Номер 2, страница 162 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 7. Металлы. Параграф 45. Важнейшие соединения кальция. Жёсткость воды. Подумай, ответь, выполни... - номер 2, страница 162.

Условие.

2. Почему жёсткую воду нельзя использовать для охлаждения двигателей машин? Ответ подтвердите уравнением реакции.

$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t^\circ} CaCO_3\downarrow + H_2O + CO_2\uparrow$

Решение.

Решение 2.

Решение

Жёсткая вода содержит в растворенном виде соли кальция и магния, в основном гидрокарбонаты ($Ca(HCO_3)_2$ и $Mg(HCO_3)_2$), которые обуславливают так называемую временную, или карбонатную, жёсткость. В системе охлаждения двигателя автомобиля вода постоянно нагревается до высоких температур.

При нагревании гидрокарбонаты, будучи термически неустойчивыми, разлагаются. В результате образуются нерастворимые в воде вещества: карбонат кальция ($CaCO_3$) и гидроксид магния ($Mg(OH)_2$). Эти вещества формируют твёрдый осадок, который называется накипью.

Накипь обладает очень низкой теплопроводностью по сравнению с металлами, из которых изготовлены детали двигателя и радиатора. Откладываясь на внутренних стенках каналов системы охлаждения, слой накипи создаёт теплоизолирующий барьер. Этот барьер значительно ухудшает процесс отвода тепла от двигателя к охлаждающей жидкости. В результате эффективность охлаждения падает, что приводит к перегреву двигателя. Перегрев, в свою очередь, может вызвать серьёзные повреждения, такие как деформация головки блока цилиндров, прогар прокладки или заклинивание поршней. Кроме того, отложения накипи могут со временем полностью забить узкие каналы радиатора, нарушив циркуляцию охлаждающей жидкости.

Процесс образования накипи из-за солей кальция, которые составляют основу временной жёсткости, можно описать следующим уравнением реакции:

$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t^\circ} CaCO_3 \downarrow + H_2O + CO_2 \uparrow$

В этой реакции растворимый гидрокарбонат кальция при нагревании разлагается на нерастворимый карбонат кальция (осадок, накипь), воду и углекислый газ.

Именно по этой причине в системах охлаждения современных автомобилей используют специальные жидкости (антифризы) на основе этиленгликоля или пропиленгликоля с пакетом присадок, либо, в крайнем случае, дистиллированную (полностью очищенную от солей) воду.

Ответ:

Жёсткую воду нельзя использовать для охлаждения двигателей машин, потому что при нагревании содержащиеся в ней соли жёсткости (в основном, гидрокарбонат кальция) разлагаются с образованием твёрдого нерастворимого осадка — накипи. Накипь откладывается на внутренних поверхностях системы охлаждения, ухудшает теплообмен и может привести к перегреву и поломке двигателя. Уравнение реакции, подтверждающее этот процесс: $Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t^\circ} CaCO_3 \downarrow + H_2O + CO_2 \uparrow$.