Лабораторный опыт №11, страница 36 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

Лабораторный опыт № 11. Ингибирование взаимодействия кислот с металлами уротропином

Поместите в две пробирки по небольшому гвоздю (грануле цинка), налейте в них раствор серной или соляной кислоты. Добавьте в одну пробирку немного уротропина. Что наблюдаете? Объясните результаты наблюдений.

Решение

Для проведения опыта необходимо взять две пробирки. В каждую пробирку помещается небольшой железный гвоздь или гранула цинка. Затем в обе пробирки наливается раствор серной или соляной кислоты. После этого в одну из пробирок добавляется небольшое количество уротропина.

Что наблюдаете?

В первой пробирке (без добавления уротропина) начинается бурная химическая реакция. На поверхности металла можно наблюдать интенсивное выделение пузырьков газа (водорода). Металл постепенно растворяется.

Во второй пробирке (с добавлением уротропина) реакция либо не начинается вовсе, либо протекает очень медленно. Выделение пузырьков газа практически отсутствует или оно крайне незначительно по сравнению с первой пробиркой.

Объясните результаты наблюдений.

В первой пробирке происходит стандартная реакция замещения, в ходе которой металл, стоящий в ряду активности до водорода, вытесняет его из раствора кислоты. Например, реакция железа с серной кислотой:

$Fe + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2 \uparrow$

Или реакция цинка с соляной кислотой:

$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

Во второй пробирке уротропин $((CH_2)_6N_4)$ выполняет роль ингибитора кислотной коррозии. Ингибиторы — это вещества, которые значительно замедляют скорость химической реакции. Механизм действия уротропина заключается в его адсорбции (осаждении) на поверхности металла. Молекулы уротропина образуют на металлической поверхности защитную пленку, которая создает физический барьер и препятствует контакту ионов водорода $H^+$ из кислоты с атомами металла. В результате реакция растворения металла в кислоте сильно замедляется или полностью прекращается, что и наблюдается в опыте.

Ответ: В пробирке без уротропина наблюдается активное выделение водорода в результате реакции металла с кислотой. В пробирке с уротропином реакция сильно замедляется или прекращается, так как уротропин является ингибитором, который адсорбируется на поверхности металла и создает защитный слой, препятствующий его взаимодействию с кислотой.