Номер 11, страница 71 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

11. Подготовьте сообщение об областях применения одного из следующих веществ:

а) хлорида калия;

б) фторида натрия;

в) бромида калия;

г) хлорида кальция.

а) хлорида калия

Хлорид калия, химическая формула которого $KCl$, представляет собой калиевую соль соляной кислоты. Это белое кристаллическое вещество без запаха, хорошо растворимое в воде. В природе он встречается в виде минералов сильвина и карналлита, а также содержится в больших количествах в морской воде и соляных озерах.

Области применения хлорида калия очень разнообразны:

• Сельское хозяйство: Основная часть производимого в мире хлорида калия (около 95%) используется в качестве калийного удобрения, известного как "калийная соль" или "поташ". Калий является одним из трех важнейших макроэлементов для питания растений (наряду с азотом и фосфором), он способствует росту корневой системы, повышает устойчивость к засухе, болезням и заморозкам, а также улучшает качество плодов.
• Пищевая промышленность: Хлорид калия зарегистрирован как пищевая добавка E508. Он используется в качестве заменителя поваренной соли ($NaCl$) в продуктах с пониженным содержанием натрия, что важно для людей с гипертонией. Также его применяют как желирующий агент, стабилизатор и усилитель вкуса.
• Медицина и фармацевтика: $KCl$ является источником ионов калия и применяется для лечения и профилактики гипокалиемии — состояния, характеризующегося низким уровнем калия в крови. Он входит в состав многих лекарственных препаратов и растворов для инъекций (например, для капельниц).
• Химическая промышленность: Хлорид калия служит сырьем для получения других соединений калия, в первую очередь гидроксида калия ($KOH$) методом электролиза его водного раствора. Гидроксид калия, в свою очередь, используется в производстве мыла, моющих средств, аккумуляторов и многого другого.
• Другие области: В нефтегазовой промышленности $KCl$ используется как компонент буровых растворов. В некоторых системах умягчения воды он применяется вместо хлорида натрия для регенерации ионообменных смол.

Ответ: Хлорид калия в основном используется как калийное удобрение в сельском хозяйстве, а также находит применение в пищевой промышленности (как заменитель соли и добавка E508), медицине (для восполнения дефицита калия), химической промышленности (для производства гидроксида калия) и в нефтедобыче.

б) фторида натрия

Фторид натрия ($NaF$) — это неорганическое соединение, натриевая соль плавиковой кислоты. В чистом виде представляет собой бесцветные кристаллы или белый порошок, растворимый в воде. Это токсичное вещество, требующее осторожного обращения.

Главные области применения фторида натрия связаны с его способностью быть источником ионов фтора:

• Стоматология и гигиена полости рта: Это самая известная сфера применения $NaF$. Его добавляют в зубные пасты, ополаскиватели для рта и гели для профилактики кариеса. Ионы фтора встраиваются в кристаллическую решетку эмали зуба, замещая гидроксильные группы в гидроксиапатите и образуя более твердый и кислотоустойчивый фторапатит. Также фторид натрия используется для фторирования питьевой воды в некоторых странах, что является эффективной мерой общественного здравоохранения для снижения заболеваемости кариесом.
• Химическая промышленность: Фторид натрия применяется в качестве фторирующего агента в органическом синтезе для получения фторорганических соединений. Он также используется в металлургии как компонент флюсов для пайки, сварки и переплавки металлов (например, при производстве алюминия).
• Производство пестицидов: Благодаря своей токсичности, фторид натрия ранее использовался в качестве инсектицида (для борьбы с насекомыми, например, тараканами) и родентицида (для борьбы с грызунами). Однако в настоящее время его применение в этом качестве ограничено из-за высокой опасности для человека и животных и наличия более безопасных альтернатив.
• Ядерная медицина: Радиоактивный изотоп фтор-18 в виде фторида натрия ($^{18}$F-NaF) используется в качестве радиофармпрепарата для позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Этот метод позволяет визуализировать костную ткань и выявлять метастазы рака в костях.

Ответ: Фторид натрия в основном применяется в стоматологии и гигиене (в составе зубных паст и для фторирования воды) для профилактики кариеса. Другие важные области — химическая промышленность (синтез фторорганических соединений, флюс в металлургии), ядерная медицина (ПЭТ-диагностика костей) и, в меньшей степени, как компонент пестицидов.

в) бромида калия

Бромид калия ($KBr$) — калиевая соль бромоводородной кислоты. Это белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Соединение имеет долгую историю применения в различных областях.

Основные области применения бромида калия:

• Медицина: Исторически бромид калия широко использовался в XIX и начале XX века как противосудорожное и седативное (успокоительное) средство. Однако из-за побочных эффектов при длительном применении (хроническое отравление бромом, или бромизм) его использование в медицине для людей практически прекращено. Тем не менее, $KBr$ до сих пор остается важным препаратом в ветеринарии, где он применяется для лечения эпилепсии у собак, часто в комбинации с другими лекарствами.
• Фотография: Бромид калия играет важную роль в классической (пленочной) фотографии. Он используется при изготовлении светочувствительных материалов — фотобумаги и фотопленки, так как является источником бромид-ионов для получения эмульсии бромида серебра ($AgBr$). Кроме того, он входит в состав проявителей в качестве антивуалирующего вещества (ограничителя), предотвращая появление "вуали" (потемнения) на незасвеченных участках изображения.
• Научные исследования (спектроскопия): Кристаллы бромида калия высокой чистоты прозрачны для инфракрасного (ИК) излучения в широком диапазоне длин волн. Поэтому из него изготавливают оптические элементы (окна, линзы, призмы) для ИК-спектрометров. Также распространена методика подготовки проб для ИК-анализа, когда исследуемое вещество перетирают с порошком $KBr$ и прессуют в тонкую прозрачную таблетку.
• Химический синтез: В лабораториях и промышленности бромид калия используется как источник бромид-ионов для проведения различных химических реакций.

Ответ: Бромид калия применяется в ветеринарной медицине как противосудорожное средство, в аналоговой фотографии для создания светочувствительных эмульсий и в качестве компонента проявителей, а также в ИК-спектроскопии для изготовления оптики и подготовки образцов.

г) хлорида кальция

Хлорид кальция, с формулой $CaCl_2$, является кальциевой солью соляной кислоты. Это белое кристаллическое вещество, которое чрезвычайно гигроскопично, то есть активно поглощает влагу из воздуха. Его растворение в воде сопровождается значительным выделением тепла (экзотермический процесс). Эти свойства определяют его основные области применения.

Хлорид кальция широко используется в следующих сферах:

• Борьба с гололедом и пылью: Это одно из самых массовых применений. $CaCl_2$ является эффективным противогололедным реагентом, так как его растворы замерзают при очень низких температурах (до -52°C). Он плавит лед и снег быстрее, чем обычная соль. Летом его гигроскопичность используют для борьбы с пылью на грунтовых дорогах и строительных площадках: вещество поглощает влагу из воздуха, поддерживая поверхность дороги влажной и предотвращая поднятие пыли.
• Пищевая промышленность: Зарегистрирован как пищевая добавка E509. Используется как отвердитель, например, в консервированных овощах и фруктах для сохранения их текстуры. В сыроделии его добавляют в пастеризованное молоко для восстановления ионного баланса кальция, что улучшает образование сырного сгустка. Также применяется как электролит в спортивных напитках и бутилированной воде.
• Промышленность и строительство:
  • В качестве осушителя (десиканта) для газов и жидкостей благодаря своей способности связывать воду.
  • Как ускоритель твердения бетона, особенно при низких температурах.
  • Водные растворы $CaCl_2$ (рассолы) используются в качестве хладагентов в промышленных холодильных установках.
• Нефтегазовая отрасль: Применяется в качестве компонента растворов для глушения и ремонта скважин.
• Медицина: Внутривенные инъекции хлорида кальция ("горячий укол") применяются для быстрого восполнения дефицита кальция в организме при гипокальциемии, а также при аллергических реакциях и отравлениях солями магния или фтора.

Ответ: Хлорид кальция широко применяется как противогололедный реагент и средство для пылеподавления, в пищевой промышленности (добавка E509) как отвердитель, в строительстве для ускорения твердения бетона, в качестве промышленного осушителя и хладагента, а также в медицине для восполнения дефицита кальция.