Номер 3, страница 28, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. Почему концентрированную серную кислоту можно хранить в стальных емкостях, а для хранения разбавленной серной кислоты эти емкости покрывают изнутри кислотостойким материалом? Поясните.

Различие в поведении стали по отношению к концентрированной и разбавленной серной кислоте ($H_2SO_4$) объясняется явлением пассивации. Концентрированная серная кислота является сильным окислителем. При её контакте со сталью, основной компонент которой — железо ($Fe$), на поверхности металла образуется тонкая, плотная и химически инертная плёнка из продуктов окисления, в основном сульфата железа. Эта плёнка, называемая пассивирующей, нерастворима в концентрированной кислоте и создаёт барьер, который предотвращает дальнейшее разрушение металла. Таким образом, сталь становится «пассивной» по отношению к концентрированной кислоте, что позволяет хранить последнюю в стальных ёмкостях.

С другой стороны, разбавленная серная кислота ведёт себя как типичная сильная кислота. В присутствии большого количества воды она полностью диссоциирует на ионы водорода ($H^+$) и сульфат-ионы ($SO_4^{2-}$). Ионы водорода активно реагируют с железом, вызывая его растворение с выделением газообразного водорода. При этом пассивирующая плёнка не образуется, так как продукт реакции — сульфат железа(II) ($FeSO_4$) — хорошо растворим в воде. Реакция описывается уравнением: $Fe + H_2SO_4(\text{разб.}) \rightarrow FeSO_4 + H_2\uparrow$. Этот процесс приводит к быстрой коррозии и разрушению стальной ёмкости.

Именно поэтому для хранения разбавленной серной кислоты стальные ёмкости необходимо защищать изнутри, покрывая их кислотостойкими материалами (например, свинцом, специальными полимерами или эмалью), которые не реагируют с кислотой и предотвращают её прямой контакт с металлом.

Ответ: Концентрированная серная кислота пассивирует сталь, создавая на её поверхности защитную плёнку, которая препятствует дальнейшей реакции. Разбавленная же серная кислота активно реагирует со сталью как типичная кислота, растворяя её, так как защитная плёнка в этих условиях не образуется. Поэтому для хранения разбавленной кислоты стальные ёмкости требуют внутреннего кислотостойкого покрытия.