Лабораторный опыт №14, страница 202 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Лабораторный опыт №14

Определение кальция в составе костей

Реактивы и оборудование. Косточки птиц, стакан, весы, щипцы, раствор соляной кислоты, фильтровальная бумага, вода.

Ход работы. Небольшую косточку сначала взвесьте. Запишите показания весов. Положите косточку в стакан и влейте туда раствор соляной кислоты. Через 10 минут щипцами возьмите косточку, промойте водой и промокните фильтровальной бумагой. Косточку еще раз взвесьте. Показания весов запишите. Какой вывод можно сделать? Напишите ионное уравнение реакции.

Решение

В ходе лабораторного опыта проводится качественная реакция, доказывающая наличие соединений кальция в составе костей. Костная ткань состоит из органических веществ (в основном белка коллагена, придающего гибкость) и неорганических (минеральных) солей, которые обеспечивают её твёрдость. Основным минеральным компонентом костей является фосфат кальция $Ca_3(PO_4)_2$, также в небольшом количестве может присутствовать карбонат кальция $CaCO_3$.

При помещении косточки в раствор соляной кислоты ($HCl$) происходит химическая реакция между кислотой и минеральными солями, входящими в состав кости.

Какой вывод можно сделать?

В ходе эксперимента наблюдается реакция соляной кислоты с неорганическими солями кости. В результате этой реакции фосфат и карбонат кальция превращаются в растворимые соли (хлорид кальция $CaCl_2$).

Поскольку минеральные вещества растворяются и "вымываются" из кости, ее масса после обработки кислотой, промывки и высушивания будет меньше первоначальной массы. $m_{косточки\;после\;опыта} < m_{косточки\;до\;опыта}$

Это наблюдение позволяет сделать вывод о том, что кости содержат соединения кальция, способные реагировать с кислотами. Кроме уменьшения массы, кость потеряет свою твердость и станет гибкой, так как в ней останется преимущественно органический матрикс (коллаген).

Ответ: Масса косточки после реакции с соляной кислотой уменьшится. Это доказывает, что в состав костей входят минеральные соли (в частности, соединения кальция), которые вступают в реакцию с кислотой и растворяются.

Напишите ионное уравнение реакции.

Основная реакция, протекающая в ходе опыта, – это взаимодействие фосфата кальция с соляной кислотой. Запишем уравнения для этого процесса.

Молекулярное уравнение реакции:

$Ca_3(PO_4)_2 + 6HCl \rightarrow 3CaCl_2 + 2H_3PO_4$

Для составления ионного уравнения учтем, что фосфат кальция $Ca_3(PO_4)_2$ — твёрдое нерастворимое вещество; соляная кислота $HCl$ — сильный электролит; хлорид кальция $CaCl_2$ — растворимая соль (сильный электролит); фосфорная кислота $H_3PO_4$ — электролит средней силы, который в ионных уравнениях принято записывать в молекулярном виде.

Полное ионное уравнение:

$Ca_3(PO_4)_2(тв) + 6H^+ + 6Cl^- \rightarrow 3Ca^{2+} + 6Cl^- + 2H_3PO_4$

Сократив одинаковые ионы ($Cl^-$) в обеих частях, получим сокращенное ионное уравнение, которое отражает суть химического процесса:

Ответ: $Ca_3(PO_4)_2(тв) + 6H^+ \rightarrow 3Ca^{2+} + 2H_3PO_4$