Muối biển được sản xuất bằng phương pháp này có độ tinh khiết khoảng 94%, có chứa các tạp chất gồm cát, MgCl2, MgSO4, CaCl2, CaSO4.
a) Cho 2 m3 nước biển có nồng độ 3,5%, khối lượng riêng là 1,03 g/mL chảy qua 1 tấn “cát mặn” chứa 5% NaCl. Lấy toàn bộ “nước chạt” thu được đem lên “ô kết tinh” để phơi. Giả sử rằng 80% NaCl trong “cát mặn” sẽ bị hòa tan vào nước, 5% “nước chạt” bị hao hụt, hiệu suất kết tinh NaCl từ “nước chạt” đạt 90%. Tính khối lượng NaCl (chứa 6% tạp chất) thu được.
b) Hãy trình bày phương pháp hóa học để tinh chế một lượng nhỏ loại muối ăn này thành NaCl tinh khiết sử dụng trong phòng thí nghiệm. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.
Câu trả lời tốt nhất
m nước biển = 2000.1,03 = 2060 kg
mNaCl trong nước biển = 2060.3,5% = 72,1 kg
mNaCl trong cát bị hòa tan = 1000.5%.80% = 40 kg
m nước chạt tổng = 2060 + 40 = 2100 kg
C%NaCl trong nước chạt = (72,1 + 40)/2100 = 5,338%
m nước chạt còn lại = 2100 – 2100.5% = 1995 kg
mNaCl trong nước chạt còn lại = 1995.5,338% = 106,5 kg
mNaCl thu được = 106,5.90% = 95,8 kg
mNaCl chứa 6% tạp chất = 95,8/(100% – 6%) ≈ 102 kg
Tinh chế: Hòa tan muối vào nước, cho dung dịch BaCl2 dư vào, lọc bỏ kết tủa:
MgSO4 + BaCl2 —> BaSO4 + MgCl2
CaSO4 + BaCl2 —> BaSO4 + CaCl2
Nước lọc chứa NaCl, MgCl2, CaCl2, BaCl2. Thêm dung dịch Na2CO3 dư vào:
RCl2 + Na2CO3 —> 2NaCl + RCO3 (R là Mg, Ca, Ba)
Lọc bỏ kết tủa, thêm HCl dư vào nước lọc:
Na2CO3 + 2HCl —> 2NaCl + CO2 + H2O
Cô cạn thu được NaCl tinh khiết.