Домашний эксперимент, страница 136 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

Опыты с уксусной кислотой

Проделайте дома доступные опыты с уксусной кислотой, например: а) проверьте действие на мел; б) изменяет ли она окраску некоторых растительных соков.

Умей применять знания по химии

Если потребуется отвинтить ржавую гайку, то рекомендуется вечером положить на нее тряпку, смоченную в уксусной кислоте. Утром отвинтить эту гайку будет значительно легче.

а) проверьте действие на мел;

Для проведения этого опыта понадобится обычный школьный мелок или порошок мела и столовый уксус (раствор уксусной кислоты). Мел по своему химическому составу является карбонатом кальция ($CaCO_3$). Уксусная кислота ($CH_3COOH$) — это слабая органическая кислота.

При добавлении уксусной кислоты к мелу начинается бурная реакция с выделением пузырьков газа. Это происходит потому, что кислоты реагируют с карбонатами с образованием соли, воды и углекислого газа ($CO_2$), который и наблюдается в виде пузырьков (шипения). Мел при этом постепенно растворяется.

Уравнение химической реакции выглядит следующим образом:

$2CH_3COOH + CaCO_3 \rightarrow (CH_3COO)_2Ca + H_2o + CO_2\uparrow$

В результате реакции образуется ацетат кальция ($(CH_3COO)_2Ca$), который является растворимой в воде солью, вода ($H_2O$) и углекислый газ ($CO_2$). Этот опыт наглядно демонстрирует одно из основных химических свойств кислот — их способность взаимодействовать с солями более слабых кислот (в данном случае, угольной кислоты $H_2CO_3$).

Ответ: При действии уксусной кислоты на мел происходит химическая реакция с выделением углекислого газа (шипение) и растворением мела.

б) изменяет ли она окраску некоторых растительных соков.

Да, уксусная кислота изменяет окраску соков многих растений, так как эти соки содержат природные кислотно-основные индикаторы. Наиболее известными из них являются антоцианы, которые отвечают за красную, фиолетовую и синюю окраску многих цветов, ягод и овощей.

Например, можно провести опыт с соком красной капусты, свеклы или черной смородины.

1. Сок красной капусты: В нейтральной среде (в обычной воде) он имеет фиолетовый цвет. При добавлении уксусной кислоты среда становится кислой, и сок меняет свой цвет на ярко-розовый или красный.

2. Свекольный сок: Имеет бордовый цвет. В кислой среде, создаваемой уксусом, его цвет становится более ярким, ало-красным.

Это явление объясняется тем, что молекулы антоцианов меняют свою структуру в зависимости от кислотности (pH) среды, что приводит к изменению поглощения света и, как следствие, к изменению видимого цвета раствора. Данный опыт доказывает, что уксусная кислота является кислотой и создает в растворе кислую среду.

Ответ: Да, уксусная кислота изменяет окраску растительных соков (например, краснокочанной капусты, свеклы), содержащих природные индикаторы, что свидетельствует о ее кислотных свойствах.

Умей применять знания по химии

Совет использовать уксусную кислоту для отвинчивания ржавой гайки основан на химических свойствах как самой кислоты, так и ржавчины.

Ржавчина — это сложная смесь гидратированных оксидов и гидроксидов железа(III), основным компонентом которой является оксид железа(III) ($Fe_2O_3$). По своей природе оксиды металлов являются основными оксидами.

Уксусная кислота ($CH_3COOH$), как и любая кислота, вступает в реакцию нейтрализации с основными оксидами. В ходе этой реакции образуются соль и вода.

Химическое уравнение реакции уксусной кислоты с оксидом железа(III) выглядит так:

$Fe_2O_3 + 6CH_3COOH \rightarrow 2Fe(CH_3COO)_3 + 3H_2O$

Твердая, нерастворимая в воде ржавчина ($Fe_2O_3$) превращается в ацетат железа(III) ($Fe(CH_3COO)_3$) — соль, которая хорошо растворяется в воде (и в избытке уксусной кислоты). Таким образом, уксусная кислота буквально "растворяет" ржавчину, которая скрепляет резьбу болта и гайки. После того как слой ржавчины удален или ослаблен в результате химической реакции, механическое усилие, необходимое для отвинчивания гайки, значительно уменьшается.

Ответ: Уксусная кислота вступает в химическую реакцию с ржавчиной (оксидом железа), превращая ее в растворимую соль (ацетат железа). Это приводит к удалению слоя ржавчины, скрепляющего гайку и болт, и облегчает отвинчивание.