Номер 5, страница 78 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 16. Кислоты. Глава 2. Важнейшие представители неорганических веществ. Количественные отношения в химии - номер 5, страница 78.

5. Какие свойства серной кислоты требуют чрезвычайно осторожного обращения с ней? Каким правилом следует руководствоваться, разбавляя серную кислоту? Почему?

Какие свойства серной кислоты требуют чрезвычайно осторожного обращения с ней?

Серная кислота ($H_2SO_4$) требует чрезвычайно осторожного обращения из-за следующих ключевых свойств:

• Сильное водоотнимающее (гигроскопичное) действие: концентрированная серная кислота является мощным дегидратирующим агентом. Она не только поглощает влагу из воздуха, но и отнимает элементы воды (водород и кислород) от органических веществ, таких как сахар, древесина, кожа, вызывая их обугливание. Попадание кислоты на кожу приводит к тяжелейшим химическим ожогам.
• Выделение большого количества теплоты при растворении в воде: разбавление концентрированной серной кислоты — это сильно экзотермический процесс. Смешивание кислоты с водой сопровождается значительным разогревом раствора, что создает опасность.
• Сильные окислительные свойства: особенно в концентрированном виде и при нагревании, серная кислота является сильным окислителем. Она реагирует со многими металлами (включая неактивные, как медь) и неметаллами, при этом могут выделяться токсичные газы, например, диоксид серы ($SO_2$).

Ответ: Свойства, требующие чрезвычайной осторожности: сильное водоотнимающее действие, выделение большого количества тепла при смешивании с водой и сильные окислительные свойства.

Каким правилом следует руководствоваться, разбавляя серную кислоту?

При разбавлении концентрированной серной кислоты необходимо строго следовать правилу: приливать кислоту тонкой струйкой в воду при постоянном перемешивании, и ни в коем случае не наоборот. Существует известное мнемоническое правило: «сначала вода, потом кислота, иначе случится большая беда».

Ответ: Следует приливать кислоту в воду.

Почему?

Следование этому правилу критически важно по двум причинам, связанным с физическими свойствами веществ:

1. Разница в плотности: концентрированная серная кислота ($ \rho \approx 1,84~г/см^3 $) почти в два раза плотнее воды ($ \rho \approx 1~г/см^3 $). Когда кислоту льют в воду, она как более тяжелая жидкость опускается на дно, что способствует лучшему перемешиванию и более равномерному распределению тепла.
2. Тепловой эффект: процесс растворения кислоты в воде сильно экзотермичен. Если приливать воду (менее плотную) в кислоту (более плотную), вода останется на поверхности. Все выделяющееся тепло сконцентрируется в этом тонком верхнем слое воды и может привести к его мгновенному вскипанию. Это вызовет взрывообразное разбрызгивание капель горячей концентрированной кислоты, что чрезвычайно опасно. При правильном же способе разбавления (кислота в воду) выделяющееся тепло поглощается всем объемом воды, которая обладает высокой теплоемкостью, и сильного локального перегрева не происходит.

Ответ: Это правило обусловлено тем, что серная кислота плотнее воды, а ее растворение сопровождается выделением большого количества тепла. Приливание воды в кислоту приведет к ее локальному вскипанию на поверхности и разбрызгиванию едкой жидкости.