Решение: Разбавление серной кислоты
Статья к заданиюМногообразие растворов
Растворы играют огромную роль в природе, науке и технике. Растворы – это однородные смеси, которые состоят из двух и более компонентов: растворителя и растворённого вещества (твёрдого, жидкого или газообразного).
Все методы разделения смесей основываются на различиях в свойствах образующих их веществ: агрегатных состояниях, температурах кипения и плавления, размерах частиц и др. По агрегатному состоянию растворы делятся на твёрдые, жидкие, газообразные.
Наиболее распространены жидкие растворы. Природная вода является раствором, ведь в ней содержатся растворённые вещества. По нашим сосудам тоже течёт раствор, где содержание солей около 0,9%. Плазма крови, желудочный сок тоже являются растворами. Большинство физико-химических процессов в живых организмах тоже протекает в растворах.
В настоящее время принята физико-химическая теория растворов, которую ещё в 1906 г. предсказывал Д.И. Менделеев. Однако следует заметить, что долгое время существовали сторонники физической и химической теорий растворов. Физическая сторона процесса заключается в разрушении кристаллической решётки вещества и равномерном распределении, по принципу диффузии, частиц растворённого вещества среди молекул растворителя. Химическая сторона процесса проявляется во взаимодействии частиц растворённого вещества с молекулами растворителя.
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
При приготовлении раствора серной кислоты для автомобильного аккумулятора воду добавляют к концентрированной серной кислоте. При этом происходит очень сильное разогревание образующегося раствора. Будет ли отмечаться такой же эффект, если приливать серную кислоту к воде? Почему?
Используйте сведения из общего материала и приведите причинно-следственное объяснение.
Решение по шагам
4 шагаРастворение концентрированной серной кислоты в воде является экзотермическим процессом, поэтому при смешивании компонентов выделяется большое количество теплоты.
Если серную кислоту медленно приливать к воде, тепловой эффект также будет наблюдаться: раствор будет сильно нагреваться.
Однако при таком порядке смешивания вода находится в большем количестве и поглощает выделяющуюся теплоту. Поэтому температура небольшого участка смеси не возрастает настолько резко, как при добавлении воды к концентрированной кислоте.
При добавлении воды к кислоте небольшая порция воды может быстро нагреться и закипеть, что способно привести к разбрызгиванию концентрированной серной кислоты. Поэтому кислоту приливают к воде небольшими порциями, а не наоборот.
Да, при приливании серной кислоты к воде также выделяется много теплоты и раствор нагревается. Но такой способ безопаснее: вода поглощает теплоту, тогда как при добавлении воды к кислоте она может быстро закипеть и вызвать разбрызгивание кислоты.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Утверждать, что при добавлении кислоты к воде теплота не выделяется.
Объяснять различие тем, что меняется химическая реакция, а не условия отвода теплоты.
Не указывать опасность быстрого закипания воды и разбрызгивания кислоты.