3 Твердые вещества

Твердые вещества смешивают также по правилу креста (при необходимости приготовления более концентрированного раствор к нему добавляют твердое вещество).

Пример 14. Приготовить твердое калийное удобрение (содержащее Р=45 % КСl) смешиванием сильвина (Р=95 % КСl) с сильвинитом (Р=22 % КСl)

Дано: Р₁ = 95 %; Р₂ = 22 %; Р = 45 %

Найти: Х₁ = ? Х₂ = ?

Решение:

95				= (45 – 22 = 23	мас. частей 1-го компонента смеси
		45	(концентрация смеси, %)
22				= (95 – 45) = 50	мас. частей 2-го компонента смеси

Ответ: Х₁=23 мас.ч.; Х₂=50 мас.ч.; (следует смешивать 23 мас.ч. сильвина с 15 мас.ч. сильвинита, т.е. 1:2,17)

4 Расчеты по химическим формулам

Формула показывает стехиометрический состав вещества.

(например - Н₂О означает, что это вещество образовано из

2 молей атомов водорода и 1 моля атом а кислорода)

Математическая запись закона сохранения массы вещества

А + В = С +Д

т. е. масса компонентов сырья (А и В) равна массе продуктов

(пусть, например, С – целевой пой продукт, Д – побочный)

Пример 15. Рассчитать содержание компонентов (в %)

a) Н₂О; б) Na₂О; в) NaОН; г) Na₂СО₃; д) Na₂СО₃10Н₂О;

Решение.

Определяем молярную массу, например, Н₂О: М_В=12+16 = 18 г

Тогда: 18 г – 100 %

в т.ч масса водорода 2 г – Х₁ отсюда Х₁ = (2100)/18 = 11,11 %;

масса кислорода 16 г – Х₂ отсюда Х₂ = (16100)/18 = 88,89 %

Ответ: Содержание в Н₂О: Н₂ – 11,11 %, О₂ – 88,89 %.

(расчет элементов в других соединениях – аналогично!)

Пример 16. Рассчитать содержание условного Na₂О (в %):

а) NaОН; б) Na₂СО₃; в) Na₂СО₃10Н₂О;

Решение.

Определяем молярную массу, NaОН: М_NaОН =23+16+1=40 г

(в NaОН находится 1 моль натрий-ионов, а в Na₂О – 2 моля)

Тогда: 40 г – 100 %

в т.ч масса Na₂О 62/2 г – Х₁ отсюда Х₁ = (31100)/40 = 77,5 %;

Молярная масса Na₂СО₃: М_Na2СО3 =23·2+12+16·3=106 г

Тогда: 106 г – 100 %

в т.ч масса Na₂О 62 г – Х₂ отсюда Х₂ = (62100)/106 = 58,49 %;

Молярная масса Na₂СО₃10Н₂О: М_{Na2СО310Н2О} =106+10·18 =286 г

Тогда: 286 г – 100 %

в т.ч масса Na₂О 62 г – Х₃ отсюда Х₃ = (62100)/286 = 21,68 %;

Ответ: Содержание Na₂О: в NaОН – 77,5 %, в Na₂СО₃ –58,49 %,

в Na₂СО₃10Н₂О– 21,68 %.

Пример 17. Рассчитать содержание в Na₂СО₃10Н₂О:

Na₂СО₃ и Н₂О, а также условного Na₂О и СО₂

Решение.

Молярная масса Na₂СО₃10Н₂О: М_{Na2СО310Н2О} =106+10·18 =286 г

Тогда: 286 г – 100 %

в т.ч масса Na₂СО₃ 106 г – Х₁ отсюда Х₁ =(106100)/286=37,06 %;

в т.ч масса Н₂О 180 г – Х₂ отсюда Х₂ =(180100)/286=62,94 %;

в т.ч масса Na₂О 62 г – Х₃ отсюда Х₃ =(62100)/286=21,68 %;

в т.ч масса СО₂ 44 г – Х₄ отсюда Х₄ =(44100)/286=15,38 %;

Ответ: Содержание в Na₂СО₃10Н₂О:

Na₂СО₃ – 37,06%, Н₂О – 62,94%, Na₂О –21,68 %, СО₂ – 15,38 %.

Пример 18. В апатито-нефелиновой породе содержится условно 20 % Р₂О₅ и 8% Аl₂О₃. Рассчитать содержание в породе апатита [3Са₃(РО₄)₂∙СаF₂] и нефелина [Nа₂О∙Аl₂О₃∙4SiО₂]

Решение.

Молярная масса 3Са₃(РО₄)₂∙СаF₂: М_апатит =1008 г

(в апатите находится 3 моля Р₂О₅)

следовательно: 1008 г – 100 %

в т.ч. Р₂О₅ : 3∙142 г –Х₁ отсюда Х₁=(3·142100)/1008=42,26 %;

тогда: 42,26 % Р₂О₅ – 100% апатит

20 % Р₂О₅ –Х₂ апатит, т.е.Х₂ = (20100)/42,26=47,32 %;

Молярная масса [Nа₂О∙Аl₂О₃∙4SiО₂: М_{нефелин} =404 г

(в апатите находится 1 моль Аl₂О₃)

следовательно: 404 г – 100 %

в т.ч. Аl₂О₃: 102 г –Х₃ отсюда Х₃=(102100)/404=25,25 %;

тогда: 25,25 % Аl₂О₃ – 100% нефелин

8 % Аl₂О₃ –Х₄ нефелин, т.е.Х₄ =(8100)/25,25=31,68 %.

Содержание других примесей: 100 – (47,32 +31,68) = 21 %.

Ответ: Содержание в породе:

апатит – 47,32 %, нефелин – 31,68 %, примеси – 21% .