Определите стабильность воды, если в ней содержится [CO2]= 44 мг/л, [HCO3-]=122 мг/л, [Ca2+]= 80 мг/л. Определите концентрацию [HCO3-] в воде при рН=10, концентрации [CO32-]=4 г-ион/л, константе диссоциации К2 = 5,6·1011.
Решение
1. в воде происходит установление углекислотного равновесия:
CaCO3 + CO2 + H2O = Ca2+ + 2HCO3-
Содержание агрессивной углекислоты определим по таблице [1].
Количество полусвязанной углекислоты находят деление известной концентрации [HCO3-] на два: 122/2 = 61. В графе а находится сумма свободной и связанной углекислоты (44+61 = 105). Количество агрессивной углекислоты находят, вычитая содержание полусвязанной кислоты из числа, данного в графе b.
С(CO2) = 61 – 87,6 = -26,6 – число отрицательно, следовательно, вода не агрессивна.
С HCO3- = 0,122г/л / 61г/моль = 0,002 моль/л
С (Ca2+) = 0,08 г/л / 40 г/моль = 0,002 моль/л
С (CO2) = 0,044 г/л / 44 г/моль = 0,001 моль/л
Для полного связывания кальция концентрации бикарбонатов недостаточно, однако и агрессивной углекислоты нет, значит, вода стабильна.
2
. По уравнению Гендесона-Гассельбаха:
рН = рКа + lg[CO3-2][HCO3-]
10 = 8,228 + lg[CO3-2][HCO3-]
lg[CO3-2][HCO3-] = 1,772
CO3-2HCO3-=59,156
CмCO32- = 4г-экв/л / 88 г-экв/моль = 0,0454 моль/л
[CO32-] = 0,0454 моль/л59,156 = 0,000767 моль/л
№88. В процессе развития водоросли потребляют 16 атомов азота на каждый использованный атом фосфора. Уравнение синтеза клеточного вещества водорослей в ионно-молекулярной форме может быть записано следующим образом:
106 CO2 + 16 NO3- + HPO42- + 122 H2O + 18H+ →C106H263O110N16P1 + 138O2
Следовательно, если в воде соотношение n(N):n(P) окажется больше, чем 16:1, лимитирующим фактором роста будет фосфор, в противном случае – азот