Страница 93 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

6. Переход нерастворимого карбоната кальция в растворимый гидрокарбонат и обратно:

$\text{CaCO}_3 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \underset{t}{\rightleftharpoons} \text{Ca(HCO}_3\text{)}_2$

1)

2)

1) Прямая реакция описывает процесс растворения карбоната кальция (основного компонента известняка, мела, мрамора) в воде, содержащей углекислый газ. Этот процесс лежит в основе явления временной (карбонатной) жесткости воды, а также в основе геологических процессов, таких как образование карстовых пещер. Дождевая вода, проходя через атмосферу и почву, насыщается углекислым газом, образуя слабую угольную кислоту ($H_2CO_3$). Эта кислота реагирует с нерастворимым карбонатом кальция, переводя его в растворимый гидрокарбонат кальция $Ca(HCO_3)_2$.

Уравнение прямой реакции: $CaCO_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow Ca(HCO_3)_2$.

Ответ: Образование временной жесткости воды и формирование карстовых пещер в результате растворения известняковых пород водой, содержащей углекислый газ.

2) Обратная реакция — это разложение растворимого гидрокарбоната кальция при нагревании или уменьшении давления (что приводит к улетучиванию $CO_2$). В результате реакции образуется нерастворимый карбонат кальция, который выпадает в осадок. В природе этот процесс приводит к образованию сталактитов (растущих с потолка пещеры) и сталагмитов (растущих с пола), когда капли воды, насыщенной $Ca(HCO_3)_2$, испаряются или теряют углекислый газ. В быту этот же процесс является причиной образования накипи на стенках чайников, бойлеров и в трубах горячего водоснабжения при кипячении жесткой воды.

Уравнение обратной реакции: $Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t} CaCO_3 \downarrow + H_2O + CO_2 \uparrow$.

Ответ: Образование накипи в нагревательных приборах при кипячении жесткой воды и формирование натечных образований (сталактитов и сталагмитов) в карстовых пещерах.

Часть II

1. Заполните схему «Области применения углекислого газа», используя дополнительные источники информации.

Vглеводороди

$CO_2$

прмест изучения

ХИМИИ

2. Органические вещества

1)

2)

3)

4)

5) $H_2CO_3$ и ее

1. Заполните схему «Области применения углекислого газа», используя дополнительные источники информации.

Решение:

Углекислый газ, или диоксид углерода ($CO_2$), является важным химическим соединением с широким спектром применений в различных отраслях промышленности, медицине и быту. Ниже перечислены шесть основных областей его использования для заполнения схемы.

1. Пищевая промышленность

Углекислый газ используется как пищевая добавка E290. Основное применение — газирование напитков (лимонады, минеральная вода, пиво, шампанское) для придания им освежающего вкуса и "шипучести". Также $CO_2$ применяется в качестве консерванта и упаковочного газа в технологии модифицированной газовой среды (МГС), так как он замедляет рост аэробных бактерий и плесени, продлевая срок хранения продуктов.

2. Производство «сухого льда»

Твердая фаза диоксида углерода называется «сухим льдом». При атмосферном давлении он не плавится, а сублимирует (переходит из твердого состояния сразу в газообразное) при температуре $-78.5 \text{ °C}$. Благодаря низкой температуре и отсутствию жидкой фазы, сухой лед является эффективным и чистым хладагентом. Его используют для охлаждения и транспортировки пищевых продуктов, медицинских препаратов и биологических образцов.

3. Пожаротушение

Углекислый газ является эффективным средством пожаротушения. Он не горюч, тяжелее воздуха и при распылении быстро охлаждает горящую поверхность и вытесняет кислород из зоны горения, тем самым прекращая реакцию. Углекислотные огнетушители (ОУ) особенно эффективны для тушения возгораний электрооборудования под напряжением, так как $CO_2$ не проводит электрический ток, а также для тушения горючих жидкостей.

4. Сварка металлов

В промышленности $CO_2$ или его смеси с инертными газами (например, с аргоном) широко применяются в качестве защитной газовой среды при полуавтоматической дуговой сварке (процесс MIG/MAG). Газ защищает расплавленный металл сварочной ванны от контакта с кислородом и азотом из окружающего воздуха, предотвращая окисление и образование дефектов, что обеспечивает высокое качество и прочность сварного шва.

5. Медицина

В медицине диоксид углерода используется в нескольких целях. В жидком виде он применяется в криотерапии и криохирургии для замораживания и удаления различных кожных новообразований (например, бородавок). В газообразном виде его используют при лапароскопических операциях для нагнетания в брюшную полость, что создает пространство для манипуляций хирурга. Смесь $CO_2$ с кислородом (карбоген) может использоваться для стимуляции дыхательного центра.

6. Химическая промышленность

Углекислый газ служит важным сырьем для синтеза различных химических продуктов. Одним из крупнейших потребителей является производство карбамида (мочевины) — ключевого азотного удобрения. Также $CO_2$ используется в процессе Сольве для производства пищевой и кальцинированной соды, в синтезе салициловой кислоты (исходное вещество для аспирина) и для производства некоторых полимеров (например, поликарбонатов).

Ответ:

Области применения углекислого газа ($CO_2$):

1. Пищевая промышленность (газирование напитков, консервант).
2. Производство «сухого льда» (хладагент).
3. Пожаротушение (углекислотные огнетушители).
4. Сварка металлов (защитная среда).
5. Медицина (криохирургия, лапароскопия).
6. Химическая промышленность (сырье для синтеза мочевины, соды).