Tomasz S pisze:to proszę na chłopski rozum
Postaram się...
Tomasz S pisze: trzeba to przeliczyć jeszcze na MgO
Nie przelicza się na MgO ale na CaO. Twardość jest jednostką umowną a nie logicznie dokładną. To coś jakbyś dał jednostkę siły człowieka w Pudzianach. Niezależnie, czy mierzysz chłopów, czy dziewczyny przeliczasz na Pudziany.
To na pytanie "dlaczego CaO a nie MgO?".
A teraz mały wykładzik, który może Ci coś przybliży.
Mol jest to jednostka którą w szkole straszą gimbazjalistów i licealistów. Wynika to z tego, że definicja (aczkolwiek ważna) jest nikomu niepotrzebna. Ważne aby zapamiętać, że mol jest to taka sama jednostka jak tuzin, kopa, czteropak... itd. czyli opisuje ilość "czegoś". Można ewentualnie zapamiętać, że jest to olbrzymia liczba nie mieszcząca się na pozycjach wyświetlanych w większości kalkulatorów.
Tomasz S pisze:nie pojmuje ułamka 56/40...
Śruba i nakrętka ważą zwykle inaczej. Podobnie dwie śruby i dwie nakrętki, tuzin jednego i drugiego. Podobnie mol nakrętek i śrub. Stosunek ciężarów obu rzeczy jest jednakowy niezależnie ot tego czy dzielisz przez siebie masy jednostkowe, masy tuzinów, czy masy moli. Jak wspomniałem definicja mola jest niekoniecznie ważna ale musimy pamiętać, że mówiąc o molu czegoś to mówimy zawsze o takiej samej ilości, podobnie jak mówiąc o tuzinie zawsze jest to 12 sztuk.
Wiadomo, że do 1 śruby potrzebujemy zwykle 1 nakrętkę. No i okazuje się, że mamy w chałupie 13 kg śrub i ani jednej nakrętki. Ile więc mam ich kupić aby nie brakło? Nie, nie chce mi się liczyć ile mam sztuk? Myślę że każdy poda, że należy zważyć śrubę i nakrętkę i mając taki przelicznik przeliczyć: masa śrub --> masa nakrętek. Skorzystamy z tego samego pomysłu.
Definicja: Twardość w stopniach niemieckich to ilość CaO w mg zawarta w 100 ml wody.
My mamy masy Ca i Mg ale na litr więc musimy przeliczyć...
Jeżeli chcemy więc przeliczyć masę Ca na masę CaO to tak jakbyśmy chcieli przeliczyć masę "gołych" śrub na masę śrub z wkręconymi nakrętkami:
Mśr_z_nakr = Mśr + Mnakr
Zapis Ca --> CaO pokazuje nam, że liczba wapnia (Ca) w sztukach przed dodaniem tlenu (O) do wapnia jest identyczna jak po dodaniu. Mając więc masę Ca możemy ją przeliczyć na masę CaO jeżeli znamy masy cząsteczek Ca i CaO. To są jednak tak małe masy, że większość nie potrafiłaby dokonać obliczeń. Pamiętajmy jednak, że jeśli śruba waży 5X więcej niż nakrętka to i 12456 śrub będzie ważyć 5X więcej niż taka sama liczba nakrętek.
Tu wkraczamy do naszego "mola". Nieważne ile wynosi w sztukach mol. Ważne, że masy molowe pierwiastków są stablicowane i są to proste w użyciu liczby. W Wikipedii, czy na układach okresowych znajdziemy 2 podstawowe liczby określające pierwiastek: kolejny numer pierwiastka: 1, 2, 3... oraz jego masę molową.
I teraz widzimy, że masa molowa Ca = 40 a masa molowa O = 16. Stąd masa molowa CaO = 56 (bo MCaO = MCa + MO = 40 + 16).
Twardościa określana jest suma Ca i Mg i wyrażona w jakichś jednostkach (jednostek jest sporo - każda kolejna głupsza od poprzedniej). Stopień niemiecki nie wyróżnia Ca i Mg i oba redukuje do CaO. należy więc zamienić Mg --> Ca --> CaO.
Widać, że Ca i Mg to taka sama liczba - powiedzmy 1 sztuka, czy 1 mol.
Stąd 40 g Ca to to samo co 24,3 g Mg.
Po przeliczeniu Mg na Ca dalej już przeliczamy na CaO - przeliczanie na MgO jest niepotrzebne bo na koniec i tak musimy przeliczyć na CaO bo tak jest w definicji.
Stąd procedura jest taka:
1. Mnożniki przeliczające
Ca --> CaO = masa Ca x MCaO/MCa = masa Ca x 56/40
Mg --> Ca --> CaO = masa Mg x MCa/MMg x MCaO/MCa = masa Mg x 40/24,3 x 56/40 = masa Mg x 56/24,3
Dużą literą M oznaczyłem masę molową:
MCa = 40
MCaO = 56
MMg = 24,3
2. Dostosowanie stężeń podanych w mg/l do jednostki stopni niemieckich.
Stopień niemiecki to liczba mg CaO (przeliczeniowego) w 100 ml wody. U ciebie jest jednostka mg/l a więc przelicznik jest prosty - wartość jest 10X mniejsza od tego co masz podane.
Ca [mg/l] / 10 = Ca [mg/100 ml]
Mg [mg/l] / 10 = Mg [mg/100 ml]
3. Sumaryczne przeliczenia:
Twardość z Ca będzie więc równa:
gH(Ca) = Ca/10 x 56/40
twardość z Mg:
gH(Mg) = Mg/10 x 56/24,3
(nie chce mi się włączać kalkulatora)
A potem trzeba dodać gH = gH(Ca) + gH(Mg)
Mam nadzieję, że nie rozbudowałem wykładu za bardzo i przez to nie zaciemniłem.
P.S. Wcześniejsze obliczenia dokonywałem bez patrzenia na dokładne wartości mas molowych więc jak sobie policzysz to suma gH będzie nieco inna niż podałem. Może nawet bliższa temu co masz podane.