Номер 10, страница 134 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 17. Научные принципы организации химического производства. Глава 4. Научные основы химического производства - номер 10, страница 134.

Условие.

10. Храмы афинского Акрополя, построенные из мрамора, сильно пострадали от расположенной рядом с ними теплоэлектростанции, работавшей на угле, содержащем примеси соединений серы. Чем это было вызвано?

Решение.

Решение 2.

Разрушение мраморных храмов афинского Акрополя было вызвано образованием так называемых кислотных дождей, которые возникли в результате деятельности расположенной рядом теплоэлектростанции. Этот процесс можно описать следующей цепочкой химических превращений.

1. Уголь, который использовался в качестве топлива на станции, содержал примеси серы (S). При сжигании угля сера реагирует с кислородом ($O_2$) из воздуха, образуя диоксид серы (сернистый газ, $SO_2$):

$S + O_2 \rightarrow SO_2$

2. Попадая в атмосферу, диоксид серы ($SO_2$) под действием солнечного света и в присутствии катализаторов (например, частиц пыли или оксидов азота) продолжает окисляться кислородом воздуха до триоксида серы ($SO_3$):

$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$

3. Триоксид серы ($SO_3$) является кислотным оксидом и легко реагирует с водяным паром ($H_2O$), который всегда присутствует в атмосфере. В результате этой реакции образуется сильная серная кислота ($H_2SO_4$):

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

4. Образовавшаяся серная кислота растворяется в каплях атмосферной влаги (облаках, тумане) и выпадает на землю вместе с осадками — дождем или снегом. Такие осадки называют кислотными.

5. Мрамор, из которого построены храмы, по своему химическому составу является карбонатом кальция ($CaCO_3$). Когда кислотный дождь, содержащий серную кислоту, попадает на мрамор, происходит химическая реакция:

$CaCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 + H_2O + CO_2\uparrow$

В результате этой реакции прочный, нерастворимый в воде карбонат кальция превращается в сульфат кальция ($CaSO_4$) — гипс. Гипс — это более рыхлое и частично растворимое в воде соединение. Со временем он вымывается, выветривается и откалывается, что приводит к необратимому разрушению и эрозии мраморных статуй и строений.

Ответ: Повреждение храмов было вызвано кислотными дождями, которые образовались из-за выбросов в атмосферу оксидов серы при сжигании угля на теплоэлектростанции. Оксиды серы в атмосфере превращались в серную кислоту, которая, выпадая с дождем, вступала в химическую реакцию с карбонатом кальция (мрамором), разрушая его.