Страница 58 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

Два значения термина «основание».

Термин «основание» является многозначным и используется в различных сферах. Рассмотрим два его значения из точных наук: из химии и геометрии.

1. Значение в химии

Основания — это один из основных классов химических соединений. Существует несколько определений этого термина.

• Согласно теории электролитической диссоциации С. Аррениуса, основания — это электролиты, которые при диссоциации в воде образуют в качестве анионов только гидроксид-ионы ($OH^−$).
• Согласно протонной теории Брёнстеда-Лоури, основание — это вещество или частица (молекула или ион), способная принимать протон (катион водорода $H^+$).

Водные растворы оснований имеют водородный показатель $pH > 7$, они мылкие на ощупь и изменяют окраску химических индикаторов (например, лакмус синеет, а фенолфталеин становится малиновым). Основания реагируют с кислотами, образуя соль и воду (реакция нейтрализации). Примерами оснований служат гидроксид натрия ($NaOH$) и аммиак ($NH_3$).

Ответ: В химии основание — это класс химических соединений, которые при реакции с кислотой образуют соль и воду, а их водные растворы имеют значение pH больше 7.

2. Значение в геометрии

В геометрии основанием называют сторону многоугольника или грань многогранника, которая выделяется своим положением или служит для вычисления площади или объёма фигуры. Как правило, к основанию (или его продолжению) проводят высоту.

• У треугольника основанием может быть выбрана любая из его сторон.
• У трапеции основаниями являются две её параллельные стороны.
• У пирамиды или конуса основание — это многоугольник или круг соответственно, противолежащий вершине.
• У призмы или цилиндра есть два основания — это две равные и параллельные друг другу грани (многоугольники или круги).

Площадь многих фигур вычисляется через основание, например, площадь треугольника равна половине произведения его основания на высоту: $S = \frac{1}{2}ah$.

Ответ: В геометрии основание — это сторона или грань геометрической фигуры, которая используется для определения её высоты и последующего вычисления площади или объёма.

Как изменяется окраска индикаторов в растворах гидроксидов металлов?

Решение

Растворы гидроксидов металлов являются основаниями. Растворимые в воде основания, такие как гидроксиды щелочных ($LiOH$, $NaOH$, $KOH$) и некоторых щелочноземельных ($Ca(OH)_2$, $Ba(OH)_2$) металлов, называют щелочами. При растворении в воде они диссоциируют, образуя катионы металла и гидроксид-ионы ($OH^−$).

Например, диссоциация гидроксида натрия: $NaOH \rightleftharpoons Na^+ + OH^−$

Наличие в растворе избытка гидроксид-ионов ($OH^−$) создает щелочную среду, для которой водородный показатель $pH > 7$. Химические индикаторы — это вещества, изменяющие свою окраску в зависимости от $pH$ среды. В щелочной среде, создаваемой растворами гидроксидов металлов, окраска наиболее распространенных индикаторов изменяется следующим образом:

• Лакмус в щелочной среде изменяет свою фиолетовую окраску на синюю.
• Фенолфталеин, бесцветный в кислой и нейтральной средах, в щелочной среде ($pH > 8,2$) приобретает малиновую окраску.
• Метиловый оранжевый (метилоранж) в щелочной среде ($pH > 4,4$) изменяет свой цвет с оранжевого на желтый.
• Универсальный индикатор, который представляет собой смесь индикаторов, в щелочной среде окрашивается в цвета от зелено-синего до темно-фиолетового в зависимости от значения $pH$.

Таким образом, изменение окраски индикаторов позволяет определить наличие щелочной среды в растворе, характерной для гидроксидов металлов.

Ответ: В растворах гидроксидов металлов (в щелочной среде) окраска индикаторов изменяется: лакмус становится синим, фенолфталеин — малиновым, метиловый оранжевый — желтым.

Какие вещества образуются при взаимодействии раствора кислоты с гидроксидом металла?

Взаимодействие раствора кислоты с гидроксидом металла представляет собой химическую реакцию, которая называется реакцией нейтрализации. Гидроксиды металлов являются основаниями (если они растворимы в воде, то их называют щелочами).

В ходе этой реакции происходит обмен ионами между кислотой и основанием. Катион водорода ($H^+$) из кислоты соединяется с гидроксид-анионом ($OH^-$) из основания, образуя молекулу воды ($H_2O$). Одновременно катион металла ($Me^{n+}$) из основания соединяется с анионом кислотного остатка ($A^{m-}$) из кислоты, образуя соль.

Таким образом, продуктами реакции нейтрализации всегда являются соль и вода.

Общая схема реакции выглядит следующим образом:

Кислота + Основание (гидроксид металла) $\rightarrow$ Соль + Вода

Приведем несколько конкретных примеров:

1. Взаимодействие соляной кислоты ($HCl$) с гидроксидом натрия ($NaOH$):

$HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$

В результате реакции образуются хлорид натрия (поваренная соль) и вода.

2. Взаимодействие серной кислоты ($H_2SO_4$) с гидроксидом калия ($KOH$):

$H_2SO_4 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$

Продукты реакции — сульфат калия (соль) и вода.

3. Взаимодействие азотной кислоты ($HNO_3$) с нерастворимым в воде гидроксидом меди(II) ($Cu(OH)_2$):

$2HNO_3 + Cu(OH)_2 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2H_2O$

В этом случае образуются растворимая в воде соль нитрат меди(II) и вода.

Ответ: При взаимодействии раствора кислоты с гидроксидом металла образуются соль и вода.