Дано:
- Масса воды (m1) = 100 г = 0,1 кг
- Концентрация раствора HCl = 0,37%
- Масса раствора HCl (m2) = 5 г
Найти: временная (карбонатная) жёсткость природной воды в мг/л.
Решение:
1. Рассчитаем количество HCl в 5 г раствора:
Концентрация 0,37% означает, что в 100 г раствора содержится 0,37 г HCl.
Поэтому в 5 г раствора будет:
(0,37 г / 100 г) * 5 г = 0,0185 г HCl
2. Переведем массу HCl в моль:
Молярная масса HCl ≈ 36,46 г/моль.
Число молей HCl:
n(HCl) = 0,0185 г / 36,46 г/моль ≈ 0,000507 моль
3. В реакции карбонат-ион + HCl образуется углекислый газ и вода:
CO3^2- + 2HCl → H2O + CO2↑ + Cl2-
Из уравнения видно, что 1 моль CO3^2- реагирует с 2 молями HCl, следовательно, количество моль CO3^2- равно половине количества моль HCl:
n(CO3^2-) = n(HCl) / 2 = 0,000507 моль / 2 ≈ 0,0002535 моль
4. Теперь найдем массу карбонат-ионов в воде:
Молярная масса CO3^2- ≈ 60 г/моль.
Масса CO3^2-:
m(CO3^2-) = n(CO3^2-) * M(CO3^2-) = 0,0002535 моль * 60 г/моль ≈ 0,01521 г
5. Поскольку мы работаем с 100 г воды, переведем массу в мг:
0,01521 г = 15,21 мг
6. Найдем карбонатную жёсткость в мг/л:
Для 100 г воды, чтобы получить в мг/л, умножаем на 10:
15,21 мг * 10 = 152,1 мг/л
Ответ: Временная (карбонатная) жёсткость природной воды составляет 152,1 мг/л.