Сколько граммов гашеной извести необходимо добавить к 1 м3 воды, содержащей гидрокарбонат железа (II), чтобы устранить временную жесткость, равную 2,86 ммоль/л. Написать уравнения соответствующих реакций.

Временную (карбонатную) жесткость можно устранить кипячением:

Fe (HCO₃) ₂ = FeCO₃ ↓ + CO₂ ↑ + H₂O

Гидрокарбонат-ион распадается до воды, углекислого газа и карбонат-иона. Последний связывается c катионами жесткости (Ca²⁺, Mg²⁺, в данном случае Fe²⁺)

Другой способ устранения временной жесткости - добавление гидроксида кальция (гашеной извести) Ca (OH) ₂. Гидрокарбонат-ионы превращаются в карбонат-ионы и связывают катионы жесткости. Добавленные ионы кальция сами являются катионами жесткости и также связываются карбонат-ионами.

Ca (OH) ₂ + Fe (HCO₃) ₂ = CaCO₃ ↓ + FeCO₃ ↓ + 2 H₂O

Жесткость воды измеряется в единицах молярной концентрации эквивалентов, то есть в единицах количества вещества эквивалентов ионов жесткости (Ca²⁺, Mg²⁺, в данном случае Fe²⁺) на единицу объема (обычно в мг-экв/л, мэкв/л). Она может измеряться и в единицах молярной концентрации ионов жесткости (ммоль/л) / грубо говоря, это просто "обычная" молярная концентрация ионов кальция, магния или железа /

Определим количество вещества Fe²⁺ (оно совпадает с количеством вещества соли Fe (HCO₃) ₂.

По условию задачи молярная концентрация ионов Fe²⁺ С равна 2,86 ммоль/л. Объем V - 1 куб. м. или же 1000 л.

Количество вещества n = CV = 2,86 ммоль/л * 1000 л = 2,86 моль

По уравнению реакции

с 1 моль Fe (HCO₃) ₂ реагирует 1 моль Ca (OH) ₂,

а с 2,86 моль Fe (HCO₃) ₂ реагирует х моль Ca (OH) ₂:

Ca (OH) ₂ + Fe (HCO₃) ₂ = CaCO₃ ↓ + FeCO₃ ↓ + 2 H₂O

1 моль 1 моль

х моль 2,86 моль

Отсюда х = 1 моль*2,86 моль / 1 моль = 2,86 моль

Молярная масса гидроксида кальция M (Ca (OH) ₂) = 74 г/моль

Отсюда масса гидроксида кальция m = nM = 2.86 моль * 74 г/моль =

= 211,6 г = 212 г.

Ответ: 212 г.