Страница 244 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

Решение

Запишите два молекулярных уравнения реакций, сущность которых выражается следующим ионным уравнением: $H^{+} + OH^{-} = H_{2}O$.

Данное сокращенное ионное уравнение описывает реакцию нейтрализации, которая происходит между сильной кислотой и сильным основанием (щёлочью). В ходе этой реакции ионы водорода $H^{+}$, предоставляемые кислотой, соединяются с гидроксид-ионами $OH^{-}$, предоставляемыми щёлочью, с образованием молекул воды $H_2O$. Катионы металла от щёлочи и анионы кислотного остатка от кислоты не участвуют в реакции и остаются в растворе в виде ионов-наблюдателей, образуя соль.

В качестве примеров можно привести следующие реакции:

1. Взаимодействие соляной кислоты (сильная кислота) и гидроксида натрия (сильная щёлочь):

Молекулярное уравнение: $HCl + NaOH = NaCl + H_2O$

Полное ионное уравнение: $H^{+} + Cl^{-} + Na^{+} + OH^{-} = Na^{+} + Cl^{-} + H_2O$

2. Взаимодействие серной кислоты (сильная кислота) и гидроксида калия (сильная щёлочь):

Молекулярное уравнение: $H_2SO_4 + 2KOH = K_2SO_4 + 2H_2O$

Полное ионное уравнение: $2H^{+} + SO_4^{2-} + 2K^{+} + 2OH^{-} = 2K^{+} + SO_4^{2-} + 2H_2O$

В обоих случаях, после сокращения одинаковых ионов (ионов-наблюдателей) в левой и правой частях полного ионного уравнения, мы получаем одно и то же сокращенное ионное уравнение: $H^{+} + OH^{-} = H_2O$.

Ответ:

1) $HCl + NaOH = NaCl + H_2O$

2) $H_2SO_4 + 2KOH = K_2SO_4 + 2H_2O$

Проведите реакции, уравнения которых вы составили. Вспомните, какие вещества (кроме кислоты и щёлочи) необходимы для наблюдения за этими химическими реакциями.

Реакция нейтрализации между растворами сильной кислоты и щёлочи не имеет внешних визуальных признаков, таких как выделение газа, образование осадка или изменение цвета. Исходные растворы реагентов и образующиеся продукты, как правило, бесцветны. Реакция является экзотермической, то есть протекает с выделением тепла, но это изменение температуры может быть незначительным и труднозаметным без термометра.

Чтобы визуально пронаблюдать за ходом реакции и точно определить момент её завершения (когда вся щёлочь прореагировала с кислотой), необходимо использовать вспомогательные вещества — кислотно-основные индикаторы. Это вещества, которые способны обратимо изменять свой цвет в зависимости от кислотности (pH) среды.

Для проведения опыта в пробирку с раствором щёлочи (например, $NaOH$) добавляют несколько капель индикатора. Например, при добавлении фенолфталеина раствор станет малиновым, так как среда щелочная ($pH > 7$). Затем к этому раствору по каплям приливают раствор кислоты (например, $HCl$). В тот момент, когда вся щёлочь будет нейтрализована, среда станет нейтральной ($pH \approx 7$), и последняя капля кислоты вызовет резкое изменение pH. Индикатор отреагирует на это изменением цвета: малиновый раствор фенолфталеина обесцветится. Это и будет видимым сигналом окончания реакции.

Ответ: Для наблюдения за этими химическими реакциями необходимы кислотно-основные индикаторы, например, фенолфталеин, лакмус или метиловый оранжевый.

Решение

Что наблюдаете?

В ходе опыта мы пропускаем выдыхаемый воздух через известковую воду. Известковая вода представляет собой прозрачный насыщенный раствор гидроксида кальция, $Ca(OH)_2$. В составе выдыхаемого воздуха содержится углекислый газ, $CO_2$, который является кислотным оксидом. При взаимодействии щёлочи (гидроксида кальция) с кислотным оксидом (оксидом углерода(IV)) происходит химическая реакция, в результате которой образуется карбонат кальция, $CaCO_3$. Карбонат кальция — это соль белого цвета, которая нерастворима в воде и выпадает в виде осадка. Следовательно, мы будем наблюдать помутнение изначально прозрачного раствора.

Ответ: При пропускании выдыхаемого воздуха через раствор известковой воды наблюдается помутнение раствора, так как образуется белый осадок.

Запишите молекулярное и ионное уравнение реакции.

Реакция между гидроксидом кальция и углекислым газом является реакцией обмена, в ходе которой образуются соль и вода. Это качественная реакция на углекислый газ.

Молекулярное уравнение:

Оно описывает реакцию в виде полных формул веществ. Стрелка вниз ($ \downarrow $) указывает на выпадение осадка.

$Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$

Ионные уравнения:

Для их составления необходимо записать сильные электролиты в виде ионов, а слабые электролиты, газы и нерастворимые вещества — в молекулярной форме. В данной реакции гидроксид кальция — сильное основание (растворимая его часть полностью диссоциирует), углекислый газ — молекула, карбонат кальция — нерастворимый осадок, вода — слабый электролит.

Полное ионное уравнение:

$Ca^{2+} + 2OH^- + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$

Краткое ионное уравнение получают путем исключения из полного ионного уравнения одинаковых ионов (ионов-наблюдателей) из обеих частей. В данном случае ионов-наблюдателей нет, поэтому краткое ионное уравнение полностью совпадает с полным.

Ответ:

Молекулярное уравнение: $Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$.

Ионное уравнение (полное и краткое): $Ca^{2+} + 2OH^- + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$.