Какое количество карбонатов кальция и магния образовалось при использовании 5,3 г соды для обработки 5 л воды? Какова

Для решения данной задачи, нам необходимо знать соотношение между содой и карбонатами кальция и магния.

Балансовое уравнение реакции между содой и карбонатами кальция и магния можно записать следующим образом:

\[NaHCO_3 + CaCO_3 + MgCO_3 \rightarrow Ca(HCO_3)_2 + Mg(HCO_3)_2 + Na_2CO_3\]

Из уравнения видно, что каждая молекула соды реагирует с двумя молекулами карбонатов кальция и магния.

Шаг 1: Рассчитаем количество молекул соды в данной задаче.

Для этого воспользуемся формулой:

\[N_{\text{молекул}} = \frac{m}{M_{\text{молярная}}}\]

где \(m\) - масса соды, \(M_{\text{молярная}}\) - молярная масса соды.

Молярная масса соды (\(NaHCO_3\)) равна 84 г/моль.

Подставим значения в формулу:

\[N_{\text{молекул}} = \frac{5,3\, \text{г}}{84 \, \text{г/моль}} \approx 0,063 \, \text{моль}\]

Шаг 2: Рассчитаем количество моль карбонатов кальция и магния, образовавшихся при реакции.

Учитывая, что каждая молекула соды реагирует с двумя молекулами карбонатов кальция и магния, получаем:

Количество моль карбонатов кальция (\(CaCO_3\)) и магния (\(MgCO_3\)) равно:

\[n_{\text{карбонаты}} = 2 \times N_{\text{молекул}} = 2 \times 0,063 \, \text{моль} = 0,126 \, \text{моль}\]

Шаг 3: Рассчитаем жесткость воды, основываясь на образованных карбонатах.

Жесткость воды можно определить как сумму концентраций всех катионов кальция и магния, присутствующих в растворе.

Каждый моль карбонатов кальция (\(Ca(HCO_3)_2\)) и магния (\(Mg(HCO_3)_2\)) образуется из одного моль карбонатов кальция (\(CaCO_3\)) и магния (\(MgCO_3\)) при растворении в воде и переходе в водородкарбонаты.

Таким образом, количество молей катионов кальция и магния (\(n_{\text{катионы}}\)) равно:

\[n_{\text{катионы}} = n_{\text{карбонаты}} \times 2 = 0,126 \, \text{моль} \times 2 = 0,252 \, \text{моль}\]

Шаг 4: Рассчитаем массу хлоридов кальция и магния, содержащихся в исходном растворе.

Для этого нам необходимо знать концентрацию хлоридов кальция и магния в исходном растворе. Предположим, что концентрация хлоридов кальция и магния в исходном растворе одинакова и равна \(C\) моль/л.

Масса хлоридов кальция (\(CaCl_2\)) и магния (\(MgCl_2\)) равна:

\[m_{\text{хлориды}} = n_{\text{катионы}} \times M_{\text{молярная}} \times V\]

где \(V\) - объем исходного раствора.

Подставим значения в формулу:

\[m_{\text{хлориды}} = 0,252 \, \text{моль} \times (40 \, \text{г/моль} + 24 \, \text{г/моль}) \times 5 \, \text{л}\]

\[m_{\text{хлориды}} = 0,252 \, \text{моль} \times 64 \, \text{г/моль} \times 5 \, \text{л} = 80,64 \, \text{г}\]

Таким образом, масса хлоридов кальция и магния, содержащихся в исходном растворе, равна 80,64 г.

В итоге, ответ на задачу:

Количество карбонатов кальция и магния, образовавшихся при использовании 5,3 г соды для обработки 5 л воды, равно 0,126 моль.

Жесткость воды, основываясь на образованных карбонатах, равна 0,252 моль.

Масса хлоридов кальция и магния, содержащихся в исходном растворе, равна 80,64 г.