Номер 5, страница 161, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

5. Диоксид кремния входит в состав стекла.

а) объясните, почему в стеклянной посуде нежелательно хранить растворы щелочей? Приведите пример возможной реакции;

б) объясните, почему в стеклянной посуде нельзя хранить плавиковую кислоту. Напишите уравнение этой реакции.

а) Растворы щелочей нежелательно хранить в стеклянной посуде, потому что основной компонент стекла, диоксид кремния ($SiO_2$), является кислотным оксидом и вступает в реакцию со щелочами. В результате этой реакции происходит медленное разрушение (растворение) поверхности стекла, из-за чего оно становится мутным и со временем разрушается. Продуктами реакции являются растворимые соли кремниевой кислоты — силикаты. Скорость реакции возрастает при повышении концентрации щелочи и температуры.

Пример возможной реакции — взаимодействие диоксида кремния с гидроксидом натрия ($NaOH$):

$SiO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2SiO_3 + H_2O$

Ответ: Растворы щелочей реагируют с диоксидом кремния, входящим в состав стекла, что приводит к его разрушению. Пример реакции: $SiO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2SiO_3 + H_2O$.

б) Плавиковую (фтороводородную) кислоту ($HF$) нельзя хранить в стеклянной посуде, так как она — одна из немногих кислот, которая активно реагирует с диоксидом кремния ($SiO_2$), разрушая его. Эта реакция приводит к полному растворению стекла, поэтому для хранения плавиковой кислоты используют посуду из полимеров (например, полиэтилена или тефлона). Свойство плавиковой кислоты взаимодействовать со стеклом используется для его травления (создания матовой поверхности) и нанесения рисунков.

Уравнение этой реакции:

$SiO_2 + 4HF \rightarrow SiF_4 \uparrow + 2H_2O$

Образующийся в реакции тетрафторид кремния ($SiF_4$) — это газ. В водном растворе при избытке плавиковой кислоты он может вступать в дальнейшую реакцию с образованием устойчивой в растворе гексафторокремниевой кислоты:

$SiF_4 + 2HF \rightarrow H_2[SiF_6]$

Ответ: Плавиковая кислота реагирует с диоксидом кремния, разрушая стекло. Уравнение реакции: $SiO_2 + 4HF \rightarrow SiF_4 \uparrow + 2H_2O$.