Номер 5, страница 250 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

5. Что представляет собой накипь на внутренних стенках чайника? Представьте, что у вас имеются разбавленные растворы трех веществ — гидроксида калия, карбоната натрия и хлороводорода. Какой из этих растворов вы бы использовали для удаления накипи? Составьте уравнение соответствующей химической реакции.

Что представляет собой накипь на внутренних стенках чайника?

Накипь — это твёрдые отложения, которые образуются на внутренних поверхностях нагревательных приборов (например, чайников) при многократном кипячении жесткой воды. Жесткая вода содержит растворенные соли кальция и магния, в основном в виде гидрокарбонатов ($Ca(HCO_3)_2$ и $Mg(HCO_3)_2$). При нагревании эти соли разлагаются с образованием нерастворимых в воде карбонатов, которые и оседают на стенках в виде накипи. Основными компонентами накипи являются карбонат кальция ($CaCO_3$) и карбонат магния ($MgCO_3$).

Процесс образования накипи можно описать уравнением реакции (на примере гидрокарбоната кальция):

$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t} CaCO_3 \downarrow + H_2O + CO_2 \uparrow$

Ответ: Накипь представляет собой твёрдый осадок, состоящий преимущественно из карбоната кальция ($CaCO_3$) и карбоната магния ($MgCO_3$), образующийся при кипячении жесткой воды.

Какой из этих растворов вы бы использовали для удаления накипи? Составьте уравнение соответствующей химической реакции.

Для удаления накипи, состоящей из карбонатов, необходимо использовать кислоту. Карбонаты (соли слабой угольной кислоты) вступают в реакцию с более сильными кислотами, в результате чего образуются растворимая соль, вода и углекислый газ. Из предложенных веществ — гидроксида калия ($KOH$), карбоната натрия ($Na_2CO_3$) и хлороводорода ($HCl$) — кислотой является только хлороводород (его водный раствор — соляная кислота).

Гидроксид калия ($KOH$) является щелочью и не будет реагировать с карбонатом кальция. Карбонат натрия ($Na_2CO_3$) также не будет взаимодействовать с накипью, так как оба вещества являются солями угольной кислоты.

Следовательно, для удаления накипи следует использовать раствор хлороводорода. Реакция растворения накипи (карбоната кальция) в соляной кислоте описывается следующим уравнением:

$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$

В результате этой реакции нерастворимый осадок карбоната кальция превращается в хорошо растворимый в воде хлорид кальция ($CaCl_2$), что и приводит к очистке чайника от накипи. Аналогично протекает реакция и с карбонатом магния: $MgCO_3 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$.

Ответ: Для удаления накипи следует использовать раствор хлороводорода. Уравнение реакции: $CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$.