Номер 3, страница 126 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

3. Чем отличается действие на ржавый гвоздь чистой соляной кислоты и соляной кислоты, содержащей ингибитор?

Ржавый гвоздь состоит из железа ($Fe$), покрытого слоем ржавчины. Ржавчина — это в основном гидратированный оксид железа(III) ($Fe_2O_3 \cdot nH_2O$). Разница в действии чистой соляной кислоты и кислоты с ингибитором заключается в избирательности их химического воздействия.

Действие чистой соляной кислоты

Чистая соляная кислота ($HCl$) — сильная кислота, которая реагирует как с ржавчиной, так и с основным металлом (железом). Протекают две основные реакции:

1. Растворение ржавчины: кислота реагирует с оксидом железа, превращая его в растворимую соль — хлорид железа(III).

$Fe_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2FeCl_3 + 3H_2O$

2. Растворение железа: кислота также атакует сам металл, растворяя его с образованием хлорида железа(II) и выделением газообразного водорода.

$Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$

В результате гвоздь очищается от ржавчины, но одновременно происходит его коррозия (разрушение), что является нежелательным побочным эффектом.

Действие соляной кислоты с ингибитором

Ингибитор — это специальная добавка, которая значительно замедляет или предотвращает определенную химическую реакцию. В данном случае используется ингибитор кислотной коррозии. Он действует избирательно:

1. Ингибитор не препятствует реакции кислоты с ржавчиной. Очистка поверхности происходит эффективно:

$Fe_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2FeCl_3 + 3H_2O$

2. В то же время ингибитор адсорбируется на поверхности чистого металла, создавая защитный слой. Этот слой блокирует доступ кислоты к железу, и реакция его растворения сильно замедляется или практически прекращается.

$Fe + 2HCl \xrightarrow{ингибитор} реакция ~сильно ~замедлена$

Таким образом, использование ингибитора позволяет целенаправленно удалить ржавчину, сохранив при этом основной металл гвоздя от разрушения.

Ответ: Чистая соляная кислота растворяет и ржавчину, и само железо, из которого сделан гвоздь, тем самым повреждая его. Соляная кислота с ингибитором действует избирательно: она эффективно удаляет ржавчину, но при этом защищает металлическое железо от растворения, что позволяет очистить гвоздь, не разрушая его.