Номер 11, страница 147 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

11. Как, не используя химических реакций, отличить пентан от воды?

Для того чтобы отличить пентан от воды, не прибегая к химическим реакциям, можно воспользоваться их различными физическими свойствами. Вот несколько способов:

1. По плотности и взаимной растворимости

Пентан ($C_5H_{12}$) — это неполярная жидкость, а вода ($H_2O$) — полярная. Согласно правилу «подобное растворяется в подобном», эти два вещества не смешиваются друг с другом. Кроме того, у них разная плотность. Плотность пентана составляет примерно $0.626 \text{ г/см}^3$, в то время как плотность воды — около $1 \text{ г/см}^3$.
Эксперимент: В одну пробирку налить небольшое количество обеих жидкостей и встряхнуть.
Наблюдение: Жидкости расслоятся, образовав два несмешивающихся слоя. Та жидкость, что окажется сверху, будет иметь меньшую плотность — это пентан. Нижний слой будет состоять из воды.
Ответ: При смешивании пентан и вода образуют два слоя; пентан будет верхним слоем, а вода — нижним.

2. По запаху

Органолептические свойства веществ, такие как запах, являются их физическими характеристиками.
Эксперимент: Осторожно понюхать каждую из жидкостей.
Наблюдение: Вода не имеет запаха. Пентан, как и многие другие низшие алканы, обладает характерным запахом, напоминающим бензин или керосин.
Ответ: Жидкость с характерным запахом — пентан, жидкость без запаха — вода.

3. По температуре кипения

Температура кипения — это уникальная физическая константа для каждого чистого вещества при заданном давлении.
Эксперимент: Поочередно нагревать образцы жидкостей в колбах с термометром, соблюдая меры предосторожности (пентан легковоспламеняем, поэтому нагревать следует на водяной бане вдали от открытого огня).
Наблюдение: Пентан закипит уже при температуре $36.1^\circ\text{C}$ (при нормальном атмосферном давлении). Вода закипит только при $100^\circ\text{C}$.
Ответ: Жидкость, которая кипит при значительно более низкой температуре (около $36^\circ\text{C}$), — это пентан.

4. По температуре замерзания

Температура замерзания также является важной физической характеристикой вещества.
Эксперимент: Поместить образцы обеих жидкостей в морозильную камеру бытового холодильника, где температура обычно поддерживается на уровне около $-18^\circ\text{C}$.
Наблюдение: Вода замерзает при $0^\circ\text{C}$ и в морозильной камере превратится в лед. Температура замерзания пентана составляет $-129.8^\circ\text{C}$, поэтому он останется в жидком состоянии.
Ответ: Вещество, которое замерзнет в морозильной камере, — это вода; вещество, которое останется жидким, — пентан.