Номер 15, страница 77, часть III - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

15. Как отличить по физическим свойствам следующие вещества:

а) концентрированную и разбавленную хлороводородную кислоту;

б) концентрированную серную кислоту и ее раствор;

в) концентрированную азотную кислоту и ледяную уксусную кислоту?

а) концентрированную и разбавленную хлороводородную кислоту

Концентрированную и разбавленную хлороводородную кислоту ($HCl$) можно отличить по нескольким физическим свойствам, наиболее характерными из которых являются плотность и летучесть (способность «дымить» на воздухе).

1. Плотность. Концентрированная соляная кислота (около 37% HCl) значительно плотнее воды и разбавленных растворов. Её плотность составляет примерно $1,18 \text{ г/см}^3$. Плотность разбавленной кислоты близка к плотности воды (около $1 \text{ г/см}^3$). Разницу в плотности можно измерить с помощью ареометра или просто сравнив массы одинаковых объемов двух кислот.

2. «Дымление» на воздухе. Концентрированная соляная кислота очень летуча. При контакте с влажным воздухом пары хлороводорода, испаряющиеся с её поверхности, образуют мельчайшие капельки соляной кислоты, что выглядит как белый дым или туман. Это явление называется «дымлением». Разбавленная соляная кислота не «дымит» или «дымит» очень слабо. Это самый простой и наглядный способ их различить.

Ответ: Концентрированную хлороводородную кислоту можно отличить от разбавленной по большей плотности и по характерному «дымлению» на воздухе.

б) концентрированную серную кислоту и ее раствор

Концентрированная серная кислота ($H_2SO_4$) и её водный раствор (разбавленная серная кислота) сильно отличаются по своим физическим свойствам, в первую очередь по плотности и вязкости.

1. Плотность. Концентрированная серная кислота (около 98%) — одна из самых плотных кислот. Её плотность составляет около $1,84 \text{ г/см}^3$, что почти в два раза больше плотности воды. Раствор серной кислоты имеет плотность, значительно меньшую и близкую к $1 \text{ г/см}^3$ (в зависимости от концентрации). Это различие легко определяется на практике.

2. Вязкость. Концентрированная серная кислота — тяжелая, маслянистая на вид жидкость. Она обладает высокой вязкостью. Разбавленная серная кислота по вязкости почти не отличается от воды.

3. Тепловой эффект при разбавлении. При добавлении концентрированной серной кислоты в воду выделяется огромное количество теплоты, раствор сильно нагревается. Это свойство, хоть и связано с химическим процессом гидратации, проявляется как яркий физический эффект. Разбавление уже разбавленного раствора не дает такого сильного нагрева.

Ответ: Концентрированную серную кислоту можно отличить от её раствора по значительно большей плотности (около $1,84 \text{ г/см}^3$) и высокой вязкости (маслянистая консистенция).

в) концентрированную азотную кислоту и ледяную уксусную кислоту

Концентрированную азотную кислоту ($HNO_3$) и ледяную (безводную) уксусную кислоту ($CH_3COOH$) можно различить по запаху, плотности и, что наиболее показательно, по температуре замерзания.

1. Запах. Ледяная уксусная кислота обладает очень резким, характерным запахом уксуса. Концентрированная азотная кислота также имеет резкий удушливый запах, но он отличается от запаха уксусной кислоты.

2. Плотность. Концентрированная азотная кислота (около 68%) является довольно плотной жидкостью, её плотность равна примерно $1,51 \text{ г/см}^3$. Плотность ледяной уксусной кислоты значительно ниже — около $1,05 \text{ г/см}^3$.

3. Температура замерзания. Это ключевое различие. Ледяная уксусная кислота называется «ледяной», потому что она замерзает при относительно высокой температуре, равной $+16,6 \text{ °С}$, превращаясь в кристаллическую массу, похожую на лёд. Концентрированная азотная кислота замерзает при гораздо более низкой температуре ($-42 \text{ °С}$). Таким образом, достаточно охладить пробирки с кислотами до температуры ниже $+16,6 \text{ °С}$ (например, в холодной воде), чтобы уксусная кислота закристаллизовалась.

Ответ: Ледяную уксусную кислоту можно отличить от концентрированной азотной кислоты по характерному запаху уксуса и по высокой температуре замерзания ($+16,6 \text{ °С}$).