Условие задачи

Через 2-3 мл свежеприготовленного раствора гидроксида кальция (известковой воды) пропустите углекислый газ.

Почему известковая вода мутнеет, если через нее пропускают углекислый газ?

Напишите уравнение протекающей реакции в молекулярном, ионном и сокращенном ионном виде.

Решение

Дисциплина: неорганическая химия (химия неорганических соединений).

Объяснение задачи и подробное решение:

При пропускании углекислого газа через раствор гидроксида кальция (известковую воду) происходит химическая реакция, приводящая к образованию карбоната кальция, который практически нерастворим в воде. Образовавшийся осадок карбоната кальция создаёт мелкую суспензию в растворе, что делает его мутным.

Рассмотрим поэтапно:

1. Молекулярное уравнение реакции:

CO₂(г) + Ca(OH)₂(aq) → CaCO₃(s) + H₂O(l)

Здесь углекислый газ (CO₂) реагирует с растворённым гидроксидом кальция (Ca(OH)₂) с образованием нерастворимого карбоната кальция (CaCO₃), который выпадает в виде осадка, и воды (H₂O).

2. Полное ионное уравнение:

Ca²⁺(aq) + 2 OH⁻(aq) + CO₂(г) → CaCO₃(s) + H₂O(l)

При растворении Ca(OH)₂ в воде он диссоциирует на ионы Ca²⁺ и OH⁻. В результате реакции углекислый газ участвует в реакции с данными ионами, приводя к образованию осадка карбоната кальция.

3. Сокращённое (нетто-ионное) уравнение:

Ca²⁺(aq) + CO₃²⁻(aq) → CaCO₃(s)

Чтобы получить ион CO₃²⁻, в присутствии избытка гидроксидов углекислый газ сначала гидратируется (CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃), а затем углекислота диссоциирует в слабые растворы, особенно в щелочной среде, давая CO₃²⁻. В сокращённом виде реакция сводится к соединению кальция с карбонат-анионом и образованию осадка карбоната кальция.

Таким образом, известковая вода мутнеет благодаря образованию нерастворимого осадка CaCO₃, который создаёт видимость мутности раствора.