Номер 6, страница 33 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 5. Растворы. Глава 1. Вещество - номер 6, страница 33.

Условие.

6. Объясните, почему улицы во время гололёда посыпают солью. К каким экологическим последствиям может привести частое использование соли для этой цели?

Решение.

Решение 2.

Объясните, почему улицы во время гололёда посыпают солью.

Улицы во время гололёда посыпают солью, потому что соль вызывает таяние льда даже при отрицательных температурах. Этот процесс основан на физико-химическом явлении, которое называется понижением температуры замерзания раствора (или криоскопическим эффектом).

Чистая вода, как известно, замерзает при $0^\circ\text{C}$. Когда на поверхность льда попадает соль (чаще всего это технический хлорид натрия $\text{NaCl}$), она растворяется в тончайшем слое жидкой воды, который всегда присутствует на поверхности льда. В результате образуется соляной раствор. Температура замерзания любого раствора всегда ниже, чем у чистого растворителя, в данном случае — воды.

Например, 10%-й водный раствор хлорида натрия замерзает при температуре около $-6^\circ\text{C}$, а 20%-й — при $-16^\circ\text{C}$. Если температура воздуха выше, чем новая (пониженная) температура замерзания образовавшегося раствора, то лёд начинает таять. Твёрдая и скользкая ледяная корка превращается в жидкую солёную воду или в снежно-соляную кашу, которая уже не такая скользкая и которую легче убрать с дороги.

Это явление является одним из коллигативных свойств растворов. Понижение температуры замерзания, $\Delta T_f$, можно рассчитать по формуле: $\Delta T_f = i \cdot K_f \cdot m$, где $i$ — изотонический коэффициент (показывает, на сколько ионов распадается вещество в растворе, для $\text{NaCl}$ $i \approx 2$), $K_f$ — криоскопическая константа растворителя (для воды $1.86 \text{ K} \cdot \text{кг/моль}$), а $m$ — моляльная концентрация раствора.

Ответ: Соль, смешиваясь с водой на поверхности льда, образует раствор, температура замерзания которого ниже $0^\circ\text{C}$. Это заставляет лёд таять при отрицательных температурах, тем самым устраняя гололёд.

К каким экологическим последствиям может привести частое использование соли для этой цели?

Частое и обильное использование соли для борьбы с гололёдом приводит к ряду серьёзных негативных последствий для окружающей среды и инфраструктуры:

Засоление почв и водоёмов. Талая вода с высокой концентрацией соли стекает с дорог на газоны, в парки и просачивается в почву. Это вызывает засоление грунта, что угнетает и приводит к гибели большинства городских растений (деревьев, кустарников, травы), так как их корневая система не может впитывать воду из слишком солёной почвы. Попадая с ливневыми стоками в реки, озёра и грунтовые воды, соль повышает их минерализацию, что губительно для пресноводных экосистем — рыб, земноводных и водных беспозвоночных.

Коррозия и разрушение материалов. Соляные растворы являются сильным электролитом и значительно ускоряют процесс коррозии металлов. Из-за этого быстро ржавеют и выходят из строя кузова автомобилей, металлические части мостов, ограждений, а также арматура внутри бетонных конструкций, что сокращает срок их службы. Соль также способствует разрушению асфальтового покрытия и портит обувь и одежду пешеходов.

Вред для животных. Соль может вызывать сильное раздражение и химические ожоги на подушечках лап домашних животных, особенно собак. Дикие животные, привлечённые солью, могут выходить на дороги и слизывать её, что приводит к отравлениям и нарушению водно-солевого баланса в организме.

Ответ: Частое использование соли ведёт к засолению почв и водоёмов (что вызывает гибель растений и водных организмов), ускоренной коррозии автомобилей и городской инфраструктуры, а также наносит прямой вред здоровью диких и домашних животных.