Страница 92 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

Лабораторный опыт 15

Поместите в штатив три пробирки и налейте в них по 2 мл раствора щёлочи. В каждую пробирку добавьте с помощью пипетки по 2–3 капли растворов индикаторов: в первую — лакмуса, во вторую — метилового оранжевого, в третью — фенолфталеина. Как изменилась окраска индикаторов?

Измените условия опыта. С помощью пипетки нанесите каплю щёлочи на полоску универсальной индикаторной бумаги. Определите среду раствора по эталонной шкале.

Как изменилась окраска индикаторов?

В ходе проведения опыта в пробирки с раствором щёлочи добавляют растворы кислотно-основных индикаторов. В щелочной среде ($pH > 7$) индикаторы изменяют свою окраску следующим образом:

• В первой пробирке лакмус, имеющий в нейтральной среде фиолетовый цвет, становится синим.
• Во второй пробирке метиловый оранжевый (метилоранж) изменяет свой оранжевый цвет на жёлтый.
• В третьей пробирке фенолфталеин, который в кислой и нейтральной средах бесцветен, приобретает яркую малиновую окраску.

Ответ: В растворе щёлочи лакмус изменил окраску на синюю, метиловый оранжевый — на жёлтую, фенолфталеин — на малиновую.

Измените условия опыта. С помощью пипетки нанесите каплю щёлочи на полоску универсальной индикаторной бумаги. Определите среду раствора по эталонной шкале.

При нанесении капли раствора щёлочи на полоску универсальной индикаторной бумаги её цвет меняется. В зависимости от концентрации щёлочи, цвет бумаги может стать зелёным, сине-зелёным, синим или тёмно-фиолетовым. Сравнивая полученный цвет с эталонной шкалой, которая обычно прилагается к индикаторной бумаге, можно определить примерное значение водородного показателя $pH$. Для щелочных растворов это значение всегда будет больше 7 ($pH > 7$). Это наблюдение подтверждает, что исследуемый раствор имеет щелочную среду.

Ответ: Среда раствора, определённая с помощью универсальной индикаторной бумаги по эталонной шкале, является щелочной.

1. Какие вещества называют основаниями? Из перечисленных формул веществ выпишите формулы:

а) щелочей;

б) нерастворимых в воде оснований: $H_2S$, $LiOH$, $NiO$, $Fe(OH)_2$, $Sr(OH)_2$, $Cu(OH)_2$, $KOH$, $Cr(OH)_2$, $RbOH$.

Основаниями называют сложные вещества, которые состоят из атомов металла (или иона аммония $NH_4^+$) и одной или нескольких гидроксогрупп ($OH^-$).

Основания делятся на растворимые в воде (щелочи) и нерастворимые. Чтобы классифицировать предложенные вещества, необходимо определить их класс и проверить растворимость по таблице растворимости.

а) щелочей

Щелочи — это растворимые в воде основания. К ним относятся гидроксиды щелочных металлов (IА группа) и некоторых щелочноземельных металлов (IIА группа, начиная с Ca). Из предложенного списка веществ к щелочам относятся:

• $LiOH$ — гидроксид лития, растворим.
• $Sr(OH)_2$ — гидроксид стронция, растворим.
• $KOH$ — гидроксид калия, растворим.
• $RbOH$ — гидроксид рубидия, растворим.

Вещества $H_2S$ (кислота) и $NiO$ (оксид) не являются основаниями (гидроксидами).

Ответ: $LiOH, Sr(OH)_2, KOH, RbOH$.

б) нерастворимых в воде оснований

Нерастворимые основания — это гидроксиды металлов, которые не растворяются или очень плохо растворяются в воде. Из предложенного списка к нерастворимым основаниям относятся:

• $Fe(OH)_2$ — гидроксид железа(II), нерастворим.
• $Cu(OH)_2$ — гидроксид меди(II), нерастворим.
• $Cr(OH)_3$ — гидроксид хрома(III), нерастворим.

Ответ: $Fe(OH)_2, Cu(OH)_2, Cr(OH)_3$.

2. Как классифицируют основания по растворимости? Из какого источника следует получать данные о ней?

По способности растворяться в воде основания классифицируют на три основные группы: растворимые, малорастворимые и нерастворимые.

Растворимые основания (щелочи) — это гидроксиды, которые хорошо растворяются в воде. К ним относятся гидроксиды щелочных металлов (например, гидроксид натрия $NaOH$, гидроксид калия $KOH$) и некоторых щелочноземельных металлов (гидроксид бария $Ba(OH)_2$, гидроксид стронция $Sr(OH)_2$). Гидроксид кальция $Ca(OH)_2$ является малорастворимым, но из-за достаточно высокой концентрации ионов $OH^-$ в насыщенном растворе его часто относят к щелочам. Растворимые основания являются сильными электролитами (кроме слабого и неустойчивого гидроксида аммония $NH_4OH$) и при растворении создают высокую концентрацию гидроксид-ионов $OH^-$.

Малорастворимые основания — это гидроксиды, которые растворяются в воде в очень незначительной степени. Примерами могут служить гидроксид магния $Mg(OH)_2$ и упомянутый выше гидроксид кальция $Ca(OH)_2$. В школьной практике их могут относить как к нерастворимым, так и, в случае $Ca(OH)_2$, к щелочам, в зависимости от контекста.

Нерастворимые основания — это самая многочисленная группа, включающая гидроксиды большинства металлов (например, гидроксид меди(II) $Cu(OH)_2$, гидроксид железа(III) $Fe(OH)_3$, гидроксид цинка $Zn(OH)_2$). Они практически не растворяются в воде и при реакциях в растворах выпадают в виде осадков.

Основным и наиболее достоверным источником для получения данных о растворимости является «Таблица растворимости кислот, оснований и солей в воде». Это стандартный справочный материал в химии.

В этой таблице на пересечении строки, соответствующей катиону (например, $Na^+$, $Fe^{3+}$), и столбца, соответствующего аниону (в данном случае $OH^-$), указано буквенное обозначение растворимости вещества:
Р — растворимо;
М — малорастворимо;
Н — нерастворимо;
— (прочерк) — соединение не существует или разлагается в воде.

Данная таблица является ключевым справочным инструментом и содержится практически во всех учебниках и задачниках по химии.

Ответ: По растворимости в воде основания классифицируют на растворимые (щелочи), малорастворимые и нерастворимые. Информацию об их растворимости получают из специального справочного материала — «Таблицы растворимости кислот, оснований и солей в воде».