Лабораторный эксперимент 1, страница 101 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Вопрос в параграфе. Параграф 19. Неорганические и органические основания. Глава III. Вещества и их свойства - страница 101.

Условие.

Лабораторный эксперимент

Соберите прибор для получения газов и проверьте его герметичность. В пробирку прибора поместите смесь соли хлорида аммония и щёлочи. Закройте пробкой с газоотводной трубкой. Конец трубки поднимите и наденьте на него пробирку. Закрепите пробирку в пробиркодержателе и осторожно нагревайте содержимое на пламени спиртовки. Что ощущаете?

Через минуту снимите пробирку с аммиаком и, не переворачивая её, опустите отверстием в стакан с водой. Что наблюдаете?

Переверните пробирку с полученным раствором и добавьте в него несколько капель раствора фенолфталеина. Что наблюдаете?

Решение.

Решение 2.

Решение

В ходе лабораторного эксперимента описывается получение аммиака и исследование его свойств. Аммиак получают реакцией обмена между солью аммония (хлоридом аммония $NH_4Cl$) и щёлочью (например, гидроксидом кальция $Ca(OH)_2$) при нагревании. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

$2NH_4Cl\text{(тв)} + Ca(OH)_2\text{(тв)} \xrightarrow{t} CaCl_2\text{(тв)} + 2H_2O\text{(г)} + 2NH_3\text{(г)}\uparrow$

Газообразный аммиак ($NH_3$) легче воздуха (молярная масса $M(NH_3) = 17 \text{ г/моль}$, средняя молярная масса воздуха $M(\text{воздуха}) \approx 29 \text{ г/моль}$), поэтому его собирают в перевёрнутую пробирку методом вытеснения воздуха.

Что ощущаете?

В процессе нагревания смеси выделяется аммиак. Этот газ обладает очень резким, характерным удушливым запахом, знакомым по запаху нашатырного спирта. При проведении эксперимента необходимо соблюдать технику безопасности и не вдыхать выделяющийся газ.

Ответ: ощущается резкий, удушливый запах аммиака.

Что наблюдаете?

При опускании пробирки, наполненной аммиаком, отверстием в стакан с водой, происходит следующее. Аммиак является одним из самых хорошо растворимых в воде газов. Он очень быстро растворяется в воде, что приводит к резкому падению давления внутри пробирки. Внешнее атмосферное давление, которое действует на поверхность воды в стакане, становится значительно больше давления внутри пробирки. В результате этой разницы давлений вода из стакана устремляется вверх, в пробирку, и заполняет ее. Это явление известно как «аммиачный фонтан».

Ответ: наблюдается, как вода из стакана быстро поднимается и заполняет пробирку.

Что наблюдаете?

В пробирке образуется водный раствор аммиака. Аммиак вступает в обратимую реакцию с водой, образуя гидроксид аммония $NH_4OH$ — слабое основание. Гидроксид аммония, в свою очередь, диссоциирует на ионы:

$NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4OH \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-$

В результате диссоциации в растворе появляются гидроксид-ионы ($OH^-$), которые создают щелочную среду. Фенолфталеин — это кислотно-основный индикатор, который в нейтральной и кислой средах бесцветен, а в щелочной (при $pH > 8,2$) приобретает малиновую окраску. Добавление нескольких капель фенолфталеина в полученный раствор аммиака приводит к его окрашиванию в яркий малиновый цвет, что подтверждает образование щелочной среды.

Ответ: наблюдается появление малиновой окраски раствора.