Номер 115, страница 205 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.115. Приведите примеры неорганических и органических веществ различных классов, которые не взаимодействуют с концентрированной серной кислотой.

Концентрированная серная кислота ($H_2SO_4$) является очень сильным окислителем, сильной кислотой и мощным водоотнимающим средством. Однако существует ряд веществ из различных классов, которые в силу своих химических свойств устойчивы к её воздействию.

Неорганические вещества: Металлы

Некоторые металлы, такие как железо, алюминий, хром, на холоде пассивируются концентрированной серной кислотой. На их поверхности образуется тонкая, но очень прочная оксидная плёнка, которая защищает металл от дальнейшего взаимодействия. Это позволяет перевозить кислоту в стальных цистернах. Также с концентрированной $H_2SO_4$ не взаимодействуют благородные металлы (золото, платина) в силу своей исключительно низкой химической активности.

Ответ: железо ($Fe$), алюминий ($Al$), золото ($Au$), платина ($Pt$).

Неорганические вещества: Оксиды

Оксиды, в которых элемент уже находится в своей высшей степени окисления, не могут быть окислены дальше. Если такой оксид к тому же является кислотным, он не будет реагировать с другой кислотой. Классический пример — диоксид кремния ($SiO_2$), основной компонент песка и стекла. Он химически инертен и не вступает в реакцию с концентрированной серной кислотой.

Ответ: диоксид кремния ($SiO_2$).

Неорганические вещества: Соли

Устойчивы к действию концентрированной $H_2SO_4$ соли, которые являются продуктами её же реакций, в особенности нерастворимые. Например, сульфат бария ($BaSO_4$) нерастворим и не будет с ней взаимодействовать. Также инертны сульфаты, образованные катионами, не проявляющими восстановительных свойств, например, сульфат калия ($K_2SO_4$).

Ответ: сульфат бария ($BaSO_4$), сульфат калия ($K_2SO_4$).

Органические вещества: Предельные углеводороды (алканы)

Молекулы алканов состоят из прочных малополярных $\sigma$-связей (C-C и C-H), которые трудно разорвать. У них нет кратных связей или функциональных групп, уязвимых для атаки сильной кислотой или окислителем. Поэтому при обычных условиях алканы инертны к концентрированной $H_2SO_4$.

Ответ: метан ($CH_4$), этан ($C_2H_6$), парафин (смесь высших алканов).

Органические вещества: Галогенопроизводные углеводородов

Особенно устойчивы полностью галогенированные соединения (пергалогенуглеводороды). Прочные связи углерод-галоген и пространственное экранирование углеродного скелета атомами галогенов делают эти вещества чрезвычайно химически инертными и устойчивыми к действию сильных окислителей и кислот.

Ответ: тетрахлорметан ($CCl_4$), политетрафторэтилен (тефлон, $(-CF_2-CF_2-)_n$).