Номер 309, страница 225 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.309. Объясните, почему гидрокарбонат кальция не удаётся выделить в виде индивидуального вещества.

Гидрокарбонат кальция ($Ca(HCO_3)_2$) является кислой солью, которая существует только в водном растворе и не может быть выделена в твердом, индивидуальном виде из-за своей нестабильности.

Образование гидрокарбоната кальция описывается обратимой химической реакцией, которая происходит при пропускании избытка углекислого газа через водную суспензию карбоната кальция:

$CaCO_3(тв) + H_2O(ж) + CO_2(г) \rightleftharpoons Ca(HCO_3)_2(р-р)$

В результате этой реакции нерастворимый в воде карбонат кальция ($CaCO_3$) превращается в растворимую соль – гидрокарбонат кальция ($Ca(HCO_3)_2$). Существование этой соли в растворе поддерживается за счет наличия растворенного углекислого газа ($CO_2$), то есть равновесие смещено вправо.

Если попытаться выделить гидрокарбонат кальция из раствора, например, путем выпаривания воды, то равновесие реакции сместится влево. При нагревании раствора растворимость углекислого газа в воде резко падает, и он улетучивается. Согласно принципу Ле Шателье, система будет стремиться скомпенсировать это изменение, и равновесие сдвинется в сторону разложения гидрокарбоната кальция. Происходит обратная реакция:

$Ca(HCO_3)_2(р-р) \xrightarrow{t} CaCO_3(тв)\downarrow + H_2O(ж) + CO_2(г)\uparrow$

Таким образом, при любой попытке удаления растворителя (воды) гидрокарбонат кальция разлагается с образованием нерастворимого осадка карбоната кальция. Именно по этой причине невозможно получить твердый $Ca(HCO_3)_2$. Этот же процесс объясняет образование накипи в чайниках и котлах при кипячении жесткой воды.

Ответ: Гидрокарбонат кальция не удается выделить в виде индивидуального вещества, так как он неустойчив и существует только в водном растворе в состоянии химического равновесия, которое поддерживается присутствием растворенного углекислого газа. При попытке его выделения (например, при нагревании для испарения воды) равновесие смещается, и гидрокарбонат кальция разлагается на исходные вещества: нерастворимый карбонат кальция, воду и углекислый газ.