Глава II. Химические реакции в растворах. § 6. Химические свойства кислот как электролитов — с. 36
§ 6. Лабораторный опыт 14. Поместите в штатив две пробирки с 2 мл раствора серной кислоты, две — с 2 мл раствора азотной кислоты и две — с 2 мл раствора соляной кислоты. В первую, третью и пятую пробирки добавьте с помощью пипетки 2—3 капли раствора лакмуса, в остальные — метилового оранжевого. Как изменилась окраска индикаторов?
Почему для эксперимента не был предложен раствор фенолфталеина?
Наблюдения: во всех пробирках с лакмусом (1, 3, 5) раствор становится красным; во всех пробирках с метиловым оранжевым (2, 4, 6) — красным (розово-красным). Окраска одинакова для H₂SO₄, HNO₃ и HCl, потому что она зависит не от кислотного остатка, а от катионов водорода H⁺, которые есть во всех растворах: H₂SO₄ = 2H⁺ + SO₄²⁻; HNO₃ = H⁺ + NO₃⁻; HCl = H⁺ + Cl⁻.
Фенолфталеин в кислой среде остаётся бесцветным (как и в воде и нейтральной среде), поэтому он не позволяет отличить раствор кислоты от воды и для обнаружения кислот не используется (он окрашивается в малиновый цвет только в щелочной среде).
Вывод: растворы кислот изменяют окраску индикаторов (лакмус и метиловый оранжевый краснеют) за счёт ионов H⁺.
Фенолфталеин в кислой среде остаётся бесцветным (как и в воде и нейтральной среде), поэтому он не позволяет отличить раствор кислоты от воды и для обнаружения кислот не используется (он окрашивается в малиновый цвет только в щелочной среде).
Вывод: растворы кислот изменяют окраску индикаторов (лакмус и метиловый оранжевый краснеют) за счёт ионов H⁺.
§ 6. Лабораторный опыт 15. Налейте в три пробирки по 2 мл раствора гидроксида натрия и добавьте к ним по 2—3 капли фенолфталеина. Что наблюдаете?
Затем по каплям приливайте в эти пробирки кислоты: в первую — раствор серной кислоты, во вторую — раствор азотной кислоты, в третью — соляную кислоту до тех пор, пока растворы не обесцветятся. О чём свидетельствует исчезновение окраски индикатора?
Потрогайте дно пробирок и сделайте вывод о тепловом эффекте реакции.
Наблюдения: при добавлении фенолфталеина к раствору NaOH во всех трёх пробирках появляется малиновая окраска — среда щелочная (в растворе есть ионы OH⁻). При постепенном добавлении кислоты малиновая окраска бледнеет и исчезает: раствор становится бесцветным.
Исчезновение окраски означает, что гидроксид-анионы израсходованы, щелочная среда исчезла — произошла реакция нейтрализации (среда стала нейтральной). Дно пробирок слегка нагревается — реакция экзотермическая (идёт с выделением теплоты).
Уравнения реакций:
1) 2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O
полное ионное: 2Na⁺ + 2OH⁻ + 2H⁺ + SO₄²⁻ = 2Na⁺ + SO₄²⁻ + 2H₂O
2) NaOH + HNO₃ = NaNO₃ + H₂O
полное ионное: Na⁺ + OH⁻ + H⁺ + NO₃⁻ = Na⁺ + NO₃⁻ + H₂O
3) NaOH + HCl = NaCl + H₂O
полное ионное: Na⁺ + OH⁻ + H⁺ + Cl⁻ = Na⁺ + Cl⁻ + H₂O
Сокращённое ионное уравнение для всех трёх реакций одно: H⁺ + OH⁻ = H₂O.
Вывод: кислоты реагируют с основаниями (щелочами) с образованием соли и воды — это реакция нейтрализации, частный случай реакций ионного обмена; она протекает с выделением теплоты.
Исчезновение окраски означает, что гидроксид-анионы израсходованы, щелочная среда исчезла — произошла реакция нейтрализации (среда стала нейтральной). Дно пробирок слегка нагревается — реакция экзотермическая (идёт с выделением теплоты).
Уравнения реакций:
1) 2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O
полное ионное: 2Na⁺ + 2OH⁻ + 2H⁺ + SO₄²⁻ = 2Na⁺ + SO₄²⁻ + 2H₂O
2) NaOH + HNO₃ = NaNO₃ + H₂O
полное ионное: Na⁺ + OH⁻ + H⁺ + NO₃⁻ = Na⁺ + NO₃⁻ + H₂O
3) NaOH + HCl = NaCl + H₂O
полное ионное: Na⁺ + OH⁻ + H⁺ + Cl⁻ = Na⁺ + Cl⁻ + H₂O
Сокращённое ионное уравнение для всех трёх реакций одно: H⁺ + OH⁻ = H₂O.
Вывод: кислоты реагируют с основаниями (щелочами) с образованием соли и воды — это реакция нейтрализации, частный случай реакций ионного обмена; она протекает с выделением теплоты.