Номер 1, страница 24 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 4. Кислородные соединения хлора. Глава 1. Неметаллы - номер 1, страница 24.

Условие.

1. Какими свойствами обладает хлорная вода? Почему хлорная вода при хранении теряет запах?

Решение.

Решение 2.

Какими свойствами обладает хлорная вода?

Хлорная вода – это водный раствор хлора. При растворении в воде хлор частично и обратимо реагирует с ней, образуя две кислоты: соляную (хлороводородную) и хлорноватистую. Этот процесс является реакцией диспропорционирования:

$Cl_2 + H_2O \rightleftharpoons HCl + HClO$

Таким образом, хлорная вода представляет собой сложную систему, содержащую молекулы $Cl_2$, $H_2O$, $HCl$ и $HClO$. Этим и определяются её свойства.

Основные свойства хлорной воды:

• Физические свойства: Это жидкость желтовато-зелёного цвета с резким, удушливым запахом, характерным для хлора.
• Кислотные свойства: Раствор имеет кислую среду из-за наличия соляной и хлорноватистой кислот.
• Окислительные свойства: Хлорная вода является сильным окислителем. Эти свойства в основном обусловлены присутствием хлорноватистой кислоты ($HClO$), которая является очень нестабильным соединением и легко разлагается с выделением атомарного кислорода:
  $HClO \rightarrow HCl + [O]$
  Атомарный кислород обладает высокой химической активностью и окисляет многие вещества.
• Отбеливающие свойства: Благодаря сильным окислительным свойствам, хлорная вода способна обесцвечивать многие красители (например, индиго, лакмус). Это свойство широко используется в промышленности и быту.
• Бактерицидные (дезинфицирующие) свойства: Атомарный кислород, образующийся при разложении хлорноватистой кислоты, разрушает клеточные структуры микроорганизмов, что делает хлорную воду эффективным дезинфицирующим средством для обеззараживания питьевой воды, воды в бассейнах и для обработки поверхностей.

Ответ: Хлорная вода обладает кислотными, сильными окислительными, отбеливающими и дезинфицирующими свойствами. Она представляет собой желтовато-зелёную жидкость с резким запахом хлора.

Почему хлорная вода при хранении теряет запах?

Запах хлорной воды обусловлен присутствием в растворе молекулярного хлора ($Cl_2$). Потеря запаха при хранении свидетельствует об уменьшении концентрации растворённого хлора. Это происходит по двум основным причинам:

1. Неустойчивость хлорноватистой кислоты: Хлорноватистая кислота ($HClO$), находящаяся в растворе, является очень нестабильным соединением, особенно под действием света (фотохимическое разложение). Она медленно разлагается на соляную кислоту и кислород:
   $2HClO \xrightarrow{h\nu} 2HCl + O_2 \uparrow$
   (где $h\nu$ обозначает квант света)
2. Смещение химического равновесия: Согласно принципу Ле Шателье, по мере разложения хлорноватистой кислоты ($HClO$), равновесие реакции растворения хлора в воде:
   $Cl_2 + H_2O \rightleftharpoons HCl + HClO$
   смещается вправо, чтобы восполнить убыль $HClO$. Это приводит к расходованию молекулярного хлора ($Cl_2$), который и обуславливает запах.

В итоге, весь растворенный хлор постепенно превращается в соляную кислоту и кислород, которые не имеют запаха. Суммарное уравнение процесса разложения хлорной воды на свету выглядит так:

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

Поэтому со временем хлорная вода теряет свой цвет и запах, превращаясь в разбавленный раствор соляной кислоты. Для замедления этого процесса хлорную воду следует хранить в тёмном прохладном месте в плотно закрытой посуде из тёмного стекла.

Ответ: Хлорная вода теряет запах при хранении, так как содержащийся в ней молекулярный хлор ($Cl_2$) постепенно расходуется из-за смещения химического равновесия вправо вследствие разложения нестабильной хлорноватистой кислоты ($HClO$) на соляную кислоту и кислород, особенно под действием света.