Номер 10, страница 144 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 30. Соединения натрия и калия. Глава 3. Металлы главных подгрупп - номер 10, страница 144.

Условие.

10. Подумайте, как отличить:

а) пищевую соду от кальцинированной;

б) соду от поташа.

Решение.

Решение 2.

а) пищевую соду от кальцинированной

Пищевая сода — это гидрокарбонат натрия ($NaHCO_3$), а кальцинированная сода — это карбонат натрия ($Na_2CO_3$). Оба вещества представляют собой белые кристаллические порошки, растворимые в воде. Для их различения можно использовать химические или физические свойства.

Решение

Существует несколько способов отличить эти два вещества.

Способ 1: Термическое разложение (нагревание)

При нагревании гидрокарбонат натрия разлагается, в то время как карбонат натрия является термически устойчивым соединением (температура плавления 851 °C).

1. Поместить небольшое количество каждого вещества в отдельные сухие термостойкие пробирки.
2. Осторожно нагреть каждую пробирку в пламени горелки.
3. В пробирке с пищевой содой ($NaHCO_3$) будет наблюдаться выделение газа (углекислого газа), что является признаком реакции разложения. Уравнение реакции:
   $2NaHCO_3 \xrightarrow{t} Na_2CO_3 + H_2O + CO_2\uparrow$
   Выделение газа можно подтвердить, пропустив его через известковую воду ($Ca(OH)_2$), которая помутнеет.
4. В пробирке с кальцинированной содой ($Na_2CO_3$) при таком же нагревании видимых изменений не произойдет.

Способ 2: Сравнение pH водных растворов

Оба вещества создают в воде щелочную среду, однако ее сила будет разной. Раствор карбоната натрия является более щелочным, чем раствор гидрокарбоната натрия.

1. Приготовить водные растворы обоих веществ, растворив равные количества порошков в равных объемах воды.
2. Добавить в каждый раствор по несколько капель индикатора фенолфталеина.
3. В растворе кальцинированной соды ($Na_2CO_3$) появится яркая малиновая окраска, так как среда сильнощелочная (pH ≈ 11-12).
4. В растворе пищевой соды ($NaHCO_3$) окраска будет очень слабой, бледно-розовой, или отсутствовать вовсе, так как среда слабощелочная (pH ≈ 8-9).

Ответ: Отличить пищевую соду от кальцинированной можно нагреванием (пищевая сода разлагается с выделением углекислого газа) или по реакции их водных растворов с фенолфталеином (раствор кальцинированной соды дает яркое малиновое окрашивание).

---

б) соду от поташа

В данном случае под "содой" подразумевается карбонат натрия ($Na_2CO_3$), а "поташ" — это тривиальное название карбоната калия ($K_2CO_3$). Оба вещества являются солями сильных оснований и слабой угольной кислоты, поэтому их химические свойства очень схожи. Основное различие заключается в катионе металла ($Na^+$ против $K^+$).

Решение

Наиболее простым и наглядным способом различения солей натрия и калия является пламенная проба.

1. Взять чистую металлическую (нихромовую или платиновую) проволоку, смочить ее конец в дистиллированной воде или соляной кислоте и обмакнуть в порошок первого вещества.
2. Внести кончик проволоки с веществом в бесцветную часть пламени горелки.
3. Если вещество — сода ($Na_2CO_3$), пламя окрасится в интенсивный жёлтый цвет, характерный для ионов натрия ($Na^+$).
4. Прокалить проволоку до исчезновения окраски пламени, а затем повторить опыт со вторым веществом.
5. Если вещество — поташ ($K_2CO_3$), пламя окрасится в лиловый (светло-фиолетовый) цвет, характерный для ионов калия ($K^+$). Примечание: так как даже небольшие примеси натрия дают яркое жёлтое пламя, которое может заглушить фиолетовый цвет калия, для надежного определения рекомендуется смотреть на пламя через синее кобальтовое стекло. Оно поглощает жёлтый свет, делая фиолетовую окраску видимой.

Ответ: Соду (карбонат натрия) от поташа (карбоната калия) можно отличить по цвету пламени: соли натрия окрашивают пламя в жёлтый цвет, а соли калия — в фиолетовый.