Номер 3, страница 294 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

3. Какие неорганические вещества могут быть обнаружены в воде из колодца, если:

а) она является жёсткой;

б) неподалёку расположен коровник;

в) рядом находится удобряемое поле?

a) Жёсткость воды обусловлена присутствием в ней растворенных солей щёлочноземельных металлов, в основном кальция ($Ca^{2+}$) и магния ($Mg^{2+}$). Эти ионы попадают в воду в результате растворения горных пород, таких как известняки, доломиты и гипс. Жёсткость бывает двух видов:

1. Временная (карбонатная) жёсткость вызвана наличием гидрокарбонатов кальция $Ca(HCO_3)_2$ и магния $Mg(HCO_3)_2$.

2. Постоянная (некарбонатная) жёсткость обусловлена присутствием сульфатов и хлоридов кальция и магния, таких как сульфат кальция ($CaSO_4$), хлорид кальция ($CaCl_2$), сульфат магния ($MgSO_4$) и хлорид магния ($MgCl_2$).

Таким образом, в жёсткой воде из колодца можно обнаружить катионы кальция ($Ca^{2+}$), магния ($Mg^{2+}$) и анионы: гидрокарбонат-ионы ($HCO_3^-$), сульфат-ионы ($SO_4^{2-}$) и хлорид-ионы ($Cl^-$).

Ответ: В жёсткой воде могут быть обнаружены соли кальция и магния: гидрокарбонаты ($Ca(HCO_3)_2$, $Mg(HCO_3)_2$), сульфаты ($CaSO_4$, $MgSO_4$) и хлориды ($CaCl_2$, $MgCl_2$).

б) Коровник является источником органических отходов (навоз, моча), которые содержат большое количество азотистых соединений. В процессе разложения этих отходов под действием микроорганизмов образуются неорганические вещества, которые могут проникать с грунтовыми водами в колодец.

Основные загрязняющие вещества:

1. Соединения аммония: В результате разложения мочевины и белков образуется аммиак ($NH_3$), который в воде существует в виде ионов аммония ($NH_4^+$).

2. Нитриты и нитраты: В аэробных условиях аммонийный азот окисляется нитрифицирующими бактериями сначала до нитрит-ионов ($NO_2^-$), а затем до нитрат-ионов ($NO_3^-$). Высокое содержание нитратов в питьевой воде опасно для здоровья.

3. Фосфаты: Навоз также богат фосфором, который может присутствовать в воде в виде фосфат-ионов ($PO_4^{3-}$).

4. Хлориды: Животным часто дают поваренную соль ($NaCl$), поэтому в стоках с фермы могут содержаться хлорид-ионы ($Cl^-$).

Ответ: В воде могут быть обнаружены соединения аммония (соли аммония), нитриты, нитраты, фосфаты и хлориды.

в) Удобряемые поля являются источником загрязнения грунтовых вод химическими веществами, входящими в состав минеральных удобрений. Эти вещества вымываются из почвы дождями и талыми водами и попадают в водоносные горизонты, питающие колодец.

В зависимости от типа используемых удобрений, в воде можно обнаружить:

1. Азотные соединения: Из азотных удобрений (например, аммиачная селитра $NH_4NO_3$, калийная селитра $KNO_3$, сульфат аммония $(NH_4)_2SO_4$) в воду попадают нитрат-ионы ($NO_3^-$) и ионы аммония ($NH_4^+$). Нитраты особенно подвижны в почве и легко достигают грунтовых вод.

2. Фосфорные соединения: Из фосфорных удобрений (например, суперфосфат, представляющий собой смесь $Ca(H_2PO_4)_2$ и $CaSO_4$) в воду могут попадать фосфат-ионы (в различных формах, например, $H_2PO_4^-$, $HPO_4^{2-}$, $PO_4^{3-}$).

3. Калийные соединения: Из калийных удобрений (например, хлорид калия $KCl$, сульфат калия $K_2SO_4$) в воду попадают ионы калия ($K^+$), а также хлорид-ионы ($Cl^-$) и сульфат-ионы ($SO_4^{2-}$).

Ответ: В воде могут быть обнаружены компоненты минеральных удобрений: нитраты, ионы аммония, фосфаты, ионы калия, а также сульфаты и хлориды.