Номер 4, страница 129 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 6. Углерод и кремний. Параграф 35. Угольная кислота и её соли. Круговорот углерода в природе. Подумай, ответь, выполни... - номер 4, страница 129.

Условие.

4. Чем объяснить моющие свойства кальцинированной соды? Как вы думаете, можно ли в домашних условиях хранить соду в алюминиевом сосуде?

Решение.

Решение 2.

Чем объяснять моющие свойства кальцинированной соды?

Моющие свойства кальцинированной соды (карбоната натрия, $Na_2CO_3$) объясняются ее поведением в водном растворе. Карбонат натрия — это соль, образованная сильным основанием ($NaOH$) и слабой кислотой (угольной, $H_2CO_3$). При растворении в воде она подвергается гидролизу по аниону:

$CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + OH^-$

В результате этой реакции в растворе накапливаются гидроксид-ионы ($OH^-$), что создает щелочную среду (pH > 7). Щелочная среда, в свою очередь, обеспечивает два основных моющих эффекта:

1. Омыление жиров. Щелочь вступает в реакцию с жирами и маслами, которые являются сложными эфирами. В результате этой реакции, называемой омылением, образуются глицерин и соли высших жирных кислот, то есть мыло. Мыло растворимо в воде и помогает эмульгировать (разбивать на мелкие капли) и удалять жировые загрязнения.

2. Умягчение воды. Жесткая вода содержит растворенные соли кальция ($Ca^{2+}$) и магния ($Mg^{2+}$). Эти ионы реагируют с мылом, образуя нерастворимый осадок, что снижает моющую способность. Кальцинированная сода устраняет жесткость воды, осаждая ионы кальция и магния в виде нерастворимых карбонатов:

$Ca^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3 \downarrow$

$Mg^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow MgCO_3 \downarrow$

В результате этого процесса вода "умягчается", и моющие средства действуют гораздо эффективнее.

Ответ: Моющие свойства кальцинированной соды обусловлены созданием щелочной среды в ее водном растворе из-за гидролиза. Щелочная среда способствует омылению жиров и умягчению воды путем осаждения ионов кальция и магния.

Как вы думаете, можно ли в домашних условиях хранить соду в алюминиевом сосуде?

Хранить кальцинированную соду, особенно ее водный раствор, в алюминиевом сосуде нельзя. Причина заключается в химической реакции между алюминием и щелочным раствором соды.

Алюминий — активный металл, но на воздухе он покрыт тонкой и прочной оксидной пленкой ($Al_2O_3$), которая защищает его от дальнейшей коррозии. Однако эта оксидная пленка является амфотерной, то есть она растворяется как в кислотах, так и в щелочах. Водный раствор кальцинированной соды имеет щелочную реакцию (из-за гидролиза, о котором говорилось выше), и эта щелочь растворяет защитную оксидную пленку:

$Al_2O_3 + 2OH^- + 3H_2O \rightarrow 2[Al(OH)_4]^-$

После растворения оксидной пленки "голый" алюминий начинает активно реагировать с водой в присутствии щелочи с образованием растворимого комплексного соединения (тетрагидроксоалюмината) и выделением водорода:

$2Al + 2OH^- + 6H_2O \rightarrow 2[Al(OH)_4]^- + 3H_2 \uparrow$

Этот процесс приводит к быстрому разрушению (коррозии) алюминиевого сосуда. Выделяющийся водород ($H_2$) является горючим и взрывоопасным газом. Даже хранение сухого порошка соды в алюминиевой таре не рекомендуется, так как сода гигроскопична и будет поглощать влагу из воздуха, запуская тот же коррозионный процесс, хотя и значительно медленнее.

Ответ: Нет, хранить кальцинированную соду в алюминиевом сосуде нельзя. Щелочной раствор соды разрушает защитную оксидную пленку алюминия, что приводит к коррозии сосуда и выделению водорода.