Номер 2, страница 41 - гдз по химии 10 класс тетрадь для практических работ Матулис, Матулис

Для определения веществ в пробирках воспользуемся качественной реакцией на многоатомные спирты (многоатомные спирты - это спирты, содержащие две или более гидроксильных групп). Этиленгликоль является двухатомным спиртом, в то время как этанол - одноатомный спирт.

Как при помощи химической реакции определить, в какой пробирке какое вещество находится?

Необходимо провести реакцию с гидроксидом меди(II) ($\text{Cu(OH)}_2$).

Последовательность действий:

1. В каждую пробирку добавьте немного раствора сульфата меди(II) ($\text{CuSO}_4$).
2. Затем в каждую пробирку добавьте немного раствора щелочи, например, гидроксида натрия ($\text{NaOH}$), до образования голубого осадка гидроксида меди(II) ($\text{Cu(OH)}_2$).
3. Перемешайте содержимое пробирок.

В той пробирке, где содержится этиленгликоль, голубой осадок гидроксида меди(II) растворится, образуя прозрачный, интенсивно-синий раствор. В пробирке с этанолом осадок гидроксида меди(II) не растворится, оставаясь в виде голубой взвеси.

Ответ: Пробирка, в которой осадок $\text{Cu(OH)}_2$ растворится с образованием ярко-синего раствора, содержит этиленгликоль. Пробирка, в которой осадок $\text{Cu(OH)}_2$ не изменится, содержит этанол.

Объясните наблюдаемые явления.

Наблюдаемые явления объясняются различиями в строении этанола и этиленгликоля. Этиленгликоль ($\text{HO-CH}_2\text{-CH}_2\text{-OH}$) является многоатомным спиртом, так как содержит две гидроксильные ($\text{-OH}$) группы при соседних атомах углерода. Такие спирты (с гидроксильными группами у соседних атомов углерода) способны реагировать со свежеосажденным гидроксидом меди(II), образуя растворимый комплекс ярко-синего цвета. Это происходит потому, что многоатомные спирты проявляют более сильные кислотные свойства по сравнению с одноатомными спиртами, позволяя им вытеснять гидроксильные группы из гидроксида меди(II) и образовывать хелатные комплексы с ионами меди(II).

Этанол ($\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}$) является одноатомным спиртом, содержащим только одну гидроксильную группу. Он не способен образовывать такой устойчивый хелатный комплекс с ионами меди(II) при комнатной температуре, и поэтому гидроксид меди(II) в его присутствии не растворяется.

Ответ: Этиленгликоль как многоатомный спирт образует растворимый ярко-синий хелатный комплекс с $\text{Cu(OH)}_2$, а этанол как одноатомный спирт такой реакции не дает.

Напишите уравнение реакции.

Уравнение реакции образования гидроксида меди(II):

$\text{CuSO}_4 (\text{aq}) + 2\text{NaOH}(\text{aq}) \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 (\text{s})\downarrow + \text{Na}_2\text{SO}_4 (\text{aq})$

Уравнение реакции этиленгликоля с гидроксидом меди(II):

$2\text{HO-CH}_2\text{-CH}_2\text{-OH} (\text{aq}) + \text{Cu(OH)}_2 (\text{s}) \rightarrow \text{Cu}(\text{O-CH}_2\text{-CH}_2\text{-O})_2 (\text{aq}) + 2\text{H}_2\text{O} (\text{l})$

Продукт реакции, $\text{Cu}(\text{O-CH}_2\text{-CH}_2\text{-O})_2$, представляет собой растворимый хелатный комплекс бис(этиленгликолято)меди(II), который придает раствору характерный интенсивно-синий цвет.

Ответ: $2\text{HO-CH}_2\text{-CH}_2\text{-OH} + \text{Cu(OH)}_2 \rightarrow \text{Cu}(\text{O-CH}_2\text{-CH}_2\text{-O})_2 + 2\text{H}_2\text{O}$