Підручники з Хімії / Хімія 9 клас / Гранкіна Хімія 9 клас. 2017

Розчини 101

Якісними називають такі реакції, з допомогою яких можна визначити, атоми або групи атомів яких елементів входять до складу речовини.

Для електролітів це визначення буде звучати так:

Якісними називають такі реакції, з допомогою яких можна визначити, які йони входять до складу речовини.

У результаті якісної реакції повинна утворюватися речовина зі специфічними властивостями, не схожа на інші. Наприклад, для якісного визначення йонів Cl− використовують йони Ag+ , тому що осад AgCl, який утворюється, досить специфічний, не схожий на інші: це білий сирнистий (або пластівчастий) осад. Жодний інший осад так не виглядає.

Розберемо деякі якісні реакції на йони, які містяться у водному розчині.

ВИЗНАЧЕННЯ ЙОНІВ H+ І OH–

Ці йони, як ви знаєте, утворюються в результаті дисоціації кислот або лугів відповідно.

Наявність у розчині йонів Гідрогену, які обумовлюють кислотне середовище, та гідроксид-іонів, які обумовлюють лужне середовище, можна виявити з допомогою індикаторів — речовин, що змінюють забарвлення залежно від кислотності й лужності середовища (табл. 8).

102 Тема 2

Лабораторний дослід «Виявлення йонів Гідрогену та гідроксид-іонів у розчинах»

Візьмемо три пробірки. У першу наллємо 1–2 мл розчину кислоти, у другу — стільки ж розчину лугу, у третю — води.

Додамо в кожну пробірку по кілька крапель розчину лакмусу. Спостерігаємо зміну кольору розчинів: лакмус у кислотному середовищі стає червоним, у лужному — синім, а в нейтральному середовищі забарвлення лакмусу залишається фіолетовим.

+

Лакмус кислота

+

Лакмус луг

+

Поясніть зміну кольору. Чому неважливо, розчин якої кислоти й лугу ми використовуємо?

ВОДНЕВИЙ ПОКАЗНИК рН

Для кількісного визначення кислотності (або лужності) розчину (часто говорять «середовища») використовують водневий показник — pH («пе аш»). Кожне значення pH відповідає певному вмісту катіонів Гідрогену в 1 л розчину.

Розчини 103

Урозчинах кислот уміст катіонів Гідрогену збільшується,

авміст гідроксид-іонів зменшується, у розчинах лугів спостерігається зворотна картина. Відповідно до цього змінюється й значення

водневого показника (pH).

За кімнатної температури в нейтральних розчинах pH = 7, в кислотних розчинах pH < 7, а в лужних pH > 7. Приблизно значення pH водного розчину можна визначити з допомогою індикаторів.

Наприклад, метиловий оранжевий за pH < 3,1 має червоний колір, а за pH > 9,4 — жовтий; лакмус за pH < 6,1 — червоний, а за pH > 8 — синій і т. д.

Спробуйте самі визначити середовище за таких значень pH. Більш точно (до сотих часток) значення pH можна визначити з допомогою спеціальних приладів — pH-метрів.

Дізнайтеся більше

Значення pH часто вказують на етикетках мийних косметичних засобів. Це важливо, тому що в нас на шкірі й волоссі в нормі дуже слабкокисле середовище, тому постійне використання мийних засобів з pH >7 (лужне середовище) призводить до погіршення стану шкіри й волосся. А от прати сильно забруднені речі краще в слабколужному середовищі.

Укислому середовищі гірше розвиваються гнильні бактерії, тому під час консервування овочів у банки додають оцтову кислоту.

Унашому організмі різні тканини мають різне значення pH. Це необхідна умова для нормальної роботи організму.

104 Тема 2

Лабораторний дослід «Встановлення приблизного значення pH води і різних розчинів з допомогою універсального індикатора»

Підготуйте пробірки: з дистильованою водою, з розчинами натрій гідроксиду, хлоридної кислоти, харчової соди, мийного засобу для посуду, господарського й дитячого

мила, засобу для прання. Усі розчини з масовою долею розчиненої речовини — приблизно 10 %. Опустіть у кожну пробірку смужку індикаторного паперу, вийміть його й порівняйте отриманий колір зі зразком на упакуванні паперу.

Визначте приблизне значення pH, укажіть середовище кожного розчину.

Дізнайтеся більше

Для дощової води середнє значення pH дорівнює 5,6. У випадку, коли pH опадів менше 5,6, говорять про кислотні дощі. Сполуками, що призводять до зниження рівня pH в опадах, є оксиди Сульфуру, Нітрогену, гідроген хлорид і леткі органічні сполуки.

Підвищена кислотність опадів призводить до пригнічення життя рослин і тварин, руйнування ґрунтів, а також будівель.

ВИЗНАЧЕННЯ ЙОНІВ Cl–, Br–, I–

Для якісного визначення цих трьох йонів необхідний реагент, який містить йони Ag+.

Лабораторний дослід «Виявлення хлорид-іонів, бромід-іонів і йодид-іонів у розчині»

Візьміть 3 пробірки й налийте: в першу — 1–2 мл розчину хлориду, наприклад натрій хлориду або хлоридну кислоту, у другу — розчин броміду, наприклад калій броміду,

у третю — йодиду, наприклад калій йодиду. У кожну пробірку додайте по декілька крапель розчину арґентум(І) нітрату. Що спостерігаєте?

Розчини 105

Чи можна було взяти інші розчинні хлориди, броміди, йодиди? Чому?

Додайте в кожну пробірку по кілька крапель розчину нітратної кислоти.

Зверніть увагу: осади не розчиняються.

Як ви вже помітили, характерною рисою є структура осадів — вони сирнисті, пластівчасті.

А от колір змінюється зі зміною йона галогену: AgCl — білий, AgBr — жовтуватий, AgІ — жовтувато-коричневий.

Напишіть молекулярні, повні й скорочені йонні рівняння реакцій, які були здійснені в цьому досліді.

ВИЗНАЧЕННЯ ЙОНІВ SO42– У РОЗЧИНІ

Якісним реактивом на йони SO42– є йони Ba2+.

Лабораторний дослід «Виявлення сульфат-іонів у розчині»

У пробірку налийте 1–2 мл розчину сульфатної кислоти або будь-якого сульфату. Додайте трохи розчину

солі Барію або барій гідроксиду. Розчин відразу стає білим, як молоко. Це утворився білий порошкоподібний осад BaSO4. Він досить швидко осідає на дно пробірки.

Додамо в пробірку розчин нітратної кислоти. Осад не розчиняється.

106 Тема 2

+ +

На перший погляд, утворення білого порошкоподібного осаду можливе в різних реакціях. Що ж тут незвичайного? Чому ця реакція якісна? Виявляється, BaSO4 не розчиняється в кислотах (ми це перевірили). От такий цей осад.

Напишіть молекулярні, повні й скорочені йонні рівняння реакції, яку було здійснено в цьому досліді.

ВИЗНАЧЕННЯ ЙОНІВ PO43– У РОЗЧИНІ

Для визначення цих йонів потрібен якісний реактив, який містить йони Ag+ .

Лабораторний дослід «Виявлення ортофосфат-іонів у розчині»

У пробірку налийте 1–2 мл розчину ортофосфатної кислоти або будь-якого ортофосфату. Додайте трохи розчину арґентум(І) нітрату. Випадає красивий жовтий осад.

+

Йони Ag+ , як ми вже знаємо, утворюють жовтуватий осад з йонами Br− . Але в цьому випадку осад не пластівчастий, а порошкоподібний, та й колір інший — яскравіший.

Напишіть молекулярні, повні й скорочені йонні рівняння реакції, яку було здійснено в цьому досліді.

Розчини 109

ВИКОНАЙТЕ ЗАВДАННЯ

176.Напишіть у молекулярній і йонній формах рівняння якісних реакцій, з допомогою яких можна виявити в розчині йони:

Поясніть ваші відповіді.

177.Як розчином однієї солі розрізнити водні розчини Ca(NO3 )2 і HCl? Напишіть рівняння відповідних хімічних реакцій у моле-

кулярній і йонній формах, укажіть явища, що їх супроводжують.

178.Якого забарвлення набуде розчин лакмусу, який долили до розчину, що утворився після закінчення реакції між 1,5 моль хлороводню і 2 моль калій гідроксиду? Поясніть ваше рішення.

179.Яка кількість речовини солі та який об’єм водню утвориться під час взаємодії цинку з 200 г 22%-го розчину хлоридної кислоти?

180.До розчину, що містить суміш карбонату і натрій гідроксиду, спочатку додали надлишок розчину барій нітрату, а потім — сульфатної кислоти. Які йони залишились у розчині? Напишіть рівняння реакцій.

181.До розчину, який містить суміш калій сульфіту і натрій хлориду, спочатку додали надлишок розчину хлоридної кислоти, а потім — арґентум(І) нітрату. Які йони залишились у розчині? Відповідь підтвердіть рівняннями реакцій.

Для допитливих

182.Мінерал гідрогаліт має у складі йони Натрію. Під час розчинення 9,4 г цього мінералу в 100 мл води отримали розчин з масовою часткою розчиненої речовини 5,35%. Під час дії арґентум(І) нітрату на цей розчин утворюється білий сирнистий осад.

Визначте з допомогою розрахунків формулу мінералу.

183.Білі кристали солі А після додавання краплі води перетворюються на сині кристали солі Б, які повністю розчиняються у воді з утворенням блакитного розчину В. Якщо до розчину В додати розчин натрій гідроксиду, випадає блакитний осад Г, а після додавання розчину барій хлориду випадає білий осад Д, який не розчиняється в розчині кислот. Визначте речовини А, Б, В, Г, Д.

184.Невелику кількість речовини Х блідо-зеленого кольору було поміщено в пробірку й розчинено у воді. Отриманий розчин