Свойства уксусной кислоты, страница 164 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Свойства уксусной кислоты

1. Изучите внешний вид выданной вам уксусной кислоты: её цвет, запах, растворимость в воде. Пользуясь индикатором, определите кислотность выданного раствора.

2. Изучите взаимодействие уксусной кислоты и цинка, оксида меди (II), карбоната натрия. Что наблюдаете в каждом случае? Напишите уравнение реакции.

3. Налейте в пробирку 1 мл уксусной кислоты, 1 мл этанола и несколько капель концентрированной серной кислоты. Осторожно нагрейте пробирку в стакане с кипящей водой. Что наблюдаете? Запах какого вещества вы ощущаете? Напишите уравнение реакции.

Решение

1. Уксусная кислота ($CH_3COOH$) представляет собой бесцветную прозрачную жидкость. Она обладает характерным резким, едким запахом, который знаком как запах столового уксуса. Уксусная кислота неограниченно растворяется в воде, смешиваясь с ней в любых соотношениях. Являясь слабой кислотой, в водном растворе она частично диссоциирует на ионы, создавая кислую среду ($pH < 7$). При добавлении в раствор кислотно-основного индикатора, например, лакмуса, он изменит свой цвет на красный, что подтверждает наличие кислотных свойств.

Ответ: Уксусная кислота — бесцветная жидкость с резким запахом, хорошо растворимая в воде. Раствор уксусной кислоты имеет кислую среду, что доказывается изменением цвета индикатора на красный (в случае лакмуса).

2. Изучение химических свойств уксусной кислоты на примере её взаимодействия с цинком, оксидом меди(II) и карбонатом натрия.

Взаимодействие с цинком ($Zn$):

Наблюдения: При помещении гранул цинка в раствор уксусной кислоты наблюдается выделение пузырьков газа. Это водород, который выделяется в результате реакции замещения, так как цинк является более активным металлом, чем водород, и вытесняет его из кислоты. Металл постепенно растворяется.

Уравнение реакции: $2CH_3COOH + Zn \rightarrow (CH_3COO)_2Zn + H_2\uparrow$

Взаимодействие с оксидом меди(II) ($CuO$):

Наблюдения: Оксид меди(II) — это вещество черного цвета. При реакции с уксусной кислотой (для ускорения реакции может потребоваться небольшое нагревание) черный порошок растворяется, и раствор окрашивается в голубой цвет. Это свидетельствует об образовании соли — ацетата меди(II).

Уравнение реакции: $2CH_3COOH + CuO \rightarrow (CH_3COO)_2Cu + H_2O$

Взаимодействие с карбонатом натрия ($Na_2CO_3$):

Наблюдения: При добавлении карбоната натрия (соды) в уксусную кислоту происходит бурная реакция, сопровождающаяся «вскипанием» — интенсивным выделением пузырьков бесцветного газа без запаха. Это углекислый газ, который образуется при разложении угольной кислоты, вытесненной из своей соли более сильной уксусной кислотой.

Уравнение реакции: $2CH_3COOH + Na_2CO_3 \rightarrow 2CH_3COONa + H_2O + CO_2\uparrow$

Ответ: При реакции с цинком выделяется газ водород, цинк растворяется. При реакции с оксидом меди(II) черный порошок растворяется с образованием голубого раствора. При реакции с карбонатом натрия происходит бурное выделение углекислого газа. Уравнения реакций: $2CH_3COOH + Zn \rightarrow (CH_3COO)_2Zn + H_2\uparrow$; $2CH_3COOH + CuO \rightarrow (CH_3COO)_2Cu + H_2O$; $2CH_3COOH + Na_2CO_3 \rightarrow 2CH_3COONa + H_2O + CO_2\uparrow$.

3. При смешивании уксусной кислоты с этанолом в присутствии концентрированной серной кислоты и при нагревании протекает обратимая реакция этерификации — образование сложного эфира.

Наблюдения: Изначально смесь имеет резкий запах уксусной кислоты. После осторожного нагревания на водяной бане появляется новый, приятный, часто описываемый как фруктовый, запах. Этот запах характерен для сложных эфиров. Концентрированная серная кислота в данной реакции выступает в роли катализатора и водоотнимающего средства, сдвигая химическое равновесие в сторону образования продуктов реакции.

Запах какого вещества вы ощущаете? Ощущается запах этилацетата ($CH_3COOC_2H_5$) — сложного эфира, продукта реакции уксусной кислоты и этанола.

Уравнение реакции:

$CH_3COOH_{\text{(уксусная к-та)}} + C_2H_5OH_{\text{(этанол)}} \xrightarrow{H_2SO_4, t} CH_3COOC_2H_5_{\text{(этилацетат)}} + H_2O_{\text{(вода)}}$

Ответ: Наблюдается появление нового приятного фруктового запаха, который принадлежит образовавшемуся сложному эфиру — этилацетату. Уравнение реакции: $CH_3COOH + C_2H_5OH \xrightarrow{H_2SO_4, t} CH_3COOC_2H_5 + H_2O$.