Домашний эксперимент, страница 48, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

Изучаем адсорбцию

Приготовьте бледный раствор чернил любого цвета и налейте в стакан, но не доверху. Положите в стакан растолченную таблетку активированного угля и хорошо размешайте. Раствор посветлеет на глазах. Поменяйте данный раствор на какой-нибудь другой, но тоже окрашенный — пусть это будет разбавленная гуашь или акварель.

Описанный в тексте опыт демонстрирует физическое явление, называемое адсорбцией.

Суть явления

Адсорбция — это процесс поглощения одного вещества (в данном случае, красителя) поверхностью другого вещества (адсорбента). В этом опыте роль адсорбента выполняет активированный уголь.

Активированный уголь является прекрасным адсорбентом благодаря своей чрезвычайно пористой структуре. Множество мельчайших пор создают огромную удельную поверхность (площадь поверхности на единицу массы). Измельчение таблетки угля дополнительно увеличивает общую площадь контакта с раствором, что ускоряет процесс.

Эксперимент с раствором чернил

При добавлении растолченного активированного угля в бледный раствор чернил происходит следующее:

1. Чернила представляют собой истинный раствор, где молекулы красителя растворены в воде. Эти молекулы очень малы.

2. При перемешивании молекулы красителя сталкиваются с поверхностью угля и "прилипают" к ней за счет сил межмолекулярного взаимодействия. Они проникают в многочисленные поры угля и задерживаются там.

3. Поскольку молекулы красителя уходят из раствора и концентрируются на поверхности угля, их концентрация в воде резко падает. Визуально это проявляется как осветление или полное обесцвечивание раствора.

Ответ: Раствор чернил светлеет, потому что молекулы красителя адсорбируются (поглощаются) на огромной пористой поверхности активированного угля, тем самым удаляясь из раствора.

Эксперимент с разбавленной гуашью или акварелью

При замене раствора чернил на разбавленную гуашь или акварель результат будет иным.

1. Гуашь и акварель — это не истинные растворы, а суспензии (взвеси). Они состоят не из отдельных молекул, а из мелких твердых частиц пигмента, взвешенных в воде.

2. Частицы пигмента значительно крупнее молекул красителя в чернилах. Из-за своего большого размера они не могут проникнуть в большинство мелких пор активированного угля, где и происходит основная адсорбция.

3. Некоторое осветление раствора все же может произойти, так как часть пигментных частиц может осесть на внешней поверхности угольных крупинок или застрять в наиболее крупных порах. Однако этот эффект будет гораздо слабее, чем в случае с чернилами.

Ответ: Раствор гуаши или акварели практически не изменит свой цвет или посветлеет очень незначительно. Это связано с тем, что частицы пигмента в красках слишком велики, чтобы эффективно адсорбироваться пористой структурой активированного угля, в отличие от мелких молекул красителя в чернилах.