Згідно з законом еквівалентів розчинені у воді солі твердості взаємодіють з Na₃PO₄ в еквівалентних кількостях, тобто .

Розрахуємо кількість речовини Na₃PO₄, витраченої на пом’якшення води за формулою:

,

де - молярна маса еквівалента Na₃PO₄.

Знаходимо ,

і кількість речовини Na₃PO₄

(моль е).

Виходячи із закону еквівалентів

,

тоді л.