Номер 7, страница 170 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 5. Химические реакции в водных растворах. Параграф 24. Вода как слабый электролит. Водородный показатель. Свойства растворов электролитов - номер 7, страница 170.

Условие.

7. Какие кислые и щелочные растворы применяют в технике, промышленности, сельском хозяйстве, повседневной жизни человека? Приведите примеры, укажите $\text{pH}$ этих растворов.

Решение.

Решение 2.

Водородный показатель, или $\text{pH}$, является мерой кислотности или щелочности водного раствора. Шкала $\text{pH}$ варьируется от 0 до 14. Растворы с $pH < 7$ считаются кислыми, с $pH > 7$ — щелочными, а с $pH = 7$ — нейтральными.

Применение в технике и промышленности

В этой сфере применяются как сильные кислоты, так и сильные щелочи для различных технологических процессов.

• Кислые растворы: Раствор серной кислоты ($H_2SO_4$) используется в качестве электролита в свинцово-кислотных аккумуляторах. Его $\text{pH}$ очень низкий, около $0.5$. Соляная кислота ($HCl$) используется для травления (очистки) металлов перед нанесением покрытий, ее $\text{pH}$ в концентрированном виде меньше $\text{1}$.
• Щелочные растворы: Раствор гидроксида натрия ($NaOH$), известный как каустическая сода, применяется в производстве мыла, бумаги и для очистки нефтепродуктов. Это сильная щелочь с $\text{pH}$ около $\text{14}$ для концентрированных растворов. Гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$), или гашеная известь, используется при производстве строительных смесей. Насыщенный раствор имеет $pH \approx 12.4$.

Ответ: В технике и промышленности используют сильные кислоты, такие как серная ($pH \approx 0.5$) и соляная ($pH < 1$), и сильные щелочи, такие как гидроксид натрия ($pH \approx 14$) и гидроксид кальция ($pH \approx 12.4$).

Применение в сельском хозяйстве

В сельском хозяйстве кислоты и щелочи используют в основном для регулирования $\text{pH}$ почвы и в качестве удобрений.

• Кислые растворы: Слабые растворы кислот (например, серной) могут применяться для подкисления щелочных почв, чтобы создать оптимальные условия для роста ацидофильных растений (например, голубики, гортензии), которым требуется $\text{pH}$ почвы в диапазоне $4.5-5.5$.
• Щелочные растворы: Известь ($Ca(OH)_2$) или известняковая мука ($CaCO_3$) вносятся в кислые почвы для их известкования — повышения $\text{pH}$ до нейтрального уровня ($pH \approx 6.0-7.0$), что благоприятно для большинства культур. Раствор аммиака ($NH_3 \cdot H_2O$), или аммиачная вода, является щелочным азотным удобрением. $\text{pH}$ его раствора составляет около $\text{11}$.

Ответ: В сельском хозяйстве применяют кислоты для подкисления почвы (до $pH \approx 4.5-5.5$) и щелочи (известь) для снижения кислотности (до $pH \approx 6.0-7.0$), а также щелочные удобрения, например, аммиачную воду ($pH \approx 11$).

Применение в повседневной жизни человека

В быту мы постоянно сталкиваемся с различными кислыми и щелочными растворами, которые используются в пищу, для уборки и личной гигиены.

• Кислые растворы: Уксусная кислота ($CH_3COOH$) в виде столового уксуса используется в кулинарии ($pH \approx 2.4-3.4$). Лимонная кислота, содержащаяся в лимонном соке, применяется как пищевая добавка и чистящее средство ($pH \approx 2.0-3.0$). Углекислота ($H_2CO_3$) присутствует в газированных напитках ($pH \approx 3-4$).
• Щелочные растворы: Раствор гидрокарбоната натрия ($NaHCO_3$), или пищевая сода, используется в выпечке и как мягкое чистящее средство ($pH \approx 8.5-9.0$). Раствор аммиака ($NH_3 \cdot H_2O$), или нашатырный спирт, применяется в бытовых чистящих средствах ($pH \approx 11$). Мыло и моющие средства являются щелочными, их $\text{pH}$ обычно составляет $8-11$.

Ответ: В быту используются слабые кислоты, такие как уксус ($pH \approx 2.4-3.4$) и лимонный сок ($pH \approx 2.0-3.0$), а также щелочи, например, раствор пищевой соды ($pH \approx 9$), нашатырный спирт ($pH \approx 11$) и мыльные растворы ($pH \approx 8-11$).