Твердість води і методи її усунення

Твердість води виражається сумою міліеквівалентів іонів Са²⁺ і Mg²⁺, що містяться в 1дм³ води. Один міліеквівалент твердості відповідає змістові 20,04 мг/дм³ Са²⁺, або 12,16 мг/дм³ Mg²⁺. Твердість вимірюється у мекв.

Приклад 1. Обчислить твердість води, знаючи, що в 500дм³ її міститься 202,5г Са(НСО₃)₂.

Рішення. В 1дм³ води міститься 202,5 : 500 = 0,405г Са(НСОз)₂, що складає 0,405 : 81 = 0,005 мас еквіваленту або 5 мекв/дм³ (81г/моль – маса еквіваленту Са (НСО₃)₂). Отже, твердість води 5 мекв.

Приклад 2. Скільки грамів CaSO₄ міститься в 1м³ води, якщо твердість, обумовлена присутністю цієї солі, дорівнює 4 мекв?

Рішення. Мольна маса CaSO₄ 136,14г/моль; маса еквіваленту дорівнює 136,14 : 2 = 68,07г/моль. В 1м³ води твердістю 4 мекв міститься 4 × 1000 = 4000 мекв, або 4000 × 68,07 = 272 280мг = 272,280г CaSO₄.

Приклад 3. Яку масу соди треба додати до 500дм³ води, щоб усунути її твердість, рівну 5 мекв?

Рішення. В 500дм³ води міститься 500 × 5 = 2500 мекв солей, що обумовлюють твердість води. Для усунення твердості треба додати 2500 × 53 = 132 500мг =132,5г соди (53г/моль – маса еквіваленту Na₂CO₃).

Приклад 4. Обчислить карбонатну твердість води, знаючи, що на титрування 100см³ цієї води, що містить гідрокарбонат кальцію, треба було 6,25см³ 0,08 н. розчину HCI.

Рішення. Обчислюємо нормальність розчину гідрокарбонату кальцію. Позначивши число еквівалентів розчиненої речовини в 1дм³ розчину, тобто нормальність, через x, складаємо пропорцію:

Таким чином, у 1дм³ досліджуваної води міститься 0,005 × 1000 = 5 мекв гідрокарбонату кальцію або 5 мекв іонів Ca²⁺. Карбонатна твердість води 5 мекв.

Приведені приклади вирішують, застосовуючи формулу:.

де m – маса речовини, що обумовлює твердість води або речовини використаної для усунення твердості води, мг; m_Е – маса еквіваленту цієї речовини; V – об’єм води, дм³.

Рішення приклада 1. (81г/моль – маса еквіваленту Са (НСО₃) ₂, рівна половині його мольної маси).

Рішення приклада 2. З формули ; випливає: m = 4 × 68,07 × 1000 = 272280мг =272,280г CaSO₄.

Контрольні питання

341. Яку масу Na₃PO₄ треба додати до 500дм³ води, щоб усунути її карбонатну твердість, рівну 5 мекв? Відповідь: 136,6г.

342. Які солі обумовлюють твердість природної води? Яку твердість називають карбонатною, некарбонатною? Як можна усунути карбонатну, некарбонатну твердість? Напишіть рівняння відповідних реакцій. Чому дорівнює твердість води, у 100дм³ якій міститься 14,632г гідрокарбонату магнію? Відповідь: 2 мекв/дм³.

343. Обчислить карбонатну твердість води, знаючи, що для реакції з гідрокарбонатом кальцію, що міститься в 200см³ води, потрібно 15см³ розчину HCI з концентрацією 0,08 моль/дм³. Відповідь: 6 мекв/дм³.

344. В 1дм³ води міститься 36,47мг іонів магнію і 50,1мг іонів кальцію. Чому дорівнює твердість цієї води? Відповідь: 5,5 мекв/дм³.

345. Яку масу карбонату натрію треба додати до 400дм³ води, щоб усунути твердість, рівну 3 мекв. Відповідь: 63,6 г.

346. Вода, що містить тільки сульфат магнію, має твердість 7 мекв. Яка маса сульфату магнію міститься в 300дм³ цієї води? Відповідь: 126,3 г.

347. Обчислить твердість води, знаючи, що в 600дм³ її міститься 65,7г гідрокарбонату магнію і 61,2г сульфату калію. Відповідь: 3,2 мекв/дм³.

348. В 220дм³ води міститься 11г сульфату магнію. Чому дорівнює твердість цієї води? Відповідь: 0,83 мекв/дм³.

349. Твердість води, у якій є тільки гідрокарбонат кальцію, дорівнює 4 мекв. Який об’єм розчину HCI з молярною концентрацією еквіваленту 0,1 моль/дм³ буде потрібен для реакції з гідрокарбонатом кальцію, що міститься в 75см³ цієї води? Відповідь: 3 см³.

350. В 1м³ води міститься 140г сульфату магнію. Обчислить твердість цієї води. Відповідь: 2,33 мекв/дм³.

351. Вода, що містить тільки гідрокарбонат магнію, має твердість 3,5 мекв. Яка маса гідрокарбонату магнію міститься в 200дм³ цієї води? Відповідь: 51,1г.

352. До 1м³ твердої води додали 132,5г карбонату натрію. Наскільки понизилася її твердість? Відповідь: на 2 мекв.

353. Чому дорівнює твердість води, якщо для її усунення до 50дм³ води треба було додати 21,2г карбонату натрію? Відповідь: 8 мекв.

354. Яка маса CaSO₄ міститься в 200дм³ води, якщо твердість, що обумовлюється цією сіллю, дорівнює 8 мекв? Відповідь: 108,9г.

355. Вода, що містить тільки гідрокарбонат кальцію, має твердість 9 мекв. Яка маса гідрокарбонату кальцію міститься в 500дм³ води? Відповідь: 364,5г.

356. Які іони треба видалити з природної води, щоб зробити її м’якою? Уведенням яких іонів можна зм’якшити воду? Складіть рівняння відповідних реакцій. Яку масу Са(ОН)₂ треба додати до 2,5дм³ води, щоб усунути її твердість, рівну 4,43 мекв? Відповідь: 0,406г.

357. Яку масу карбонату натрію треба додати до 0,1м³ води, щоб усунути твердість, рівну 4 мекв? Відповідь: 21,2 г.

358. До 100дм³ твердої води додали 12,95г гідроксиду кальцію. Наскільки понизилася карбонатна твердість? Відповідь: на 3,5 мекв/дм³.

359. Чому дорівнює карбонатна твердість води, якщо в 1дм³ її міститься 0,292г гідрокарбонату магнію і 0,2025г гідрокарбонату кальцію? Відповідь: 6,5 мекв.

360. Яку масу гідроксиду кальцію треба додати до 275дм³ води, щоб усунути її карбонатну твердість, рівну 5,5 мекв? Відповідь: 56,06г.

p-елементи