Номер 7, страница 151 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 32. Магний и его соединения. Глава 3. Металлы главных подгрупп - номер 7, страница 151.

Условие.

7. Как доказать, что гидроксид магния как основание:

а) слабее гидроксида натрия;

б) сильнее водного раствора аммиака?

Решение.

Решение 2.

Для доказательства сравнительной силы гидроксида магния как основания можно использовать как теоретические положения, так и экспериментальные данные.

а) слабее гидроксида натрия

Сравнение силы гидроксида магния ($Mg(OH)_2$) и гидроксида натрия ($NaOH$) можно провести несколькими способами.

1. Положение элементов в Периодической системе.
Натрий (Na) и магний (Mg) находятся в одном, третьем, периоде. Основные свойства гидроксидов элементов в периоде ослабевают слева направо, так как усиливаются неметаллические свойства и уменьшается радиус атома. Натрий находится в I группе, а магний – во II группе. Следовательно, гидроксид натрия, как гидроксид более активного металла, является более сильным основанием, чем гидроксид магния.

2. Растворимость и диссоциация в воде.
Сила основания напрямую связана с его способностью диссоциировать в водном растворе, создавая гидроксид-ионы ($OH^-$).

• Гидроксид натрия ($NaOH$) – щелочь, он хорошо растворим в воде и является сильным электролитом, то есть практически полностью диссоциирует на ионы: $NaOH \rightarrow Na^+ + OH^-$. Это создает высокую концентрацию $OH^-$ ионов в растворе.
• Гидроксид магния ($Mg(OH)_2$) – практически нерастворимое в воде вещество. В насыщенном растворе он диссоциирует лишь в незначительной степени, являясь слабым электролитом: $Mg(OH)_2 \rightleftharpoons Mg^{2+} + 2OH^-$. Концентрация ионов $OH^-$ в растворе очень низка.

3. Реакция вытеснения.
Общее правило гласит, что более сильное основание вытесняет более слабое из раствора его соли. Если к раствору соли магния, например хлорида магния ($MgCl_2$), прилить раствор гидроксида натрия, наблюдается выпадение белого осадка гидроксида магния.
Уравнение реакции: $MgCl_2 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$.
Эта реакция показывает, что гидроксид натрия является более сильным основанием, чем гидроксид магния.

Ответ: Доказать, что гидроксид магния является более слабым основанием, чем гидроксид натрия, можно на основании положения Na и Mg в Периодической системе, их различной растворимости и способности к диссоциации, а также с помощью реакции вытеснения, где $NaOH$ осаждает $Mg(OH)_2$ из раствора соли магния.

б) сильнее водного раствора аммиака

Сравнение силы гидроксида магния ($Mg(OH)_2$) и водного раствора аммиака ($NH_3 \cdot H_2O$, условно гидроксид аммония $NH_4OH$) является более сложной задачей, но также может быть доказано.

1. Тип гидроксида.
Гидроксид магния ($Mg(OH)_2$) является основанием, образованным металлом II группы. Водный раствор аммиака ($NH_3 \cdot H_2O$) — это гидрат молекулярного соединения, который проявляет свойства слабого основания за счет равновесия: $NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-$. По общей классификации, гидроксиды металлов (за исключением амфотерных) являются более сильными основаниями, чем гидрат аммиака.

2. Реакция вытеснения.
Классическим способом сравнения силы нелетучего и летучего оснований является реакция вытеснения последнего из его соли при нагревании. При нагревании смеси твердого гидроксида магния с раствором соли аммония, например хлорида аммония ($NH_4Cl$), происходит реакция с выделением газообразного аммиака, что можно обнаружить по характерному запаху или с помощью влажной индикаторной бумаги.
Уравнение реакции: $Mg(OH)_2(s) + 2NH_4Cl(aq) \xrightarrow{t} MgCl_2(aq) + 2NH_3 \uparrow + 2H_2O(l)$.
Тот факт, что гидроксид магния способен вытеснить аммиак из его соли (реакция смещается вправо за счет улетучивания $NH_3$), доказывает, что $Mg(OH)_2$ является более сильным основанием, чем водный раствор аммиака.

Ответ: Доказать, что гидроксид магния является более сильным основанием, чем водный раствор аммиака, можно, проведя реакцию между $Mg(OH)_2$ и солью аммония ($NH_4Cl$) при нагревании. Выделение газообразного аммиака свидетельствует о том, что более сильное нелетучее основание ($Mg(OH)_2$) вытесняет более слабое летучее основание ($NH_3$) из его соли.