Лабораторный опыт 6, страница 207 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

Лабораторный опыт 6. Обнаружение ионов аммония в растворе

Реактивы: растворы хлорида (или сульфата) аммония, гидроксида натрия, индикаторная бумага.

В закреплённую в штативе пробирку с раствором хлорида (сульфата) аммония добавьте раствор гидроксида натрия объёмом $1-2 \, \text{см}^3$. Прогрейте смесь в течение нескольких секунд, поднеся к отверстию пробирки (не касаясь стенок!) влажную индикаторную бумагу. Отметьте изменение цвета.

Сделайте вывод, как можно обнаружить ионы аммония в растворе.

Решение

В ходе лабораторного опыта проводится качественная реакция для обнаружения ионов аммония ($NH_4^+$) в растворе.

Отметьте изменение цвета.

При добавлении раствора гидроксида натрия ($NaOH$) к раствору соли аммония (например, хлорида аммония $NH_4Cl$) и последующем нагревании происходит химическая реакция. В результате реакции выделяется газообразный аммиак ($NH_3$). Уравнение этой реакции в сокращенном ионном виде:

$$ NH_4^+ + OH^- \xrightarrow{t} NH_3\uparrow + H_2O $$

Аммиак — это газ, проявляющий основные свойства. Когда он вступает в контакт с влагой на индикаторной бумаге, он растворяется в воде, образуя гидрат аммиака ($NH_4OH$). Гидрат аммиака является слабым основанием и частично диссоциирует на ионы:

$$ NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4OH \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^- $$

Появление гидроксид-ионов ($OH^-$) создает на поверхности бумаги щелочную среду. В щелочной среде индикаторы изменяют свой цвет. Влажная универсальная индикаторная бумага или красная лакмусовая бумага станут синими. Если бы использовалась бумага, смоченная раствором фенолфталеина, она бы окрасилась в малиновый цвет.

Ответ: Влажная индикаторная бумага, поднесенная к отверстию пробирки, изменит свой цвет на синий (или другой цвет, соответствующий щелочной среде для данного типа индикатора), что указывает на выделение газа с основными свойствами.

Сделайте вывод, как можно обнаружить ионы аммония в растворе.

На основании проведенного опыта можно сделать вывод, что обнаружение ионов аммония ($NH_4^+$) в растворе основано на проведении качественной реакции. Эта реакция заключается во взаимодействии исследуемого раствора с раствором сильной щелочи (например, $NaOH$ или $KOH$) при слабом нагревании.

Признаками, которые подтверждают наличие ионов аммония в растворе, являются:

1. Выделение бесцветного газа с характерным резким запахом (запах аммиака).

2. Изменение цвета влажной индикаторной бумаги, поднесенной к отверстию пробирки (например, посинение красной лакмусовой бумаги), что доказывает щелочной характер выделяющегося газа.

Совокупность этих двух признаков однозначно указывает на присутствие ионов аммония в исследуемом растворе.

Ответ: Чтобы обнаружить ионы аммония в растворе, необходимо добавить к нему раствор щелочи и нагреть. Доказательством присутствия ионов $NH_4^+$ является выделение аммиака, который идентифицируется по характерному резкому запаху и посинению влажной индикаторной бумаги.