Номер 9, страница 134 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 17. Научные принципы организации химического производства. Глава 4. Научные основы химического производства - номер 9, страница 134.

Условие.

9. К каким последствиям может привести выброс сернистого газа и паров серного ангидрида в атмосферу?

Решение.

Решение 2.

Выброс сернистого газа ($SO_2$, диоксид серы) и паров серного ангидрида ($SO_3$, триоксид серы) в атмосферу приводит к ряду серьезных экологических и экономических последствий. Эти вещества являются кислотными оксидами и основными компонентами, вызывающими кислотные дожди.

1. Образование кислотных дождей

Это главное и наиболее известное последствие. Попав в атмосферу, оксиды серы вступают в химические реакции с водой, образуя кислоты.

• Сернистый газ ($SO_2$) частично окисляется кислородом воздуха до серного ангидрида ($SO_3$). Этот процесс значительно ускоряется под воздействием солнечного света и в присутствии катализаторов, таких как оксиды азота ($NO_x$) или частицы сажи.

  Уравнение реакции: $2SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3$

• Далее оба оксида взаимодействуют с парами воды ($H_2O$), содержащимися в атмосфере, с образованием сернистой и серной кислот.

  Образование сернистой кислоты: $SO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2SO_3$

  Образование серной кислоты: $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

Серная кислота ($H_2SO_4$) является сильной кислотой. Эти кислоты, растворяясь в дождевых каплях, тумане или снеге, выпадают на землю в виде "кислотных осадков", значительно понижая pH (кислотность) окружающей среды.

2. Воздействие на экосистемы

• Закисление почв. Кислотные дожди вымывают из почвы жизненно важные для растений питательные элементы, такие как кальций, магний и калий. Одновременно они способствуют высвобождению токсичных для корневой системы растений ионов алюминия ($Al^{3+}$). Это приводит к ослаблению деревьев, повышению их уязвимости к болезням и вредителям, и в конечном итоге к усыханию и гибели лесов.

• Закисление водоемов. Попадая в озера и реки, кислоты вызывают снижение pH воды. Большинство видов рыб и земноводных не могут выжить в кислой среде (при pH ниже 5.0). Погибает икра, нарушаются пищевые цепи, что ведет к деградации и гибели водных экосистем.

3. Влияние на здоровье человека

• Респираторные заболевания. Сернистый газ ($SO_2$) является токсичным веществом, которое при вдыхании раздражает слизистые оболочки дыхательных путей. Он может вызывать обострение хронических заболеваний, таких как астма и бронхит, а при высоких концентрациях приводить к серьезным нарушениям дыхания.

• Образование вредных аэрозолей. В атмосфере оксиды серы способствуют образованию мелкодисперсных сульфатных частиц (PM2.5). Эти частицы способны проникать глубоко в легкие и кровеносную систему, вызывая или усугубляя сердечно-сосудистые и легочные заболевания.

4. Разрушение зданий и сооружений

Кислотные дожди наносят значительный ущерб зданиям, памятникам и металлическим конструкциям. Особенно уязвимы материалы, содержащие карбонат кальция ($CaCO_3$) – мрамор, известняк, бетон. Серная кислота вступает с ними в реакцию, превращая в гипс ($CaSO_4$), который легко крошится и смывается водой.

Уравнение реакции: $H_2SO_4 + CaCO_3 \rightarrow CaSO_4 + H_2O + CO_2\uparrow$

Это приводит к необратимой эрозии и разрушению памятников культуры, фасадов зданий. Также кислотные осадки значительно ускоряют коррозию металлов.

Ответ: Выброс сернистого газа и серного ангидрида в атмосферу приводит к образованию кислотных дождей, которые, в свою очередь, вызывают закисление почв и водоемов, гибель лесов и водных организмов, разрушение зданий и памятников, а также негативно влияют на здоровье человека, провоцируя респираторные и сердечно-сосудистые заболевания.