Номер 7, страница 194 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.7. Почему хлорная вода на воздухе постепенно обесцвечивается? Запишите уравнение реакции.

Решение

Хлорная вода представляет собой водный раствор хлора, в котором устанавливается химическое равновесие. Хлор ($Cl_2$) частично реагирует с водой ($H_2O$), образуя соляную ($HCl$) и хлорноватистую ($HClO$) кислоты. Именно растворенный молекулярный хлор ($Cl_2$) придает раствору характерный желто-зеленый цвет.

Уравнение этой обратимой реакции:

$Cl_2 + H_2O \rightleftharpoons HCl + HClO$

Хлорноватистая кислота ($HClO$) — соединение неустойчивое, особенно под действием света (в частности, ультрафиолетового излучения). Она медленно разлагается на соляную кислоту и атомарный кислород, который затем образует молекулярный кислород. Этот процесс является причиной сильных окислительных и отбеливающих свойств хлорной воды.

Уравнение реакции разложения хлорноватистой кислоты:

$2HClO \xrightarrow{h\nu} 2HCl + O_2 \uparrow$

Поскольку хлорноватистая кислота постоянно расходуется в процессе разложения, равновесие первой реакции (согласно принципу Ле Шателье) смещается вправо, в сторону образования продуктов. Это приводит к постепенному уменьшению концентрации молекулярного хлора ($Cl_2$) в растворе. Когда весь хлор прореагирует, раствор становится бесцветным.

Таким образом, обесцвечивание хлорной воды на воздухе (на свету) — это результат двух последовательных реакций, ключевой из которых является разложение хлорноватистой кислоты.

Суммарное уравнение, описывающее весь процесс разложения хлорной воды на свету, можно записать так:

$2Cl_2 + 2H_2O \xrightarrow{h\nu} 4HCl + O_2 \uparrow$

Ответ: Хлорная вода постепенно обесцвечивается на свету, потому что образующаяся в ней в результате реакции хлора с водой хлорноватистая кислота ($HClO$) является неустойчивой и разлагается. Это приводит к смещению химического равновесия и расходованию растворенного хлора ($Cl_2$), который придает воде цвет. Уравнение основной реакции, вызывающей обесцвечивание, — это разложение хлорноватистой кислоты: $2HClO \xrightarrow{h\nu} 2HCl + O_2 \uparrow$.