Номер 4, страница 416 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 81. Химия в строительстве. Глава 9. Химия на службе обществу - номер 4, страница 416.

Условие.

4. Почему оштукатуренные стены сушат, используя жаровню с углями? Можно ли её заменить на электрический обогреватель?

Решение.

Решение 2.

Почему оштукатуренные стены сушат, используя жаровню с углями?

Использование жаровни с углями для сушки оштукатуренных стен обусловлено двумя основными причинами: интенсивным нагревом и ускорением химического процесса твердения штукатурки.

1. Физическая сушка: Горящие угли в жаровне являются мощным источником тепла. Тепло передается стенам двумя способами:

• Конвекция: Угли нагревают воздух в помещении. Теплый воздух поднимается, циркулирует и отдает тепло влажной штукатурке, ускоряя испарение воды.
• Излучение: Раскаленные угли испускают инфракрасное излучение, которое поглощается непосредственно поверхностью стен, эффективно прогревая их и вызывая испарение влаги из более глубоких слоев.

Создаваемые конвекционные потоки также способствуют удалению влажного воздуха из помещения (при наличии вентиляции), что дополнительно ускоряет процесс высыхания.

2. Химическое твердение: Традиционные известковые штукатурные растворы твердеют не только за счет испарения воды, но и в результате химической реакции, называемой карбонизацией. Гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$), основной компонент известковой штукатурки, реагирует с углекислым газом ($CO_2$) из воздуха, превращаясь в прочный карбонат кальция ($CaCO_3$):
$Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$
При сгорании углей (углерода) выделяется большое количество углекислого газа. Это значительно повышает концентрацию $CO_2$ в помещении по сравнению с атмосферной (около 0.04%). Высокая концентрация $CO_2$ существенно ускоряет реакцию карбонизации, благодаря чему штукатурка быстрее набирает прочность и становится более долговечной.

Ответ: Жаровню с углями используют не только для быстрой физической сушки стен за счет интенсивного тепла (конвекции и излучения), но и для ускорения химического твердения известковой штукатурки. Углекислый газ, выделяющийся при горении углей, вступает в реакцию со штукатуркой, делая ее значительно прочнее и долговечнее.

Можно ли её заменить на электрический обогреватель?

Замена жаровни с углями на электрический обогреватель возможна, но с определенными оговорками.

Электрический обогреватель (особенно инфракрасный) также способен эффективно нагревать стены и воздух, ускоряя испарение воды из штукатурки. С точки зрения физической сушки он является адекватной, а часто и более безопасной и чистой альтернативой.

Однако ключевое отличие заключается в том, что электрический обогреватель не производит углекислый газ ($CO_2$). Это означает, что при использовании электрического обогревателя для сушки традиционной известковой штукатурки процесс химического твердения (карбонизации) не будет ускоряться. Штукатурка будет твердеть естественным путем, реагируя с тем небольшим количеством $CO_2$, которое содержится в обычном воздухе. Этот процесс займет гораздо больше времени.

Стоит отметить, что для современных гипсовых штукатурок, которые твердеют в результате гидратации (реакции с водой), а не карбонизации, наличие дополнительного $CO_2$ не играет роли. В этом случае электрический обогреватель является полноценной и предпочтительной заменой.

Ответ: Да, можно, но не полностью. Электрический обогреватель эффективно высушит стену, удалив из нее влагу. Однако он не ускорит процесс химического твердения известковой штукатурки, так как не выделяет углекислый газ. В результате стена высохнет, но будет набирать прочность значительно медленнее, чем при использовании жаровни с углями.