При сгорании 28 г смеси метана и этана получили 41,44 л углекислого газа (н.у.).
Определите состав смеси углеводородов в массовых долях.
Решение.
СН4 + 2 О2 = СО2 + 2 Н2О
2 С2Н6 + 7 О2 = 4 СО2 + 6 Н2О
•Пусть масса метана в исходной смеси m (CH4) = x, тогда масса этана в смеси
m (C2H6) = (28-x) г.
• По первому уравнению реакции объём образовавшегося оксида углерода (IV):
V1 (CO2) = 22,4 x / 16 = 1,4 x л
• По второму уравнению реакции объём образовавшегося оксида углерода (IV):
V2 (CO2) = 4 • 22,4 • (28-x) / (2 • 30) = 1,493 • (28 – x) л
• Общий объём оксида углерода:
V (CO2) = V1(CO2) + V2 (CO2) = 1,4 x + 1,493 • (28 - x) = 41,44 (л)
1,4 x + 41,804 – 1,493 x = 41,44; x = 4; следовательно,
m (CH4) в исходной смеси 4 г.
• ? (СН4) = 4 / 28 • 100% = 14,3 %
? (С2Н6) = 100% - 14,3 % = 85,7 %
Объяснение:
Для избавления от временной жёсткости необходимо просто вскипятить воду. При кипячении воды гидрокарбонаты разлагаются с образованием осадка среднего или основного карбоната:
Ca(HCO3)2 = СаСО3 ↓+ СО2↑+ Н2О,
Mg(HCO3)2 = Мg2 (ОН) 2 СО3↓ +3СО2↑ + Н2О,
и жёсткость воды снижается. Поэтому гидрокарбонатную жёсткость называют временной.
С ионами железа реакция протекает сложнее из-за того, что FeCO3 неустойчивое в воде вещество. В присутствии кислорода конечным продуктом цепочки реакций оказывается Fe(OH)3, представляющий собой темно-рыжий осадок. Поэтому, чем больше в воде железа, тем сильнее окраска у накипи, которая осаждается на стенках и дне сосуда при кипячении.
2) Умягчить жёсткую воду можно и обработкой воды различными химическими веществами. Так, временную (карбонатную) жёсткость можно устранить добавлением гашеной извести:
Са2+ +2НСО–3 + Са2+ + 2ОН– = 2СаСО3↓+ 2Н2О
Mg2+ +2НСО–3 + Са2+ + 4ОН– = Mg(ОН) 2↓+2СаСО3↓+ 2Н2О.
При одновременном добавление извести и соды можно избавиться от карбонатной и некарбонатной жёсткости (известково-содовый Карбонатная жёсткость при этом устраняется известью (см. выше), а некарбонатная – содой:
Са2+ + СО2-3 = СаСО3↓
Mg2+ + СО2-3 = Mg СО3
и далее
Mg СО3 + Са2+ + 2ОН– = Mg(ОН) 2↓+СаСО3↓
3) Вообще, с постоянной жёсткостью бороться труднее. Кипячение воды в данном случае не приводит к снижению её жёсткости.
Для борьбы с постоянной жёсткостью воды используют такой метод, как вымораживание льда. Необходимо просто постепенно замораживать воду. Когда останется примерно 10 % жидкости от первоначального количества, необходимо слить не замершую воду, а лёд превратить обратно в воду. Все соли, которые образую жёсткость, остаются в не замершей воде.
4) Ещё один борьбы с постоянной жёсткостью – перегонка, т.е. испарение воды с последующей её конденсацией. Так как соли относятся к нелетучим соединениям, то они остаются, а вода испаряется.
Также, чтобы избавиться от постоянной жёсткости, можно, например, к воде добавить соду:
СаСl2 + Na2CO3 = CaCO3 ↓+ 2NaCl.
В части I рассказывается о круговороте воды, об ее очистке методом перегонки.
5) Также известны методы обработки воды (магнитное и электромагнитное воздействие, добавление полифосфатов или других “антинакипинов”), позволяющие на время “связать” соли жёсткости, не давая им в течение какого-то времени выпасть в виде накипи. Однако эти методы не нейтрализуют соли жёсткости химически и поэтому нашли ограниченное применение в водоподготовке технической воды. Единственным же экономически оправданным методом удаления из воды солей жёсткости является применение ионообменных смол. Пропуская воду через слой специального реагента – ионообменной смолы (ионита), ионы кальция, магния или железа переходят в состав смолы, а из смолы в раствор переходят ионы Н+ или Na+, и вода умягчается, её жёсткость снижается.
6) Но такие методы, как замораживание и перегонка, пригодны только для смягчения небольшого количества воды. Промышленность имеет дело с тоннами. Поэтому для устранения жёсткости в данном случае принимается современный метод устранения – катионный. Этот основан на применении специальных реагентов – катионитов, которые загружаются в фильтры и при пропускании через них воды, заменяют катионы кальция и магния на катион натрия. Катиониты – синтетические ионообменные смолы и алюмосиликаты.
Их состав условно можно выразить общей формулой Na2R. Если пропускать воду через катиониты, то ионы Nа+ будут обмениваться на ионы Са2+ и Mg2+.
Схематически эти процессы можно выразить уравнением:
Ca2+ + Na2R = 2Na+ + CaR
Таким образом, ионы кальция и магния переходят из раствора в катионит, а ионы натрия – из катионита в раствор, жёсткость при этом устраняется.
Катиониты обычно регенерируют – выдерживают в растворе NaCl, при участии которого происходит обратный процесс:
CaR + 2Na+ = Na2R+ Ca2+
Регенерированный катионит снова может быть использован для умягчения новых порций жесткой воды.
7) С последствием жёсткости воды – накипью, с точки зрения химии, можно бороться очень просто. Нужно на соль слабой кислоты воздействовать кислотой более сильной. Последняя и занимает место угольной, которая, будучи неустойчивой, разлагается на воду и углекислый газ. В состав накипи могут входить и силикаты, и сульфаты, и фосфаты. Но если разрушить карбонатный “скелет”, то и эти соединения не удержатся на поверхности.
8) Эффективным борьбы с высокой жёсткостью считается применение автоматических фильтров-умягчителей. В основе их работы лежит ионообменный процесс, при котором растворенные в воде “жёсткие” соли заменяются на “мягкие”, которые не образуют твердых отложений.
Хлорирование представляет собой обработку воды соединениями хлора. Методика считается самой рас среди всех обеззараживания воды, предназначенной для употребления в пищу. Хлор угнетает ферментную систему болезнетворных микроорганизмов, предотвращая их размножение и жизнедеятельность. Если бы вода, поступающая в квартиры из водоканала, не была очищена хлором, ротовирусным и энтеровирусным инфекциям не было бы конца.
Источник: https://oskada.ru/analiz-i-kontrol-kachestva-vody/pochemu-xloriruyut-vodu-i-kak-ochistit-vodu-ot-xlora.html
1) CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O
(2) 2C₂H₆ + 7O₂ = 4CO₂ + 6H₂O
Пусть объем метана (1) будет х л, тогда объем этана (2) будет 2х л, а их совместный объем х+2х=3,36 л
3х=3,36
х=1,12 л метана
значит 2х=2,24 л этана
По реакции (1) образуется также 1,12 л углекислого газа
По реакции (2) образуется его в 2 раза больше, т.е 2,24*2=4,48 л
Всего образовалось 4,48+1,12 = 5,6 л углекислого газа, его количество = 5,6/22,4 = 0,25 моль
Найдем кол-во вещ-ва NaOH:
n(NaOH)= \frac{152,7*1,31*0,12}{40} =0,6 моль
Масса раствора щелочи : 152,7*1,31 = 200,037 г
Масса углекислого газа: 0,25моль * 44г/моль = 11 г
Масса всего раствора: 200,037 + 11 = 211,037 г
(3) CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O
Судя по реакции (3), CO₂ в недостатке, значит считаем по нему.
Он реагирует с 0,5 моль щелочи. Образуется 0,25 моль Na₂CO₃, остается NaOH: 0,6 - 0,5 = 0,1 моль
Далее находим массы:
m(Na₂CO₃) = 0,25*106 = 26,5 г
m(NaOH) = 0,1*40 = 0,4 г
Массовые доли веществ в растворе:
w(NaOH) = *100 =1,9%
w(Na₂CO₃) = *100=12,56%