Страница 125 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

Данный лабораторный опыт направлен на практическое определение водородного показателя ($pH$) для различных сред с помощью универсального индикатора. Водородный показатель ($pH$) — это мера кислотности водных растворов. Он связан с концентрацией ионов водорода $H^+$ и изменяется в диапазоне от 0 до 14.

• Среда считается кислой, если $pH < 7$.
• Среда считается нейтральной, если $pH = 7$.
• Среда считается щелочной (основной), если $pH > 7$.

Универсальная индикаторная бумага — это бумажная полоска, пропитанная смесью нескольких индикаторов, которая изменяет свой цвет в зависимости от $pH$ исследуемого раствора. Сравнивая цвет полоски с эталонной цветовой шкалой, можно определить значение $pH$.

Решение

Ниже приведено описание выполнения лабораторного опыта, ожидаемые результаты и выводы.

1. Цель работы

Научиться определять среду растворов (кислую, щелочную, нейтральную) и значение их водородного показателя ($pH$) с помощью универсальной индикаторной бумаги и эталонной шкалы.

Ответ: Целью работы является практическое освоение методики определения $pH$ растворов с использованием универсального индикатора.

2. Оборудование и реактивы

• Пробирки с выданными растворами: кислота (например, соляная $HCl$ или серная $H_2SO_4$), щёлочь (например, гидроксид натрия $NaOH$), дистиллированная вода ($H_2O$).
• Универсальная индикаторная бумага (в виде полосок).
• Эталонная цветовая шкала для определения $pH$.
• Стеклянные палочки или пипетки (по одной для каждого раствора, чтобы избежать их смешивания).
• Штатив для пробирок.

Ответ: Для выполнения опыта необходимы исследуемые растворы, универсальная индикаторная бумага со шкалой и приспособления для нанесения капель (пипетки или стеклянные палочки).

3. Ход работы

1. Подготовить рабочее место, расположив на нем штатив с пробирками и полоски индикаторной бумаги.
2. Взять чистую стеклянную палочку (или пипетку), опустить ее в пробирку с раствором кислоты, а затем нанести каплю раствора на полоску универсальной индикаторной бумаги.
3. Наблюдать за изменением цвета индикаторной бумаги. Сравнить полученный цвет с эталонной цветовой шкалой и определить значение $pH$.
4. Повторить действия для раствора щёлочи и для воды, используя каждый раз чистую стеклянную палочку (или пипетку).
5. Записать результаты наблюдений в таблицу.

Ответ: Необходимо поочередно нанести капли кислоты, щёлочи и воды на разные полоски индикаторной бумаги и сравнить их цвет с эталонной шкалой для определения $pH$.

4. Наблюдения и результаты

Результаты эксперимента можно оформить в виде таблицы.

Ответ: В кислой среде индикаторная бумага окрашивается в красные/розовые оттенки ($pH < 7$), в щелочной среде — в синие/фиолетовые ($pH > 7$), а в нейтральной воде — в желто-зеленый цвет ($pH \approx 7$).

5. Вывод

В ходе лабораторного опыта было установлено, что универсальная индикаторная бумага является эффективным инструментом для определения характера среды и примерного значения водородного показателя ($pH$) различных растворов. Было экспериментально подтверждено, что раствор кислоты имеет кислую среду ($pH < 7$), раствор щёлочи — щелочную среду ($pH > 7$), а дистиллированная вода — нейтральную среду ($pH \approx 7$).

Ответ: Опыт показал, что с помощью универсального индикатора можно легко и быстро классифицировать растворы по их кислотно-основным свойствам.

Решение

Для количественного подтверждения того, что лимон кислее яблока, необходимо провести эксперимент по определению водородного показателя (pH) их соков с помощью универсальной индикаторной бумаги.

Водородный показатель (pH) — это мера кислотности или щёлочности раствора. Шкала pH варьируется от 0 до 14:

• Среда считается кислой при $pH < 7$.
• Среда считается нейтральной при $pH = 7$.
• Среда считается щелочной при $pH > 7$.

Важно помнить, что чем ниже значение pH, тем выше концентрация ионов водорода ($H^+$) и, следовательно, выше кислотность.

Эксперимент проводится следующим образом. Необходимо разрезать свежие лимон и яблоко. К влажному срезу каждого плода прикладывается полоска универсальной индикаторной бумаги. Бумага пропитывается соком, и её цвет изменяется. Затем цвет каждой полоски сравнивается с эталонной цветовой шкалой, которая прилагается к набору индикаторной бумаги, для определения значения pH.

В результате эксперимента будут получены следующие данные:

Полоска бумаги, приложенная к срезу лимона, окрасится в оранжево-красный цвет. Это соответствует сильнокислой среде со значением pH в диапазоне примерно от 2,0 до 3,0. Высокая кислотность лимона обусловлена большим содержанием лимонной кислоты.

Полоска бумаги, приложенная к срезу яблока, окрасится в желто-оранжевый цвет. Это указывает на слабокислую среду со значением pH в диапазоне примерно от 3,0 до 4,0. Кислотность яблока в основном определяется яблочной кислотой, концентрация которой ниже, чем концентрация лимонной кислоты в лимоне.

Сравнивая полученные значения, например, $pH_{лимона} \approx 2,5$ и $pH_{яблока} \approx 3,5$, мы видим, что $pH_{лимона} < pH_{яблока}$. Это количественно доказывает, что лимонный сок имеет большую кислотность, чем яблочный.

Ответ: Значение pH для сока лимона, определённое с помощью универсальной индикаторной бумаги, составит примерно 2,0–3,0. Значение pH для сока яблока составит примерно 3,0–4,0. Поскольку значение pH лимона ниже, чем у яблока, это количественно подтверждает, что лимон кислее яблока.