Страница 110 - гдз по химии 7 класс учебник Габриелян, Остроумов

Представителей класса кислот вы распознавали с помощью индикаторов. А можно ли с их помощью распознать представителей класса соединений, название которого вынесено в заголовок параграфа?

Да, с помощью индикаторов можно распознать представителей класса соединений, который является химической противоположностью кислотам — оснований. В частности, это относится к растворимым в воде основаниям, которые называют щелочами.

Индикаторы — это вещества, которые изменяют свой цвет в зависимости от кислотности среды, то есть от водородного показателя ($pH$). Кислоты создают в водном растворе кислую среду (концентрация ионов водорода $H^+$ повышена, $pH < 7$), что и фиксируется изменением цвета индикатора. Основания же, напротив, создают в водном растворе щелочную среду (концентрация гидроксид-ионов $OH^-$ повышена, $pH > 7$).

В щелочной среде индикаторы также меняют свой цвет, причём эта окраска отличается от их цвета в кислой или нейтральной среде. Это и позволяет использовать их для распознавания щелочей.

Рассмотрим, как изменяют окраску некоторые распространённые индикаторы в щелочной среде:

• Лакмус становится синим (в кислой среде он красный).
• Фенолфталеин становится малиновым (в кислой и нейтральной среде он бесцветный).
• Метиловый оранжевый (метилоранж) становится жёлтым (в кислой среде он красный).

Таким образом, наблюдая за изменением цвета индикатора, можно сделать вывод о наличии в растворе щёлочи.

Ответ: Да, с помощью индикаторов можно распознать представителей класса оснований (в частности, растворимые основания — щёлочи), так как они создают в водном растворе щелочную среду, в которой индикаторы изменяют свой цвет на характерный, отличный от цвета в кислой и нейтральной средах.

Лабораторный опыт № 12

В три пробирки, помещённые в штатив, прилейте по 1—2 мл раствора гидроксида натрия. Затем в каждую из пробирок добавьте несколько капель растворов лакмуса, метилоранжа и фенолфталеина. Что наблюдаете?

Повторите эксперимент с раствором гидроксида калия или кальция. Что наблюдаете?

Что наблюдаете? (при добавлении индикаторов в раствор гидроксида натрия)

Решение

Гидроксид натрия ($NaOH$) — это сильное основание, щёлочь. В водном растворе он диссоциирует на ионы натрия ($Na^+$) и гидроксид-ионы ($OH^-$). Именно избыток гидроксид-ионов создаёт в растворе щелочную среду с $pH > 7$. Кислотно-основные индикаторы изменяют свою окраску в щелочной среде следующим образом:

• В первой пробирке раствор лакмуса, имеющий в нейтральной среде фиолетовый цвет, изменит окраску на синюю.

• Во второй пробирке раствор метилоранжа изменит свой оранжевый цвет на желтый.

• В третьей пробирке бесцветный раствор фенолфталеина приобретет яркую малиновую (или пурпурную) окраску.

Ответ: В пробирке с лакмусом раствор станет синим, с метилоранжем — желтым, а с фенолфталеином — малиновым.

Что наблюдаете? (при повторении эксперимента с раствором гидроксида калия или кальция)

Решение

Гидроксид калия ($KOH$) и гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$) также являются основаниями (щёлочами). Как и гидроксид натрия, они диссоциируют в воде с образованием гидроксид-ионов ($OH^-$), создавая щелочную среду.

Уравнения диссоциации:

$KOH \rightarrow K^+ + OH^-$

$Ca(OH)_2 \rightleftharpoons Ca^{2+} + 2OH^-$

Поскольку природа среды (щелочная) не изменилась, то и поведение индикаторов будет абсолютно таким же, как и в растворе гидроксида натрия. Поэтому при повторении эксперимента мы будем наблюдать идентичные изменения окраски индикаторов.

Ответ: Наблюдаются те же самые изменения, что и в первом эксперименте: лакмус станет синим, метилоранж — желтым, а фенолфталеин — малиновым. Это доказывает, что все гидроксиды металлов, являющиеся щелочами, имеют общие свойства, в частности, одинаково действуют на индикаторы.