ГДЗ по Химии 10 Класс Параграф 12 Лабораторный эксперимент 2 Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

Налейте в пробирку 2 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия, добавьте несколько капель раствора сульфата меди(II). Что наблюдаете? К полученному осадку добавьте 5–6 капель глицерина и встряхните смесь. Что наблюдаете?

Этап 1: Получение реактива

Для проведения качественной реакции сначала необходимо получить свежий осадок гидроксида меди (II). Это происходит при взаимодействии соли меди со щелочью.

Уравнение реакции:
2NaOH + CuSO₄ → Na₂SO₄ + Cu(OH)₂↓

Что наблюдаем:
При смешивании бесцветного раствора щелочи (гидроксида натрия) и голубого раствора медного купороса (сульфата меди) мгновенно образуется объемный осадок ярко-синего цвета.

Этап 2: Качественная реакция на многоатомные спирты

Когда к полученному синему осадку добавляют глицерин, происходит специфическое химическое взаимодействие. Глицерин, имея три гидроксильные группы (-OH), «захватывает» ион меди, образуя устойчивое комплексное соединение.

Уравнение реакции (в упрощенном виде):
2C₃H₅(OH)₃ + Cu(OH)₂ → Cu(C₃H₇O₃)₂ + 2H₂O

Структурное описание процесса:

Две молекулы глицерина взаимодействуют с одной молекулой гидроксида меди (II). Атом меди замещает атомы водорода в гидроксильных группах глицерина и дополнительно связывается с соседними кислородными атомами (образуется хелатный комплекс).

Что наблюдаем:

Синий осадок полностью растворяется. Вместо него образуется прозрачный раствор темно-синего (василькового) цвета — глицерат меди (II).

Вывод: Данная реакция является качественной. Появление прозрачного ярко-синего раствора при добавлении Cu(OH)₂ однозначно доказывает, что в пробирке находится многоатомный спирт.

Этот химический опыт является классическим методом определения многоатомных спиртов. В химии его называют качественной реакцией, так как он позволяет «узнать» вещество по характерному изменению цвета и состояния раствора.

Вот подробный разбор того, что происходит на каждом этапе эксперимента.

Этап 1: Создание «реактива-индикатора»

Для обнаружения глицерина нам нужен свежеосажденный гидроксид меди (II). Его нельзя просто взять с полки в виде порошка, так как при хранении он теряет свою химическую активность. Поэтому его готовят прямо перед опытом.

Уравнение реакции:
2NaOH + CuSO₄ → Na₂SO₄ + Cu(OH)₂↓

Что происходит химически:

В этом процессе происходит реакция ионного обмена. Ионы меди (Cu²⁺) из сульфата меди встречаются с гидроксид-ионами (OH⁻) из щелочи. В результате образуется нерастворимое в воде основание — Cu(OH)₂. Мы видим это как появление ярко-синего студенистого осадка.

Этап 2: Растворение осадка глицерином

Когда мы добавляем к этому синему осадку глицерин и встряхиваем пробирку, происходит удивительное превращение: твердый осадок исчезает, а жидкость окрашивается в интенсивный темно-синий (васильковый) цвет.

Уравнение реакции:
2C₃H₅(OH)₃ + Cu(OH)₂ → Cu(C₃H₇O₃)₂ + 2H₂O

Подробный механизм:

1. Кислотные свойства: В этой реакции глицерин проявляет очень слабые кислотные свойства. Его гидроксильные группы (-OH) взаимодействуют с гидроксидом меди.

2. Хелатирование (образование кольца): Это самая интересная часть. Молекулы глицерина как бы «обхватывают» атом меди с двух сторон, образуя устойчивую циклическую структуру (комплексное соединение). На картинке это показано пунктирными линиями — это дополнительные связи, которые удерживают медь внутри «замка» из молекул глицерина.

3. Результат: Полученное вещество — глицерат меди (II) — в отличие от исходного гидроксида, прекрасно растворяется в воде. Именно поэтому мутный осадок превращается в прозрачный ярко-синий раствор.

Почему это важно?

Эта реакция специфична. Она работает только с теми спиртами, у которых есть несколько групп -OH у соседних атомов углерода.

• Обычный спирт (этанол): Имеет только одну группу -OH. Он не сможет «растворить» синий осадок меди.
• Глицерин: Имеет три группы -OH. Он легко образует комплекс и дает синее окрашивание.

Этот опыт доказывает наличие в молекуле вещества нескольких гидроксильных групп, расположенных близко друг к другу.