Номер 5, страница 85 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

5. Какое правило должно соблюдаться при разбавлении серной кислоты?

При разбавлении концентрированной серной кислоты ($H_2SO_4$) необходимо соблюдать фундаментальное правило техники безопасности: следует медленно и осторожно, тонкой струйкой приливать кислоту в воду при постоянном перемешивании, а не наоборот.

Это правило обусловлено физико-химическими свойствами серной кислоты и воды:

1. Сильно экзотермическая реакция. Процесс растворения серной кислоты в воде сопровождается выделением очень большого количества тепла. Реакция гидратации ионов $H^+$ и $SO_4^{2-}$ чрезвычайно энергична. Если добавлять воду в кислоту, то первые же капли воды, попадая в большой объем концентрированной кислоты, вызывают резкий локальный перегрев.

2. Разница в плотности и температуре кипения. Концентрированная серная кислота значительно плотнее воды (плотность ~$1,84~г/см^3$ против ~$1~г/см^3$ у воды) и имеет гораздо более высокую температуру кипения (~$337~°C$ против $100~°C$ у воды).

Последствия нарушения правила (добавление воды в кислоту):

Когда менее плотная вода попадает на поверхность более плотной кислоты, она не тонет и не смешивается с ней немедленно. Выделившееся на границе двух жидкостей огромное количество тепла мгновенно нагревает эту небольшую порцию воды до температуры кипения. Происходит бурное вскипание, которое приводит к разбрызгиванию капель горячей концентрированной серной кислоты. Это чрезвычайно опасно и может стать причиной тяжелых химических ожогов кожи и глаз.

Процесс при правильном разбавлении (добавление кислоты в воду):

Когда более плотная кислота медленно вливается в больший объем холодной воды (желательно в термостойкой посуде и при перемешивании стеклянной палочкой), она опускается на дно и постепенно растворяется. Большой объем воды эффективно поглощает и рассеивает выделяющееся тепло, поэтому температура раствора повышается плавно и контролируемо, без риска вскипания и разбрызгивания.

Для запоминания этого правила существует известная мнемоническая фраза: «Сначала вода, потом кислота, иначе случится большая беда!»

Ответ: При разбавлении серной кислоты следует всегда медленно приливать кислоту в воду при непрерывном перемешивании, но ни в коем случае не наоборот.