Диссоциация гидрокарбоната кальция

Диссоциация гидрокарбоната кальция

Гидрокарбонат кальция диссоциация

Лучший ответ:

1) Ca(HCO3)2 = Ca[2 ] 2HCO3[-],
HCO3[-] = H[ ] CO3[2-]
вроде бы так.

Другие вопросы:

Докажите что через данную точку не лежащую на данной прямой, проходит прямая, параллельная данной? Докажите с помощью учебника

Решите задачу: Мать в 5 раз старше сына.Через 15 лет она будет старше сына в 2 раза. Сколько лет матери и сколько лет сыну?

Рассмотренные методы все же не дают степени умягчения, которая требуется для некоторых областей применения воды. Кроме того, они громоздки и связаны со значительным расходом реагентов. В последние годы широкое распространение получил метод ионного обмена.

Применяемые в данном методе соединения называются ионитами – это твердые материалы, способные обменивать свои ионы на ионы, содержащиеся в воде.

К ионитам относятся различные вещества – как неорганические, так и органические, природные и синтетические. Одним из простейших ионообменных материалов является сульфоуголь, получаемый обработкой бурых углей концентрированной Н2SO4 при нагревании. Неорганические иониты – пермутиты. Это искусственно приготовленные зернистые материалы, по своей природе являющиеся алюмосиликатами. Их получают сплавлением кварца (SiO2) с каолином (Al2O3) и содой (Na2CO3). Состав может быть условно обозначен [Na2П].

В настоящее время наибольшее значение приобрели различные ионообменные смолы, вырабатываемые на основе синтетических полимеров. В зависимости от того какие ионы в этих смолах обмениваются – катионы или анионы, различают катиониты и аниониты.

Методы ионного обмена применяются как для умягчения воды, так и для ее обессоливания. По виду обмениваемых ионов катиониты подразделяют на Na – катиониты – Na2R (для умягчения воды), Н – катиониты (для обессоливания воды).

При пропускании воды через колонку, заполненную Na – катионитом (зерна 0,2-0,3 мм), происходят обменные реакции:

где R – практически нерастворимый анион ионита. Вода полностью освобождается от Ca 2+ и Mg 2+ .

Когда весь Na + в катионите заменится на Ca 2+ и Mg 2+ , катион утрачивает способность смягчать воду, но он может быть легко восстановлен – регенерирован концентрированным раствором NaCl:

Сущность Н – катионирования состоит в реакции обмена иона Н + из катиона на ионы Ca 2+ ,Mg 2+ , Na + в воде.

В результате обработки в воде вместо солей появляется эквивалентное количество кислоты. Происходит обессоливание воды.

Регенерация Н – катионов осуществляется раствором кислоты:

Аниониты способны к обмену ионов только в кислой среде. С помощью анионитов осуществляется обмен всех кислотных анионов, содержащихся в воде, на ионы ОН – :

Аниониты регенерируются раствором NaОН:

Кроме перечисленных методов на практике применяются еще магнитные, ультразвуковые, электрохимические и другие методы обработки воды.

Частичное удаление солей из воды может быть осуществлено путем вымораживания. Этот способ применяется для опреснения морской воды. При замерзании воды основная масса солей остается в незамерзшей воде, а лед сравнительно мало содержит солей.

Читайте также:  Характер кошек с разными глазами

Вода, используемая для питьевых нужд, подвергается очистке от взвесей (коагуляцией, осветлением) и обеззараживанию с помощью жидкого хлора, хлорной извести, озона.

Примеры решения задач

Пример 1. Определите общую Жо, карбонатную Жк и некарбонатную Жнк жесткость воды, если на титрование её 100 мл потребовалось 8 мл 0.1н. раствора трилона Б и 5 мл 0.1н. раствора соляной кислоты.

Расчёт жёсткости воды ведётся по закону эквивалентов:

ммоль/л,

где VB – объём анализируемой пробы воды, мл; VT – объём титрующего раствора, мл; СН – нормальная (эквивалентная) концентрация титрующего раствора, моль/л.

После подстановки заданных значений получим:

ммоль/л,

ммоль/л,

Пример 2. Анализ воды показал, что в ней содержится гидрокарбонат кальция Ca(HCO3)2 массой 1386 мг, хлорид кальция CaCl2 массой 610 мг, хлорид натрия NaCl массой 480 мг. Объём воды составил5 л. Определите общую жёсткость Жо, карбонатную Жк, некарбонатную Жнк жесткость, солесодержание, рН воды.

Общая жесткость воды Жо – суммарная концентрация ионов Ca 2+ и Mg 2+ , выраженная в ммоль/л:

где m1, m2 – масса катионов Ca 2+ и Mg 2+ в воде или соответствующих им солей, мг; Э1, Э2 – молярная масса эквивалентов (эквивалент) катионов Ca 2+ и Mg 2+ или соответствующих им солей, г/моль; V – объём воды, л.

Определим эквиваленты солей, характеризующих жёсткость воды:

Общую жёсткость воды можно рассчитать:

ммоль/л.

Поскольку карбонатная жёсткость Жк – это часть Жо, обусловленная содержание в воде гидрокарбонатов кальция и магния, то она равна:

ммоль/л.

Некарбонатная жесткость Жнк исследуемой воды обусловлена содержанием в ней соли хлорида кальция:

ммоль/л.

г/л.

Расчёт рН воды. Соли NaCl, CaCl2 образованы сильными основаниями и сильными кислотами. Их растворы в воде имеют нейтральную реакцию среды, рН=7. Соль Ca(HCO3)2 образована сильным основанием Ca(OH)­2 и слабой кислотой H2CO3, поэтому при растворении в воде подвергается гидролизу, и её раствор имеет основную реакцию среды:

Константа гидролиза соли вычисляется по формуле:

,

где Кώ = 10 -14 – ионное произведение воды; Кд1(H2CO3) = 4.45●10 -7 – константа диссоциации угольной кислоты по первой ступени.

Уравнение диссоциации гидрокарбоната кальция:

поэтому исходная концентрация гидрокарбонат-ионов: С = 2С(Ca(HCO3)2) = 3.3●10 -3 моль/л.

Определяем степень гидролиза гидрокарбоната кальция:

Находим концентрацию гидроксид-ионов и рН раствора соли:

моль/л,

,

– основная реакция среды.

Пример 3. Природная вода имеет следующие исходные показатели качества: общая жёсткость Жо = 5.15 ммоль/л, солесодержание Р = 0.47 г/л. Солевой состав воды: 1386 мг Ca(HCO3)2, 500 мг MgCl2, 480 мг NaCl. Объём воды V = 5 л. Определите жёсткость и солесодержание воды после Na – катионирования.

Читайте также:  Имя котька полное

При Na-катионировании исходная вода пропускается через слой Na-катионита. При этом ионы Ca 2+ и Mg 2+ из природной воды обмениваются на ионы Na + из катионита:

Обмен происходит по закону эквивалентов, т.е.

Молярные массы эквивалентов солей жёсткости и солей натрия:

Э(MgCl2) = М/2 = 95.21/2 = 47.62 г/моль;

Э(NaHCO3) = М = 84 г/моль; Э(NaCl) = М = 58.5 г/моль.

Тогда солесодержание Na-катионированной воды будет определяться содержанием в воде солей натрия:

г/л.

Видно, после полного Na – катионирования воды её солесодержание осталось, примерно, как в исходной воде.

Пример 4. Определите жёсткость, солесодержание и рН воды после её обработки методом Н – катионирования, если её природная вода имеет следующий солевой состав: 1386 мг Ca(HCO3)2, 500 мг MgCl2, 480 мг NaCl. Объём воды V = 5 л.

При Н-катионировании исходная вода пропускается через слой Н-катионита. При этом катионы из обрабатываемой воды обмениваются на ионы водорода из катионита:

Как видно, после Н-катионирования в обработанной воде практически не остаётся растворённых солей, т.е. солесодержание и жёсткость воды становятся близкими к нулю: Р=0; Жо=0. Однако обработанная вода в результате образования избытка ионов водорода становится более коррозионно-агрессивной, так как уменьшается рН среды. Обмен катионов происходит по закону эквивалентов:

поэтому концентрация ионов водорода в обработанной воде будет равна:

моль/л.

Определим рН обработанной воды:

рН = -lg a(H + ) ≈ -lg C(H + ) = – lg(7.1●10 -3 ) = 2.2 – среда кислая.

Пример 5. Определите жёсткость, солесодержание и рН воды после параллельного Н-Na – катионирования. Природная вода имеет исходные показатели качества: жесткость карбонатная ЖК = 3.3 ммоль/л, жесткость некарбонатная ЖНК = 2.2 ммоль/л, солесодержание Р = 0.47 г/л. Солевой состав: 1386 мг Ca(HCO3)2, 500 мг MgCl2, 480 мг NaCl. Объём воды V = 5 л.

В методе параллельного H-Na – катионирования весь объём воды делится на два потока, один из которых (эквивалентный некарбонатной жёсткости) направляется на Na – катионирования, а другой (эквивалентный карбонатной жёсткости) – на Н – катионирование:

После обработки потоки воды объединяются. Процессы в катионитах:

Как видно из уравнений процессов H-Na – катионирования, при полном сдвиге равновесия вправо в воде не остаётся ионов Ca 2+ и Mg 2+ , следовательно, Жо=0. Солесодержание обработанной воды определяется растворённой в воде солью NaCl (исходная соль плюс продукт катионирования):

г/л.

Как видно, солесодержание воды после параллельного Н-Na – катионирования стало меньше, чем в исходной воде, но не стало равным нулю, как при Н-катионировании.

Читайте также:  Техника водяного дракона печати

Водородные показатель среды после параллельного Н-Na – катионирования определяется наличием в обработанной воде избытка водородных ионов, концентрация которых эквивалентна ЖК исходной воды:

моль/л,

рН = -lg a(H + ) ≈ -lg C(H + ) = – lg(3.3●10 -3 ) = 2.48 – среда кислая.

Пример 6. Определите массы реагентов, требуемых для полного умягчения воды, если природная вода имеет следующие показатели жесткости (ммоль/л): ЖК = 3.3, ЖНК = 2.2. Объём воды V = 5 л. Солевой состав воды Ca(HCO3)2, MgCl2.

Умягчение воды методом осаждения – это обработка воды химическими реагентами: содой и известью. В результате образуются труднорастворимые вещества CaCO3 и Mg(OH)2, выделяемые из воды фильтрованием:

При добавлении в воду извести Ca(OH)2 снижается карбонатная жёсткость:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3 + 2Н2О.

При добавлении в воды соды Na2CO3 снижается некарбонатная жёсткость воды:

MgCl2 +Na2CO3 = MgCO3 + 2NaCl.

Массу используемых реагентов можно определить по закону эквивалентов:

Эквивалентные массы реагентов:

Определим массы реагентов для умягчения воды:

г или 611 мг,

г или 583 мг.

Пример 7. Общая жёсткость воды Жо = 5.5 ммоль/л, карбонатная жёсткость ЖК = 3.3 ммоль/л. Объём воды V = 5 л. Определите массу осадка, выпавшего при термическом умягчении воды.

При термическом умягчении воды происходит снижение карбонатной жёсткости в соответствии с реакцией

Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + Н2О + СО2 .

Массу образовавшегося карбоната кальция (осадка) можно определить по закону эквивалентов:

Эквивалент карбоната кальция: Э(CaCO3) = M/2 = 50 г/моль, тогда масса образовавшегося карбоната кальция

г.

Определим, сколько карбоната кальция растворится в 5 л воды. Согласно справочным данным произведение растворимости ПР(CaCO3) = 4.8●10 -9 . Предельная растворимость в воде карбоната кальция:

моль/л,

предельная масса растворённого в 5 л воды карбоната кальция:

г.

Таким образом, в осадок при термическом умягчении воды выпадет:

г.

Остаточная жёсткость воды после её термического умягчения будет практически равна некарбонатной жесткости 2.2 ммоль/л.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете. 8641 – | 7468 – или читать все.

1) Ca(HCO3)2 = Ca[2+] + 2HCO3[-],
HCO3[-] = H[+] + CO3[2-]
вроде бы так.

Другие вопросы из категории

1. 4-метилнонан
2. 2,3-диметилбутан
3. 3-метил-5-хлоргептан

3 3 4 3 4 4 4 3 3 3 4 3 5

8)HNO3+Ba(OH)2=Ba(NO3)2+H2O 9)N2+O2=NO 10)Sn(OH)2=SnO+H2O

Читайте также

карбонат каль¬ция—нитрат кальция— карбонат кальция

натрия и аммиака. Вам также предоставлен комплект лабораторного оборудования, необходимого для проведения химических реакций. Используя необходимые вещества только из этого списка, получите в результате проведения двух последовательных реакций раствор гидрокарбоната кальция. Составьте схему превращений, в результате которых можно получить указанное вещество. Запишите уравнения двух реакций. Для первой реакции составьте сокращённое ионное уравнение.

—> карбонат кальция —> углекислый газ —> сажа

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector