Глава III. Неметаллы и их соединения. § 21. Кислородные соединения углерода — с. 111
§ 21. Лабораторный опыт 39. Соберите прибор для получения газов. Поместите в прибор кусочек мрамора, прилейте 3—4 мл соляной кислоты. Закройте прибор пробкой с изогнутой газоотводной трубкой. Пропускайте углекислый газ через 3—4 мл воды с несколькими каплями лакмуса. Что наблюдаете?
О чём свидетельствует изменение окраски индикатора?
Осторожно нагрейте содержимое пробирки. Что наблюдаете?
Почему окраска индикатора вновь изменилась?
Сделайте вывод об устойчивости угольной кислоты.
Наблюдения. При действии соляной кислоты на мрамор выделяются пузырьки бесцветного газа без запаха — углекислого газа:
CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O
Когда газ пропускают через воду с лакмусом, фиолетовая окраска раствора меняется на красную (розово-красную).
Изменение окраски лакмуса свидетельствует о появлении в растворе ионов водорода, то есть кислоты: часть углекислого газа реагирует с водой, образуя угольную кислоту, которая обратимо диссоциирует:
CO₂ + H₂O ⇄ H₂CO₃
H₂CO₃ ⇄ H⁺ + HCO₃⁻
При осторожном нагревании раствора красная окраска лакмуса снова становится фиолетовой. Окраска меняется потому, что угольная кислота неустойчива и при нагревании разлагается на воду и углекислый газ, который улетучивается (растворимость газа при нагревании падает, равновесие смещается влево): H₂CO₃ = H₂O + CO₂↑. Ионов водорода в растворе становится меньше, среда становится близкой к нейтральной.
Вывод: угольная кислота — слабая, непрочная (неустойчивая) кислота, существует только в растворе в небольшой концентрации и легко разлагается на CO₂ и H₂O, особенно при нагревании.
CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O
Когда газ пропускают через воду с лакмусом, фиолетовая окраска раствора меняется на красную (розово-красную).
Изменение окраски лакмуса свидетельствует о появлении в растворе ионов водорода, то есть кислоты: часть углекислого газа реагирует с водой, образуя угольную кислоту, которая обратимо диссоциирует:
CO₂ + H₂O ⇄ H₂CO₃
H₂CO₃ ⇄ H⁺ + HCO₃⁻
При осторожном нагревании раствора красная окраска лакмуса снова становится фиолетовой. Окраска меняется потому, что угольная кислота неустойчива и при нагревании разлагается на воду и углекислый газ, который улетучивается (растворимость газа при нагревании падает, равновесие смещается влево): H₂CO₃ = H₂O + CO₂↑. Ионов водорода в растворе становится меньше, среда становится близкой к нейтральной.
Вывод: угольная кислота — слабая, непрочная (неустойчивая) кислота, существует только в растворе в небольшой концентрации и легко разлагается на CO₂ и H₂O, особенно при нагревании.