Theo QCVN 01-1:2018/BYT, hàm lượng sắt tối đa cho phép trong nước sinh hoạt là 0,3 mg/L. Một mẫu nước có hàm lượng sắt cao gấp 50 lần nồng độ cho phép, giả thiết sắt trong mẫu nước tồn tại ở dạng Fe2(SO4)3 và FeSO4 với tỉ lệ mol tương ứng là 5 : 1. Quá trình loại sắt trong mẫu nước trên được thực hiện bằng cách sử dụng vôi tôi (vừa đủ) để tăng pH, sau đó sục không khí:
Fe2(SO4)3 + Ca(OH)2 → Fe(OH)3 + CaSO4 (1)
FeSO4 + Ca(OH)2 + O2 + H2O → Fe(OH)3 + CaSO4 (2)
Giả thiết vôi tôi chỉ chứa Ca(OH)2. Khối lượng vôi tôi tối thiểu cần dùng để xử lí 10 m³. loại nước trên đạt tiêu chuẩn cho phép là bao nhiêu gam? (chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng đơn vị.).
Lượng sắt cần loại bỏ (không loại bỏ hoàn toàn mà chỉ cần loại bỏ về mức cho phép) trong 10 m³ (10000 L) nước:
mFe = 10000.(0,3.50 – 0,3) = 147000 mg = 147 gam
nFe2(SO4)3 = 5x; nFeSO4 = x
mFe = 56(5x.2 + x) = 147 —> x = 0,23863 mol
Phản ứng:
(1) 4FeSO4 + 4Ca(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 + 4CaSO4
(2) Fe2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 → 2Fe(OH)3 + 3CaSO4
(1)(2) —> nCa(OH)2 = 3.5x + x = 3,81818 mol
—> m vôi tôi = 3,81818.74 = 283 gam