Страница 281 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Лабораторный опыт 9.Свойства уксусной кислоты

1. Ознакомьтесь со свойствами выданной вам уксусной кислоты: отметьте ее цвет, запах, растворимость в воде. Пользуясь индикатором, определите кислотность приготовленного раствора.

2. Изучите отношение уксусной кислоты к цинку, оксиду меди(II), карбонату кальция. 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.

1. Ознакомьтесь со свойствами выданной вам уксусной кислоты: отметьте её цвет, запах, растворимость в воде. Пользуясь индикатором, определите кислотность приготовленного раствора.

Уксусная кислота ($CH_3COOH$) — это бесцветная жидкость с характерным резким кислым запахом (запах уксуса). Она неограниченно растворяется в воде (смешивается в любых соотношениях), так как её молекулы способны образовывать водородные связи с молекулами воды.

Для определения кислотности раствора уксусной кислоты можно использовать кислотно-основные индикаторы. Уксусная кислота является слабой кислотой, её водный раствор имеет кислую среду ($pH < 7$) из-за обратимой диссоциации с образованием ионов гидроксония (упрощенно - ионов водорода):

$CH_3COOH + H_2O \rightleftharpoons CH_3COO^- + H_3O^+$

При добавлении индикатора в раствор уксусной кислоты наблюдается изменение его цвета, что подтверждает наличие кислой среды:

• Лакмус изменяет свой цвет с фиолетового на красный.
• Метиловый оранжевый (метилоранж) изменяет цвет с оранжевого на розовый.

Ответ: Уксусная кислота — бесцветная жидкость с резким кислым запахом, хорошо растворима в воде. Раствор уксусной кислоты имеет кислую среду, что доказывается изменением цвета индикатора (например, лакмус становится красным).

2. Изучите отношение уксусной кислоты к цинку, оксиду меди(II), карбонату кальция. Что наблюдаете в каждом случае? Напишите уравнение реакции.

Уксусная кислота проявляет типичные свойства кислот, реагируя с металлами, стоящими в ряду активности до водорода, с основными оксидами и солями более слабых кислот.

• Взаимодействие с цинком ($Zn$):

  Наблюдение: При контакте уксусной кислоты с гранулой цинка наблюдается выделение пузырьков бесцветного газа. Металл постепенно растворяется.

  Уравнение реакции: Цинк вытесняет водород из кислоты, образуя соль (ацетат цинка) и газообразный водород.

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

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

  Наблюдение: Чёрный порошок оксида меди(II) при взаимодействии с уксусной кислотой (особенно при лёгком нагревании) растворяется. Раствор приобретает характерный голубой цвет.

  Уравнение реакции: Происходит реакция нейтрализации между кислотой и основным оксидом с образованием соли (ацетата меди(II)) и воды.

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

• Взаимодействие с карбонатом кальция ($CaCO_3$):

  Наблюдение: При добавлении карбоната кальция (например, мела или мрамора) к уксусной кислоте происходит бурная реакция с выделением большого количества пузырьков бесцветного газа без запаха. Твёрдое вещество растворяется.

  Уравнение реакции: Уксусная кислота, как более сильная, чем угольная, вытесняет последнюю из её соли. В результате образуются ацетат кальция, вода и углекислый газ.

  $2CH_3COOH + CaCO_3 \rightarrow (CH_3COO)_2Ca + H_2O + CO_2 \uparrow$

Ответ: С цинком наблюдается выделение газа ($H_2$); с оксидом меди(II) — растворение чёрного порошка и окрашивание раствора в голубой цвет; с карбонатом кальция — бурное выделение газа ($CO_2$). Уравнения реакций: $2CH_3COOH + Zn \rightarrow (CH_3COO)_2Zn + H_2 \uparrow$; $2CH_3COOH + CuO \rightarrow (CH_3COO)_2Cu + H_2O$; $2CH_3COOH + CaCO_3 \rightarrow (CH_3COO)_2Ca + H_2O + CO_2 \uparrow$.

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.

Наблюдение: После смешивания реагентов и осторожного нагревания смеси на водяной бане в пробирке не наблюдается заметных визуальных изменений (например, изменения цвета или выпадения осадка), однако появляется новый характерный запах.

Запах: Ощущается приятный, фруктовый запах. Этот запах принадлежит сложному эфиру — этилацетату ($CH_3COOC_2H_5$).

Уравнение реакции: Происходит реакция этерификации, в ходе которой уксусная кислота реагирует с этиловым спиртом (этанолом). Продуктами реакции являются сложный эфир (этилацетат) и вода. Концентрированная серная кислота играет роль катализатора (ускоряет реакцию) и водоотнимающего средства (смещает равновесие вправо, в сторону образования эфира).

$CH_3COOH + C_2H_5OH \xrightarrow{H_2SO_4, t} CH_3COOC_2H_5 + H_2O$

Ответ: При нагревании смеси ощущается появление приятного фруктового запаха, принадлежащего этилацетату. Уравнение реакции: $CH_3COOH + C_2H_5OH \xrightarrow{H_2SO_4, t} CH_3COOC_2H_5 + H_2O$.