Cреда водных растворов веществ. Индикаторы
Материалы портала onx.distant.ru
Определение характера среды водных растворов веществ. Индикаторы.
Среда водных растворов
Вода и водные растворы окружают нас повсюду. В воде и в водных растворах присутствуют ионы Н + и ОН — . Избыток или недостаток этих ионов определяет среду раствора.
В нейтральном растворе количество ионов водорода Н + равно количеству гидроксид-ионов ОН – .
[ Н + ] = [ ОН – ]
Если количество ионов водорода Н + больше количества гидроксид-ионов ОН – , то среда раствора кислая:
[ Н + ] > [ ОН – ]
Если количество ионов водорода Н + меньше количества гидроксид-ионов ОН – , то среда раствора щелочная:
[ Н + ] ОН – ]
Для характеристики кислотности среды используют водородный показатель рН. Он определяется, как отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода. В нейтральной среде рН равен 7, в кислой — меньше 7, в щелочной — больше 7.
Кислая среда | Нейтральная среда | Щелочная среда |
[Н + ] > [ОН – ] | [Н + ] = [ОН – ] | [Н + ] – ] |
pH | pH = 7 | pH > 7 |
Индикаторы
Для определения среды раствора используют специальные вещества, которые изменяют цвет в зависимости от среды раствора: индикаторы. В зависимости от среды эти вещества могут переходить в разные формы с различной окраской.
Чаще всего используют следующие индикаторы: лакмус, метилоранж, фенолфталеин.
Окраска индикаторов в различных средах:
Индикатор/среда | Кислая | Нейтральная | Щелочная |
Лакмус | Красный | Фиолетовый | Синий |
Метилоранж | Красный | Оранжевый | Желтый |
Фенолфталеин | Бесцветный | Бесцветный | Малиновый |
Растворы кислот и оснований
Характер среды определяется процессами, которые происходят с веществами в растворе. Кислот, основания и соли в воде диссоциируют на ионы. Кислоты диссоциируют на катионы водорода H + и анионы кислотных остатков:
HA = H + + A –
При этом в растворе возникает избыток катионов водорода Н + , поэтому среда водных растворов кислот — кислая (что вполне логично).
Сильные кислоты диссоциируют в разбавленных растворах практически полностью, поэтому среда разбавленных растворов сильных кислот, как правило, сильно кислотная. Некоторые кислоты (слабые) диссоциируют частично, поэтому среда водных растворов слабых кислот — слабо кислая.
Основания диссоциируют на катионы металлов и гидроксид-анионы ОН – :
МеОH = Ме + + ОН –
При этом в растворе возникает избыток катионов гидроксид-анионов ОН – , поэтому среда водных растворов оснований — щелочная. Сильные основания (щелочи) хорошо растворимы в воде, поэтому среда их водных растворов — сильно щелочная. Нерастворимые основания в воде практически не растворяются, поэтому в водном растворе оказывается лишь небольшое количество ионов ОН – . Среда водного раствора аммиака слабо щелочная.
Растворы солей
Среда водных растворов солей определяется не только диссоциацией, но и особенностями взаимодействия катионов металлов и анионов кислотных остатков с водой — гидролизом солей .
Попадая в воду, соли диссоциируют на катионы металлов (или ион аммония NH4 + ) и анионы кислотных остатков.
Катионы металлов, которым соответствуют слабые основания, притягивают из воды ионы ОН – , при этом в воде образуются избыточные катионы водорода Н + . Протекает гидролиз по катиону. Катионы металлов, которым соответствуют сильные основания, с водой таким образом не взаимодействуют.
Например , катионы Fe 3+ подвергаются гидролизу:
Fe 3+ + HOH ↔ FeOH 2+ + H +
Анионы кислотных остатков, которым соответствуют слабые кислоты, притягивают из воды катионы Н + , при этом в воде остаются гидроксид-анионы ОН – . Протекает гидролиз по аниону. Анионы кислотных остатков сильных кислот таким образом с водой не взаимодействуют.
Например , ацетат-ионы (остаток уксусной кислоты CH3COOH) подвергаются гидролизу:
CH3COO — + HOH ↔ CH3COOH + OH —
В зависимости от состава соли водные растворы солей могут иметь кислую, нейтральную или щелочную среду.
Типы гидролиза солей в водных растворах:
Катио н/анион | Катион сильного основания | Катион слабого основания |
Анион сильной кислоты | Гидролиз не идет | Гидролиз по катиону |
Анион слабой кислоты | Гидролиз по аниону | Гидролиз по катиону и аниону |
Среда водных растворов солей:
Катио н/анион | Катион сильного основания | Катион слабого основания |
Анион сильной кислоты | Нейтральная | Кислая |
Анион слабой кислоты | Щелочна я | Нейтральная* |
* на практике среда водных растворов солей, образованных слабым основанием и слабой кислотой, определяется силой кислоты и основания
Тип гидролиза и среда водных растворов некоторых солей:
Катио н/анион | Na + | NH4 + |
Cl – | NаCl, гидролиз не идет, среда нейтральная | (NH4)2CO3 гидролиз по катиону, среда щелочная |
CO3 2 – | Na2CO3, гидролиз по аниону, среда щелочна я | Na2CO3, гидролиз по катиону и аниону, среда определяется силой кислоты и основания |
Индикаторы будут по-разному окрашиваться в водных растворах таких солей, в зависимости от среды. Таким образом, с помощью индикаторов можно различить водные растворы некоторых солей.
Окраска лакмуса в водных растворах солей, в зависимости от строения соли:
Катио н/анион | Катион сильного основания | Катион слабого основания |
Анион сильной кислоты | Лакмус фиолетовый | Лакмус красный |
Анион слабой кислоты | Лакмус синий | Окраска лакмуса зависит от силы кислоты и основания |
Окраска лакмуса в водных растворах некоторых солей:
Катио н/анион | Na + | NH4 + |
Cl – | NаCl, лакмус фиолетовый | (NH4)2CO3 лакмус красный |
CO3 2 – | Na2CO3, лакмус синий | Na2CO3, окраска лакмуса зависит от силы кислоты и основания |
Добавить комментарий
Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.
Урок химии по теме «Кислоты. Действие кислот на индикаторы. Взаимодействие кислот с металлами»
Разделы: Химия
- продолжить формирование спец. умений (выделять существенные признаки реакций) и навыков (в написании уравнений реакций);
- обеспечить усвоение учащихся понятия «кислота» как частного случая вещества.
- Развивать логическое мышление;
- Развивать умение проводить сравнение, сопоставление, вести наблюдения;
- Развивать умение выявлять причинно-следственные связи в химических процессах, делать выводы, обобщения;
- Развивать речь учащихся;
- Развивать любознательность и интерес к учению.
- Продолжать формирование основ диалектико-материалистического мировоззрения через живое созерцание к абстрактному мышлению и практике через познание отдельных фактов и закономерностей к обобщениям;
- Прививать навыки коллективного труда.
Тип урока: Урок изучения и первичного закрепления новых знаний.
Оборудование урока: мультимедиа, индикаторы, пробирки, штатив для пробирок, лучина, химические стаканы, растворы кислот HCl, H2SO4, металлы: Fe, Cu.
Ход урока
Формы организации познавательной деятельности | содержание |
I. Организация урока. Подготовка учащихся к работе | |
Беседа. Индивидуальных, групповых и фронтальных форм работы уч-ся |
Письменная работа
1. Выявить качественный уровень выполнения д/з (осмысленность, прочность, осознанность.
2. Выявить типичные ошибки в знаниях учащихся, акцентировать на них внимание класса и показать пути их устранения.
3. Составить представление об уровне развития мышления.
Содержание этапа:
Общие
1. Как в лаборатории можно получить водород? (на уровне воспроизведения)
I-й уровень
Из данного перечня формул выбрать формулы оксидов:
1) Ca(OH)2
2) SO2
3) HCl
4) BaCl2
5) CaO
6) H2SO4
III-й уровень
Составьте уравнение реакций, в результате которых можно получить водород.
Mg + HCl=
H2+ PbO =
Ca + H2O =
Постановка проблемы
Актуализировать ведущие знания уч-ся, необходимые для адекватного включения в УПД.
Содержание этапа:
1) Состав кислот
2) Физические свойства соляной и серной кислот
3) Изменение окраски индикаторов в кислой среде
4) Взаимодействие кислот с металлами
5) Постановка проблемы
Дорогие ребята, вы любите фрукты,ягоды? (слайд №4)?
Какой вкус у фруктов? (слайд)
Как видите, здесь есть представители растений и животных. А что между ними общего? Лимон, яблоко, муравей?
Чем объясняется кислый вкус фруктов и других продуктов?
Работа над словами «кислота», «индикаторы»,
Работа в парах
Постановка проблемы
Парная работа
МО.
Проблемно-поисковый.
Работа с учебником
Работа над терминами «валентность», «кислотный остаток».
Запись в тетрадь
Подберите однокоренные слова к слову кислота.
Таким образом, само название класса указывает на одно из физических свойств кислот. Действительно кислоты имеют кислый вкус, его вы ощущаете, когда положите на язык ломтик лимона, в соке которого содержится небольшое количество лимонной кислоты. Но, помните о том, что эта кислота пищевая! Пробовать на вкус кислоты ни в коем случае нельзя – можно отравиться или получить сильный химический ожог, так как кислоты обладают разъедающим действием.
Как можно распознать кислоты, не пробуя на вкус?
Учащимся предлагается проверить изменение окраски индикаторов при действии кислот и щелочей. Л/р
Повторение ТБ при работе с кислотами. Внимание! Работать с кислотами необходимо аккуратно, так как можно получить ожог или отравление.
Но, чтобы этого не случилось нужно при выполнении лабораторных работ с кислотами соблюдать правила техники безопасности.
Повторим: выполнять все указания учителя, Не пробовать вещества на вкус, пробирку в руки не брать, не приступать к выполнению опыта, не зная, что и как нужно делать,
Обращаться с лабораторной посудой бережно и закончив работу, привести рабочее место в порядок. При попадании кислоты на кожу надо смыть её струёй воды. Обработать 2% раствором гидрокарбонатом натрия.
Уравнение реакций действие на индикаторы
Действие кислот на индикаторы
Для определения реакции среды используют индикаторы лакмус, метилоранж, фенолфталеин. Как индикаторы реагируют на кислую среду? Приготовим пробирки с раствором соляной кислоты. Лакмус и метилоранж в кислой среде изменяют цвет – растворы становятся соответственно красным и розовым. Фенолфталеин в кислой среде остается бесцветным .
НС I Н + + С I —
Оборудование: пробирки, держатель для пробирок.
Следует соблюдать правила работы с кислотами.
Постановка опыта – Елена Махиненко , текст – Павел Беспалов.
http://urok.1sept.ru/articles/637660
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/273e6145-6cc8-fe8a-376e-9765c4e8a054/index.htm