Лабораторный опыт 1, страница 140 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис

Глава 6. Важнейшие классы неорганических соединений. Параграф 42. Химические свойства оснований. Подумай, ответь, выполни... - страница 140.

Условие.

Лабораторный опыт 1. Свойства растворимых и нерастворимых оснований

Не забывайте о правилах техники безопасности!

1) Рассмотрите выданные вам в пробирках гидроксиды натрия, кальция, меди(II) и железа(III), отметьте их агрегатное состояние и цвет.

2) Прилейте в пробирки по 3–4 мл воды и взболтайте. Мутные жидкости отфильтруйте. К растворам добавьте по нескольку капель раствора фенолфталеина.

🔵 Как изменилась окраска фенолфталеина? Почему?

Решение.

Решение 2.

1) Рассмотрите выданные вам в пробирках гидроксиды натрия, кальция, меди(II) и железа(III), отметьте их агрегатное состояние и цвет.

Все предоставленные гидроксиды при нормальных условиях являются твердыми веществами.

• Гидроксид натрия ($NaOH$) — твердое вещество белого цвета, гигроскопичное, обычно в виде гранул или чешуек.

• Гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$) — белый аморфный порошок, малорастворимый в воде.

• Гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$) — аморфное вещество голубого цвета, выпадающее в виде студенистого осадка.

• Гидроксид железа(III) ($Fe(OH)_3$) — вещество бурого (красно-коричневого) цвета, также в виде аморфного осадка.

Ответ: Все гидроксиды — твердые вещества. Гидроксиды натрия и кальция — белого цвета, гидроксид меди(II) — голубого цвета, гидроксид железа(III) — бурого цвета.

2) Как изменилась окраска фенолфталеина? Почему?

После добавления воды, взбалтывания, фильтрации мутных жидкостей и добавления фенолфталеина в полученные растворы (фильтраты) наблюдаются следующие изменения:

• В пробирках с растворимыми основаниями (щелочами) — гидроксидом натрия ($NaOH$) и гидроксидом кальция ($Ca(OH)_2$) — фенолфталеин изменил свою окраску. Раствор $NaOH$ стал малиновым, а фильтрат $Ca(OH)_2$ — розовым.

• В пробирках с нерастворимыми основаниями — гидроксидом меди(II) ($Cu(OH)_2$) и гидроксидом железа(III) ($Fe(OH)_3$) — фенолфталеин остался бесцветным, так как фильтрат представлял собой чистую воду.

Это происходит потому, что фенолфталеин является кислотно-основным индикатором, который меняет свой цвет (становится малиновым) в щелочной среде ($pH > 8.2$), то есть при наличии в растворе свободных гидроксид-ионов ($OH^−$).

Растворимые основания (щелочи), такие как $NaOH$ и $Ca(OH)_2$, при растворении в воде диссоциируют с образованием катионов металла и гидроксид-ионов, создавая щелочную среду:

$NaOH \rightarrow Na^+ + OH^-$

$Ca(OH)_2 \rightleftharpoons Ca^{2+} + 2OH^-$

Интенсивность окраски зависит от концентрации $OH^−$-ионов. Гидроксид натрия является сильной, хорошо растворимой щелочью, поэтому он создает высокую концентрацию ионов $OH^−$, что приводит к яркому малиновому цвету. Гидроксид кальция — малорастворимое основание, поэтому концентрация ионов $OH^−$ в его насыщенном растворе значительно ниже, и цвет индикатора — бледно-розовый.

Нерастворимые основания ($Cu(OH)_2$ и $Fe(OH)_3$) практически не растворяются в воде и, соответственно, не диссоциируют на ионы. В результате они не создают щелочной среды, и окраска индикатора не меняется.

Ответ: Окраска фенолфталеина стала малиновой в растворе гидроксида натрия и розовой в растворе гидроксида кальция, так как эти вещества являются щелочами и при растворении в воде создают щелочную среду за счет диссоциации с образованием гидроксид-ионов ($OH^−$). В пробирках с нерастворимыми гидроксидами меди(II) и железа(III) окраска не изменилась, так как они не растворяются в воде и не создают щелочную среду.