Задача 3, страница 177 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Задача 3

Вариант I. После практической работы остался розовый раствор. Лаборант предполагает, что это раствор лакмуса в кислой среде. Проведите несколько опытов для проверки этого предположения.

Вариант II. В склянке без этикетки находится бесцветный раствор. Предполагают, что это раствор фенолфталеина. Проведите опыт, подтверждающий или опровергающий это предположение.

Мотивированный ответ и результаты опытов запишите в произвольной форме.

Предположение состоит в том, что розовый раствор является раствором индикатора лакмуса в кислой среде. Для проверки этой гипотезы необходимо исследовать, как изменится цвет раствора при изменении его кислотности. Лакмус - это кислотно-основный индикатор, который имеет характерные цвета в разных средах: красный/розовый в кислой, фиолетовый в нейтральной и синий в щелочной.

Для проверки предположения можно провести следующие опыты:

Опыт 1: Добавление щелочи.
В пробирку с небольшим количеством исследуемого розового раствора добавляют по каплям раствор щелочи, например, гидроксида натрия ($NaOH$).
Ожидаемый результат: Если гипотеза верна, то по мере добавления щелочи и нейтрализации кислоты цвет раствора изменится с розового на фиолетовый (в точке нейтральности), а затем на синий (в щелочной среде).
Вывод: Наблюдение перехода окраски розовый $ \rightarrow $ фиолетовый $ \rightarrow $ синий подтвердит, что в растворе находится лакмус. Если цвет не изменится или изменится иначе (например, выпадет осадок), гипотеза будет опровергнута.

Опыт 2: Проверка обратимости изменения окраски.
К синему раствору, полученному в первом опыте, добавляют по каплям раствор сильной кислоты, например, соляной ($HCl$).
Ожидаемый результат: Если это лакмус, то цвет раствора должен измениться в обратном порядке: с синего на фиолетовый, а затем снова на розовый при создании кислой среды.
Вывод: Обратимость изменения цвета является характерным свойством кислотно-основных индикаторов и служит дополнительным подтверждением гипотезы.

Мотивированный ответ: Если в результате добавления щелочи розовый раствор становится синим, а при последующем добавлении кислоты снова розовым, можно с уверенностью утверждать, что это раствор лакмуса в кислой среде.

Ответ: Для проверки гипотезы нужно к анализируемому раствору добавить раствор щелочи. Если окраска изменится на синюю, значит, это действительно раствор лакмуса. Для дополнительного подтверждения можно к полученному синему раствору добавить кислоту — окраска должна вернуться к исходной розовой.

Предположение состоит в том, что бесцветный раствор в склянке без этикетки является раствором индикатора фенолфталеина. Фенолфталеин — это кислотно-основный индикатор, который в кислой и нейтральной средах бесцветен, а в щелочной среде (при $pH > 8,2$) приобретает яркую малиновую окраску.

Чтобы подтвердить или опровергнуть это предположение, необходимо провести следующий качественный опыт:

Опыт: Добавление щелочи.
В пробирку отбирают небольшую пробу исследуемого бесцветного раствора и добавляют к ней несколько капель раствора щелочи (например, гидроксида натрия $NaOH$ или гидроксида калия $KOH$).

Возможные результаты и выводы:

1. Раствор окрасился в малиновый цвет. Это характерный признак фенолфталеина в щелочной среде. Таким образом, предположение подтверждается. Для окончательной уверенности можно к малиновому раствору добавить избыток кислоты (например, $HCl$), что приведет к его обесцвечиванию.
2. Раствор остался бесцветным или произошли другие изменения (например, выпал осадок). Это означает, что в склянке находится не раствор фенолфталеина. В этом случае предположение опровергается.

Мотивированный ответ: Эксперимент основан на ключевом свойстве фенолфталеина — изменении цвета на малиновый в щелочной среде. Появление этой окраски при добавлении щелочи однозначно подтверждает гипотезу. Отсутствие такой реакции ее опровергает.

Ответ: Для проверки гипотезы необходимо к пробе бесцветного раствора добавить несколько капель раствора щелочи. Если раствор окрасится в малиновый цвет, то это фенолфталеин. Если раствор останется бесцветным, то это не фенолфталеин.