Номер 293, страница 224 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.293. Водный раствор лакмуса обесцвечивается: а) при пропускании хлора; б) при добавлении порошка активированного угля. Дайте объяснения причинам этих явлений.

Решение

а) при пропускании хлора;

Обесцвечивание водного раствора лакмуса при пропускании через него хлора является химическим процессом. Он протекает в несколько этапов.

1. Сначала хлор ($Cl_2$) реагирует с водой ($H_2O$) с образованием двух кислот — соляной ($HCl$) и хлорноватистой ($HClO$):
$Cl_2 + H_2O \rightleftharpoons HCl + HClO$

2. Образовавшиеся кислоты повышают кислотность раствора. Лакмус, будучи кислотно-основным индикатором, в кислой среде меняет свой цвет с фиолетового на красный.

3. Хлорноватистая кислота ($HClO$) является сильным окислителем и нестабильным соединением. Она разлагается, выделяя атомарный кислород ([O]), который обладает высокой окислительной способностью:
$HClO \rightarrow HCl + [O]$

4. Атомарный кислород окисляет сложные органические молекулы красителя лакмуса, разрушая их структуру (в частности, хромофорные группы, отвечающие за цвет). В результате этого химического разрушения краситель теряет свой цвет, и раствор становится бесцветным.

Ответ: При пропускании хлора через водный раствор лакмуса происходит его реакция с водой с образованием хлорноватистой кислоты ($HClO$). Эта кислота является сильным окислителем, она разрушает молекулы красителя лакмуса, что приводит к обесцвечиванию раствора.

б) при добавлении порошка активированного угля.

В отличие от предыдущего случая, обесцвечивание раствора лакмуса активированным углем является физическим, а не химическим процессом.

1. Активированный уголь — это вещество с очень пористой структурой и, как следствие, с огромной площадью поверхности. Благодаря этому он является отличным адсорбентом.

2. Адсорбция — это процесс поглощения вещества из раствора или газа поверхностью другого вещества (адсорбента). В данном случае молекулы красителя лакмуса "прилипают" к поверхности частиц угля и удерживаются на ней силами межмолекулярного взаимодействия.

3. Так как молекулы красителя удаляются из раствора, концентрируясь на поверхности угля, сам раствор становится бесцветным. При этом химического разрушения молекул лакмуса не происходит, они просто удалены из раствора.

Ответ: Активированный уголь обесцвечивает раствор лакмуса за счет адсорбции. Его пористая поверхность поглощает молекулы красителя, удаляя их из раствора. Это физический процесс, не изменяющий химическую структуру лакмуса.