Хімія. 8 клас. Лашевська

§ 28. Хімічні властивості кислот: дія на індикатори, взаємодія з металами. Ряд активності металів. Реакції заміщення

Я ще забув докладно розповісти про води, що метали можуть їсти.

Джеффрі Чосер. Переклад Костянтина Родигіна

Після опрацювання параграфа ви зможете:

  • розрізняти реакції заміщення;
  • характеризувати деякі хімічні властивості кислот та складати відповідні рівняння реакцій;
  • прогнозувати перебіг хімічних реакцій кислот з металами, використовуючи ряд активності;
  • розпізнавати дослідним шляхом кислоти за допомогою індикаторів.

Дія на індикатори — важлива хімічна властивість кислот. Ви вже знаєте, що її використовують для виявлення представників цього класу неорганічних сполук у розчинах. Застосуйте ці знання під час виконання лабораторного досліду.

ЛАБОРАТОРНИЙ ДОСЛІД 4

Дія розчинів кислот на індикатори

Вам видано штатив з пробірками (або пластину для крапельного аналізу), піпетки, скляні палички, промивалку з дистильованою водою, оцет, розбавлену хлоридну кислоту, розчин сульфатної кислоти, розчин засобу для видалення накипу, універсальний індикаторний папір, розчини лакмусу та метилового оранжевого, сік однієї з рослин (буряка, червоного винограду, червонокачанної капусти тощо).

Виконайте досліди (за порадою вчителя - індивідуально або у складі малої навчальної групи): дослідіть, опишіть і порівняйте забарвлення індикаторів у дистильованій воді та в розчинах кислот. Для цього за допо

могою скляної палички нанесіть по краплині досліджуваних розчинів на смужки індикаторного паперу. У пробірки (або заглибини пластини для крапельного аналізу) внесіть по 5 крапель розчинів кислот. У кожну комірку долийте по 1 краплі розчину індикатора.

Результати спостережень запишіть до таблиці за зразком:

Індикатор

Забарвлення індикатора у

дистильованій воді

хлоридній кислоті

оцті

розчині сульфатної кислоти

розчині засобу для видалення накипу

Універсальний індикаторний папір

Лакмус

Метиловий оранжевий

Сік ...

...

Порівняйте хімічні формули хлоридної і сульфатної кислот, пригадайте хімічні формули інших неорганічних кислот та визначте, чим вони подібні та чим відрізняються. Зробіть висновок, який складник молекул кислот (атоми Гідрогену чи кислотний залишок) зумовлює загальну властивість кислот діяти на індикатори.

Взаємодія кислот з металами. Виконайте лабораторний дослід, щоб з’ясувати, які метали реагують з кислотами в розчині.

ЛАБОРАТОРНИЙ ДОСЛІД 5

Взаємодія хлоридної кислоти з металами

Вам видано штатив з пробірками (або пластину для крапельного аналізу), піпетки, скляні палички, скельця, пальник, пробіркотримач, сталеві скріпки (дротинки), гранули цинку, ошурки магнію та міді, розбавлену хлоридну кислоту.

Виконайте досліди (за порадою вчителя - індивідуально або у складі малої навчальної групи): у пробірки (або заглибини пластини для крапельного аналізу) помістіть кусочки металів і добавте до них трохи розбавленої хлоридної кислоти. З’ясуйте, які з металів реагують з хлоридною кислотою, а який - не реагує. Помістіть за допомогою піпеток або скляних паличок по кілька крапель розчину продуктів реакцій на скельця й обережно нагрійте в полум’ї пальника до повного випаровування води.

Результати спостережень (+/-, ↑) запишіть до таблиці за зразком:

Метал

Здатність реагувати з хлоридною кислотою

Ознаки перебігу реакції

Mg

Ζn

Fe

Cu

Порівняйте здобуті результати з положенням металів у таблиці «Ряд активності металів». Зробіть висновок, як за цією таблицею можна визначити, чи реагує метал з кислотою в розчині.

Зверніть увагу: таблицю «Ряд активності металів» склав М.М. Бекетов (рис. 28.1) на основі експериментальних даних.

Рис. 28.1. Бекетов Микола Миколайович (1827-1911). Видатний науковець, засновник фізико-хімічної школи, академік Петербурзької АН (1886). Відкрив відновлення металів з їхніх оксидів, заклавши основи алюмінотермії. Виявив витіснення металів з розчинів їхніх солей воднем під тиском. Склав витискувальний ряд металів. Організував перші в Росії термохімічні лабораторії. Організував публічну бібліотеку в Харкові, Товариство поширення письменності і Товариство допомоги малозабезпеченим студентам, виступав з лекціями. Був президентом Російського фізико-хімічного товариства

Результати виконаних дослідів свідчать, що з кислотами в розчинах реагують ті метали, які в ряду активності розташовані до водню. Ви, вочевидь, звернули увагу, що продуктами реакції є безбарвний газ і кристалічна речовина (рис. 28.2). Саме вона залишається на скельці після випаровування води.

Рис. 28.2. 1. Взаємодія цинку з хлоридною кислотою. Продукти реакції: 2 - газуватий водень можна зібрати витісненням води; 3 - цинк хлорид кристалізується з розчину за нагрівання

Складемо схему цієї хімічної реакції:

У реакції заміщення реагентами є проста і складна речовини. Під час реакції атоми простої речовини заміщують атоми одного з хімічних елементів у складній речовині. Продуктами реакції є нові проста і складна речовини.

• 1. Складіть рівняння реакцій з хлоридною кислотою а) магнію; б) заліза (рис. 28.3). Зважте на те, що продуктом реакції хлоридної кислоти із залізом є сполука Феруму(ІІ).

2. Виберіть з переліку схем хімічних реакцій ті, які відповідають реакціям заміщення:

а) Аl + НСl → АlСl3 + Н2↑;

б) Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2↑;

в) Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑;

г) WO3 + H2 → W + H2O;

д) Al2O3 + HCl → AlCl3 + H2O;

е) CuO + H2 → Cu + H2O;

ж) Al + Fe2O3 → AI2O3 + Fe.

Перетворіть схеми реакцій заміщення на хімічні рівняння.

Рис. 28.3. Взаємодія заліза з хлоридною кислотою. Продукти реакції - водень (безбарвний газ) та ферум(ІІ) хлорид - речовина зеленого кольору

Отже, метали, які стоять у ряду активності до водню, витісняють його з кислот у їхніх водних розчинах. Продуктами реакції заміщення між металом і кислотою є сіль і водень.

ПРО ГОЛОВНЕ

• Кислоти в розчинах виявляють за допомогою індикаторів.

• Ряд активності металів склав видатний хімік М.М. Бекетов на основі експериментальних даних.

• Активність металів зменшується в ряду активності зліва направо.

• З кислотами в розчинах реагують ті метали, які в ряду активності розташовані до водню.

• У реакції заміщення реагентами є проста і складна речовини. Під час реакції атоми простої речовини заміщують атоми одного з хімічних елементів у складній речовині. Продуктами реакції є нові проста і складна речовини.

Перевірте себе

1. Як виявляють кислоти в розчинах? 2. На основі чого складений ряд активності металів? 3. Як змінюється активність металів у ряду активності? 4. Які метали реагують з кислотами в розчинах? 5. Які реакції є реакціями заміщення?

Застосуйте свої знання й уміння

  • 1. Виберіть з переліку схем хімічних реакцій ті, які відповідають реакціям заміщення: a) Al + H2SO4 Al2(SO4)3 + Н2↑; б) Mg + Н3РО4 → Mg3(PO4)2 + Н2↑; в) Ni + H2SO4 → NiSO4 + H2↑; г) Сr2О3 + H2 → Cr + Н2О; д) Аl2О3 + HBr → AlBr3 + Н2О; е) Fe2O3 + Н2 → Fe + Н2О; ж) Mg + Fe2O3 → MgO + Fe. Перетворіть схеми реакцій заміщення на хімічні рівняння.
  • 2. Схарактеризуйте відомі вам хімічні властивості кислот та складіть відповідні рівняння реакцій.
  • 3. Відтворіть рівняння хімічних реакцій за наведеними фрагментами: a) Mg + H2SO4 → ... + Н2↑; б) Fe + ... → FeCl2 + H2↑; в) Ni + ... → NiSO4 + H2↑; г) MgO + H2SO4 → ... + H2O; д) Li2O + HBr → LiBr + ... ; e) Al + HBr → AlBr3 + ... ; ж) Mg + H3PO4 → ... + Mg3(PO4)2.
  • 4. Виберіть з переліку метали, які реагують з розведеним розчином сульфатної кислоти: Mg, Pt, Fe, Fl, Au, Zn, Sn, Hg. Складіть рівняння відповідних хімічних реакцій.
  • 5. Спрогнозуйте, який з металів активніше реагуватиме з хлоридною кислотою - Mg чи Рb.
  • 6. Виберіть ті метали, які не реагуватимуть з розведеним розчином сульфатної кислоти: Са, Mg, Pt, Au, Zn.
  • 7. Антін занурив смужку індикаторного паперу у зразок свіжого молока (рис. 28.4.1). Він залишив молоко в теплому місці й через кілька днів повторив спробу (рис. 28.4.2). Опишіть явища, які спостерігав Антін, і поясніть їхні причини.

Рис. 28.4

  • 8. У розчині засобу для видалення накипу метиловий оранжевий набуває рожевого забарвлення. Поясніть це явище.
  • 9. Засіб для чищення сантехнічних виробів «Йорж» містить кислоту, а засіб для чищення газових плит цього самого виробника - луг. Поясніть, як експериментально можна розрізнити розчини цих засобів.
  • 10. Марійка змішала буряковий сік з молоком. Суміш набула синього кольору. Спостерігаючи за цією сумішшю протягом кількох днів, Марійка помітила, що суміш поступово змінила колір на фіолетовий, а згодом - на рожевий. Поясніть імовірні причини спостережуваних Марійкою явищ.
  • 11. Досвідчені господині завжди добавляють до страв зі столового буряка (борщів, салатів) лимонний сік або оцет. Вони мотивують це тим, що страви набувають привабливого червоного кольору. Оцініть доцільність застосування таких кулінарних хитрощів, обґрунтуйте свою позицію.
  • 12. Спеціалісти з гігієни харчування не рекомендують зберігати компоти, кисломолочні продукти, квашену капусту в алюмінієвому або оцинкованому посуді. Оцініть доцільність таких застережень, обґрунтуйте свою позицію.
  • 13. До переліку основних компонентів кока-коли входять сік лайма та ортофосфатна кислота. Проаналізуйте зміст рецепта й спрогнозуйте зміни, що відбудуться, якщо в кока-колу: а) занурити універсальний індикаторний папірець; б) помістити ошурки магнію Перевірте свої прогнози експериментально.

Творча майстерня

Придумайте, як унаочнити реакцію заміщення. Це може бути рисунок, динамічна матеріальна модель, анімація, пантоміма тощо. Продемонструйте свій доробок однокласникам.

Дізнайтеся більше:

https://www.youtube.com/watch?v=yOS45xk-58M

https://www.youtube.com/watch?v=oQz5YEsx7Fo

https://www.youtube.com/watch?v=eFjRpytza0E

https://www.youtube.com/watch?v=IsAG6pl2xPo

https://www.youtube.com/watch?v=TvlllG1FwjI