Номер 4, страница 62 - гдз по химии 11 класс тетрадь для практических работ Сечко

Осадок карбоната кальция ($CaCO_3$) обычно более плотный, чем осадок сульфата кальция ($CaSO_4$), по нескольким причинам, основная из которых связана с гидратацией сульфата кальция при его осаждении из водных растворов:

1. Гидратация сульфата кальция: При осаждении из водных растворов при комнатной температуре сульфат кальция чаще всего образует дигидрат, известный как гипс ($CaSO_4 \cdot 2H_2O$). Карбонат кальция же, в свою очередь, обычно осаждается в безводных формах, таких как кальцит или арагонит ($CaCO_3$).

2. Влияние воды кристаллизационной: Молекулы воды, входящие в состав кристаллической решетки гипса ($CaSO_4 \cdot 2H_2O$), увеличивают объем осадка, не внося пропорционального вклада в его массу, как это было бы в случае полностью безводного вещества. Это приводит к снижению общей плотности гидратированной формы по сравнению с безводными соединениями или соединениями с более компактной упаковкой кристаллической решетки.

3. Различия в плотности: Типичная плотность кальцита ($CaCO_3$) составляет около $2.71 \, \text{г/см}^3$, в то время как плотность гипса ($CaSO_4 \cdot 2H_2O$) значительно ниже — около $2.32 \, \text{г/см}^3$. Безводный сульфат кальция (ангидрит, $CaSO_4$) имеет плотность около $2.96 \, \text{г/см}^3$, но он менее склонен к образованию из раствора при стандартных условиях. Таким образом, сравнение обычно проводится между $CaCO_3$ и гипсом.

4. Кристаллическая структура: Кальцит ($CaCO_3$) имеет плотную ромбоэдрическую кристаллическую структуру, что способствует его высокой плотности. Гипс ($CaSO_4 \cdot 2H_2O$) имеет моноклинную структуру, в которой слои сульфата кальция разделены слоями молекул воды, что приводит к менее плотной упаковке и, как следствие, меньшей плотности.

Ответ: Осадок карбоната кальция ($CaCO_3$) более плотный, чем осадок сульфата кальция ($CaSO_4$), потому что сульфат кальция при осаждении из водных растворов обычно образует гидратированную форму — гипс ($CaSO_4 \cdot 2H_2O$), который содержит молекулы воды в своей кристаллической решетке. Эти молекулы воды увеличивают объем осадка без существенного увеличения его массы, что приводит к уменьшению общей плотности по сравнению с безводным карбонатом кальция ($CaCO_3$), который имеет более плотную кристаллическую структуру.