Номер 609, страница 104 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

609. Зная, что молекула воды представляет собой диполь, т. е. полярную молекулу, предскажите, какие из веществ будут хорошо в ней растворяться: $S_8$, $HI$, $I_2$, $C_6H_6$, $C_2H_6$, $HF$, $CsI$, $CO$. Поясните свой ответ.

Основной принцип растворимости гласит: «подобное растворяется в подобном». Молекула воды ($H_2O$) является полярным диполем, так как из-за разницы в электроотрицательности атомов кислорода и водорода и углового строения молекулы на атоме кислорода возникает частичный отрицательный заряд ($\delta-$), а на атомах водорода — частичные положительные заряды ($\delta+$).

Следовательно, в воде, как в полярном растворителе, будут хорошо растворяться вещества, имеющие ионное строение или состоящие из полярных молекул. Вещества с неполярными молекулами будут растворяться в воде плохо или не будут растворяться совсем.

Проанализируем каждое вещество:

• S₈: Молекула серы состоит из восьми атомов, образующих неполярные ковалентные связи S-S. Сама молекула симметрична и неполярна. Поэтому сера в воде не растворяется.
• HI: Молекула йодоводорода полярна, так как состоит из атомов водорода и йода, имеющих разную электроотрицательность. Как полярное вещество, HI хорошо растворяется в воде, диссоциируя на ионы и образуя сильную кислоту.
• I₂: Молекула йода состоит из двух одинаковых атомов, связь между которыми неполярна. Молекула I₂ является неполярной и очень плохо растворяется в воде.
• C₆H₆: Бензол — это углеводород. Хотя связи C-H являются слабополярными, молекула в целом неполярна из-за своей высокой симметрии. Бензол не растворяется в воде.
• C₂H₆: Этан, как и бензол, является углеводородом с практически неполярными связями и симметричной структурой. Это неполярное вещество, которое плохо растворяется в воде.
• HF: Связь между водородом и фтором (самым электроотрицательным элементом) является сильнополярной. Молекула HF — это диполь. Кроме того, фтороводород образует с водой прочные водородные связи, что обеспечивает его неограниченную растворимость.
• CsI: Йодид цезия — это ионное соединение, состоящее из катионов $Cs^+$ и анионов $I^-$. Полярные молекулы воды эффективно гидратируют (окружают) эти ионы, что приводит к разрушению кристаллической решётки и хорошему растворению соли в воде.
• CO: Молекула оксида углерода(II) является слабополярной (имеет очень малый дипольный момент). Из-за слабой полярности и неспособности образовывать прочные водородные связи с водой, CO растворяется в воде плохо.

Таким образом, хорошая растворимость в воде будет наблюдаться у веществ с полярными молекулами (HI, HF) и ионных соединений (CsI).

Ответ: В воде будут хорошо растворяться: HI, HF, CsI.