Номер 7, страница 145 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава VIII. Сложные эфиры. Жиры. Параграф 30. Жиры. Моющие средства. Подумайте, ответьте, выполните... - номер 7, страница 145.

Условие.

7. При стирке белья в жёсткой воде расход мыла значительно увеличивается. Почему? Ответ поясните уравнениями реакций.

Решение.

Решение 2.

7. Расход мыла при стирке в жёсткой воде увеличивается из-за химической реакции между моющими компонентами мыла и ионами металлов, определяющими жёсткость воды.

Жёсткость воды — это свойство, обусловленное наличием в ней растворенных солей, главным образом кальция ($Ca^{2+}$) и магния ($Mg^{2+}$).

Обычное твёрдое мыло с химической точки зрения представляет собой натриевые (или калиевые для жидкого мыла) соли высших жирных кислот, например, стеарат натрия ($C_{17}H_{35}COONa$). Эти соли хорошо растворяются в воде и именно их молекулы обладают моющим действием, образуя пену и эмульгируя жиры.

Когда такое мыло попадает в жёсткую воду, происходит реакция ионного обмена. Растворимые натриевые соли жирных кислот реагируют с ионами кальция и магния. В результате образуются нерастворимые в воде кальциевые и магниевые соли жирных кислот. Эти вещества выпадают в осадок в виде серовато-белых хлопьев (так называемый "мыльный шлак") и не обладают моющими свойствами.

Этот процесс можно описать следующими уравнениями реакций:

1. Взаимодействие стеарата натрия (компонент мыла) с ионами кальция:

$2C_{17}H_{35}COONa_{\text{(растворим, моющее средство)}} + Ca^{2+}_{\text{(из жёсткой воды)}} \rightarrow (C_{17}H_{35}COO)_2Ca \downarrow_{\text{(нерастворимый осадок)}} + 2Na^+$

2. Взаимодействие стеарата натрия с ионами магния:

$2C_{17}H_{35}COONa_{\text{(растворим, моющее средство)}} + Mg^{2+}_{\text{(из жёсткой воды)}} \rightarrow (C_{17}H_{35}COO)_2Mg \downarrow_{\text{(нерастворимый осадок)}} + 2Na^+$

Таким образом, значительная часть мыла расходуется не на стирку, а на "умягчение" воды — то есть на связывание ионов $Ca^{2+}$ и $Mg^{2+}$ в нерастворимый осадок. Только после того, как все ионы жёсткости будут удалены из раствора, мыло начнёт пениться и выполнять свою моющую функцию. Это и является причиной его повышенного расхода.

Ответ: Расход мыла в жёсткой воде увеличивается, потому что оно реагирует с ионами кальция и магния, содержащимися в воде, с образованием нерастворимых солей (осадка), которые не обладают моющим действием. В результате часть мыла расходуется на "нейтрализацию" жёсткости воды, и лишь затем оставшееся мыло начинает стирать.