Нужно для начала найти изменение энтальпии для данной реакции. По справочнику находим: ΔН°(Fe₃O₄)кр = -1117,71 кДж/моль ΔН°(H₂)г = 0 кДж/моль ΔН°(FeO)кр = -263,68 кДж/моль ΔН°(H₂O)г = -241,84 кДж/моль Для реакции Fe3O4(кр)+Н2(г)=3FeO(кр)+Н2О(г) ΔН° = 3*ΔН°(FeO) + ΔН°(H₂O) - ΔН°(H₂) - ΔН°(Fe₃O₄) = =3*(-263,68) + (-241,84) - (-1117,71) = 84,83 кДж ΔН° прямой реакции >0, значит она эндотермическая. Соответственно, обратное течение реакции будет сопровождать отрицательное значение ΔН°<0, значит обратная реакция будет экзотермической.
Масса гидрокарбоната кальция, содержащегося в растворе: m(Ca(HCO₃)₂) = m (раствора) * ω (Ca(HCO₃)₂) = 30 г * 0,001% = 0,003 г. Масса гидрокарбоната магния, содержащегося в растворе: m(Mg(HCO₃)₂) = m (раствора) * ω (Mg(HCO₃)₂) = 30 г * 0,001% = 0,003 г.
Количество вещества гидрокарбоната кальция, содержащегося в растворе: ν (Ca(HCO₃)₂) = m (Ca(HCO₃)₂) / M(Ca(HCO₃)₂) = 0.003 г / (40+2*(1+12+16*3)) г/моль = 0,003 г / 162 г/моль = 1,852 * 10⁻⁵ моль.
Количество вещества гидрокарбоната магния, содержащегося в растворе: ν (Mg(HCO₃)₂) = m (Mg(HCO₃)₂) / M(Mg(HCO₃)₂) = 0.003 г / (24,3+2*(1+12+16*3)) г/моль = 0,003 г / 146,3 г/моль = 2,050 * 10⁻⁵ моль.
Для полной нейтрализации гидрокарбонатов потребуется количество вещества Ca(OH)₂, равное сумме количества вещества Ca(HCO₃)₂ и Mg(HCO₃)₂: ν (Ca(OH)₂) = ν (Ca(HCO₃)₂ ) + ν (Mg(HCO₃)₂) = (1.852 + 2.050) * 10⁻⁵ моль = 3,902 * 10⁻⁵ моль.
Масса гидроксида кальция, необходимого для нейтрализации: m (Ca(OH)₂) = M (Ca(OH)₂) * ν (Ca(OH)₂) = (40 + 2*(16+1)) г/моль * 3,902 * 10⁻⁵ моль = 74 г/моль * 3,902 * 10⁻⁵ моль = 0,00289 г ≈ 0,003 г.
ΔН°(Fe₃O₄)кр = -1117,71 кДж/моль
ΔН°(H₂)г = 0 кДж/моль
ΔН°(FeO)кр = -263,68 кДж/моль
ΔН°(H₂O)г = -241,84 кДж/моль
Для реакции Fe3O4(кр)+Н2(г)=3FeO(кр)+Н2О(г)
ΔН° = 3*ΔН°(FeO) + ΔН°(H₂O) - ΔН°(H₂) - ΔН°(Fe₃O₄) =
=3*(-263,68) + (-241,84) - (-1117,71) = 84,83 кДж
ΔН° прямой реакции >0, значит она эндотермическая. Соответственно, обратное течение реакции будет сопровождать отрицательное значение ΔН°<0, значит обратная реакция будет экзотермической.
Mg(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ = MgCO₃ + CaCO₃ +2H₂O
Масса гидрокарбоната кальция, содержащегося в растворе:
m(Ca(HCO₃)₂) = m (раствора) * ω (Ca(HCO₃)₂) = 30 г * 0,001% = 0,003 г.
Масса гидрокарбоната магния, содержащегося в растворе:
m(Mg(HCO₃)₂) = m (раствора) * ω (Mg(HCO₃)₂) = 30 г * 0,001% = 0,003 г.
Количество вещества гидрокарбоната кальция, содержащегося в растворе:
ν (Ca(HCO₃)₂) = m (Ca(HCO₃)₂) / M(Ca(HCO₃)₂) = 0.003 г / (40+2*(1+12+16*3)) г/моль = 0,003 г / 162 г/моль = 1,852 * 10⁻⁵ моль.
Количество вещества гидрокарбоната магния, содержащегося в растворе:
ν (Mg(HCO₃)₂) = m (Mg(HCO₃)₂) / M(Mg(HCO₃)₂) = 0.003 г / (24,3+2*(1+12+16*3)) г/моль = 0,003 г / 146,3 г/моль = 2,050 * 10⁻⁵ моль.
Для полной нейтрализации гидрокарбонатов потребуется количество вещества Ca(OH)₂, равное сумме количества вещества Ca(HCO₃)₂ и Mg(HCO₃)₂:
ν (Ca(OH)₂) = ν (Ca(HCO₃)₂ ) + ν (Mg(HCO₃)₂) = (1.852 + 2.050) * 10⁻⁵ моль = 3,902 * 10⁻⁵ моль.
Масса гидроксида кальция, необходимого для нейтрализации:
m (Ca(OH)₂) = M (Ca(OH)₂) * ν (Ca(OH)₂) = (40 + 2*(16+1)) г/моль * 3,902 * 10⁻⁵ моль = 74 г/моль * 3,902 * 10⁻⁵ моль = 0,00289 г ≈ 0,003 г.
ответ: 0,003 г.