Лабораторный опыт 27, страница 396 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 79. Бытовая химия. Глава 8. Химия в повседневной жизни - страница 396.

Условие.

Лабораторный опыт 27. Знакомство с моющими средствами

1. В стакане с водой растворите выданное вам моющее средство, стараясь не допускать вспенивания.

2. Разделите раствор на четыре равные части. К первой из них добавьте лакмус или фенолфталеин, во вторую — раствор хлорида кальция, к третьей прилейте 5%-й соляной кислоты, а четвёртую энергично перемешайте до образования пены. Отметьте происходящие изменения и объясните их.

3. Проделайте те же самые операции с другими моющими средствами.

4. Результаты оформите в виде таблицы.

Моющее средствоРеакция на фенолфталеинРеакция на раствор $CaCl_2$Реакция на 5%-й раствор $HCl$Характеристика пены

Сделайте вывод, какими из средств можно пользоваться в жёсткой воде, какие пригодны для машинной стирки (в этом случае образование обильной пены недопустимо).

Решение.

Решение 2.

Для выполнения данного лабораторного опыта и заполнения таблицы рассмотрим свойства трех типичных моющих средств: хозяйственного мыла, стирального порошка для ручной стирки и стирального порошка для автоматических стиральных машин.

Решение

Ход эксперимента заключается в последовательном исследовании свойств водных растворов различных моющих средств.

• Проба с индикатором (фенолфталеином) показывает реакцию среды раствора. Большинство моющих средств создают щелочную среду для более эффективного удаления загрязнений, что приводит к малиновой окраске индикатора.
• Проба с раствором хлорида кальция ($CaCl_2$) имитирует использование моющего средства в жёсткой воде. Жёсткая вода содержит ионы кальция ($Ca^{2+}$) и магния ($Mg^{2+}$). Если моющее средство образует с ними нерастворимый осадок, его эффективность в такой воде снижается.
• Проба с раствором соляной кислоты ($HCl$) проверяет устойчивость средства в кислой среде. Мыла, как соли слабых карбоновых кислот, разлагаются кислотами. Синтетические моющие средства (СМС), как соли сильных сульфокислот, более устойчивы.
• Проба на пенообразование определяет, насколько обильную пену создает средство.

Результаты проведённых исследований для каждого средства представлены в таблице.

Моющее средство	Реакция на фенолфталеин	Реакция на раствор $CaCl_2$	Реакция на 5%-й раствор $HCl$	Характеристика пены
Хозяйственное мыло (на основе стеарата натрия $C_{17}H_{35}COONa$)	Раствор окрашивается в малиновый цвет. Происходит гидролиз по аниону, создается щелочная среда: $C_{17}H_{35}COO^{-} + H_2O \rightleftharpoons C_{17}H_{35}COOH + OH^{-}$	Образуется белый хлопьевидный осадок (кальциевая соль стеариновой кислоты). Моющая способность резко падает. $2C_{17}H_{35}COONa + CaCl_2 \rightarrow (C_{17}H_{35}COO)_2Ca \downarrow + 2NaCl$	Выпадает белый осадок нерастворимой в воде стеариновой кислоты. $C_{17}H_{35}COONa + HCl \rightarrow C_{17}H_{35}COOH \downarrow + NaCl$	В мягкой воде образует обильную, устойчивую пену. В жёсткой воде пенообразование слабое.
Стиральный порошок (для ручной стирки)	Раствор окрашивается в малиновый цвет из-за наличия в составе щелочных добавок (например, соды $Na_2CO_3$).	Видимых изменений нет. Раствор остается прозрачным. Кальциевые соли алкилсульфонатов растворимы в воде.	Раствор остается прозрачным, возможно выделение пузырьков газа ($CO_2$) из-за реакции соды с кислотой: $Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow$.	Образует обильную и устойчивую пену, что облегчает ручную стирку.
Стиральный порошок (для автоматических машин)	Раствор окрашивается в малиновый цвет из-за щелочных компонентов в составе.	Видимых изменений нет. Раствор остается прозрачным.	Раствор остается прозрачным, возможно выделение газа ($CO_2$).	Пенообразование слабое или отсутствует. Порошок содержит пеногасители, чтобы избежать повреждения стиральной машины.

Сделайте вывод, какими из средств можно пользоваться в жёсткой воде, какие пригодны для машинной стирки (в этом случае образование обильной пены недопустимо).

1. Использование в жёсткой воде: В жёсткой воде можно пользоваться синтетическими моющими средствами (стиральными порошками), так как они не образуют нерастворимых осадков с ионами кальция и магния и сохраняют свою моющую способность. Хозяйственное мыло в жёсткой воде использовать неэффективно, так как оно образует нерастворимые соли ("кальциевое мыло"), которые оседают на ткани в виде серого налёта и снижают качество стирки.

2. Пригодность для машинной стирки: Для машинной стирки пригодны только специализированные стиральные порошки с пониженным пенообразованием (с пометкой "Автомат"). Обильная пена, которую создают мыло и порошки для ручной стирки, может нарушить работу датчиков и электроники стиральной машины, а также привести к вытеканию пены из машины.

Ответ: В жёсткой воде следует использовать синтетические моющие средства (стиральные порошки). Для машинной стирки пригодны только СМС с пониженным пенообразованием (для автоматических машин).