Страница 47 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

Лабораторный опыт 1.

Изучение электропроводности растворов и движения ионов в электрическом поле

1. В гнёзда выданной вам керамической пластинки поместите по одной ложечке хлорида натрия, нитрата калия и сахара. Прибор для испытания электропроводности включите в сеть и прикоснитесь на несколько секунд электродами поочерёдно к каждому веществу. Что вы наблюдаете?

2. Аккуратно прилейте в каждое гнездо дистиллированную воду и вновь исследуйте электропроводность. Запишите наблюдения.

3. Положите на стеклянную пластинку полоску фильтровальной бумаги и смочите её раствором сульфата меди(II). Голубая окраска раствора обусловлена ионами меди $Cu^{2+}$. Прикоснитесь к бумаге электродами и включите ток. Наблюдайте, в сторону какого электрода смещается цветное пятно. Запишите наблюдения. Выключите прибор из сети, промойте электроды и оботрите их тряпкой или фильтровальной бумагой.

1. При касании электродами кристаллических веществ - хлорида натрия ($NaCl$), нитрата калия ($KNO_3$) и сахара (сахарозы, $C_{12}H_{22}O_{11}$) - лампочка прибора для испытания электропроводности не загорается. Это происходит потому, что в твердом состоянии эти вещества не имеют свободных носителей заряда. Хлорид натрия и нитрат калия являются веществами с ионной кристаллической решеткой. Ионы ($Na^+$, $Cl^-$, $K^+$, $NO_3^-$) в узлах решетки прочно связаны и не могут перемещаться по кристаллу. Сахар является веществом с молекулярной кристаллической решеткой, состоящей из нейтральных молекул, которые также не могут переносить электрический заряд. Таким образом, ни одно из твердых веществ не проводит электрический ток.

Ответ: Ни одно из сухих веществ (хлорид натрия, нитрат калия, сахар) не проводит электрический ток, лампочка прибора не загорается.

2. После добавления дистиллированной воды и исследования электропроводности полученных растворов наблюдаются следующие явления:

• В гнездах с хлоридом натрия и нитратом калия лампочка прибора ярко загорается. Это свидетельствует о том, что растворы этих солей проводят электрический ток. При растворении в воде ионные кристаллические решетки этих веществ разрушаются, и в раствор переходят свободные подвижные ионы. Этот процесс называется электролитической диссоциацией:

$NaCl \rightarrow Na^+ + Cl^-$

$KNO_3 \rightarrow K^+ + NO_3^-$

Наличие свободных ионов обеспечивает электропроводность раствора.

• В гнезде с сахаром лампочка не загорается. Сахар растворяется в воде, но его молекулы не распадаются на ионы, так как связь между атомами в молекуле ковалентная. Раствор сахара состоит из нейтральных молекул сахарозы, распределенных между молекулами воды. Поскольку в растворе отсутствуют свободные заряженные частицы, он не проводит электрический ток.

• Сама по себе дистиллированная вода является очень слабым электролитом и практически не проводит ток.

Ответ: Растворы хлорида натрия и нитрата калия проводят электрический ток (лампочка горит), а раствор сахара и дистиллированная вода — нет (лампочка не горит).

3. При смачивании фильтровальной бумаги раствором сульфата меди(II) ($CuSO_4$) она приобретает голубой цвет. Этот цвет обусловлен присутствием гидратированных ионов меди ($Cu^{2+}$). При пропускании электрического тока через бумагу наблюдается движение цветного пятна. Сульфат меди(II) в водном растворе диссоциирует на ионы:

$CuSO_4 \rightarrow Cu^{2+} + SO_4^{2-}$

Ионы меди ($Cu^{2+}$) заряжены положительно, поэтому в электрическом поле они движутся к отрицательно заряженному электроду — катоду. Сульфат-ионы ($SO_4^{2-}$), будучи отрицательно заряженными, движутся к положительно заряженному электроду — аноду, но они бесцветны, и их движение незаметно. Таким образом, голубое пятно, создаваемое ионами меди, будет смещаться в сторону катода.

Ответ: Голубое пятно, обусловленное ионами меди $Cu^{2+}$, смещается в сторону отрицательно заряженного электрода (катода).