Номер 3, страница 32 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

3. Как можно доказать наличие атомов углерода и водорода в составе молекул органических соединений?

Для качественного определения углерода и водорода в органических соединениях используют реакцию полного сгорания (окисления) вещества. Чаще всего органическое вещество нагревают в смеси с сильным окислителем, например, с оксидом меди(II) ($CuO$). В ходе этой реакции углерод, содержащийся в органическом соединении, окисляется до углекислого газа ($CO_2$), а водород — до воды ($H_2O$). Наличие этих продуктов доказывают с помощью качественных реакций.

Доказательство наличия атомов углерода

Газообразные продукты сгорания пропускают через известковую воду — насыщенный раствор гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$). Если в продуктах сгорания присутствует углекислый газ, он вступает в реакцию с гидроксидом кальция, образуя белый нерастворимый осадок карбоната кальция ($CaCO_3$). В результате известковая вода мутнеет.

Уравнение реакции:

$CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$

Помутнение известковой воды однозначно свидетельствует о том, что в сгоревшем веществе содержались атомы углерода.

Ответ: Наличие атомов углерода в органическом соединении доказывают по образованию углекислого газа в результате сгорания. Углекислый газ обнаруживают по помутнению известковой воды ($Ca(OH)_2$).

Доказательство наличия атомов водорода

Образование воды при сгорании можно наблюдать в виде капель конденсата на холодных стенках прибора, в котором проводится реакция. Для более точного химического подтверждения используют безводный сульфат меди(II) ($CuSO_4$), который представляет собой порошок белого цвета. При взаимодействии с водой он образует гидрат — медный купорос ($CuSO_4 \cdot 5H_2O$), который имеет характерный синий или голубой цвет.

Уравнение реакции:

$CuSO_4 \text{ (белый)} + 5H_2O \rightarrow CuSO_4 \cdot 5H_2O \text{ (синий)}$

Изменение окраски безводного сульфата меди с белой на синюю доказывает, что в продуктах сгорания есть вода, а следовательно, в исходном органическом веществе содержались атомы водорода.

Ответ: Наличие атомов водорода в органическом соединении доказывают по образованию воды в результате сгорания. Воду обнаруживают по появлению капель конденсата или по изменению цвета белого безводного сульфата меди(II) ($CuSO_4$) на синий.