Решебник по химии 8 класс Габриелян §16

Кислоты

Стр. 75

Вопрос

Соединения этого класса в полном соответствии со своим названием характеризуются кислым вкусом. Вспомните, например, вкус лимона, обусловленный содержанием в нём лимонной кислоты. Однако распознавать кислоты с помощью рецепторов языка запрещено правилами техники безопасности. Как же распознают кислоты?

Кислоты распознают с помощью химических индикаторов — веществ, которые меняют цвет в кислой среде. Основные индикаторы:

• Лакмус в кислой среде окрашивается в красный цвет.

• Метилоранж в кислой среде становится розовым.

• Фенолфталеин в кислой среде остаётся бесцветным.

Помимо индикаторов, для обнаружения кислот можно использовать индикаторную бумагу, пропитанную химическими реактивами. Также наличие кислот определяют по их реакциям с металлами и карбонатами: кислоты взаимодействуют с металлами с выделением водорода и с карбонатами с выделением углекислого газа (CO₂).

Стр. 75

Лабораторный опыт 14

В три пробирки, помещённые в штатив, налейте по 1–2 мл соляной кислоты и растворов серной и азотной кислот. Затем в каждую пробирку добавьте несколько капель раствора лакмуса. Что вы наблюдаете?

В три пробирки, помещённые в штатив, налейте по 1–2 мл соляной кислоты и растворов серной и азотной кислот. Затем в каждую пробирку добавьте несколько капель раствора метилового оранжевого. Что вы наблюдаете?

При добавлении лакмуса в кислоту наблюдается изменение цвета раствора на красный, так как лакмус в кислой среде приобретает красную окраску.

При добавлении метилоранжа в кислоту раствор становится розовым, так как в кислой среде этот индикатор меняет цвет с оранжевого на розовый.

Этот опыт доказывает, что кислотные растворы можно идентифицировать по их взаимодействию с индикаторами, которые меняют цвет в зависимости от среды.

Стр. 76

Вопрос

Проанализируйте состав молекул кислот, формулы которых приведены в параграфе. Классифицируйте их по количеству химических элементов, образующих вещества, и по составу кислотных остатков.

Кислоты, представленные в этом параграфе, можно классифицировать по следующим признакам:

1. По числу химических элементов в составе молекулы:

• Простые кислоты (содержат два элемента – водород и неметалл):

  • Соляная кислота (HCl)

  • Сероводородная кислота (H₂S)

• Сложные кислоты (содержат три и более элементов — водород, неметалл, кислород):

  • Серная кислота (H₂SO₄)

  • Азотная кислота (HNO₃)

  • Фосфорная кислота (H₃PO₄)

  • Кремниевая кислота (H₂SiO₃)

2. По составу кислотных остатков:

• Бескислородные кислоты (не содержат кислород в кислотном остатке):

  • HCl (соляная кислота)

  • H₂S (сероводородная кислота)

• Кислородсодержащие кислоты (в составе кислотного остатка присутствует кислород):

  • H₂SO₄ (серная кислота)

  • HNO₃ (азотная кислота)

  • H₃PO₄ (фосфорная кислота)

  • H₂SiO₃ (кремниевая кислота)

Таким образом, классификация кислот показывает их разнообразие по химическому составу и свойствам.

Стр. 78

Проверьте свои знания

1. Какие вещества называются кислотами? На какие группы можно разделить этот класс веществ: а) по растворимости; б) по содержанию кислорода.

Кислоты — это сложные вещества, состоящие из атомов водорода и кислотного остатка. Они проявляют кислотные свойства за счёт диссоциации в водных растворах с выделением ионов водорода (H⁺).

Кислоты можно разделить на группы по разным признакам:

а) По растворимости:

• Растворимые в воде (соляная, серная, азотная и др.).

• Нерастворимые (кремниевая кислота).

б) По содержанию кислорода:

• Бескислородные кислоты не содержат кислорода (HCl, H₂S).

• Кислородсодержащие кислоты содержат кислород в составе кислотного остатка (H₂SO₄, HNO₃, H₃PO₄).

2. Дайте характеристику фосфорной кислоте по плану: а) формула; б) наличие кислорода; в) растворимость в воде; г) валентность кислотного остатка.

а) Формула: Фосфорная кислота имеет химическую формулу H₃PO₄.

б) Наличие кислорода: фосфорная кислота относится к кислородсодержащим кислотам, так как её молекула содержит атомы кислорода.

в) Растворимость в воде: фосфорная кислота хорошо растворяется в воде, образуя слабокислые растворы. Её раствор может быть концентрированным и разбавленным. Разбавленный раствор используется в пищевой промышленности в качестве пищевой добавки (ортофосфорная кислота, E338).

г) Валентность кислотного остатка: валентность кислотного остатка фосфорной кислоты (PO₄³⁻) равна 3. Это означает, что он может соединяться с тремя катионами водорода (H⁺), образуя три возможных уровня диссоциации в растворе.

Стр. 78

Примените свои знания

3. Сравните состав азотной и азотистой кислот. В какой из этих кислот массовая доля азота выше? Ответ подтвердите расчётами.

Азотная кислота (HNO₃) содержит 1 атом азота, 1 атом водорода и 3 атома кислорода.

Азотистая кислота (HNO₂) содержит 1 атом азота, 1 атом водорода и 2 атома кислорода.

Рассчитаем массовую долю азота в обеих кислотах:

Молярная масса азотной кислоты HNO₃:

M(HNO₃) = 1 + 14 + 3 × 16 = 63 г/моль

Массовая доля азота: (14 / 63) × 100% = 22,2%

Молярная масса азотистой кислоты HNO₂:

M(HNO₂) = 1 + 14 + 2 × 16 = 47 г/моль

Массовая доля азота: (14 / 47) × 100% = 29,8%

Вывод: массовая доля азота выше в азотистой кислоте (HNO₂), так как в её составе меньше кислорода, а значит, на долю азота приходится большая часть массы молекулы.

4. Какую роль играет соляная кислота в процессе пищеварения? Почему эту кислоту также называют хлороводородной? Предложите способ образования названий бескислородных кислот.

Роль соляной кислоты в пищеварении

Соляная кислота (HCl) является важным компонентом желудочного сока. Она выполняет следующие функции:

• Обеспечивает кислую среду в желудке, способствующую активной работе ферментов, расщепляющих белки.

• Обеззараживает пищу, уничтожая вредные микроорганизмы.

• Способствует превращению неактивного фермента пепсиногена в активный пепсин, необходимый для переваривания белков.

• Улучшает всасывание некоторых минералов, таких как железо и кальций.

Название «соляная кислота» является традиционным, но её химическое название — хлороводородная кислота, поскольку она представляет собой водный раствор хлороводорода (HCl).

Способ образования названий бескислородных кислот

Бескислородные кислоты называют по следующему принципу:

1. Берётся название неметалла в составе кислоты в родительном падеже.

2. Добавляется слово «водородная кислота».

Примеры:

• HCl – хлороводородная кислота (из хлора).

• H₂S – сероводородная кислота (из серы).

• HF – фтороводородная кислота (из фтора).

Таким образом, названия бескислородных кислот отражают их состав и особенности.

Стр. 78

Используйте дополнительную информацию

5. Какие свойства серной кислоты требуют чрезвычайно осторожного обращения с ней? Каким правилом следует руководствоваться, разбавляя серную кислоту? Почему?

1. Свойства серной кислоты, требующие осторожного обращения:

• Сильный окислитель – концентрированная серная кислота способна окислять многие вещества, выделяя токсичные газы, например, SO₂, SO₃.

• Гигроскопичность – поглощает воду из воздуха, вызывая сильное разогревание при контакте с жидкостью.

• Разъедающие свойства – вызывает сильные ожоги кожи, разрушающие ткани, оставляя глубокие поражения.

• Обугливающий эффект – при контакте с органическими веществами (бумагой, деревом, сахаром) вызывает их разрушение и обугливание, выделяя тепло.

• Токсичность паров – испарения концентрированной H₂SO₄ раздражают дыхательные пути и слизистые оболочки.

2. Правило при разбавлении серной кислоты

✅ "Кислоту в воду, а не наоборот!"

Разбавляя серную кислоту, её следует медленно вливать в воду, постоянно помешивая. Нельзя наливать воду в кислоту!

3. Причина этого правила:

Серная кислота очень активно взаимодействует с водой, выделяя большое количество тепла. Если налить воду в концентрированную кислоту, вода, имея меньшую плотность, останется на поверхности, начнёт быстро нагреваться и может закипеть, вызывая разбрызгивание агрессивного вещества. Это может привести к серьёзным ожогам и опасным химическим реакциям.

6. Какие вещества называются индикаторами? Приготовьте самодельный индикатор и определите, содержатся ли кислоты в выбранных продуктах питания.

1. Определение индикаторов

Индикаторы – это вещества, изменяющие свой цвет в зависимости от среды раствора (кислой, нейтральной или щелочной). Они используются для определения pH растворов.

Примеры индикаторов:

• Лакмус (красный в кислотах, синий в щелочах)

• Метилоранж (красный в кислотах, жёлтый в щелочах)

• Фенолфталеин (бесцветный в кислотах, малиновый в щелочах)

• Экстракт краснокочанной капусты (фиолетовый в нейтральной среде, красный в кислоте, зелёный в щелочи)

2. Приготовление самодельного индикатора

Для приготовления натурального индикатора можно использовать растения, содержащие природные пигменты – антоцианы, которые меняют цвет в зависимости от pH.

Способ приготовления:

1. Возьмите краснокочанную капусту, свёклу, чернику или фиолетовый лук.

2. Нарежьте мелко и залейте горячей водой (около 200 мл).

3. Кипятите 2–3 минуты, затем дайте настояться и профильтруйте.

4. Полученный раствор можно использовать как индикатор.

3. Проверка наличия кислот в продуктах питания

1. Выберите продукты: лимонный сок, уксус, молоко, газированные напитки, яблочный сок.

2. Добавьте в каждую пробирку с продуктом несколько капель самодельного индикатора.

3. Наблюдайте изменение цвета:

   • Красный или розовый оттенок – продукт содержит кислоту.

   • Фиолетовый – нейтральная среда.

   • Зелёный – щелочная среда.

4. Вывод

Использование индикаторов позволяет легко определить, содержатся ли кислоты в продуктах. Например, лимонный сок и уксус изменят цвет индикатора на красный, что подтверждает их кислотность.