Номер 6, страница 161 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 34. Жёсткость воды и способы её устранения. Глава 3. Металлы главных подгрупп - номер 6, страница 161.

Условие.

6. При исследовании родниковой воды обнаружили, что ее $pH$ равен $8,3$, а при кипячении она образует белый осадок. Чем это может быть вызвано? Предположите, как изменится $pH$ такой воды при кипячении.

Решение.

Решение 2.

Чем это может быть вызвано?
Наблюдаемые явления — слабощелочная среда (pH = 8,3) и образование белого осадка при кипячении — характерны для воды с временной (карбонатной) жесткостью. Эта жесткость вызвана присутствием в воде растворимых гидрокарбонатов кальция ($Ca(HCO_3)_2$) и/или магния ($Mg(HCO_3)_2$).
Слабощелочная реакция среды объясняется гидролизом гидрокарбонат-иона ($HCO_3^-$), который является анионом слабой угольной кислоты и ведет себя в растворе как основание:
$HCO_3^- + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 + OH^-$
В результате этой обратимой реакции в воде образуется избыток гидроксид-ионов ($OH^-$), что и делает среду щелочной (pH > 7).
При кипячении воды растворимые гидрокарбонаты разлагаются, образуя нерастворимые карбонаты (белый осадок, или накипь), воду и углекислый газ, который улетучивается:
$Ca(HCO_3)_2(р-р) \xrightarrow{t^\circ} CaCO_3(тв) \downarrow + H_2O(ж) + CO_2(г) \uparrow$
Ответ: Это может быть вызвано наличием в родниковой воде растворенных гидрокарбонатов кальция и/или магния (временная жесткость воды).

Предположите, как изменится pH такой воды при кипячении.
При кипячении происходит термическое разложение гидрокарбонатов, которые придавали воде щелочные свойства. В ходе реакции концентрация гидрокарбонат-ионов ($HCO_3^-$) в растворе значительно снижается, так как они расходуются на образование осадка ($CaCO_3$) и улетучивающегося углекислого газа ($CO_2$).
Поскольку именно гидрокарбонат-ионы были причиной повышенного pH, их удаление из раствора приводит к уменьшению концентрации гидроксид-ионов ($OH^-$). Следовательно, щелочность воды уменьшается, и ее pH снижается, приближаясь к нейтральному значению (pH ≈ 7).
Ответ: При кипячении pH такой воды уменьшится.