Г) Примеры решения типовых задач:

Задача 1.1

По химическому анализу в речной воде содержится:

Ж_об= 2,44 мг-экв/л.

[Ca⁺²]=36,8 мг/л;

[Mg²⁺]=7,2 мг/л;

[Na⁺]=1,5 мг/л;

[HCO₃^-]=137,3 мг/л;

[SO₄^2-]=4 мг/л;

[Cl^-]=5 мг/л;

[NO₃^-]=1,15 мг/л;

Правильно ли выполнен анализ? Охарактеризовать источник водоснабжения?

Решение.

Нужно, чтобы ∑Kt=∑An

∑Kt=([Ca⁺²]/Э _Ca) + ([Mg²⁺]/Э_Мg) + (Na⁺/Э_Na)= + + = 1,84 + 0,6 + 0,06= 2,5 мг-экв/л

∑An= + + = + + =2,25+ 0,08 + 0,14 = 2,47

мг-экв/л

%= = = *100=0,6%

Ж₀=2,44 мг-экв/л

Вода средней жесткости.

Задача 1.2

Анализ сырой воды следующий:

Ж_0б=3,3 мг-экв/л

Ж_к=3,2 мг-экв/л

[Ca⁺²]=56 мг/л;

[Mg⁺²]=6 мг/л;

[Na⁺]=2,8 мг/л;

[HCO₃^-]=201 мг/л;

[CO₄^2-]=40 мг/л;

[Cl^-]=12 мг/л;

[SiO₃^2-]=7.5 мг/л;

O_к=5,1 мг/л O₂

Охарактеризовать источник водоснабжения.

Проверить правильность выполнения анализа.

Решение.

1. Ж_0б=3,3 мг-экв/л

Источник водоснабжения с повышенной жесткостью (от 3 -до 6 мг-экв/л)

2. Щ=[HCO₃^-]/Э_HCO3= =3,29 мг-экв/л

Источник водоснабжения с повышенной щелочностью, (так как 2 мг-экв/л).

3. [SiO₃^2-]=7.5 мг/л

Среднее кремнесодержание (от 5 до 10 мг/л)

4. Окисляемость:

O_k=5,1 мг/л О₂ Средняя (т.к. от 5-10 мг/л О₂)

5. Количество органических веществ =

O_k *4=5,1*4=20,4 мг/л.

6. Минеральный остаток =М.О.= = 56 +6 + 2,8 + 201 + 40 + 12 + 7,5=325,3 мг/л.

7. с/содержание =М.О. + органические вещества = 325,3 + 20,4=345,7 мг/л.

Вода с малым солесодержанием, так как чем 500 мг/л.

8. Проверка правильности выполнения анализа , то есть ∑Kt=∑An

∑Kt=56/Э_Ca + 6/Э_Mg + 2.8/Э_Na= + + =3,42

∑An=201/Э_HCO3+40/Э_SO4+12/Э_Cl=4.45

Концентрацию [SiO₃^2-] не учитываем

∑Kt ∑An

%= *100=13%

Процент погрешности .

Следовательно вводится поправка на ионный обмен

=∑An-∑Kt=4.45 – 3.42 = 1.03

[Na⁺]=2,8 + 1.03*23=3.83 мг/л, т.е. [Na⁺] в источнике водоснабжения равен 3,38 мг/л.

Решение задач по вариантам.

В -1

1. По химическому анализу в воде содержится окси кальция 196 мг/л, а окси магния 50 мг/л. Найти общую жесткость воды в мг-экв/л.

2. В 0.5 м³ раствора содержится 25 кг кальцинированной соды Na₂CO₃. Выразить концентрацию раствора в а) процентах по массе; б) в молярной концентрации; в) объёмной концентрации; г) эквивалентной концентрации, если плотность раствора равна 1.05.

Избыток Са(ОН)₂ в известкованной воде равен 7.4 мг/л. Определить величину карбонатной щелочи, если Щ₀ = 0.8 мг-экв/л

В -2

1. По химическому анализу в речной воде содержится: Ж₀ = 2.24 мг-экв/л;

катионов кальция – 36.8 мг/л;

катионов магния – 7.2 мг/л;

катионов натрия – 1.5 мг/л;

бикарбонат ионов – 1.37 мг/л;

сульфат ионов – 4.0 мг/ л;

хлор ионов – 5.0 мг/л;

нитрат ионов – 1.15 мг/л

Правильно ли выполнен анализ?

2. Концентрация едкого натра в котловой воде составляет 7.5 мг-экв/л. Выразить её в мг/л.

3. В 10 л раствора сдержится 740 мг гидрооксид кальция и 600 мг едкого натра. Определить: Щ₀ в мг-экв/л; Ж₀ в мг-экв/л.

В-3

1. В 25 кг раствора сернокислого железа, предназначенного для коагуляции воды, содержится 2 кг FeSO₄. Определить концентрацию раствора в процентах и мг-экв/л, если его плотность равна 1.08.

2. Определить магниевую жесткость воды, если концентрация в ней катиона кальция составляет 60 мг/л, а общая жесткость её равна 4200 мкг-экв/л.

3. Кальциевая жесткость воды, обусловленная бикарбонатами кальция, равна 5 мг-экв/л. Магниевая жесткость воды, обусловленная сульфатами магния, равна 1 мг-экв/л. Найти:

а) сколько грамм бикарбонатов кальция содержится в 1 м³;

б) сколько грамм сульфата магния содержится в 1 м³;

в) Определить общую жесткость воды;

г) Определить карбонатную жесткость воды;

д) Определить некарбонатную жесткость воды;

е) Определить общую щелочность воды?

В – 4

1. Жесткость известкового раствора составляет 45 мг-экв/л. Найти концентрацию Са(ОН)₂, г/л.

2. В воде содержатся соли:

бикарбонат кальция – 3 мг-экв/л;

бикарбонат магния – 0.5 мг-экв/л;

сульфат кальция – 1 мг-экв/л;

хлорид кальция – 0.5 мг-экв/л;

сульфат магния – 0,5 мг-экв/л.

Определить: Ж₀, мг-экв/л; Жк , мг-экв/л; Ж_нк , мг-экв/л; Щ₀ , мг-экв/л.

3. В 1.5 м³ воды растворено 0.015 т хлористого натрия. Определить концентрацию раствора в г/л, г-экв/м³.

В – 5

1. По химическому анализу в воде содержится окиси кальция 39.2 мг/л, а окиси магния 5 мг/л. Найти общуюжесткость воды в мг-экв/л.

2. В 0.3 м³ раствора содержится 21 кг кальцинированной соды Na₂CO₃. Выразить концентрацию раствора в а) процентах по массе; б) в молярной концентрации; в) объемной концентрации; г) эквивалентной концентрации, если плотность раствора равна 1.05.

3. Избыток Са(ОН)₂ в известкованной воде равен 3.7 мг/л. Определить величину карбонатной щелочи, если Щ₀ = 0.4 мг-экв/л.

В – 6

1. По химическому анализу в речной воде содержится: Ж₀ = 1.7 мг-экв/л;

катионов кальция – 24 мг/л;

катионов магния – 6 мг/л;

катионов натрия – 40 мг/л;

бикарбонат ионов – 103.7 мг/л;

сульфат ионов – 57.2 мг/л;

хлорид ионов – 520.0 мг/л;

нитрат ионов – отсут.

Правильно ли выполнен анализ?

2. Концентрация едкого натра в котловой воде составляет 3.5мг-экв/л. Выразить ее в мг/л.

3. В 5 л раствора содержится 370 мг гдроокиси кальция и 300 мг едкого натра. Определить: Щ₀ в мг-экв/л; Ж₀ в мг-экв/л.

Задание на показатели качества воды.

1. Речная вода характеризуется следующими данными:

Ж₀=5мг-экв/л

Ж_нк=2000мкг-экв/л

Отношение Ж₀/ Ж_Mg=4

Определить: Ж_Ca, Ж_Mg, Ж_K.

2. Речная вода характеризуется следующими данными:

Ж₀=4мг-экв/л

Ж_11к =1000мкг-экв/л

Отношение Ж₀/ Ж_Mg =5

Определить: Ж_Ca в мг-экв/л, Ж_Mg в мг-экв/л, Ж_K в мг-экв/л.

3. По химическому анализу в воде содержится окиси кальция 140 мг/л, а окиси магния 40 мг/л. Найти общую жесткость воды в мг-экв/л.

4. По химическому анализу в воде содержится окиси кальция 196 мг/л, а окиси магния 50 мг/л. Найти общую жесткость воды в мг-экв/л.

5. При анализе речной воды было определено, что содержание катионов кальция равно 50 мг/л, а катионов магния - 15 мг/л. Общая жесткость равна 3,76 мг-экв/л. Точно ли выполнен анализ?

6. При анализе речной воды было определено, что содержание катионов кальция равно 80мг/л, а катионов магния - 24 мг/л. Общая жесткость равна 6 мг-экв/л. Точно ли выполнен анализ?

7. Кальциевая жесткость воды равна 3000 мг-экв/л. Содержание окиси магния равно 0,04г/л. Найти общую жесткость в мг-экв/л.

8. Кальциевая жесткость воды равна 2000 мг-экв/л. Содержание окиси магния равно 0,02г/л. Найти общую жесткость в мг-экв/л.

9. Магниевая жесткость воды равна 2400 мкг-экв/л. Содержание окиси магния равно 0,084г/л. Найти общую жесткость в мг-экв/л.

10. По химическому анализу в речной воде содержится:

Ж₀=2,44 мг-экв/л;

Катионов кальция 36,8 мг/л;

Катионов магния 7,2 мг/л;

Катионов натрия 1,5 мг/л;

Бикарбонат ионов 1,37 мг/л;

Сульфат-ионов 4,0 мг/л;

Хлор-ионов 5,0 мг/л;

Нитрат-ионов 1,15 мг/л.

Правильно ли выполнен анализ?

11. По химическому анализу в речной воде содержится:

Ж₀=1,7 мг-экв/л;

Катионов кальция 24 мг/л;

Катионов магния 6 мг/л;

Катионов натрия 40 мг/л;

Бикарбонат ионов 103,7 мг/л;

Сульфат-ионов 57,2 мг/л;

Хлор-ионов 20 мг/л;

Нитрат-ионов отсут.

Правильно ли выполнен анализ?

12. Содержание ионов кальция в воде равно 5 мг/л, а ионов магния 1 мг/л.

Определить: общую жесткость воды в мг-экв/л.

13. Содержание ионов кальция в воде равно 90 мг/л, а ионов магния 24 мг/л.

Определить: общую жесткость воды в мг-экв/л.

14. Кальциевая жесткость воды, обусловленная окисью кальция, составляет 10 мкг-экв/л. Сколько граммов окиси кальция содержится в 1 м³ ?

15. В 1 м³ содержится 0,7 г окиси кальция. Определить Кальциевую жесткость воды в мкг-экв/л.

16. Определить общую жесткость воды в мг-экв/л, если содержание катионов кальция равно 40 мг/л, а отношение Ж_Ca/ Ж_Mg=4.

17. Жесткость воды, обусловленная окисью кальция, равна 15 мкг-экв/л. Сколько граммов окиси кальция содержится в 100 м³ ?

18. Определить общую жесткость воды, если содержание катионов магния равна 2400 мкг-экв/л,

а отношение Ж_Ca/ Ж_Mg=5.

19. Жесткость кальциевая равна 3 мг-экв/л, жесткость общая равна 4 мг-экв/л.

Определить:

1) Сколько г катионов кальция содержится в 1м³?

2) Сколько г катионов магния содержится в 1м³?

3) Магниевая жесткость в мг-экв/л.

20. Кальциевая жесткость воды, обусловленная бикарбонатами кальция, равна 5 мг-экв/л. Магниевая жесткость воды, обусловленная сульфатами магния, равна 1 мг-экв/л. Найти:

1) Сколько г бикарбоната кальция содержится в 1м³?

2) Сколько сульфата магния содержится в 1м³?

3) Какова общая жесткость воды?

4) Какова карбонатная жесткость воды?

5) Какова некарбонатная жесткость воды?

6) Какова общая щелочность воды?

21. В 1 л воды растворили 1,23 г MgSO₄*7H₂O. Определить магниевую жесткость воды в мг-экв/л.

22. Сколько мг MgCl₂*6H₂O необходимо растворить, чтобы получить раствор с жесткостью 10 мг-экв/л.

23. В 1 л воды растворили 0,5 г MgSO₄*7H₂O. Определить магниевую жесткость воды в мг-экв/л.

24. Общая жесткость воды равна 4200 мкг-экв/л. Содержание катионов кальция 60 мг /л. Найти:

1) Магниевую жесткость в мг-экв/л.

2) Содержание окиси магния в мг/л.

25. Кальциевая жесткость воды 4 мг-экв/л, общая жесткость воды 6 мг-экв/л. Определить:

1) Сколько г катионов кальция содержится в 1м³ воды?

2) Сколько г катионов магния содержится в 1м³ воды?

3) Какова магниевая жесткость в мг-экв/л?

26. Кальциевая жесткость, обусловленная бикарбонатами кальция, равна 3 мг-экв/л, а магниевая жесткость, обусловленная сульфатами магния, 2 мг-экв/л. Найти:

1) Количество г бикарбоната кальция в 1м³?

2) Количество г сульфата магния в 1м³?

3) Жесткость общая, мг-экв/л.

4) Жесткость карбоната, мг-экв/л.

5) Жесткость некарбоната, мг-экв/л.

6) Щелочность общая, мг-экв/л.

27. Общая жесткость равна 4 мг-экв/л. Содержание окиси кальция составляет 84 мг /л. Найти: 1. Жесткость магниевая, мг-экв/л. 2. Содержание окиси магния.

28. В воде растворены следующие соли: бикарбонат кальция - 2 мг-экв/л; бикарбонат магния - 2 мг-экв/л; хлорид кальция - 0,5 мг-экв/л; сульфат магния - 0,05 мг-экв/л; сульфат кальция - 0,5 мг-экв/л; хлорид магния - 0,05 мг-экв/л. Определить: Ж_об, мг-экв/л; Ж_к, мг-экв/л; Ж_нк, мг-экв/л; Щ_об, мг-экв/л.

29. Определить общую жесткость воды, если содержании ионов кальция равно 80 мг/л, а магния - 24 мг/л.

30. Определить жесткость карбонатной воды, если содержание дикарбоната кальция равно 243 мг/л, а дикарбонатов магния 146 мг/л.

31. Определить Ж_об нещелочной воды, если жесткость некарбонатная равна 1 мг-экв/л и щелочность общая равна 1 мг-экв/л.

32. Сухой остаток воды равен 275 мг/л, а минеральный остаток равен 250 мг/л. Определить содержание органических веществ.

33. Речная вода Щ_об= 3 мг-экв/л, а Ж_об=5 мг-экв/л. Дайте характеристику воды:

1) по величине Щ_об;

2) по величине Ж_об ;

3) по соотношению Щ_об и Ж_об.

34. Речная вода имеет состав: Ж_об=6 мг-экв/л; Щ_об=3 мг-экв/л. Определить Ж_нк , мг-экв/л.

35. Речная вода характеризуется жесткостью общей, равной 3 мг-экв/л, и щелочностью общей, равной 2 мг-экв/л. Отношение Ж _Ca/Ж_Mg = 2/1. Определить:

1) содержание бикарбонат-ионов, мг/л;

2) содержание катионов кальция, мг/л;

3) содержание катионов магния, мг/л.

36. В воде содержатся соли: бикарбонат кальция – 3 мг-экв/л; бикарбонат магния – 0,5 мг-экв/л; хлорид кальция – 0,2 мг-экв/л; сульфат магния – 0,5 мг-экв/л; сульфат кальция – 1 мг-экв/л; Определить: Ж_об, мг-экв/л; Ж_к, мг-экв/л; Ж_цк, мг-экв/л; Щ_об, мг-экв/л.

37. Определить жесткость воды, если содержание катионов кальция равно 40 мг/л, а магния 12 мг/л.

38. Определить жесткость карбонатной воды, если содержание бикарбонатов кальция равно 324 мг/л, а бикарбонатов магния – 219 мг/л.

39. Определить жесткость общей не щелочной воды, если Ж_нк= мг/л, Щ_об=3 мг-экв/л.

40. Сухой остаток равен 325 мг/л. Минеральный остаток равен 290 мг/л. Определить содержание органических веществ.

41. Речная вода имеет Щ_об=3 мг-экв/л, а Ж_об=4 мг-экв/л. Дайте характеристику воды:

1) по величине Щ_об;

2) по величине Ж_об;

3) по величине Щ_об и Ж_об.

42. Жесткость общая равна 4 мг-экв/л, а щелочность общая равна 3 мг-экв/л. Определить жесткость некарбонатную.

43. Речная вода характеризуется жесткостью общей, равной 6 мг-экв/л, и щелочностью общей, равной 5 мг-экв/л. Отношение Ж _Ca/Ж_Mg = 5/1. Определить:

1) содержание бикарбонат-ионов, мг/л;

2) содержание катионов кальция, мг/л;

3) содержание катионов магния, мг/л.

44. В воде содержатся соли в количествах: бикарбонат кальция – 2 мг-экв/л; бикарбонат магния – 0,5 мг-экв/л; бикарбонат натрия - 2 мг-экв/л. Определить: : Ж_об, мг-экв/л; Ж_к, мг-экв/л; Ж_нк, мг-экв/л; Щ_об, мг-экв/л.

45. Определить жесткость общая, если содержание катионов кальция равно 60 мг/л; а магния- 24 мг/л.

46. Определить жесткость карбонатной воды в мг-экв/л, если содержание бикарбонатов кальция равно 162 мг/л, а бикарбонатов магния – 73 мг/л.

47. Определить жесткость общая нещелочной воды, если жесткость некарбонатная равна 1 мг-экв/л, а щелочность общая - 4 мг-экв/л.

48. Сухой остаток равен 490 мг/л. Минеральный остаток равен 450 мг/л. Определить содержание органических веществ.

49. Речная вода имеет Щ_об=1 мг-экв/л, а Ж_об= 1,5 мг-экв/л. Дайте характеристику воды: по величине Щ, по величине Ж, по соотношению Щ_об и Ж_об..

50. Жесткость общая равна 2 мг-экв/л, щелочность равна 0,8 мг-экв/л. Определить жесткость некарбонатную.

51. Речная вода характеризуется жесткостью общей, равной 4 мг-экв/л, и щелочностью общей, равной 3 мг-экв/л. Отношение Ж _Ca/Ж_Mg = 3/1. Определить:

1) содержание бикарбонат-ионов, мг/л;

2) содержание катионов кальция, мг/л;

3) содержание катионов магния, мг/л.

52. В 5 л дистиллированной воды растворили 0,4 г едкого натрия и 265 мг углекислого натрия. Определить величину и характер щелочности.

53. Приготовить 3 л раствора, который имеет щелочность карбонатную 3 мг-экв/л, а щелочность бикарбонатную - 2 мг-экв/л. Определить сколько необходимо растворить в указанном объеме: 1) мг, бикарбоната натрия; 2) мг, карбоната натрия.

54. В воде содержится 75 мг/л бикарбонат-ионов. Определить щелочность и карбонатную жесткост, если эти бикарбонаты ионов связаны с ионами кальция.

55. В 10 л раствора содержится 740 мг гидроокиси кальция и 600 мг едкого натрия. Определить: 1) Щ_об, мг-экв/л; 2) Ж_об, мг-экв/л.

56. Сколько мг карбоната натрия и сколько мг бикарбоната натрия необходимо взять для приготовления 1 л раствора, имеющего Щ_к=1 мг-экв/л и Щ_бк=1 мг-экв/л.

57. Анализ исходной воды следующий: Ж₀=5,33 мг-экв/л; Щ_о= 2,24 мг-экв/л

Содержание ионов кальция 74,7 мг/л;

Содержание ионов магния 19,5 мг/л;

Содержание ионов натрия 73,6 мг/л;

Содержание ионов аммония 3,8 мг/л;

Содержание нитрит ионов 9,98 мг/л;

Содержание сульфат- ионов 231,8 мг/л;

Содержание хлор- ионов 59,7 мг/л;

Содержание нитрат-ионов 0,03 мг/л

Проверить точность выполнения анализа.

58. В воде содержится 122 мг/л бикарбонат-ионов, связанных с ионами кальция. Определить обусловленные ими щелочность и жесткость воды.

59. При кипячении сырой воды жесткость ее снижается за счет разложения бикарбоната кальция по уравнению:

Ca(HCO₃)₂ CaCO₃ + CO₂ + H₂O

Определить:

1) Количество выпадающего в осадок карбоната кальция в граммах из 10 л воды, если общая жесткость воды при кипячении снизилась на 2,3 мг-экв/л.

2) Какой будет жесткость воды после кипячения, если Ж₀ сырой воды равна 6 мг-экв/л. Принять, что весь выделившийся карбонат кальция будет полностью удален из воды.

60. Общая жесткость сырой воды равна 4 мг-экв/л. При кипячении она снизилась до 2,5 мг-экв/л за счет разложения бикарбоната кальция по уравнению:

Ca(HCO₃)₂ CaCO₃ + CO₂ + H₂O

Образовавшийся карбонат кальция был полностью удален из воды.

Определить: Количество карбоната кальция в граммах выпадающие в осадок из 1 л воды.