Номер 6, страница 47 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

6. Алканы содержатся в нефти. Какие физические свойства алканов объясняют образование плёнки на поверхности воды при попадании в неё нефтепродуктов?

Образование пленки нефтепродуктов, которые в значительной степени состоят из алканов, на поверхности воды обусловлено двумя основными физическими свойствами алканов по отношению к воде.

1. Нерастворимость в воде (гидрофобность)

Молекулы алканов являются неполярными. Они построены из атомов углерода и водорода, электроотрицательности которых близки, поэтому ковалентные связи C–H и C–C являются практически неполярными. С другой стороны, молекула воды ($H_2O$) — это ярко выраженный полярный диполь. Между молекулами воды действуют сильные межмолекулярные взаимодействия — водородные связи.

Существует эмпирическое правило «подобное растворяется в подобном». Это означает, что неполярные вещества (как алканы) не могут растворяться в полярных растворителях (как вода). Неполярные молекулы алканов не могут вклиниться в структуру воды и разрушить существующую сетку водородных связей. В результате алканы и вода не смешиваются, образуя две отдельные фазы.

2. Плотность ниже плотности воды

Плотность жидких алканов, составляющих основу нефтепродуктов, как правило, находится в диапазоне 0,65–0,80 г/см³. Плотность пресной воды при стандартных условиях составляет около 1,00 г/см³.

Поскольку нефтепродукты имеют меньшую плотность, чем вода, они всплывают на ее поверхность, а не опускаются на дно. Силы поверхностного натяжения заставляют легкую несмешивающуюся жидкость растекаться по поверхности более плотной, образуя тонкую пленку.

Именно сочетание этих двух факторов — гидрофобности и меньшей плотности — приводит к тому, что разлив нефти или нефтепродуктов создает характерную пленку на поверхности водоемов.

Ответ: Образование пленки на поверхности воды при попадании в неё нефтепродуктов объясняется двумя физическими свойствами алканов: 1) они нерастворимы в воде, так как их молекулы неполярны, в отличие от полярных молекул воды; 2) их плотность меньше плотности воды, что заставляет их всплывать на поверхность.