Номер 8, страница 111 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

8. Проверьте с помощью индикаторов или pH-метра, какие из перечисленных ниже жидкостей имеют кислотную, какие — почти нейтральную, а какие — щелочную среду: газированная вода, перекись водорода, томатный сок, кофе, чай, молоко, жидкое мыло, этиловый спирт, уксус, нашатырный спирт, средство для мытья посуды. Попытайтесь объяснить полученные результаты.

Для определения среды раствора (кислотной, нейтральной или щелочной) используется водородный показатель, или pH. Шкала pH имеет значения от 0 до 14:

• Кислотная среда: $pH < 7$
• Нейтральная среда: $pH = 7$
• Щелочная среда: $pH > 7$

Результаты проверки перечисленных жидкостей с помощью индикаторов или pH-метра и их объяснение:

Жидкости, имеющие кислотную среду

Газированная вода

Газированная вода образуется при растворении углекислого газа ($CO_2$) в воде. При этом образуется слабая угольная кислота ($H_2CO_3$), которая диссоциирует с образованием ионов водорода ($H^+$), что и создает кислотную среду. Типичное значение pH для газированной воды составляет 3–4.

$CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^-$

Ответ: кислотная среда.

Томатный сок

Томаты содержат органические кислоты, в основном лимонную и яблочную. Эти кислоты придают соку кислый вкус и обуславливают его низкий pH, который обычно находится в диапазоне 4,0–4,5.

Ответ: кислотная среда.

Кофе

В кофейных зернах содержится множество различных кислот (хлорогеновая, хинная, лимонная и др.). Поэтому заваренный кофе всегда имеет кислотную реакцию. Его pH обычно составляет около 5,0.

Ответ: кислотная среда.

Чай

Чай (особенно черный) содержит дубильные вещества (таннины), которые являются полифенолами с кислотными свойствами. Это делает чайный настой слабокислым. pH чая обычно находится в пределах 4,9–5,5.

Ответ: кислотная среда.

Уксус

Уксус представляет собой водный раствор уксусной кислоты ($CH_3COOH$). Уксусная кислота является слабой кислотой, но в растворе она создает выраженную кислотную среду за счет диссоциации и образования ионов водорода ($H^+$). pH столового уксуса обычно составляет 2,4–3,4.

Ответ: кислотная среда.

Жидкости, имеющие почти нейтральную среду

Перекись водорода

Сама по себе перекись водорода ($H_2O_2$) является очень слабой кислотой, немного более кислой, чем вода. В аптечные растворы часто добавляют стабилизаторы (например, кислоты) для предотвращения разложения, поэтому их pH обычно слабокислый (около 6), что очень близко к нейтральному значению.

Ответ: почти нейтральная среда.

Молоко

Свежее коровье молоко имеет pH в диапазоне 6,5–6,7. Его среда является слабокислой из-за присутствия молочной кислоты, образующейся в результате жизнедеятельности бактерий, а также фосфатов и цитратов. Такое значение pH близко к нейтральному.

Ответ: почти нейтральная среда.

Этиловый спирт

Чистый этиловый спирт ($C_2H_5OH$) является нейтральным веществом. Его гидроксильная группа (-OH) не проявляет ни кислотных, ни основных свойств в водном растворе. Поэтому pH водного раствора этанола близок к 7.

Ответ: почти нейтральная (нейтральная) среда.

Средство для мытья посуды

Большинство современных средств для мытья посуды имеют pH, близкий к нейтральному (в диапазоне 7–8). Это делается для того, чтобы средство было менее агрессивным для кожи рук. Среда может быть как строго нейтральной, так и слабощелочной, что помогает расщеплять жиры. В контексте задачи его можно отнести к почти нейтральным.

Ответ: почти нейтральная среда.

Жидкости, имеющие щелочную среду

Жидкое мыло

Классическое жидкое мыло получают путем омыления жиров и масел щелочью (например, гидроксидом калия, KOH). В результате гидролиза солей, образующих мыло, в растворе создается избыток гидроксид-ионов ($OH^-$), что обуславливает щелочную среду. pH такого мыла обычно составляет 9–10. Стоит отметить, что некоторые современные "жидкие мыла" являются синтетическими моющими средствами с нейтральным pH, близким к pH кожи.

Ответ: щелочная среда.

Нашатырный спирт

Нашатырный спирт — это водный раствор аммиака ($NH_3$). Аммиак является слабым основанием. Он реагирует с водой, принимая протон и образуя ионы аммония ($NH_4^+$) и гидроксид-ионы ($OH^-$), которые и создают щелочную среду. pH бытового нашатырного спирта обычно около 11.

$NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-$

Ответ: щелочная среда.