Номер 3, страница 146, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. Почему жесткую воду нельзя использовать для охлаждения двигателей машин? Ответ подтвердите уравнением реакции.

Решение

Жесткая вода содержит в своем составе растворенные соли кальция ($Ca^{2+}$) и магния ($Mg^{2+}$), в первую очередь гидрокарбонаты ($HCO_3^{-}$), которые определяют временную (карбонатную) жесткость воды.

Система охлаждения двигателя автомобиля работает при высоких температурах. При нагревании жесткой воды растворимые гидрокарбонаты кальция и магния термически разлагаются, образуя нерастворимые карбонаты. Эти нерастворимые соли осаждаются на внутренних поверхностях системы охлаждения (в каналах блока цилиндров, головки блока и в трубках радиатора) в виде плотного слоя, называемого накипью.

Процесс образования накипи из гидрокарбоната кальция можно представить следующим уравнением реакции:

$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t^{\circ}} CaCO_3 \downarrow + H_2o + CO_2 \uparrow$

Накипь (карбонат кальция $CaCO_3$ и карбонат магния $MgCO_3$) обладает очень низкой теплопроводностью, во много раз ниже, чем у металлов, из которых изготовлены двигатель и радиатор. Слой накипи действует как теплоизолятор, препятствуя эффективной передаче тепла от стенок двигателя к охлаждающей жидкости. Это приводит к нарушению теплового режима и перегреву двигателя, что может вызвать его серьезные повреждения, такие как деформация головки блока цилиндров или заклинивание поршней.

Кроме того, отложения накипи могут со временем забить узкие каналы радиатора, что приведет к нарушению циркуляции охлаждающей жидкости и полной потере эффективности системы охлаждения.

Именно по этим причинам для заправки систем охлаждения используют специальные жидкости (антифризы) на основе этиленгликоля и дистиллированной (обессоленной) воды.

Ответ: Жесткую воду нельзя использовать для охлаждения двигателей, так как при нагревании содержащиеся в ней гидрокарбонаты кальция и магния разлагаются, образуя на стенках системы охлаждения твердый осадок — накипь. Накипь обладает низкой теплопроводностью, что ухудшает теплоотвод, ведет к перегреву и возможной поломке двигателя. Уравнение реакции образования накипи: $Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t^{\circ}} CaCO_3 \downarrow + H_2o + CO_2 \uparrow$.