Лабораторный опыт 3, страница 145 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

Лабораторный опыт 3

Качественная реакция на ионы аммония

Обнаружение ионов аммония имеет большое значение в лабораторной практике, сельском хозяйстве, медицине, промышленности.

В пробирку с хлоридом (сульфатом) аммония добавьте раствор гидроксида натрия объемом $1–2\ см^3$ и слегка нагрейте приготовленную смесь. К отверстию пробирки поднесите фильтровальную бумагу, смоченную в растворе фенолфталеина. Изменение цвета индикатора свидетельствует о щелочной среде раствора аммиака в воде.

Составьте уравнение реакции в молекулярной и ионной формах. Сделайте вывод о качественной реакции на ионы аммония.

Для солей аммония характерны и некоторые специфические свойства. Одним из характерных свойств солей аммония является их неустойчивость при повышенных температурах. Например, хлорид аммония (нашатырь) $NH_4Cl$ при нагревании разлагается с образованием аммиака и хлороводорода:

$$NH_4Cl \stackrel{t}{=} NH_3\uparrow + HCl\uparrow$$

Выделяющиеся газы, поднимаясь вверх, охлаждаются и реагируют друг с другом с образованием исходного хлорида аммония. Его мельчайшие кристаллики, взвешенные в воздухе, образуют густой белый дым.

Составьте уравнение реакции в молекулярной и ионной формах.

Качественная реакция на ион аммония ($NH_4^+$) — это его взаимодействие с растворами щелочей при нагревании. В ходе реакции выделяется газообразный аммиак ($NH_3$). В качестве примера рассмотрим реакцию между хлоридом аммония ($NH_4Cl$) и гидроксидом натрия ($NaOH$):

1. Молекулярное уравнение реакции:

$NH_4Cl + NaOH \xrightarrow{t} NaCl + NH_3\uparrow + H_2O$

2. Полное ионное уравнение. В растворе хлорид аммония, гидроксид натрия и хлорид натрия являются сильными электролитами и диссоциируют на ионы. Аммиак выделяется в виде газа, а вода является слабым электролитом, поэтому они записываются в молекулярной форме.

$NH_4^+ + Cl^- + Na^+ + OH^- \xrightarrow{t} Na^+ + Cl^- + NH_3\uparrow + H_2O$

3. Сокращенное ионное уравнение. Оно получается путем исключения из полного ионного уравнения одинаковых ионов (в данном случае $Na^+$ и $Cl^-$), которые не участвуют в реакции:

$NH_4^+ + OH^- \xrightarrow{t} NH_3\uparrow + H_2O$

Это уравнение отражает сущность реакции: ион аммония при взаимодействии с гидроксид-ионом образует аммиак и воду. Оно справедливо для взаимодействия любой растворимой соли аммония с любой щелочью.

Ответ: Молекулярное уравнение (на примере хлорида аммония): $NH_4Cl + NaOH \xrightarrow{t} NaCl + NH_3\uparrow + H_2O$. Сокращенное ионное уравнение: $NH_4^+ + OH^- \xrightarrow{t} NH_3\uparrow + H_2O$.

Сделайте вывод о качественной реакции на ионы аммония.

Вывод о качественной реакции на ионы аммония можно сделать на основе наблюдаемых явлений в ходе описанного опыта. Реактивом на ион аммония ($NH_4^+$) является сильное основание (щелочь), например, гидроксид натрия ($NaOH$) или гидроксид калия ($KOH$). Реакцию необходимо проводить при нагревании для ускорения выделения газообразного аммиака.

Признаками, подтверждающими наличие ионов аммония в растворе, являются:

1. Появление характерного резкого запаха аммиака ($NH_3$).

2. Изменение цвета влажной индикаторной бумаги, поднесенной к отверстию пробирки. Выделяющийся аммиак, будучи основанием, изменяет окраску индикаторов: влажная красная лакмусовая бумага синеет, а влажная бумага, смоченная раствором фенолфталеина, приобретает малиновую окраску. Это происходит потому, что аммиак растворяется в воде на бумажке с образованием гидрата аммиака ($NH_3 \cdot H_2O$), который создает щелочную среду.

Таким образом, качественная реакция на ион аммония заключается в его обработке щелочью при нагревании и последующем обнаружении выделяющегося аммиака.

Ответ: Качественной реакцией на ион аммония ($NH_4^+$) является его взаимодействие с сильными основаниями (щелочами) при нагревании, в результате которого выделяется газообразный аммиак ($NH_3$). Аммиак обнаруживается по характерному резкому запаху или по изменению цвета влажной индикаторной бумаги (например, посинению красной лакмусовой или появлению малиновой окраски у фенолфталеиновой).