Лабораторная работа №7, страница 75 - гдз по химии 7 класс учебник Оспанова, Аухадиева

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

Изучение кислотности и щелочности среды растворов

Реактивы: растворы гидроксида натрия, соляной кислоты, поваренной соли, растворы индикаторов (фенолфталеин, метилоранж, лакмус).

Химическая посуда и лабораторное оборудование: пробирки, штатив для пробирок.

Техника безопасности. Стандартные меры предосторожности при работе с кислотами и щелочами.

Опыт 1. Налейте в пробирку 2 мл раствора гидроксида натрия и добавьте 1—2 капли фенолфталеина. Опыт повторите несколько раз, заменив фенолфталеин метилоранжем и лакмусом.

Что наблюдаете? Объясните изменения окраски индикаторов.

Опыт 2. Налейте в пробирку 2 мл раствора соляной кислоты и добавьте 1—2 капли метилоранжа. Опыт повторите несколько раз, заменив метилоранж фенолфталеином и лакмусом.

Что наблюдаете? Объясните изменения окраски индикаторов.

Опыт 3. Налейте в пробирку 2 мл раствора поваренной соли и добавьте 1—2 капли одного из индикаторов. Опыт повторите, меняя индикаторы. Что наблюдаете? Объясните, почему окраска индикаторов не изменяется?

Заполните таблицу:

Опыт 1. Налейте в пробирку 2 мл раствора гидроксида натрия и добавьте 1–2 капли фенолфталеина. Опыт повторите несколько раз, заменив фенолфталеин метилоранжем и лакмусом. Что наблюдаете? Объясните изменения окраски индикаторов.

Решение

При проведении опыта наблюдаются следующие изменения: при добавлении фенолфталеина к раствору гидроксида натрия ($NaOH$) он окрашивается в малиновый цвет. При замене фенолфталеина на метилоранж раствор становится жёлтым. При использовании лакмуса раствор приобретает синюю окраску.

Изменения окраски объясняются тем, что гидроксид натрия является сильным основанием (щёлочью). В водном растворе он полностью диссоциирует на ионы натрия ($Na^+$) и гидроксид-ионы ($OH^−$). Накопление гидроксид-ионов в растворе создает щелочную среду (pH > 7). Индикаторы – это вещества, способные изменять свой цвет в зависимости от кислотности среды. В щелочной среде молекулы индикаторов изменяют свою структуру, что и приводит к изменению окраски: фенолфталеин становится малиновым, метилоранж — жёлтым, а лакмус — синим.

Ответ: В растворе гидроксида натрия, имеющем щелочную среду, наблюдается изменение окраски индикаторов: фенолфталеин становится малиновым, метилоранж – жёлтым, лакмус – синим. Это происходит из-за реакции индикаторов на избыток гидроксид-ионов ($OH^−$).

Опыт 2. Налейте в пробирку 2 мл раствора соляной кислоты и добавьте 1–2 капли метилоранжа. Опыт повторите несколько раз, заменив метилоранж фенолфталеином и лакмусом. Что наблюдаете? Объясните изменения окраски индикаторов.

Решение

При проведении опыта наблюдаются следующие изменения: при добавлении метилоранжа к раствору соляной кислоты ($HCl$) он окрашивается в красный цвет. При замене метилоранжа на фенолфталеин раствор остаётся бесцветным. При использовании лакмуса раствор также становится красным.

Соляная кислота ($HCl$) – это сильная кислота, которая в водном растворе полностью диссоциирует на ионы водорода ($H^+$) и хлорид-ионы ($Cl^−$). Избыток ионов водорода создает в растворе кислую среду (pH < 7). В кислой среде индикаторы изменяют свой цвет: метилоранж и лакмус становятся красными, а фенолфталеин, который изменяет цвет только в щелочной среде, остаётся бесцветным.

Ответ: В растворе соляной кислоты, имеющем кислую среду, метилоранж и лакмус окрашиваются в красный цвет, а фенолфталеин остается бесцветным. Это происходит из-за реакции индикаторов на избыток ионов водорода ($H^+$).

Опыт 3. Налейте в пробирку 2 мл раствора поваренной соли и добавьте 1–2 капли одного из индикаторов. Опыт повторите, меняя индикаторы. Что наблюдаете? Объясните, почему окраска индикаторов не изменяется?

Решение

При добавлении индикаторов в раствор поваренной соли ($NaCl$) не наблюдается ярких изменений цвета, характерных для кислой или щелочной среды. Раствор с фенолфталеином остаётся бесцветным, с метилоранжем имеет оранжевый цвет, с лакмусом — фиолетовый. Эти цвета являются "нейтральными" для данных индикаторов.

Окраска индикаторов не изменяется на красную или синюю/малиновую, потому что поваренная соль (хлорид натрия, $NaCl$) образована сильным основанием ($NaOH$) и сильной кислотой ($HCl$). Такие соли не подвергаются гидролизу в водном растворе, то есть их ионы ($Na^+$ и $Cl^−$) не реагируют с водой с образованием избытка ионов $H^+$ или $OH^−$. В результате среда раствора остается нейтральной (pH ≈ 7). В нейтральной среде индикаторы сохраняют свою исходную (нейтральную) окраску.

Ответ: Окраска индикаторов в растворе поваренной соли не изменяется, так как раствор имеет нейтральную среду (pH ≈ 7). Хлорид натрия является солью сильной кислоты и сильного основания и не подвергается гидролизу, поэтому концентрация ионов $H^+$ и $OH^−$ в растворе остается равной, как в чистой воде.

Заполните таблицу: