Страница 89 - гдз по химии 9 класс тетрадь для лабораторных опытов и практических работ Габриелян, Аксенова

Предложите способы обнаружения силикат-иона в растворе. Свой ответ проиллюстрируйте уравнениями химических реакций.

Для обнаружения силикат-иона ($SiO_3^{2-}$) в растворе можно использовать несколько химических методов, основанных на характерных реакциях силикатов.

Способ 1: Осаждение кремниевой кислоты

Принцип: Силикат-ионы при взаимодействии с сильными кислотами образуют нерастворимую или малорастворимую кремниевую кислоту, которая выпадает в виде белого студенистого (желатинообразного) осадка. Этот метод подходит для обнаружения относительно высоких концентраций силикатов.

Уравнение химической реакции:

Например, при добавлении соляной кислоты к раствору силиката натрия:

$Na_2SiO_3(aq) + 2HCl(aq) \rightarrow H_2SiO_3(s)\downarrow + 2NaCl(aq)$

В ионном виде реакция выглядит так:

$SiO_3^{2-}(aq) + 2H^+(aq) \rightarrow H_2SiO_3(s)\downarrow$

Наблюдаемый эффект: Образование белого студенистого (желатинообразного) осадка.

Ответ: Обнаружение силикат-иона по выпадению белого студенистого осадка кремниевой кислоты при добавлении сильной кислоты к анализируемому раствору.

Способ 2: Образование кремнемолибденовой кислоты

Принцип: Силикат-ионы в кислой среде (обычно при pH 1.0-1.5) реагируют с молибдатом аммония, образуя комплексное соединение – кремнемолибденовую кислоту (гетерополикислоту), которая имеет характерную желтую окраску. Этот метод является более чувствительным по сравнению с осаждением кремниевой кислоты и часто используется для количественного анализа.

Уравнение химической реакции:

При взаимодействии силикат-иона с молибдат-ионами в кислой среде образуется кремнемолибденовая кислота:

$SiO_3^{2-}(aq) + 12MoO_4^{2-}(aq) + 24H^+(aq) \rightarrow H_4SiMo_{12}O_{40}(aq) + 10H_2O(l)$

Наблюдаемый эффект: Появление желтой окраски раствора. Для повышения чувствительности и подтверждения, образовавшийся желтый комплекс может быть восстановлен до синего молибденового синего с помощью восстановителей (например, аскорбиновой кислоты или хлорида олова(II)), что дает еще более интенсивную окраску.

Ответ: Обнаружение силикат-иона по появлению характерной желтой окраски раствора при добавлении молибдата аммония в кислой среде (с образованием кремнемолибденовой кислоты).