Номер 10, страница 203 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 5. Химические реакции в водных растворах. Параграф 29. Гидролиз неорганических соединений - номер 10, страница 203.

Условие.

10. Подготовьте сообщение об открытии индикаторов и их применении.

Решение.

Решение 2.

Индикаторы — это вещества, которые обратимо изменяют свой цвет в зависимости от кислотности среды (уровня pH) или концентрации другого компонента в растворе. Их открытие и применение стали важной вехой в развитии химии и нашли широкое использование в науке, промышленности и быту.

Открытие индикаторов

История использования веществ, меняющих цвет в зависимости от среды, начинается задолго до становления химии как науки. Однако систематическое изучение этого явления связывают с именем английского учёного Роберта Бойля. В XVII веке он впервые описал использование растительных экстрактов для различения кислот и щелочей. В своей работе «Опыты и размышления о цветах» (1664 г.) Бойль подробно рассказал об экспериментах с отварами фиалок, васильков и, что самое важное, с лакмусовым лишайником.

Именно лакмус стал первым широко известным кислотно-основным индикатором. Бойль установил, что в кислой среде лакмус становится красным, а в щелочной — синим. Этот простой и наглядный тест позволил химикам классифицировать новые вещества.

Следующий важный этап — создание синтетических индикаторов в XIX веке. Это позволило получить вещества с более чётким и предсказуемым изменением цвета в узком диапазоне pH.

• Фенолфталеин был синтезирован в 1871 году Адольфом фон Байером. Это один из самых известных индикаторов, который остаётся бесцветным в кислой и нейтральной средах, но приобретает яркую малиновую окраску в щелочной среде (при pH > 8,2).
• Метиловый оранжевый (метилоранж) был получен в 1875 году Петером Гриссом. Он, напротив, эффективен в кислой среде, меняя цвет с красного (pH < 3,1) на жёлтый (pH > 4,4).

Появление этих и многих других синтетических индикаторов (таких как тимолфталеин, бромтимоловый синий) значительно расширило возможности химического анализа.

Применение индикаторов

Применение индикаторов разнообразно и охватывает множество областей:

• Химический анализ. Классическое применение — это кислотно-основное титрование, метод определения концентрации вещества. Индикатор добавляется в исследуемый раствор, и по резкому изменению его цвета в процессе добавления реагента (титранта) определяют конечную точку реакции (точку эквивалентности).
• Определение pH среды. Для быстрой оценки кислотности растворов используются индикаторные бумаги. Лакмусовая бумага даёт качественную оценку («кислота»/«щёлочь»), а универсальная индикаторная бумага, пропитанная смесью нескольких индикаторов, позволяет определить значение pH с точностью до единицы по специальной цветовой шкале.
• Медицина. Индикаторы являются ключевым компонентом многих диагностических тест-полосок, например, для анализа мочи. Изменение цвета определённых зон на полоске позволяет быстро определить pH, наличие глюкозы, белка и других показателей, важных для диагностики.
• Промышленность и сельское хозяйство. Контроль pH необходим во многих технологических процессах: в пищевой промышленности (пивоварение, сыроделие), при производстве бытовой химии, в гальванике, при очистке сточных вод. В сельском хозяйстве с помощью индикаторов определяют кислотность почвы, что важно для выращивания различных культур.
• Бытовое применение. Индикаторы используются для контроля качества воды в аквариумах и бассейнах, где поддержание определённого уровня pH является жизненно важным для рыб и эффективности дезинфицирующих средств.

Таким образом, от простого сока фиалки до сложных синтетических соединений, индикаторы прошли долгий путь и стали незаменимым инструментом в руках человека для познания и контроля окружающего мира.