Химия. 7 класс. Попель

§ 29. Обнаружение щелочей и кислот в растворах с помощью индикаторов

Материал параграфа поможет вам:

  • выяснить, какие вещества называют индикаторами;
  • научиться обнаруживать щелочи и кислоты в растворах с помощью индикаторов.

Растворы щелочей и кислот способны изменять цвет особых веществ — индикаторов1. Эти вещества были вначале обнаружены в плодах и цветках растений, лишайнике. В настоящее время используют индикаторы, которые изготовляют на химических заводах. Они являются более эффективными, чем природные индикаторы, и лучше хранятся.

Основные индикаторы — лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый (сокращенное название — метилоранж), а также универсальный индикатор. Последний является смесью нескольких веществ. Эта смесь, в отличие от отдельных веществ-индикаторов, изменяет цвет не только при наличии щелочи или кислоты, но и в зависимости от их количества в растворе.

В химических лабораториях используют водные растворы метилоранжа и лакмуса, водно-спиртовый раствор фенолфталеина и полоски специальной бумаги, пропитанной раствором индикатора. Чаще всего пользуются полосками универсальной индикаторной бумаги (рис. 82).

1 Термин происходит от латинского слова indico — указываю, определяю.

Рис. 82. Полоски универсальной индикаторной бумаги

Кислоты в водных растворах изменяют цвет не всех индикаторов (фенолфталеин остается бесцветным) и не так, как щелочи (рис. 83).

Изменение окраски индикатора является следствием его реакции со щелочью или кислотой. Уравнения таких реакций не приводим, поскольку формулы индикаторов и продуктов их химических превращений довольно сложные.

Нерастворимые в воде основания и кислоты не действуют на индикаторы и потому не могут быть обнаружены ими.

Рис. 83. Окраска индикаторов в растворе кислоты (а), воде (б), растворе щелочи (в)

ЛАБОРАТОРНЫЙ ОПЫТ № 5

Действие водных растворов кислот и щелочей на индикаторы

Вам выданы разбавленные растворы натрий гидроксида и нитратной кислоты, растворы индикаторов — лакмуса, фенолфталеина, метилоранжа, а также полоски универсальной индикаторной бумаги. Какой цвет имеет раствор каждого индикатора, полоска индикаторной бумаги?

Налейте в три пробирки по 1 мл раствора щелочи. В любой пробирке смочите стеклянную палочку раствором щелочи и дотроньтесь ею к полоске универсальной индикаторной бумаги. Какой цвет приобретает универсальный индикатор?

Теперь выясните, как изменяется окраска других индикаторов в растворе щелочи. Для этого в одну пробирку с этим раствором добавьте 1—2 капли раствора лакмуса, в другую — столько же капель раствора фенолфталеина, а в третью — метилоранжа. Что наблюдаете?

В три другие пробирки налейте по 1 мл раствора кислоты и проведите эксперимент, аналогичный описанному выше.

Завершая эксперимент, нанесите каплю воды на полоску универсальной индикаторной бумаги с помощью стеклянной палочки. Изменился ли ее цвет?

Результаты наблюдений запишите в таблицу:

Жидкость

Цвет индикатора

универсального

фенолфталеина

метилоранжа

лакмуса

Вода

Раствор щелочи

Раствор кислоты

Сравните цвет каждого индикатора в растворах щелочи и кислоты.

Каким индикатором нельзя обнаружить кислоту?

Выводы

Вещества, которые изменяют цвет в растворах щелочей и кислот, называют индикаторами. Основные индикаторы — универсальный, лакмус, фенолфталеин, метилоранж.

Индикатор в растворе кислоты приобретает другую окраску, чем в растворе щелочи.

211. Какие вещества называют индикаторами? Приведите примеры этих веществ. Что представляет собой универсальный индикатор?

212. Можно ли различить воду и раствор кислоты с помощью:

  • а) лакмуса;
  • б) фенолфталеина?

213. Какие индикаторы и при наличии каких соединений в растворе приобретают похожую окраску?

214. Можно ли использовать индикатор для распознавания двух твердых оксидов, один из которых является соединением металлического элемента, а другой — соединением неметаллического элемента? Если можно, то всегда или только в определенных случаях (каких)? Составьте план проведения такого эксперимента.

НА ДОСУГЕ

Индикаторы в растениях

Индикатор лакмус известен давно. Его изготовляли из некоторых видов лишайника. Многие вещества, изменяющие окраску под воздействием щелочей и кислот, содержатся в ягодах, овощах, цветах. Эти вещества можно обнаружить, выполнив простые эксперименты.

Высушите по несколько ягод черники, ежевики, черной смородины, бузины, черноплодной рябины. Затем приготовьте из них отвары, прокипятив в стеклянной или эмалированной посуде ягоды каждого вида со 100—150 мл воды в течение нескольких минут. Полученные жидкости после охлаждения профильтруйте. (Учтите, что через несколько дней они начинают портиться.)

Налейте по 20—30 мл каждой жидкости в два стакана. В одну порцию жидкости добавьте немного раствора кальцинированной соды (это соединение частично взаимодействует с водой с образованием щелочи), а в другую — 10 капель лимонного сока или немного уксуса. Какие из приготовленных вами жидкостей изменяют цвет под воздействием раствора, содержащего щелочь, и раствора кислоты, а какие — только в одном случае (каком)?

Аналогичные эксперименты можно провести с соками столовой свеклы, краснокочанной капусты, отварами высушенных ярких цветов, а также с жидкостями, полученными после заваривания зеленого и черного чая, каркадэ (суданской розы).

Результаты экспериментов запишите в тетрадь. Подготовьте краткое сообщение о вашем исследовании.