Лабораторный опыт №10, страница 21 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

Лабораторный опыт 10

В три пробирки налейте соответственно 1 мл, 3 мл и 5 мл раствора тиосульфата натрия. В первую пробирку добавьте 4 мл воды, во вторую — 2 мл. Во всех трёх пробирках объём растворов одинаков — 5 мл. В какой из пробирок концентрация тиосульфата натрия максимальна, в какой — минимальна? В каждую пробирку до-бавьте по 2 мл соляной кислоты. Что наблюдаете?

В какой из пробирок концентрация тиосульфата натрия максимальна, в какой — минимальна?

Дано:

Перевод в СИ:

Найти:

Пробирку с максимальной концентрацией ($C_{max}$) и пробирку с минимальной концентрацией ($C_{min}$) тиосульфата натрия.

Решение:

Концентрация вещества в растворе ($C$) определяется как отношение количества растворенного вещества ($n$) к общему объему раствора ($V_{общ}$). В данном случае, концентрация будет пропорциональна объемной доле исходного раствора тиосульфата.

$C \propto \frac{V_{р-ра}}{V_{общ}}$

Поскольку общий объем раствора $V_{общ}$ во всех трех пробирках одинаков (5 мл), конечная концентрация тиосульфата натрия будет прямо пропорциональна объему исходного раствора ($V_{р-ра}$), добавленного в каждую пробирку.

$C \propto V_{р-ра}$

Сравним объемы добавленного раствора тиосульфата натрия в каждой пробирке:

Пробирка 1: $V_1 = 1$ мл

Пробирка 2: $V_2 = 3$ мл

Пробирка 3: $V_3 = 5$ мл

Так как $V_1 < V_2 < V_3$ (то есть $1 \text{ мл} < 3 \text{ мл} < 5 \text{ мл}$), то и концентрации растворов в пробирках соотносятся аналогичным образом: $C_1 < C_2 < C_3$.

Следовательно, минимальная концентрация тиосульфата натрия находится в пробирке 1, а максимальная — в пробирке 3.

Ответ: Максимальная концентрация тиосульфата натрия в пробирке №3 (куда было налито 5 мл исходного раствора), а минимальная — в пробирке №1 (куда был налит 1 мл исходного раствора).

Что наблюдаете?

Дано:

Перевод в СИ:

Найти:

Наблюдаемые явления в каждой пробирке.

Решение:

При добавлении соляной кислоты ($HCl$) к раствору тиосульфата натрия ($Na_2S_2O_3$) протекает химическая реакция, описываемая следующим уравнением:

$Na_2S_2O_3(aq) + 2HCl(aq) \rightarrow 2NaCl(aq) + S(s)\downarrow + SO_2(g)\uparrow + H_2O(l)$

В результате реакции образуются два продукта, которые позволяют визуально и по запаху оценить происходящие изменения:

1. Сера ($S$) — твердое вещество желтого цвета, нерастворимое в воде. Ее выпадение в виде осадка вызывает помутнение раствора (появление опалесценции).
2. Сернистый газ ($SO_2$) — бесцветный газ с характерным резким запахом (напоминает запах сгоревшей спички).

Скорость химической реакции зависит от концентрации реагирующих веществ. В данном опыте скорость образования серы и сернистого газа будет тем выше, чем выше концентрация тиосульфата натрия в пробирке (при условии, что концентрация добавляемой кислоты одинакова).

Поскольку концентрации в пробирках соотносятся как $C_1 < C_2 < C_3$, скорость реакции будет минимальной в пробирке №1 и максимальной в пробирке №3. Это приведет к следующим наблюдениям:

• В пробирке №3 (максимальная концентрация): помутнение раствора произойдет быстрее всего, практически мгновенно.
• В пробирке №2 (средняя концентрация): помутнение появится через небольшой промежуток времени, медленнее, чем в пробирке №3.
• В пробирке №1 (минимальная концентрация): для появления помутнения потребуется больше всего времени.

Во всех трех пробирках также будет выделяться газ с резким запахом.

Ответ: При добавлении соляной кислоты во всех трех пробирках наблюдается помутнение раствора из-за выпадения осадка серы и ощущается резкий запах выделяющегося газа ($SO_2$). Скорость появления помутнения обратно пропорциональна номеру пробирки: в пробирке №3 помутнение наступает быстрее всего, в пробирке №2 — медленнее, а в пробирке №1 — медленнее всего.