Знаешь ли ты?, страница 147 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Знаешь ли ты?

Вещество состоит из двух элементов, один из них горит, а другой поддерживает горение. Полученное вещество гасит огонь, что это за вещество?

1. Какую жесткость устраняют кипячением воды?

Кипячением воды устраняют временную (карбонатную) жесткость. Эта жесткость обусловлена наличием в воде растворимых гидрокарбонатов кальция ($Ca(HCO_3)_2$) и магния ($Mg(HCO_3)_2$). При нагревании (кипячении) эти соли разлагаются, образуя нерастворимые в воде карбонаты, которые выпадают в осадок (накипь), и вода умягчается.

Ответ: Кипячением устраняют временную (карбонатную) жесткость воды.

2. Почему добавили соду во вторую пробирку? Какую жесткость устраняют с помощью этого реактива?

Соду (карбонат натрия $Na_2CO_3$) добавили во вторую пробирку для химического умягчения воды. Этот метод позволяет устранить как временную, так и постоянную (некарбонатную) жесткость, то есть общую жесткость. Постоянная жесткость вызвана присутствием в воде сульфатов и хлоридов кальция и магния (например, $CaSO_4$, $CaCl_2$). Карбонат натрия вступает в реакцию с этими солями, в результате чего ионы кальция ($Ca^{2+}$) и магния ($Mg^{2+}$) связываются в нерастворимые осадки карбоната кальция ($CaCO_3$) и карбоната магния ($MgCO_3$).

Ответ: Соду добавили для умягчения воды. С помощью этого реактива устраняют общую жесткость воды (и временную, и постоянную).

3. Напишите свои наблюдения и уравнения проделанных опытов в лабораторный журнал. Сделайте соответствующие выводы.

Наблюдения:

Опыт 1 (кипячение): При нагревании пробирки с жесткой водой раствор постепенно мутнеет, а на стенках и дне пробирки образуется белый налет (накипь).

Опыт 2 (добавление соды): При добавлении раствора карбоната натрия к жесткой воде моментально образуется обильный белый осадок.

Уравнения реакций:

1. Устранение временной жесткости кипячением (на примере гидрокарбоната кальция):

$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t^\circ} CaCO_3 \downarrow + H_2O + CO_2 \uparrow$

2. Устранение общей жесткости содой (на примере ионов кальция, как показано на схеме):

Молекулярное уравнение (например, для постоянной жесткости, вызванной хлоридом кальция):

$CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaCl$

Ионное уравнение:

$Ca^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3 \downarrow$

Выводы: Жесткость воды обусловлена присутствием в ней растворимых солей кальция и магния. Существуют разные виды жесткости и способы её устранения. Временную жесткость, вызванную гидрокарбонатами, можно устранить термически (кипячением). Постоянную жесткость, вызванную другими солями (хлоридами, сульфатами), а также временную, можно устранить химически, добавив реагенты, переводящие ионы $Ca^{2+}$ и $Mg^{2+}$ в нерастворимые соединения. Оба метода позволяют сделать воду мягче.

Ответ: Наблюдения, уравнения и выводы представлены выше.