Лабораторный опыт №16, страница 258 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Лабораторный опыт №16

Исследование свойств уксусной кислоты

Реактивы и оборудование:

$CH_3COOH$, Mg, Zn, Cu лакмус

$NaOH$, $Na_2CO_3$ пробирки

1. Действие на индикатор. Испытайте слабый раствор уксусной кислоты на индикатор. Каковы результаты?

2. Взаимодействие уксусной кислоты с металлами. В три пробирки налейте по 2 мл раствора уксусной кислоты. В первую пробирку поместите стружки магния, во вторую – крупинки цинка, в третью – кусочки меди.

В первой пробирке реакция идет активно, во второй – медленно, в третьей – реакция не идет даже при нагревании.

Объясните, как уксусная кислота действует на металлы. Напишите уравнения реакций.

3. Взаимодействие уксусной кислоты с основаниями. Налейте в пробирку 2 мл уксусной кислоты. Добавьте несколько капель лакмуса. Раствор окрасится в красный цвет. Внесите несколько капель гидроксида натрия. Раствор окрасится в синий цвет. Докажите опытным путем, что образовалась соль. Напишите уравнение реакции.

4. Проведите такой же опыт с содой. Сделайте вывод.

1. Действие на индикатор.

Уксусная кислота, являясь кислотой, в водном растворе диссоциирует с образованием ионов водорода $H^{+}$. $CH_{3}COOH \rightleftharpoons CH_{3}COO^{-} + H^{+}$ Именно наличие ионов водорода обуславливает кислую среду раствора. Индикатор лакмус в кислой среде изменяет свою фиолетовую окраску на красную. Таким образом, при добавлении в раствор уксусной кислоты лакмуса наблюдается изменение его цвета на красный.

Ответ: Раствор уксусной кислоты окрашивает лакмус в красный цвет, что свидетельствует о наличии кислой среды.

2. Взаимодействие уксусной кислоты с металлами.

Взаимодействие кислот с металлами определяется положением металла в электрохимическом ряду активности. Металлы, стоящие в этом ряду левее водорода, способны вытеснять его из растворов кислот (неокислителей). Чем активнее металл (чем левее он в ряду), тем интенсивнее протекает реакция.

- Магний ($Mg$) — активный металл, расположенный в ряду активности значительно левее водорода. Реакция с уксусной кислотой протекает активно, с видимым выделением пузырьков газа (водорода).

- Цинк ($Zn$) — также стоит левее водорода, но правее магния. Он менее активен, поэтому реакция идет заметно медленнее, чем с магнием.

- Медь ($Cu$) — находится в ряду активности правее водорода. Поэтому медь не способна вытеснять водород из раствора уксусной кислоты, и реакция не происходит.

Уравнения реакций:

1. С магнием: $2CH_{3}COOH + Mg \rightarrow (CH_{3}COO)_{2}Mg + H_{2}\uparrow$

2. С цинком: $2CH_{3}COOH + Zn \rightarrow (CH_{3}COO)_{2}Zn + H_{2}\uparrow$

3. С медью: $CH_{3}COOH + Cu \rightarrow \text{реакция не идет}$

Ответ: Уксусная кислота реагирует с металлами, стоящими в ряду активности до водорода, с выделением водорода. Скорость реакции зависит от активности металла. Магний реагирует активно, цинк — медленно. Медь, стоящая после водорода, с уксусной кислотой не реагирует.

3. Взаимодействие уксусной кислоты с основаниями.

Красный цвет лакмуса в начале опыта подтверждает кислую среду раствора уксусной кислоты. При добавлении гидроксида натрия ($NaOH$), который является щёлочью (сильным основанием), происходит реакция нейтрализации. В ходе этой реакции кислота и основание взаимодействуют, образуя соль (ацетат натрия $CH_{3}COONa$) и воду.

Уравнение реакции: $CH_{3}COOH + NaOH \rightarrow CH_{3}COONa + H_{2}O$

По мере протекания реакции кислота расходуется. Когда вся кислота будет нейтрализована и в раствор будет добавлен избыток щёлочи, среда станет щелочной. В щелочной среде лакмус меняет окраску на синюю.

Доказать образование соли можно методом выпаривания. Если полученный после реакции раствор осторожно нагреть и выпарить из него воду, на дне и стенках пробирки останутся белые кристаллы — это и есть образовавшаяся соль, ацетат натрия.

Ответ: Происходит реакция нейтрализации уксусной кислоты гидроксидом натрия с образованием соли ацетата натрия и воды. Доказательством образования соли является получение её кристаллов после выпаривания воды. Уравнение реакции: $CH_{3}COOH + NaOH \rightarrow CH_{3}COONa + H_{2}O$.

4. Проведите такой же опыт с содой. Сделайте вывод.

Под "содой" в перечне реактивов указан карбонат натрия ($Na_{2}CO_{3}$). При добавлении карбоната натрия к раствору уксусной кислоты наблюдается бурная реакция с интенсивным выделением пузырьков газа — это углекислый газ ($CO_2$). Эта реакция является одним из характерных свойств кислот. Уксусная кислота, будучи более сильной, чем угольная ($H_2CO_3$), вытесняет её из соли (карбоната). Неустойчивая угольная кислота тут же разлагается на воду и углекислый газ.

Уравнение реакции:

$2CH_{3}COOH + Na_{2}CO_{3} \rightarrow 2CH_{3}COONa + H_{2}O + CO_{2}\uparrow$

Вывод: Уксусная кислота проявляет типичные свойства кислот, в частности, реагирует с солями более слабых кислот (карбонатами) с выделением углекислого газа. Этот опыт подтверждает, что уксусная кислота относится к классу кислот.

Ответ: При взаимодействии уксусной кислоты с содой ($Na_2CO_3$) происходит реакция с бурным выделением углекислого газа. Вывод: уксусная кислота обладает свойствами, характерными для класса кислот.