Изучаем процесс растворения, страница 13, часть 1 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

Изучаем процесс растворения.

Поместите в эмалированную посуду холодную воду. Добавьте в нее немного пищевой соды. Потрогайте донышко посуды и вы обнаружите, что оно стало более холодным. Повторите данный эксперимент со стиральным порошком. В этом случае раствор немного нагреется. Попробуйте объяснить данные явления.

Описанные в эксперименте явления объясняются тепловыми эффектами, которые сопровождают процесс растворения. Растворение — это сложный физико-химический процесс, состоящий из двух основных стадий, имеющих противоположные тепловые эффекты.

1. Разрушение связей в растворяемом веществе (например, разрушение кристаллической решетки соли) и в растворителе (разрыв водородных связей между молекулами воды). Этот этап требует затрат энергии извне, поэтому он является эндотермическим (протекает с поглощением тепла).
2. Образование новых связей между частицами растворяемого вещества и молекулами растворителя. Этот процесс называется сольватацией (или гидратацией, если растворитель — вода) и сопровождается выделением энергии. Этот этап является экзотермическим (протекает с выделением тепла).

Итоговый тепловой эффект растворения зависит от соотношения количества поглощенной и выделившейся теплоты.

Растворение пищевой соды

Пищевая сода — это гидрокарбонат натрия ($NaHCO_3$). При ее растворении в воде энергия, которая затрачивается на разрушение кристаллической решетки соды, оказывается больше, чем энергия, которая выделяется в процессе гидратации (взаимодействия с молекулами воды) ионов $Na^+$ и $HCO_3^-$.

Суммарный процесс является эндотермическим, то есть для растворения требуется больше энергии, чем выделяется. Эту недостающую энергию система (раствор) забирает из окружающей среды — из самой воды и из стенок посуды. В результате температура раствора и посуды понижается, что мы и ощущаем, трогая донышко.

Ответ: Растворение пищевой соды в воде является эндотермическим процессом, так как энергия, поглощаемая для разрушения ее кристаллической решетки, превышает энергию, выделяемую при гидратации ионов. Это приводит к поглощению тепла из окружающей среды и охлаждению раствора.

Растворение стирального порошка

Стиральные порошки — это сложные смеси химических веществ. Многие из них содержат карбонат натрия ($Na_2CO_3$), перкарбонат натрия, силикаты и другие соли. При растворении этих веществ в воде происходит обратная ситуация. Энергия, которая выделяется в процессе гидратации их ионов, оказывается значительно больше, чем энергия, необходимая для разрушения их кристаллических решеток.

Суммарный процесс является экзотермическим, то есть при растворении выделяется избыточное количество энергии в виде тепла. Это тепло передается окружающей среде — воде, в которой растворяют порошок. В результате температура раствора повышается.

Ответ: Растворение стирального порошка является экзотермическим процессом. При взаимодействии его компонентов с водой выделяется больше энергии, чем затрачивается на разрушение их структуры. Избыток энергии выделяется в виде тепла, нагревая раствор.