Номер 10, страница 56, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

10. Объясните причину $pH$ дождевой воды всегда $ < 7 $?

10. Решение

Водородный показатель ($pH$) является мерой кислотности или щелочности водного раствора. Чистая дистиллированная вода при 25o C имеет нейтральный $pH$, равный 7. Однако дождевая вода никогда не бывает абсолютно чистой, поскольку при прохождении через атмосферу она взаимодействует с содержащимися в ней газами.

Основной причиной, по которой $pH$ дождевой воды всегда меньше 7, является растворение в ней углекислого газа ($CO_2$), который постоянно присутствует в атмосфере. Углекислый газ вступает в реакцию с водой ($H_2O$), образуя слабую угольную кислоту ($H_2CO_3$):

$CO_2 \text{ (г)} + H_2o \text{ (ж)} \rightleftharpoons H_2CO_3 \text{ (aq)}$

Угольная кислота, в свою очередь, частично диссоциирует (распадается) в воде на ионы, увеличивая концентрацию ионов водорода ($H^+$) и делая раствор кислотным:

$H_2CO_3 \text{ (aq)} \rightleftharpoons H^+ \text{ (aq)} + HCO_3^- \text{ (aq)}$

Поскольку $pH$ определяется как отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода ($pH = -\lg[H^+]$), увеличение концентрации $H^+$ приводит к снижению значения $pH$. В результате этого естественного процесса $pH$ незагрязненной дождевой воды составляет примерно 5.6, что соответствует слабокислой среде.

В промышленных районах $pH$ дождевой воды может быть еще ниже из-за растворения других газов, таких как диоксид серы ($SO_2$) и оксиды азота ($NO_x$), которые образуют сильные кислоты — серную ($H_2SO_4$) и азотную ($HNO_3$). Такие дожди называют кислотными.

Таким образом, даже в самой чистой атмосфере дождевая вода будет слабокислой из-за растворенного углекислого газа.

Ответ: $pH$ дождевой воды всегда меньше 7, потому что в ней растворяется углекислый газ ($CO_2$) из атмосферы, что приводит к образованию слабой угольной кислоты ($H_2CO_3$). Диссоциация этой кислоты увеличивает концентрацию ионов водорода ($H^+$) в воде, делая ее кислотной ($pH < 7$).