лабораторный опыт 8, страница 62 - гдз по химии 9 класс тетрадь для практических работ Сечко

1. Выполнение опыта

1. При добавлении мыльного раствора к жесткой воде наблюдается очень слабое вспенивание или образование хлопьевидного осадка (мыльного "шлака"), который является результатом взаимодействия ионов кальция и магния с компонентами мыла.

2. При добавлении раствора карбоната натрия ($Na_2CO_3$) к жесткой воде наблюдается небольшое помутнение, которое со временем превращается в белый мелкодисперсный осадок. Это происходит из-за реакции ионов кальция ($Ca^{2+}$) и карбонат-ионов ($CO_3^{2-}$), образующих нерастворимый карбонат кальция ($CaCO_3$). После фильтрации вода становится прозрачной и умягченной.

3. При добавлении мыльного раствора к умягченной (отфильтрованной) воде наблюдается значительно более интенсивное и устойчивое вспенивание по сравнению с опытом в первой пробирке. Это свидетельствует об эффективном удалении ионов жесткости из воды.

4*. При осторожном выпаривании нескольких капель жесткой воды на часовом стекле или металлической пластине образуется заметный белый налет – накипь. При выпаривании умягченной воды накипи образуется значительно меньше или не образуется совсем. Это объясняется тем, что жесткая вода содержит растворенные соли кальция и магния (гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды), которые при нагревании или испарении воды осаждаются в виде нерастворимых соединений (главным образом карбонатов). Умягченная вода уже избавлена от большинства этих ионов.

Результаты исследования, которые можно было бы занести в таблицу:

№ пробирки: 1 (жесткая вода)

Мыльный раствор: Плохое вспенивание, образование осадка

Реакция с карбонатом натрия: Не проводилась

*Накипь (после выпаривания): Образуется много накипи

№ пробирки: 2 (жесткая вода)

Мыльный раствор: Не применялся

Реакция с карбонатом натрия: Наблюдалось помутнение и образование белого осадка

*Накипь (после выпаривания): Не проводилось для этой стадии

№ пробирки: 2 (мягкая вода)

Мыльный раствор: Хорошее, обильное вспенивание

Реакция с карбонатом натрия: Вода получена после реакции с $Na_2CO_3$ и фильтрации

*Накипь (после выпаривания): Образуется мало или совсем нет накипи

5. Составьте уравнения химических реакций (считая, что жесткость воды обусловлена гидрокарбонатом кальция) в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде.

Жесткость воды, обусловленная гидрокарбонатом кальция, устраняется при реакции с карбонатом натрия.

Молекулярное уравнение:

$Ca(HCO_3)_2(aq) + Na_2CO_3(aq) \rightarrow CaCO_3(s) \downarrow + 2NaHCO_3(aq)$

Полное ионное уравнение:

$Ca^{2+}(aq) + 2HCO_3^-(aq) + 2Na^+(aq) + CO_3^{2-}(aq) \rightarrow CaCO_3(s) \downarrow + 2Na^+(aq) + 2HCO_3^-(aq)$

Сокращенное ионное уравнение:

$Ca^{2+}(aq) + CO_3^{2-}(aq) \rightarrow CaCO_3(s) \downarrow$

Вывод.

Проведенный лабораторный опыт наглядно демонстрирует, что жесткость воды обусловлена наличием в ней растворенных солей кальция и магния. Эти соли препятствуют образованию пены с мылом и являются причиной образования накипи при выпаривании воды. Использование карбоната натрия ($Na_2CO_3$) позволяет эффективно умягчить воду путем осаждения ионов жесткости в виде нерастворимого карбоната кальция ($CaCO_3$). Умягченная вода лучше взаимодействует с мылом и оставляет значительно меньше накипи, что подтверждает эффективность химических методов умягчения воды.