Номер 4, страница 113 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис

Глава 4. Вода. Растворы. Параграф 33. Вода - растворитель. Растворы. Подумай, ответь, выполни... - номер 4, страница 113.

Условие.

4. При открывании бутылки с лимонадом наблюдается бурное выделение газа. Чем это можно объяснить?

Решение.

Решение 2.

Решение

Бурное выделение газа при открывании бутылки с лимонадом является физико-химическим процессом, который объясняется изменением растворимости газа в жидкости при изменении давления.

1. Газированные напитки, такие как лимонад, содержат большое количество углекислого газа ($CO_2$), который растворен в воде под высоким давлением. Это давление значительно превышает нормальное атмосферное давление.

2. Растворимость газов в жидкостях подчиняется закону Генри. Этот закон гласит, что при постоянной температуре масса газа, растворяющегося в данном объеме жидкости, прямо пропорциональна парциальному давлению этого газа над жидкостью. Формула закона Генри выглядит так:

$C = k \cdot P_{газа}$

где $\text{C}$ – концентрация (растворимость) газа в жидкости, $P_{газа}$ – парциальное давление газа над жидкостью, а $\text{k}$ – константа Генри, зависящая от природы газа, жидкости и температуры.

3. Пока бутылка плотно закрыта, высокое давление внутри ($P_{газа}$) поддерживает высокую концентрацию ($\text{C}$) растворенного углекислого газа. Система находится в равновесии.

4. Когда мы открываем бутылку, давление над жидкостью мгновенно падает до уровня атмосферного, которое намного ниже, чем давление внутри закрытой бутылки. В соответствии с законом Генри, при резком уменьшении давления ($P_{газа}$) растворимость углекислого газа ($\text{C}$) в лимонаде также резко снижается.

5. В результате жидкость становится пересыщенной углекислым газом. «Избыточный» газ, который больше не может оставаться в растворенном состоянии, начинает активно выделяться из жидкости, образуя многочисленные пузырьки. Этот процесс мы и воспринимаем как шипение и бурное выделение газа.

Ответ: Бурное выделение газа при открывании бутылки с лимонадом объясняется резким падением давления внутри бутылки до атмосферного. Согласно закону Генри, это приводит к существенному снижению растворимости углекислого газа в жидкости, в результате чего избыточный газ быстро выходит из раствора в виде пузырьков.