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 gamma.jpg (427 bytes) (K) + gamma.jpg (427 bytes) (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-

gamma.jpg (427 bytes) (O2) = 1/4 gamma.jpg (427 bytes) (S2O32-) = 1/4CV = 1/4 * 0,02* 0,008 = 4* 10-5 моль или
4* 10-4 моль/л

C(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+ Image2264.jpg (677 bytes) 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*10-4

7,9C2 - 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-alpha.gif (71 bytes) и 2-beta.lc.gif (837 bytes) частицы). Если предположить, что 235U распадается по аналогичной схеме, массовое число радона в ряду 235U должно быть равно 219.

2.  22286Rn 4 2alpha.gif (71 bytes) + 218 84 Po; 21986Rn rarrow.gif (844 bytes) 42 alpha.gif (71 bytes) + 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:

lambda.lc.gif (58 bytes) =  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)