Відповіді на вправи: 146 (1-4)

146. Софія досліджувала кислотність різних природних вод. Вона виміряла pH води в різних місцях і спрогнозувала, які розчинені речовини зумовлюють таку кислотність. Результати дослідження Софія оформила в таблицю. Проаналізуйте наведені дані та дайте відповіді на запитання.

1. Які зразки мають кислотне середовище, а які — лужне?

Кислотне середовище мають: дощова вода, вода з річки Дніпро, вода з гейзера. Лужне середовище мають: морська вода, озерна вода з водоростями, вода біля цементного заводу.

2. Порівняйте pH зразків із розчиненою речовиною, яку запропонувала Софія. Чи згодні ви з її припущеннями?

Із припущеннями Софії загалом можна погодитися: H2CO3, органічні кислоти й H2SO4 зумовлюють кислотне середовище; NaHCO3, Na2CO3, NH3 і Ca(OH)2 — лужне.

3. Порівняйте зразок дощової води з водою з гейзера. Чому pH у них сильно відрізняється, хоча в обох міститься кислота?

Дощова вода має pH = 5,6, бо H2CO3 — слабка кислота й її небагато. Вода з гейзера має pH = 2,0, бо H2SO4 — сильна кислота.

4. Порівняйте зразки води з природного озера та штучного озера біля цементного заводу. Як ви вважаєте, які чинники могли зумовити таку різницю? Як це може бути пов’язане з людською діяльністю?

Озерна вода з водоростями має pH = 9,1 через NH3 та органічні сполуки. Вода біля цементного заводу має pH = 11,8 через Ca(OH)2, що може потрапляти у воду з цементним пилом або стоками.

5. Порівняйте pH зразків із типом електроліту, що міститься в них (основа / кислота, сильний / слабкий).

Слабкі кислоти дають невелике зниження pH, сильні кислоти — значне. Слабкі основи й карбонати дають лужне середовище, а сильні основи, як Ca(OH)2, — дуже лужне.

6. У якому зразку pH води найсильніше відрізняється від нейтрального значення 7? Чому електроліт у ньому не можна віднести до категорії слабких кислот або слабких основ?

Найсильніше від 7 відрізняється вода з гейзера: pH = 2,0. Речовина H2SO4 не є слабкою кислотою, бо дає дуже кисле середовище.

7. Порівняйте результати дослідження з екологічним станом водойм. Які із цих зразків можуть указувати на екологічну небезпеку для живих організмів? Відповідь обґрунтуйте.

Екологічно небезпечними можуть бути вода біля цементного заводу pH = 11,8, вода з гейзера pH = 2,0 і озерна вода pH = 9,1. Такі значення pH сильно відрізняються від нейтрального й можуть шкодити живим організмам.

НАВЧАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ 9

«Реакції йонного обміну між електролітами у водних розчинах»

Мета: дослідити реакції йонного обміну між розчинами кислот, основ і солей та визначити умови їх перебігу.

Дослід 1. Реакції натрій карбонату з хлоридною кислотою та кальцій хлоридом.

Спостереження: з HCl виділяється газ CO₂, з CaCl₂ утворюється білий осад CaCO₃.

Рівняння:

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + CO₂↑ + H₂O;

CO₃²⁻ + 2H⁺ = CO₂↑ + H₂O;

Na₂CO₃ + CaCl₂ = CaCO₃↓ + 2NaCl;

Ca²⁺ + CO₃²⁻ = CaCO₃↓.

Висновок: реакції необоротні, бо утворюються газ або осад. Якщо взяти нерозчинний MgCO3, з кислотою реакція відбудеться, бо виділяється CO2; з CaCl2 помітної реакції не буде.

Дослід 2. Реакції барій хлориду з натрій сульфатом і аргентум(1+) нітратом.

Спостереження: в обох пробірках утворюються білі осади, але різного складу.

Рівняння:

BaCl₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2NaCl;

Ba²⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄↓;

BaCl₂ + 2AgNO₃ = 2AgCl↓ + Ba(NO₃)₂;

Ag⁺ + Cl⁻ = AgCl↓.

Висновок: у першій пробірці утворився барій сульфат BaSO₄, у другій — аргентум(1+) хлорид AgCl.

Дослід 3. Реакції калій хлориду, калій броміду, калій йодиду та калій ортофосфату з аргентум(1+) нітратом.

Спостереження: утворюються осади різного кольору: AgCl — білий, AgBr — жовтуватий, AgI — жовтий, Ag3PO4 — жовтий.

Рівняння:

KCl + AgNO₃ = AgCl↓ + KNO₃;

Ag⁺ + Cl⁻ = AgCl↓;

KBr + AgNO₃ = AgBr↓ + KNO₃;

Ag⁺ + Br⁻ = AgBr↓;

KI + AgNO₃ = AgI↓ + KNO₃;

Ag⁺ + I⁻ = AgI↓;

K₃PO₄ + 3AgNO₃ = Ag₃PO₄↓ + 3KNO₃;

3Ag⁺ + PO₄³⁻ = Ag₃PO₄↓.

Висновок: осади відрізняються за складом і кольором.

Дослід 4. Реакції сульфатної кислоти з лугом, барій хлоридом, натрій сульфітом і магній хлоридом.

З лугом:

H₂SO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + 2H₂O;

H⁺ + OH⁻ = H2O.

Ознака: змінюється забарвлення індикатора.

З барій хлоридом:

H₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄↓ + 2HCl;

Ba²⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄↓.

Ознака: білий осад.

З натрій сульфітом:

H₂SO₄ + Na₂SO₃ = Na₂SO₄ + SO₂↑ + H₂O;

SO₃²⁻ + 2H⁺ = SO₂↑ + H₂O.

Ознака: виділяється газ із різким запахом.

З магній хлоридом:

H₂SO₄ + MgCl₂ — реакція практично не відбувається, бо не утворюється осад, газ або вода.

Якщо реакцію сульфатної кислоти з лугом проводити без індикатора, помітних змін не буде, але реакція нейтралізації відбуватиметься.

Висновок: реакції йонного обміну в розчинах відбуваються, якщо утворюється осад, газ або слабкий електроліт — вода.

1. За яких умов відбуваються реакції йонного обміну в розчинах?

Якщо внаслідок реакції утворюється осад, газ або вода.

2. За якими ознаками ви зробили висновок про перебіг реакцій у кожному досліді?

За виділенням газу, утворенням осаду, зміною забарвлення індикатора або запахом газу.

§ 13. РЕАКЦІЇ ЙОННОГО ОБМІНУ