Номер 7, страница 110 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 22. Соединения углерода. Глава 1. Неметаллы - номер 7, страница 110.

Условие.

7. Почему при кипячении раствор питьевой соды становится более щелочным?

Решение.

Решение 2.

Раствор питьевой соды (гидрокарбоната натрия, $NaHCO_3$) становится более щелочным при кипячении из-за химической реакции разложения, в результате которой образуется более сильное щелочное вещество — карбонат натрия ($Na_2CO_3$).

Изначально водный раствор питьевой соды уже имеет слабощелочную среду (pH > 7). Это связано с процессом гидролиза — взаимодействия ионов соды с водой. Гидрокарбонат-ион ($HCO_3^-$) частично реагирует с водой, образуя слабую угольную кислоту ($H_2CO_3$) и гидроксид-ионы ($OH^-$), которые и определяют щелочную реакцию:

$HCO_3^- + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 + OH^-$

При нагревании до температуры кипения (около 100 °C) гидрокарбонат натрия начинает разлагаться. В ходе этой реакции образуется карбонат натрия (кальцинированная сода), вода и углекислый газ, который выделяется в виде пузырьков и уходит из раствора:

$2NaHCO_3 \xrightarrow{t^\circ} Na_2CO_3 + H_2O + CO_2 \uparrow$

В растворе остается карбонат натрия ($Na_2CO_3$). Это соль, которая также подвергается гидролизу, но значительно активнее, чем исходный гидрокарбонат. Карбонат-ион ($CO_3^{2-}$) является более сильным основанием, чем гидрокарбонат-ион, поэтому он с большей интенсивностью вступает в реакцию с молекулами воды, создавая в растворе гораздо более высокую концентрацию гидроксид-ионов ($OH^-$):

$CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + OH^-$

Таким образом, превращение слабощелочного гидрокарбоната натрия в сильнощелочной карбонат натрия и является причиной того, что при кипячении раствор соды становится более щелочным.

Ответ: При кипячении раствор питьевой соды (гидрокарбоната натрия) становится более щелочным, потому что гидрокарбонат натрия разлагается с образованием карбоната натрия ($Na_2CO_3$). Карбонат натрия гидролизуется в воде значительно сильнее, чем гидрокарбонат, создавая в растворе более высокую концентрацию гидроксид-ионов ($OH^-$), что и повышает щелочность (увеличивает pH).