Номер 3, страница 52 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 3. Галогены. Параграф 13. Хлор. Подумай, ответь, выполни... - номер 3, страница 52.

Условие.

3. Почему синяя лакмусовая бумага в свежеприготовленной хлорной воде обесцвечивается, а в хлорной воде, которая длительное время находилась на свету, краснеет?

Решение.

Решение 2.

Это явление объясняется химическими процессами, происходящими в хлорной воде в разных условиях.

Почему синяя лакмусовая бумага в свежеприготовленной хлорной воде обесцвечивается

Свежеприготовленная хлорная вода — это раствор, который образуется при растворении газообразного хлора ($Cl_2$) в воде ($H_2O$). При этом происходит обратимая химическая реакция с образованием двух кислот: соляной ($HCl$) и хлорноватистой ($HClO$):

$Cl_2 + H_2O \rightleftharpoons HCl + HClO$

Обе кислоты создают кислую среду, в которой любой кислотно-основной индикатор, включая лакмус, изменил бы цвет (синий лакмус стал бы красным). Однако хлорноватистая кислота ($HClO$) является очень неустойчивым соединением и сильным окислителем. Она легко разлагается с выделением атомарного кислорода ($[O]$):

$HClO \rightarrow HCl + [O]$

Атомарный кислород окисляет молекулы красителя (в данном случае лакмуса), разрушая их структуру и приводя к потере цвета, то есть к обесцвечиванию. Этот процесс окисления протекает настолько быстро, что он перекрывает первоначальное покраснение бумаги от кислой среды. Таким образом, мы наблюдаем обесцвечивание.

Ответ: В свежеприготовленной хлорной воде присутствует хлорноватистая кислота ($HClO$), которая является сильным окислителем и отбеливающим веществом. Она окисляет краситель лакмуса, что приводит к его обесцвечиванию.

Почему в хлорной воде, которая длительное время находилась на свету, синяя лакмусовая бумага краснеет

Как уже упоминалось, хлорноватистая кислота ($HClO$) — вещество неустойчивое. Ее разложение значительно ускоряется под действием света (фотолиз). При длительном нахождении хлорной воды на свету практически вся хлорноватистая кислота разлагается. Суммарный процесс можно описать уравнением:

$2Cl_2 + 2H_2O \xrightarrow{h\nu} 4HCl + O_2\uparrow$

В результате в сосуде остается разбавленный раствор соляной кислоты ($HCl$). Соляная кислота — сильная и стабильная кислота, но она не обладает отбеливающими свойствами. Поэтому, когда синюю лакмусовую бумагу помещают в такой раствор, она реагирует на кислую среду, создаваемую соляной кислотой, и окрашивается в красный цвет. Поскольку отбеливающего агента ($HClO$) в растворе уже нет, дальнейшего обесцвечивания не происходит.

Ответ: При длительном нахождении на свету хлорноватистая кислота в хлорной воде полностью разлагается, и в растворе остается только соляная кислота ($HCl$). Она создает кислую среду, в которой синий лакмус краснеет, но не обесцвечивается из-за отсутствия окислителя.