Ответ на задачу 4 (автор Ю.Н. Медведев)
1. Найдем концентрации всех ионов в ммоль/л и составим баланс по зарядам:
2[Ca2+] + 2[Mg2+] + [Na+] + [K+] = [HCO3-] + 2[SO42-] + [Cl-] + [Br-]
отсюда: [Na+] + [K+] = 92,38 - 30,2 = 62,18 (ммоль/л).
По условию в 1 л воды (K) + (Na) = 62,18 ммоль или
62,18 = m(K)/39 + m(Na)/23 = m(K)/39 + 12m(K)/23,
откуда m(K) = 113,6 мг/л, m(Na) = 1363 мг/л.
2. 2Mn(OH)2 + O2 = 2MnO2 + 2H2O
MnO2 + 4H+ + 2I- = I2 + Mn2+ + 2H2O
I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-
(O2) = 1/4 (S2O32-) = 1/4CV = 1/4 * 0,02* 0,008 = 4* 10-5 моль или
4* 10-4 моль/лC(O2) = 4*10-4* 32* 103 = 128 мг/л.
Недостатки метода:
— наличие окислителей, реагирующих с Mn(II) в щелочной среде или с I- в кислой среде (Cl2, NO2-, H2O2,...)— наличие восстановителей, реагирующих с кислородом или Mn(IV) в щелочном растворе (SO32-, Fe2+, органика),
— невозможность точного учета кислорода в растворах реагентов.
3. Карбонатная жесткость отвечает той доле ионов Ca и Mg, которая связана с гидрокарбонат-ионами и может быть устранена кипячением. Карбонатная жесткость равна молярной концентрации эквивалента карбонат-ионов:[HCO3-] = 240/61 = 3,93 ммоль*экв/л. С учетом концентраций ионов Ca2+ (114/40 = 2,85 ммоль/л) и Mg2+ (294/24 = 12,25 ммоль/л), некарбонатная жесткость составит
2,85*2 + 12,25*2 -3,93 = 26,27 ммоль экв/л.4. Минимальное содержание в летний период (потребление этих ионов водной растительностью, ассимиляция, фотосинтез). Максимальное содержание — зимой (фиксация ионов приостанавливается и начинается процесс перехода азота и фосфора из органических веществ в минеральное состояние).
5.[H+] = 10-7,5; K2 = [H+][CO32-]/[HCO3-] = 10-10,30.
[CO32-] = 3,93*10-3*10-10,38/10-7,5 = 5,18*10 -6 моль/л
6.
SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO Na2O K2O CaCO3 H2O = 1,125 0,113 0,023 0,045 0,03 0,023 0,015 0,344 = 75 7,5 1,5 3 2 1,5 1 23 = 150 15 3 6 4 3 2 46 = 150SiO2 15Al2O3 3Fe2O3 6MgO 4Na2O 3K2O 2CaCO3 46H2O K6Na8Ca2Mg6Fe6Al30Si150C2H92O419 (можно убедиться, что в этом случае выполняется баланс по степеням окисления).
7. а) упрощенный способ:
CaC2O4 + 2H+ Ca2+ + H2C2O4
K= [Ca2+] [H2C2O4]
_______________= ПР
_____= 7,9*10-4 [H+]2
К1 К2 [Ca2+] = 0,01 M (по условию), [H2C2O4] = 0,01 M (по уравнению),
[H+] = CHCl - 0,02, тогда: 0,01* 0,01/(C - 0,02)2 = 7,9*10-47,9C2 - 0,316C -0,997 = 0, откуда CHCl = 0,38M
б) точный расчет:
ПР = [Ca2+]* [C2O42-] = 2,6*10-9 , [C2O42-] = ПР/[Ca2+] = 2,6*10-7
K1= [H+][HC2O4-]
___________=5,6*10-2; K2= [H+][C2O4-]
__________=5,9*10-5 [H2C2O4] [HC2O4-] C(HCl) = [H+] + [HC2O4-] +2[H2C2O4]
[Ca2+] = [C2O42-] + [HC2O4-] + [H2C2O4]
Выразим [H+] из K1 и K2, приравняем их и найдем [H2C2O4]:
5,6*10-2* [H2C2O4]/[HC2O4-] = 5,9*10-5 * [HC2O4-]/2,6-7 откуда [H2C2O4] = 4052[HC2O4-]2,
тогда [Ca2+] = 0,01 = 2,6*10-7 + [HC2O4-] + 4052[HC2O4-]2 и
[HC2O4-] = 1,45*10-3.
Следовательно, [H2C2O4] = 8,53*10-3.
Найдем теперь величину [H+]:
[H+] = 5,6*10-2*8,53*10-3 /1,45*10-3 = 0,33
C(HCl) = 0,33 + 1,45* 10 -3 + 2*8,53*10-3 = 0,35 (M)
8. Сера нерастворима в воде и поэтому не может ее ароматизировать (речь, вероятно, идет о сероводороде). Элемента йод не существуе - есть элемент иод. Успокаивает не бром, а бромид калия или натрия. В броме пусть купается и сам корреспондент.
Ответ на задачу 5. (автор Ю.Н. Сычев)
1.При распаде 238U до 222Rn массовое число уменьшается на 16 единиц (испускается 4- и 2- частицы). Если предположить, что 235U распадается по аналогичной схеме, массовое число радона в ряду 235U должно быть равно 219.
2. 22286Rn 4 2 + 218 84 Po; 21986Rn 42 + 21584Po 3. 222Rn. 219Rn полностью распадается примерно через 40 секунд после выделения из уранового образца и вряд ли достигнет поверхности воды.4.Изотопы радона представляют опасность при попадании внутрь организма, как правило, через дыхательные пути.
Излучение полностью поглощается тканями организма. При этом происходит ионизация молекул, разрыв химических связей. В результате разрушаются исходные молекулы и образуются чрезвычайно реакционноспособные ион-радикалы, радикалы, вступающие в несвойственные организму реакции.
Среди продуктов распада 222Rn есть достаточно долгоживущие изотопы, например, 210Pb (T1/2=22 года), 210Po (T1/2=138,4 дня), которые и накапливаются в организме при постоянном поступлении радона в организм даже в малых количествах.
5. Поскольку мольные и объемные проценты численно совпадают, можно сразу рассчитать число атомов радона в одном моле воздуха:
N = (6,02*1023)* (2,3*10-16 ) = 1,4*10 8 атомов
Рассчитаем константу скорости распада в обратных секундах:
= 0,693/T1/2 = 0,693/(3,8* 24*3600) = 2,1*10-6 c-1.
Тогда радиоактивность воздуха будет равна:
а = 2,1* 10-6*1,4*10 8 = 300 Бк или 300/22,4 = 13,4 Бк/л.
6.
a = |
a 0
|
2 n |
, где n — число периодов полураспада
a = |
a 0
|
30 |
2n = 30, n = 5, t= 5 *3,8 = 19 (дней)