Номер 1, страница 164 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

1. В трёх сосудах без этикеток находятся белые кристаллы лимонной кислоты, сахара и поваренной соли. Как установить в домашних условиях, где какое вещество?

Для определения, в каком из трех сосудов находится лимонная кислота, сахар и поваренная соль, можно провести ряд простых экспериментов, используя доступные в домашних условиях средства. Поскольку все три вещества являются пищевыми, наиболее простым, но требующим осторожности, является органолептический метод (проба на вкус). Однако более безопасным и научным подходом будет использование их различных физических и химических свойств.

Дано:

Три сосуда без этикеток с белыми кристаллическими веществами:

- Лимонная кислота ($C_6H_8O_7$)

- Сахар (сахароза, $C_{12}H_{22}O_{11}$)

- Поваренная соль (хлорид натрия, $NaCl$)

Найти:

Способ идентификации каждого вещества.

Решение:

Предлагается провести два последовательных эксперимента, которые позволят надежно определить каждое вещество.

Метод 1: Нагревание

Этот метод основан на различии в температурах плавления и поведении веществ при нагревании.

1. Возьмите три небольших, чистых, сухих металлических ложки (или одну, тщательно очищая ее после каждого опыта).

2. Поместите в первую ложку небольшое количество кристаллов из первого сосуда.

3. Аккуратно нагрейте ложку над пламенем газовой плиты или на электрической конфорке, наблюдая за изменениями.

4. Повторите процедуру с образцами из второго и третьего сосудов.

Ожидаемые результаты:

- Поваренная соль: Не расплавится при нагревании в бытовых условиях, так как ее температура плавления очень высока ($801^\circ C$). Кристаллы могут лишь слегка потрескивать из-за испарения остатков влаги.

- Сахар: При нагревании кристаллы расплавятся (температура плавления $186^\circ C$), жидкость приобретет желто-коричневый цвет и появится характерный запах карамели. При дальнейшем нагревании вещество обуглится.

- Лимонная кислота: Начнет плавиться раньше сахара (температура плавления $153^\circ C$), превращаясь в бесцветную жидкость, которая затем быстро пожелтеет, закипит и обуглится с выделением едкого дыма, без запаха карамели.

Таким образом, вещество, которое не плавится, – это поваренная соль. Два других вещества можно различить по запаху при разложении (карамельный у сахара) и по тому, которое из них плавится легче (лимонная кислота).

Метод 2: Взаимодействие с пищевой содой

Этот метод основан на кислотных свойствах лимонной кислоты и является отличным способом для ее однозначной идентификации.

1. Возьмите три стакана и пронумеруйте их в соответствии с сосудами.

2. В каждый стакан поместите по половине чайной ложки вещества из соответствующего сосуда.

3. Добавьте в каждый стакан немного теплой воды и размешайте до растворения кристаллов.

4. В каждый стакан добавьте примерно половину чайной ложки пищевой соды (гидрокарбоната натрия, $NaHCO_3$).

Ожидаемые результаты:

- Лимонная кислота: Произойдет бурная реакция с шипением и выделением пузырьков газа (углекислого газа, $CO_2$). Это качественная реакция на кислоту.

Уравнение реакции: $C_6H_8O_7 + 3NaHCO_3 \rightarrow Na_3C_6H_5O_7 + 3H_2O + 3CO_2 \uparrow$

- Сахар: Никакой видимой реакции не произойдет, раствор останется прозрачным.

- Поваренная соль: Никакой видимой реакции не произойдет, раствор останется прозрачным.

Этот эксперимент позволяет точно определить лимонную кислоту. Чтобы различить оставшиеся два вещества (сахар и соль), можно просто попробовать полученные растворы на вкус: один будет сладким, а другой – соленым.

Ответ: Для идентификации веществ можно использовать два метода.
1. Нагревание: поваренная соль не расплавится; сахар расплавится с образованием карамели и характерным запахом; лимонная кислота расплавится при более низкой температуре и обуглится без запаха карамели.
2. Взаимодействие с пищевой содой: водный раствор лимонной кислоты вызовет бурное шипение (выделение газа) при добавлении соды, в то время как сахар и поваренная соль не вступят в реакцию. Оставшиеся два вещества можно различить по вкусу их водных растворов (сладкий и соленый).