Домашний эксперимент, страница 12, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

Отбеливающие свойства хлора или щавелевой воды можно проверить при взаимодействии отбеливателя "Белизна" или хлорной извести на кусочках цветных тканей (используйте только ненужные образцы). Работая с этими веществами, будьте осторожны, так как они очень токсичны.

В тексте описаны отбеливающие свойства веществ, основанные на окислительном действии соединений хлора. Рассмотрим химические процессы, лежащие в основе их работы, и причины их токсичности.

Активные компоненты и их взаимодействие с водой

Основными действующими веществами в упомянутых отбеливателях являются сильные окислители, которые образуются при контакте с водой.

1. Хлор ($Cl_2$): При растворении в воде хлор вступает в обратимую реакцию, образуя соляную ($HCl$) и хлорноватистую ($HOCl$) кислоты. Хлорноватистая кислота является одним из основных отбеливающих агентов. $Cl_2 + H_2o \rightleftharpoons HCl + HOCl$

2. Отбеливатель "Белизна" и "щавелевая вода": "Белизна" представляет собой водный раствор гипохлорита натрия ($NaOCl$). Упомянутая "щавелевая вода" — это, вероятнее всего, историческое название "жавелевой воды" (eau de Javel), которая также является раствором гипохлорита натрия, а не раствором щавелевой кислоты. В водном растворе гипохлорит-ион ($OCl^-$) гидролизуется с образованием той же хлорноватистой кислоты: $NaOCl + H_2o \rightleftharpoons NaOH + HOCl$ Или в ионной форме: $OCl^- + H_2o \rightleftharpoons HOCl + OH^-$

3. Хлорная известь ($Ca(OCl)Cl$ или смесь $Ca(OCl)_2$, $CaCl_2$, $Ca(OH)_2$): При растворении в воде она также образует гипохлорит-ионы, которые, в свою очередь, формируют хлорноватистую кислоту. $Ca(OCl)_2 + 2H_2o \rightleftharpoons Ca(OH)_2 + 2HOCl$

Таким образом, во всех случаях ключевым отбеливающим соединением является нестабильная хлорноватистая кислота ($HOCl$).

Механизм отбеливания

Отбеливающий эффект основан на окислении красителей. Цвет тканей обусловлен наличием в молекулах красителей особых групп — хромофоров, которые способны поглощать свет в видимой части спектра. Часто это системы сопряженных двойных связей.

Хлорноватистая кислота ($HOCl$) является очень сильным окислителем. Она легко разлагается с выделением атомарного кислорода ($[O]$), который обладает еще большей окислительной активностью: $HOCl \rightarrow HCl + [O]$

Атомарный кислород или сама молекула $HOCl$ атакуют молекулы красителя, разрушая их хромофорные группы. В результате окисления двойные связи в молекуле красителя разрываются, и она превращается в бесцветное соединение, которое больше не поглощает видимый свет. Именно поэтому ткань обесцвечивается.

Токсичность и меры предосторожности

Предупреждение о токсичности в тексте абсолютно оправданно, поскольку соединения хлора опасны для здоровья.

1. Токсичность: Хлор ($Cl_2$) — ядовитый газ удушающего действия, поражающий дыхательные пути. Растворы гипохлоритов ("Белизна") едкие, могут вызывать химические ожоги кожи и глаз. Пары также раздражают слизистые оболочки.

2. Опасные химические реакции: Категорически запрещено смешивать хлорсодержащие отбеливатели с другими чистящими средствами, особенно с кислотами и аммиаком. Например, при смешивании с кислотами (в том числе со многими средствами для чистки туалета) выделяется высокотоксичный газообразный хлор: $NaOCl + 2HCl \rightarrow NaCl + H_2o + Cl_2 \uparrow$. При смешивании с аммиаком или аммиаксодержащими средствами образуются не менее токсичные и нестабильные хлорамины: $NaOCl + NH_3 \rightarrow NaOH + NH_2Cl$.

3. Правила безопасности: При работе с хлорсодержащими отбеливателями необходимо соблюдать следующие правила. Во-первых, работать следует в хорошо проветриваемом помещении. Во-вторых, для защиты кожи рук нужно использовать резиновые перчатки. В-третьих, рекомендуется надевать защитные очки для предотвращения попадания брызг в глаза. Наконец, хранить отбеливатели нужно в плотно закрытой таре, в недоступном для детей месте и вдали от кислот и аммиачных растворов.

Ответ: Отбеливающие свойства хлора, "Белизны" и хлорной извести обусловлены их способностью образовывать в воде сильный окислитель — хлорноватистую кислоту ($HOCl$) и атомарный кислород ($[O]$). Эти вещества разрушают молекулы красителей на ткани, превращая их в бесцветные соединения. Токсичность этих отбеливателей связана с едкостью растворов и возможностью выделения ядовитого газа хлора при контакте с кислотами, что требует строгого соблюдения мер безопасности: работы в проветриваемом помещении, использования перчаток и очков.