Хімія. 7 клас. Лашевська

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 28. Взаємодія води з оксидами. Індикатори

Протилежності, поставлені поряд, стають більш явними.

Бонавентура

Опрацювавши матеріал параграфа, ви зможете:

  • наводити формули кислот і основ;
  • складати рівняння реакцій води з кальцій оксидом, натрій оксидом, фосфор(V) оксидом, карбон(IV) оксидом;
  • розпізнавати дослідним шляхом кислоти і луги;
  • оцінювати наслідки кислотних дощів.

Взаємодія води з оксидами доводить, що вона є хімічно активною речовиною. Гасіння вапна - реакція кальцій оксиду з водою - відбувається дуже бурхливо, супроводжується виділенням теплової енергії. Ось як описує цей процес Іван Франко у творі «Борислав сміється»: «В вапнярках шипіло та булькотіло вапно, немов лютилось, що його наперед спряжено в огні, а тепер назад вкинено у воду». Реакція відбувається за схемою:

СаО + Н2О → Са(ОН)2

Перетворіть схему реакції на хімічне рівняння. До якого типу належить ця реакція?

Продукт реакції - кальцій гідроксид, основа. Його використовують для виготовлення будівельних розчинів. За положенням Кальцію в періодичній системі хімічних елементів визначимо його валентність. Кальцій - елемент головної підгрупи ІІ групи, він двовалентний. Гідроксильна група –ОН одновалентна, число гідроксильних груп у формулі основи дорівнює валентності металічного елемента в ній. Тому формула кальцій гідроксиду - Са(ОН)2. Подібно до кальцій оксиду з водою реагує натрій оксид:

Ма2О + Н2О → NaОН

Перетворіть схему реакції на хімічне рівняння. До якого типу належить ця реакція?

Кальцій гідроксид і натрій гідроксид - розчинні основи, луги. Тому оксиди, гідратами яких вони є, називають основними. Гідрат - продукт реакції сполучення речовини з водою. Основні оксиди і гідроксиди - це оксиди й гідроксиди лише металічних елементів.

Кислоти - продукти взаємодії з водою кислотних оксидів. Фосфор(V) оксид - білий пухкий порошок, який активно реагує з водою. Реакція супроводжується виділенням великої кількості теплової енергії. Продукт реакції - ортофосфатна кислота:

P2O5 + H2O → H3PO4

Ортофосфатну кислоту використовують для підкислювання деяких газованих напоїв. У їхньому складі є ще одна кислота - карбонатна - продукт реакції з водою карбон(IV) оксиду:

CO2 + H2O → H2CO3

Зверніть увагу: кислотні оксиди і кислоти переважно утворені неметалічними елементами. Однак трапляються металічні елементи, оксиди яких - кислотні. Наприклад, хром(VІ) оксид утворює хроматну H2CrO4 і дихроматну H2Cr2O7 кислоти.

Перетворіть схему реакції на хімічне рівняння. До якого типу належить ця реакція?

Приклади складання рівнянь реакцій з водою кислотних і основних оксидів наведено на схемі (рис. 28.1).

Рис. 28.1. Складання рівнянь реакцій кислотних (1) і основних (2) оксидів з водою. Ме - скорочене позначення металічного елемента

Кислотні опади. Унаслідок згоряння палива в повітря потрапляють кислотні оксиди - сульфур(ІV) оксид, вуглекислий газ, нітроген(ІV) оксид. Вони реагують з атмосферною вологою. Це призводить до утворення кислотних опадів (рис. 28.2).

Ось як описує наслідки цього екологічного лиха Оксана Забужко в поезії «Лист із дачі»: «У нас ізнову по кислотних дощах заіржавів город: почорнілі цурпалки гудиння над землею стирчать, як на згарищі спалений дріт».

Рис. 28.2. Кислотні опади утворюються внаслідок взаємодії кислотних оксидів з водою

Кислотні опади змінюють хімічний склад ґрунтів і поверхневих вод. Це негативно впливає на довкілля: гинуть мешканці водойм, рослини, погіршується здоров’я людей, руйнуються металеві конструкції, будівлі, пам’ятки культури (рис. 28.3). Щоб запобігти утворенню кислотних опадів, потрібно обмежити надходження кислотних оксидів у повітря. Поширення інформації про причини й наслідки кислотних дощів сприятиме ефективнішому використанню енергії та зменшенню забруднення довкілля.

Рис. 28.3. Руйнівна дія кислотних опадів

Індикатори. Як можна пересвідчитися, що внаслідок реакцій кислотних оксидів з водою утворюються кислоти, а продуктами реакції з водою оксидів найбільш активних металічних елементів (Li, Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba тощо) є основи? Для цього використовують кислотно-основні індикатори - речовини-визначники (пригадайте, про них уже йшлося в параграфі 2).

Цікаво і пізнавально

Невтомний дослідник, Бойль не обмежився отриманням настоїв з квітів. ... Він зібрав цілющі трави, лишайники, чорнильний горішок, деревну кору і коріння рослин ... Багато різних за кольором настоїв приготував учений. Одні змінювали свій колір лише під дією кислот, інші - під дією лугів. Проте найцікавішим виявився фіолетовий настій, отриманий з лишайнику. Кислоти змінювали його колір на червоний, а луги - на синій. (За К. Маноловим).

У шкільній хімічній лабораторії найчастіше використовують лакмус (або його синтетичний замінник лакмоїд), метиловий оранжевий і фенолфталеїн. Проте чи не найзручнішим є використання універсального індикаторного паперу, смужки якого просочені сумішшю індикаторів. Кольори індикаторів у різних середовищах наведено в таблиці 11.1.

Таблиця 11.1

Кольори індикаторів у різних середовищах

Назва індикатора

Колір у середовищі

лужному

нейтральному

кислому

Лакмус

Синій

Фіолетовий

Червоний

Метиловий оранжевий

Жовтий

Оранжевий

Рожевий

Універсальний індикаторний папір

Синій

Жовтий

Червоний

Фенолфталеїн

Малиновий

Безбарвний

Безбарвний

За допомогою метилового оранжевого, наприклад, можна визначити, у якій колбі - дистильована вода, а в якій - дощова вода, зібрана поблизу теплової електричної станції (рис. 28.4).

Щоб на власні очі побачити, як змінюються кольори індикаторів під впливом кислот і лугів, виконайте лабораторний дослід.

Рис. 28.4. У якій з колб дощова вода, зібрана поблизу ТЕС?