Номер 5, страница 110 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 22. Соединения углерода. Глава 1. Неметаллы - номер 5, страница 110.

Условие.

5. Если на кусок мрамора подействовать серной кислотой вместо соляной, выделение углекислого газа быстро прекращается. Чем это можно объяснить?

Решение.

Решение 2.

Это явление объясняется различием в свойствах продуктов, образующихся при реакции мрамора (основной компонент – карбонат кальция, $CaCO_3$) с разными кислотами.

При действии на мрамор соляной кислоты ($HCl$) происходит следующая реакция:
$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$
Образующийся в результате хлорид кальция ($CaCl_2$) является хорошо растворимым в воде веществом. Он переходит в раствор, не создавая препятствий для доступа кислоты к новым слоям мрамора. Поэтому реакция активно идет до полного расходования одного из реагентов.

При действии на мрамор серной кислоты ($H_2SO_4$) реакция иная:
$CaCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 \downarrow + H_2O + CO_2 \uparrow$
Продукт этой реакции, сульфат кальция ($CaSO_4$), является малорастворимым соединением (гипс). В самом начале взаимодействия он образует на поверхности куска мрамора тонкую, плотную пленку.

Эта пленка сульфата кальция механически изолирует поверхность мрамора от дальнейшего контакта с серной кислотой. Такой процесс, когда продукт реакции создает защитный слой, останавливающий дальнейшее взаимодействие, называется пассивацией. В результате реакция быстро затухает и прекращается, несмотря на то что в системе еще есть и кислота, и мрамор.

Ответ: Выделение углекислого газа при действии серной кислоты на мрамор быстро прекращается из-за образования на поверхности мрамора пленки нерастворимого продукта реакции — сульфата кальция ($CaSO_4$). Эта пленка (пассивирующий слой) блокирует доступ кислоты к карбонату кальция, останавливая реакцию.