Номер 5, страница 88 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 19. Электролитическая диссоциация. Водородный показатель. Глава IV. Растворы - номер 5, страница 88.

Условие.

5. Почему $pH$ дождевой воды всегда меньше 7? От чего это зависит?

Решение.

Решение 2.

Почему pH дождевой воды всегда меньше 7?

Водородный показатель ($pH$) химически чистой воды при стандартных условиях равен 7, что соответствует нейтральной среде. Однако дождевая вода не является чистой, так как при своем образовании и падении она контактирует с атмосферой и растворяет содержащиеся в ней газы. Главная причина естественной кислотности дождевой воды — это растворение в ней углекислого газа ($CO_2$), который является неотъемлемой частью земной атмосферы.

При растворении в воде углекислый газ образует слабую угольную кислоту ($H_2CO_3$):

$CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3$

Угольная кислота, в свою очередь, обратимо диссоциирует (распадается) на ионы, высвобождая ионы водорода ($H^+$), которые и обуславливают кислую среду:

$H_2CO_3 \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^-$

В результате этого процесса $pH$ даже самого чистого, незагрязненного дождя составляет примерно 5,6, а не 7,0. Таким образом, любая дождевая вода в природных условиях является слабокислой.

От чего это зависит?

Степень кислотности дождевой воды, то есть конкретное значение ее $pH$, зависит от концентрации и состава кислотообразующих газов в атмосфере. Эти газы могут иметь как природное, так и антропогенное происхождение.

1. Природные факторы. К ним относится, в первую очередь, фоновая концентрация углекислого газа ($CO_2$). Также на кислотность могут влиять вулканические выбросы, содержащие оксиды серы, и лесные пожары.

2. Антропогенные (техногенные) факторы. Они являются главной причиной возникновения так называемых "кислотных дождей", при которых $pH$ осадков может опускаться до 4,0 и ниже. Основной источник загрязнения — сжигание ископаемого топлива (угля, мазута, газа) на промышленных предприятиях, электростанциях и в двигателях внутреннего сгорания. В результате в атмосферу выбрасываются большие объемы оксидов серы ($SO_2$, $SO_3$) и оксидов азота ($NO_x$). Взаимодействуя с атмосферной влагой, эти оксиды образуют сильные кислоты:

— серную кислоту ($H_2SO_4$);

— азотную кислоту ($HNO_3$).

Чем выше концентрация этих промышленных выбросов в регионе, тем ниже будет $pH$ выпадающих дождей и тем больший вред они нанесут окружающей среде.

Ответ: $pH$ дождевой воды всегда меньше 7, потому что в ней растворяется атмосферный углекислый газ ($CO_2$), образуя слабую угольную кислоту ($H_2CO_3$), что понижает $pH$ до ~5,6. Степень кислотности зависит от концентрации в атмосфере кислотных оксидов. Главными факторами являются: естественное содержание $CO_2$ и, в большей степени, антропогенные выбросы оксидов серы ($SO_x$) и азота ($NO_x$), которые при взаимодействии с водой образуют сильные кислоты (серную и азотную), вызывая кислотные дожди.