Грошева Л.П. Растворы. Расчет составов. Разбавление, смешение, концентрирование растворов. Расчет состава и характеристик твердых материалов
Подождите немного. Документ загружается.
11
К
2
О/ К
2
Сl
2
=30/х находим
Х =30[К
2
Сl
2
] /[ К
2
О] =30 *149.2 /94.2 =47.5%
Применяя правило креста, получим:
92 ( 47.5–22) =25.5
47.5
22 (92 –47.5) =44.5
Таким образом, для получения требуемой смеси необходимо взять 25.5
масс.ч. 92% КСl и 44.5 масс.ч. сильвинита.
3 РАСЧЕТ СОСТАВОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
Состав твердых веществ и их смесей можно определять в тех же
единицах концентраций, какие применяют для растворов. Однако в
этом
случае практически неудобны объемно-массовые, мольно-объемные и
объемные единицы; поэтому их почти никогда не используют.
Обычно состав твердых материалов выражают в следующих единицах
концентраций:
- в массовых отношениях (мас/мас) или массовых процентах;
- мольно-массовых (число моль на единицу массы);
- мольных; атомных; эквивалентных.
Пересчет состава твердых материалов, выраженного
в одних единицах
концентраций, в другие производят теми же методами, как и для растворов.
Наиболее часто для твердых материалов приходится их молекулярный состав,
т.е. записанный в виде тех или иных соединений, пересчитывать в массы
(проценты) этих соединений и обратно, а также пересчитывать их состав на
безводны
Пересчет состава влажного
материала на сухое вещество и обратно
производят следующим образом.
Формулы для расчета:
W
Р
Р
W
сух
−
′
=
100
100
;
∑
′
−
′
=
W
W
сух
РW
Р
Р
)100(
100
2
;
100
100
.
⋅
−
=
W
Р
Р
сух
W
,
где Р
W
и Р'
W
– процентное содержание отдельных частей влажного
материала, соответственно для состава, приведенного и не приведенного к %;
W – процентное содержание влаги в данном материале;
∑Р'
W
– общая сумма составных частей во влажном материале, в
процентах, по анализу;
12
Р
сух.
– искомая величина процентного содержания отдельных составных
частей сухого материала.
Пример 5.
Апатитонефелиновая руда, согласно анализу, содержит 20,3% Р
2
О
5
и 8%
Al
2
O
3
. Вычислить содержание в руде апатита и нефелина, если принять
химическую формулу первого 3Са
3
(РО
4
)
2
·СаF
2
, второго Na
2
O·K
2
O·Al
2
O
3
·4SiO
2
,
а вся Р
2
О
5
в руде связана в виде апатита, а Al
2
O
3
– в виде нефелина.
Решение:
Молекулярные массы: апатита 3Са
3
(РО
4
)
2
·СаF
2
– 100,8; нефелина
Na
2
O·K
2
O·Al
2
O
3
·4SiO
2
– 498,3; Al
2
O
3
– 101,9; Р
2
О
5
– 142,1.
В 1000 кг руды содержится, кг
Апатита
(%)7,48
31,142
2068,100
=
⋅
⋅
;
Нефелина
(%)1,39
9,101
83,498
=
⋅
;
Содержание в 100 кг руды других составных частей находим по разности:
100 – 48,7 – 39,1 = 12,2 кг.
13
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
4.1 Какой концентрации получается раствор KNO
3
после смешения 5
масс. г. 40%-ного раствора с 10 масс. г. 25% раствора?
4.2 Какой крепости получается кислота, если смешивают 2350 кг 90%
H
2
SO
4
и 1150 кг 75% H
2
SO
4
?
4.3 Смешивается 1000 кг 90% H
2
SO
4
и 800 кг 60% НNO
3
. Определить
состав смеси.
4.4 Определить сколько вес. ч. Cu(NO
3
)
2
·6H
2
O следует растворить в 100
вес.ч. Н
2
О, чтобы приготовить 20% раствор Cu(NO
3
)
2
.
4.5 Имеется раствор, 100 кг которого содержит [в %(масс.)]: 10,0 KCl,
36,5NH
4
Cl и 53,5 Н
2
О. Плотность раствора 1250 кг/м
3
. Выразить состав
раствора:
- в массовых отношениях, т.. кг/100 кг Н
2
О;
- в массово-объемной концентрации, т.е. кг/1 м
3
раствора;
- в мольных отношениях, т.е. Кмоль/1000 Кмоль Н
2
О;
- в мольных процентах, т.е. Кмоль/100 Кмоль массы растворенных
веществ;
- в ионных процентах;
- в ион-эквивалентных процентах.
4.6 Состав раствора взаимной системы:
NaCl + NH
4
HCO
3
↔ NaHCO
3
+ NH
4
Cl
в эквивалентах на 1000 Кмоль Н
2
О [Cl
-
-137, HCO
3
-
-9, Na
+
-48, NH
4
+
-98].
Требуется выразить состав этого раствора в кг солей на 100 кг Н
2
О.
4.7 В состав алюмината натрия NaAlO
2
входят по 1 Кмоль Na
2
O и Al
2
O
3
.
Определить массовый процент Na
2
O и Al
2
O
3
в алюминате натрия.
4.8 Определить содержание воды и сульфата кальция в гипсе
(двухводном сульфате кальция).
4.9 Состав влажного магнезита: 0,08% SiO
2
; 0,01% Fe
2
O
3
; 40,16% MgO;
0,36% CaO и 6,24% H
2
O, потери при прокаливании – 53,18% (∑=100,03%).
Пересчитать указанный состав на безводный.
4.10 Определить количество воды, удаляемой в 1 г при сушке
аммофосной пульпы от начальной влажности 40% до конечного
влагосодержания, равного 2,5%, для завода производительностью 640000 т
продукта в год, если из 1000 кг фосфорной кислоты (32,5% Р
2
О
5
) получается
588,7 кг сухих солей, а соответствующее им количество пульпы равно 990 кг.
4.11 Рассчитать количество СаО, связанной в виде фторапатита и
доломита в фосфорите Каратау, содержащем 27,5% Р
2
О
5
; 2,5% фтора; 43,5%
СаО и 3,6% MgO. (Фторапатит Са
10
F
2
(РО
4
)
6
можно представить в виде
3Са
3
(РО
4
)
2
·CaF, а трехкальциевый фосфат Са
3
(РО
4
)
2
–в виде 3СаО·Р
2
О
5
).