Дополнительное задание, страница 41 - гдз по химии 9 класс тетрадь для лабораторных опытов и практических работ Габриелян, Аксенова

Предложите химический способ удаления ржавчины $Fe(OH)_3$ с поверхности железных предметов. Свой ответ проиллюстрируйте уравнениями химических реакций в молекулярной и ионной форме.

Химический способ удаления ржавчины

Ржавчина, представляющая собой гидроксид железа(iii) ($Fe(OH)_3$), является нерастворимым основным гидроксидом. Для ее удаления с поверхности железных предметов можно использовать растворы кислот. Кислоты вступают в реакцию с гидроксидами, образуя растворимые соли и воду, что приводит к растворению ржавчины. В качестве такой кислоты часто применяют соляную кислоту ($HCl$), так как она эффективно растворяет ржавчину, превращая ее в растворимый хлорид железа(iii). Важно использовать кислоту осторожно, чтобы не повредить сам железный предмет, и после удаления ржавчины тщательно промыть поверхность водой и, при необходимости, пассивировать ее для предотвращения повторной коррозии.

Уравнения химических реакций

Молекулярная форма:

$Fe(OH)_3(s) + 3HCl(aq) \rightarrow FeCl_3(aq) + 3H_2O(l)$

В этой реакции гидроксид железа(iii) (ржавчина) взаимодействует с соляной кислотой, образуя растворимый хлорид железа(iii) и воду. Продукт реакции, хлорид железа(iii), легко смывается с поверхности.

Ионная форма:

$Fe(OH)_3(s) + 3H^+(aq) + 3Cl^-(aq) \rightarrow Fe^{3+}(aq) + 3Cl^-(aq) + 3H_2O(l)$

Сокращенная ионная форма:

$Fe(OH)_3(s) + 3H^+(aq) \rightarrow Fe^{3+}(aq) + 3H_2O(l)$

Суть реакции заключается во взаимодействии ионов водорода ($H^+$) кислоты с нерастворимым гидроксидом железа(iii), в результате чего образуются ионы железа(iii) ($Fe^{3+}$) и молекулы воды ($H_2O$). Хлорид-ионы ($Cl^-$) являются так называемыми "ионами-зрителями", которые не участвуют непосредственно в химическом процессе.

Ответ: Химический способ удаления ржавчины ($Fe(OH)_3$) заключается в обработке поверхности железных предметов раствором кислоты, например, соляной кислотой ($HCl$). Ржавчина ($Fe(OH)_3$) реагирует с кислотой, образуя растворимую соль (например, $FeCl_3$) и воду, что позволяет легко смыть продукты реакции. Этот процесс может быть описан уравнениями реакций в молекулярной и ионной формах, как показано выше.