Номер 6, страница 93 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

6. Используя в качестве примера приведённое в предыдущем параграфе сочинение ученицы, напишите своё сочинение о химическом веществе или процессе, посвящённое химии щелочноземельных металлов.

Щелочноземельные металлы — это элементы второй группы Периодической системы, яркие и активные представители металлического мира. К ним относятся бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радиоактивный радий. Все они имеют по два электрона на внешней электронной оболочке, что определяет их сходные химические свойства: они легко отдают эти электроны, превращаясь в двухзарядные положительные ионы ($Me^{2+}$), и проявляют высокую химическую активность. Среди этого семейства одним из самых важных и распространенных является кальций — элемент, без которого невозможно представить ни нашу планету, ни саму жизнь.

В чистом виде кальций — это довольно лёгкий, ковкий, серебристо-белый металл. Однако увидеть его в таком состоянии в природе невозможно. Причина кроется в его высокой реакционной способности. Подобно своим собратьям по группе, он бурно реагирует с водой, образуя гидроксид и вытесняя водород: $Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$. На воздухе он быстро покрывается плёнкой оксида и нитрида, теряя свой блеск. Именно из-за этой активности кальций существует в природе исключительно в виде соединений.

И этих соединений — великое множество. Карбонат кальция ($CaCO_3$) — основа таких минералов и пород, как известняк, мрамор и мел. Целые горные хребты, например, Альпы и Кавказ, сложены из известняков. Карбонат кальция участвует в удивительном природном процессе — образовании карстовых пещер. Вода, содержащая растворенный углекислый газ, медленно реагирует с нерастворимым карбонатом, превращая его в растворимый гидрокарбонат: $CaCO_3(тв) + H_2O(ж) + CO_2(г) \rightleftharpoons Ca(HCO_3)_2(р-р)$. Этот обратимый процесс лежит в основе роста сталактитов и сталагмитов: когда вода испаряется или из неё уходит углекислый газ, реакция сдвигается влево, и карбонат кальция снова кристаллизуется, создавая причудливые подземные дворцы. Другое важное соединение — сульфат кальция ($CaSO_4$), известный как гипс и ангидрит. Гипс, или $CaSO_4 \cdot 2H_2O$, — незаменимый материал в строительстве и медицине.

Особого внимания заслуживает такое явление, как жёсткость воды, напрямую связанное с ионами кальция и магния. Временная, или карбонатная, жёсткость обусловлена присутствием в воде тех самых гидрокарбонатов ($Ca(HCO_3)_2$ и $Mg(HCO_3)_2$). При кипячении они разлагаются с образованием нерастворимого осадка — накипи, которую каждый видел в своём чайнике: $Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t^\circ} CaCO_3 \downarrow + H_2O + CO_2 \uparrow$. Постоянная жёсткость вызвана другими солями — сульфатами и хлоридами кальция и магния, и для её устранения требуются специальные реагенты, например, кальцинированная сода ($Na_2CO_3$), которая осаждает ионы кальция: $CaSO_4 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + Na_2SO_4$. Борьба с жёсткостью воды — важная техническая задача, так как накипь выводит из строя нагревательные приборы и ухудшает качество продукции во многих отраслях промышленности.

Но, пожалуй, главная роль кальция — это его участие в процессах жизнедеятельности. Он — основной строительный материал для костей и зубов живых организмов, входя в состав минерала гидроксиапатита $Ca_5(PO_4)_3(OH)$. Раковины моллюсков и панцири ракообразных состоят из карбоната кальция. Но кальций важен не только как структурный элемент. Ионы кальция $Ca^{2+}$ играют ключевую роль в важнейших биохимических процессах: они участвуют в передаче нервных импульсов, в механизме мышечного сокращения, в свёртывании крови и в регуляции работы многих ферментов. Кальций — это истинный металл жизни.

Таким образом, кальций, типичный щелочноземельный металл, является элементом с удивительной судьбой. Он одновременно и «камень», слагающий горы, и «кость», формирующая скелет. Он создаёт проблемы в виде накипи и в то же время является незаменимым участником самых тонких жизненных процессов. Изучение химии кальция и других щелочноземельных металлов — это не просто знакомство с очередной группой в таблице Менделеева, а постижение глубоких связей между неживой и живой природой.

Ответ: Сочинение на тему «Химия щелочноземельных металлов», посвященное кальцию и процессу жёсткости воды, представлено выше.