Номер 1, страница 19 - гдз по химии 10 класс тетрадь для практических работ Матулис, Матулис

Дано:

В ходе эксперимента было получено нерастворимое основание — гидроксид меди(II) Cu(OH)$_2$. Затем суспензия Cu(OH)$_2$ была разделена на три пробирки. К содержимому каждой пробирки были добавлены неизвестные растворы органических веществ: Раствор 1, Раствор 2 и Раствор 3.

Найти:

1. Описать наблюдения для каждой пробирки после добавления соответствующего раствора.
2. Идентифицировать вещества, добавленные в каждую пробирку, на основе химических свойств и стандартных лабораторных тестов.
3. Обосновать выбор веществ и привести уравнения (схемы) протекающих реакций.

Решение:

Сначала проведем реакцию получения гидроксида меди(II):

При смешивании раствора гидроксида натрия с раствором сульфата меди(II) выпадает голубой студенистый осадок гидроксида меди(II):

$2NaOH_{(aq)} + CuSO_{4(aq)} \rightarrow Cu(OH)_{2(s)} \downarrow + Na_2SO_{4(aq)}$

Полученный осадок Cu(OH)$_2$ используется для дальнейших качественных реакций на органические вещества.

Результаты наблюдений занесите в таблицу:

Обоснуйте ваш ответ и приведите уравнения (схемы) протекающих реакций:

Проведение данной лабораторной работы позволяет качественно определить наличие различных классов органических соединений по их взаимодействию с гидроксидом меди(II) при комнатной температуре.

Пробирка 1: Взаимодействие с многоатомным спиртом (например, глицерином).

Гидроксид меди(II) является качественным реактивом на многоатомные спирты (полиолы), содержащие не менее двух гидроксильных групп у соседних атомов углерода. При взаимодействии с ними Cu(OH)$_2$ растворяется с образованием ярко-синего, иногда василькового, раствора комплексного соединения меди. Эта реакция происходит без нагревания. Глицерин подходит под эти критерии.

Уравнение реакции: $2C_3H_5(OH)_{3(aq)} + Cu(OH)_{2(s)} \rightarrow [C_3H_5(OH)_2O]_2Cu_{(aq)} + 2H_2O_{(l)}$

Наблюдение: Голубой осадок растворяется, образуется прозрачный ярко-синий (интенсивный васильковый) раствор.

Ответ: Глицерин

Пробирка 2: Взаимодействие с одноатомным спиртом (например, этанолом).

Одноатомные спирты, такие как этанол, не имеют достаточного количества гидроксильных групп в соседних положениях для образования стабильного комплексного соединения с гидроксидом меди(II) при комнатной температуре. Также они не проявляют кислотных или восстановительных свойств в данных условиях. Поэтому видимых изменений не происходит, и осадок Cu(OH)$_2$ остается неизменным.

Уравнение реакции: Реакция не протекает.

Наблюдение: Голубой осадок Cu(OH)$_2$ не изменяется, остается в виде осадка.

Ответ: Этанол

Пробирка 3: Взаимодействие с карбоновой кислотой (например, уксусной кислотой).

Уксусная кислота является слабой органической кислотой, которая, тем не менее, реагирует с нерастворимыми основаниями, такими как гидроксид меди(II), с образованием растворимой соли (ацетата меди(II)) и воды. Ацетат меди(II) растворим в воде и придает раствору голубую окраску.

Уравнение реакции: $2CH_3COOH_{(aq)} + Cu(OH)_{2(s)} \rightarrow (CH_3COO)_2Cu_{(aq)} + 2H_2O_{(l)}$

Наблюдение: Голубой осадок Cu(OH)$_2$ растворяется, образуется прозрачный голубой раствор. (Оттенок голубого обычно светлее, чем при реакции с многоатомными спиртами).

Ответ: Уксусная кислота