лабораторная работа 3, страница 122 - гдз по химии 7 класс учебник Шиманович, Красицкий

Лабораторный опыт 3. Действие кислот на индикаторы

В одну из двух пробирок налейте раствор серной кислоты, а в другую — соляную кислоту (по $1\text{ см}^3$). В каждую пробирку добавьте по одной капле раствора лакмуса. Отметьте наблюдаемые явления.

В две другие пробирки с растворами указанных кислот прилейте по одной капле раствора метилоранжа. Какие изменения произошли в пробирках?

Сравните свои наблюдения с данными таблицы 6.

Дано:

Раствор серной кислоты ($H_2SO_4$)
Раствор соляной кислоты ($HCl$)
Объем каждого раствора кислоты, $V = 1 \text{ см}^3$
Индикаторы: раствор лакмуса, раствор метилоранжа

$V = 1 \text{ см}^3 = 1 \cdot (10^{-2} \text{ м})^3 = 10^{-6} \text{ м}^3$

Найти:

Описать наблюдаемые явления при добавлении индикаторов (лакмуса и метилоранжа) к растворам кислот и сравнить результаты с табличными данными.

Решение:

Все кислоты обладают общими свойствами, обусловленными наличием в их водных растворах ионов водорода $H^+$. Одним из таких свойств является способность изменять окраску индикаторов. Индикаторы — это вещества, которые обратимо изменяют свой цвет в зависимости от кислотности среды. Проведем мысленный эксперимент согласно условию.

Действие кислот на лакмус

В первую пробирку с раствором серной кислоты ($H_2SO_4$) и во вторую пробирку с раствором соляной кислоты ($HCl$) добавляем по капле раствора лакмуса. Исходный цвет раствора лакмуса — фиолетовый.

Наблюдаемое явление: В обеих пробирках фиолетовый раствор лакмуса изменит свою окраску на красную.

Объяснение: Обе кислоты, серная и соляная, являются сильными кислотами и в водных растворах диссоциируют с образованием катионов водорода ($H^+$), которые и создают кислую среду:

$H_2SO_4 \rightleftharpoons 2H^+ + SO_4^{2-}$

$HCl \rightleftharpoons H^+ + Cl^-$

В кислой среде ($pH < 7$) индикатор лакмус приобретает красную окраску. Так как в обеих пробирках среда кислая, результат будет одинаковым.

Ответ: При добавлении раствора лакмуса в пробирки с серной и соляной кислотами наблюдается изменение цвета индикатора с фиолетового на красный.

Действие кислот на метилоранж

В две другие пробирки, содержащие растворы серной и соляной кислот, добавляем по капле раствора метилоранжа (метилового оранжевого). Исходный цвет раствора метилоранжа в нейтральной среде — оранжевый.

Наблюдаемое явление: В обеих пробирках оранжевый раствор метилоранжа изменит свою окраску на красную (или розово-красную).

Объяснение: Метилоранж также является кислотно-основным индикатором. В сильнокислой среде ($pH < 3.1$) он меняет свой цвет с оранжевого на красный. Растворы серной и соляной кислот создают именно такую среду.

Ответ: При добавлении раствора метилоранжа в пробирки с серной и соляной кислотами наблюдается изменение цвета индикатора с оранжевого на красный.

Сравнение наблюдений с данными таблицы 6

Хотя сама таблица 6 не приведена, она содержит стандартные данные об изменении окраски индикаторов в различных средах.

Стандартные данные для кислой среды:
– Лакмус: красный
– Метилоранж: красный

Сравнение: Наши наблюдения полностью совпадают с табличными данными. Лакмус в обеих кислотах стал красным, и метилоранж в обеих кислотах также стал красным. Это подтверждает, что в пробирках находятся кислоты, и демонстрирует общее свойство кислот — изменять окраску индикаторов.

Ответ: Наблюдаемые изменения окраски индикаторов (лакмус стал красным, метилоранж стал красным) соответствуют стандартным табличным данным для кислой среды.