Файл: Г.В. Ушаков Контрольные задачи по курсу Водоподготовка и методические указания по их выполнению.pdf

21

Подставляя значение [Ca2+] в предыдущее неравенство

Это неравнество определяет условие, при котором будет выпадать именно СаСО3. Решив его относительно [CO32−], получим

[CO2−] > ПРк [SO2−].

3 ПРс 4

Следовательно, концентрация ионов СО3- (аналогично и ионов РО43- при фосфорном режиме) в котловой воде, при которой исключается возможность образования гипсовой накипи, зависит от сульфат-ионов.

4.ЗАДАЧИ

4.1.Задачи на способы выражения концентрации

Задача 4.1. Выразить концентрацию следующих растворенных веществ, приведенную в мг/л в единицах эквивалентной концентрации: NaС1=230; Са(НСО3)2 = 243; Мg(НСО3)2 = 146,4; СаСО3 = 15; Nа2SO4 = 213; МgCl2 = 508,3; СаSO4 = 1928; МgSO4 = 42.

Задача 4.2. Растворимость гипса СaSO4 2H2O изменяется по мере повышения температуры воды следующим образом:

Температура, °С . . . . 0 10 30 40 60 70 100 Растворимость, г/л ... 1,75 1,93 2,09 2,10 2,05 1,95 1,162

Построить график зависимости растворимости гипса, выраженной в мг-экв1л, от температуры.

Задача 4.3. Пересчитать нормальную концентрацию следующих ионов в объемную (мг/л и г/м3): Са2+ = 3,0; Мg2+ = 1,0;

С1- = 2,4; SO42- = 2,8; Nа+ = 1,2.

22

Задача 4.4. В каком объеме воды следует растворить 106 г Nа2СО3, чтобы получить раствор концентрацией 1000 мг-экв/л? Плотность раствора равна 1,05.

Ответ: в 2 л, если принять эквивалентную массу соды равной 0,5 М.

Задача 4.5. Концентрация раствора NаРO4 составляет 5%. Выразить ее в г/л, г-экв/л и мг-экв/л, если плотность раствора ρ =1,06 .

Раствор фосфата предназначен для умягчения воды [осаждения ионов Са2+ и Мg2+ в виде Са3(РO4)2 и Мg3(РO4)2].

Ответ: 53 г/л; 0,97 г-экв/л,970 мг-экв1л.

Задача 4.6. Солесодержание котловой воды равно 1200 мг/л. Выразить его в г/м3.

Задача 4.7. Доказать, что A мг/л = А г/м3.

Задача 4.8. Анионный состав раствора следующий (в мг/л): SO42- = 440 и СO32- = 22 мг/л. Определить его солесодержание в

мг-экв/л.

Ответ: 9,89 мг-экв/л.

Задача 4.9. Концентрация едкого натра в котловой воде составляет 7,5 мг-экв/л. Выразить ее в мг/л.

Ответ: 300 мг/л Задача 4.10. В 2,5 м3 воды растворено 125 кг тринатрий-

фосфата Na3РO4. Определить концентрацию раствора в процентах, если удельная плотность раствора равна 1,0.

Ответ: 5,0%.

Задача 4.11. Сколько килограммов Nа2СО3 необходимо растворить в 850 л воды, чтобы получить раствор концентрацией 10%. Плотность раствора 1,1.

Ответ: 93,5 кг.

Задача 4.12. Определить в процентах и мг-экв/л концентрацию раствора NаОН, в 0,25 м3 которого содержится 25 кг едкого натра. Плотность раствора принять равной 1,1.

Ответ: 9,1%; 2500 мг-экв/л.

Задача 4.13. В 25 кг раствора сернокислого железа, предназначенного для коагуляции воды, содержится 2,0 кг FеSO4. Определить концентрацию раствора в процентах и мг-экв/л, если его плотность равна 1,08.

Ответ: 8%; 1137 мг-экв/л.

23

Задача 4.14. Сколько кубических метров нужно взять 25%-го раствора поваренной соли плотностью 1,19, чтобы приготовить 10 м3 более разбавленного раствора этой соли концентрацией 5% и ρ

= 1,04 г/л?

Ответ: 1,75 м3.

Задача 4.15. В 1,5 м3 воды растворено 0,015 т хлористого натрия. Определить концентрацию раствора в г/л и г-экв/м3.

Ответ: 10 г/л, 171,0 г-экв/м3.

Задача 4.16. Приготовлен 5%-й раствор поваренной соли. Выразить его концентрацию в г-экв/л, если плотность раствора 1,04.

Ответ: 0,89 г-экв/л.

Задача 4.17. Сколько следует взять тринатрийфосфата Nа3РO4, чтобы приготовить 2 м3 раствора с концентрацией 82 г/л?

Ответ: 164 кг.

Задача 4.18. Сколько килограммов сернокислого натрия содержится в 1 м3 раствора, концентрация которого равна 10 мг-

экв/л?

Ответ: 0,71 кг/м3.

Задача 4.19. При анализе речной воды установлено следующее содержание в ней ионов, мл/л: Nа+ = 52,2; Са2+ = 57,4; Мg2+ = 18; SO4- = 161; Cl- = 35; бикарбонатов в пересчете на СО32- = 68,4 . Выразить состав воды в мг-экв/л.

Задача 4.20. Руководствуясь определением эквивалента, найти величину эквивалента РО43- в гидроксилапатите

3Ca 3 (PO4 ) 2 Ca(OH)2 .

Задача 4.21. При обработке сырой воды раствором извести Са(ОН)2 одна из реакций в отстойнике протекает по схеме

Са(НСО3)2 + Са (ОН)2 = 2СаСО3 + 2Н2О. Определить в этой реакции величину дозы СаО (СаО + Н2О =

Са(ОН)2) в мг-экв/л и количество выпадающего в осадок СаСО3 в мг/л, если концентрация Са(НСО3)2 равна Жк мг-экв/л.

Ответ: СаО = Жк мг-экв/л, СаСО3 = 100 Жк.

Задача 4.22. Нейтрализация растворенной в воде углекислоты может проходить по следующим реакциям:

СО2 + NаОН = NаНСО3,

СО2 + 2NaOH = Nа2СОз + Н2О.

Определить эквивалент СО2 для первой и второй реакции.

24

Ответ: 44 и 22.

Задача 4.23. Углекислые соединения натрия NаНСО3 и Nа2СО3, попадая в котел, подвергаются термическому распаду по реакциям:

2NаНСО3 Æ Nа2СО3 + СО2 + Н2O;

Nа2СО3 + Н2О Æ 2NаОН + СО2.

Получающаяся углекислота уносится паром, что является нежелательным. Определить концентрацию СO2 в паре для случаев, когда щелочность питательной воды, равная Що мг-экв/л, обуслов-

ливается: а) только NаНСО3; б) только Nа2СО3. При определении считать, что кальцинированная сода распадается во втором случае полностью.

Ответ: а) 44ЩО , б) 22ЩО .

Задача 4.24. Используя условия и данные задач 4.22 и 4.23, определить концентрацию углекислоты в паре для случая, когда общая щелочность питательной воды Що обусловливается со-

α −доля общей щелочности, обусловленная присутствием бикарбоната натрия. По второй реакции (см. задачу 4.23) распадается не все количество соды, а лишь часть ее, равная х.

Ответ: 22Що(α + х) мг/л.

Задача 4.25. При Н-катионировании сырой воды в слое Н-ка- тионита наблюдается следующая реакция:

Са(НСО3)2 + 2НR Æ СаR2 + 2СО2 + 2H2O.

Определить количество образующейся углекислоты, если би- кар-бонатная щелочность воды равна 2,5 мг-экв/л.

Ответ: 110 мг/л.

Задача 4.26. Необходимо установить бачок-мерник для отмеривания такого объема крепкой 75%-й серной кислоты ( ρ = 1,68), который был бы достаточным для приготовления 15 м3

разбавленного ее раствора крепостью 1,5% ( ρ ≈1,0 ). Определить

полезный объем мерника в литрах. Ответ: 178 л.

Задача 4.27. В трубопровод, по которому протекает 100 м3/ч воды, содержащей 1 мг-экв/л хлор-иона, дозируется 5%-й раствор поваренной соли с плотностью 1,04 в количестве 2 л/мин. Опреде-