Сторінки 188–190

Розв’язання

1. Визначте спільні властивості для обох кислот: здатність змінювати забарвлення індикаторів, реагування з активними металами ($Zn$, $Mg$), основами ($NaOH$) та основними оксидами.

2. Визначте відмінності: етанова кислота є слабкою (часткова дисоціація), має органічну природу (містить карбоксильну групу), її солі називаються ацетатами; хлоридна кислота — сильна, містить водень та хлор, її солі — хлориди.

3. Уявіть діаграму Венна: у центрі (перетин) запишіть спільні властивості, зліва — властивості етанової кислоти, справа — властивості хлоридної кислоти.

Розв’язання

1. Перелічіть основні кислоти з природи: мурашина (мурахи, кропива), яблучна (яблука, малина), лимонна (цитрусові), молочна (кисломолочні продукти, м'язи), винна (виноград).

2. Опишіть їх розташування: ці кислоти є складовою частиною соку фруктів та овочів, а також продуктів бродіння або метаболізму організмів.

Розв’язання

1. Розберіть слово formica: латинською означає «мураха», тому метанова кислота має назву формінова (або мурашина).

2. Розберіть слова acetum та oxos: acetum — це латинське «оцет», oxos — грецьке «кислий», звідки й походить назва етанової кислоти (ацетова) та ацетону.

Розв’язання

1. Визначте сфери застосування з тексту параграфа (с. 187): харчова промисловість, текстильна промисловість, виробництво кіноплівки та ацетатного волокна, медицина, побут.

2. Для кожного прикладу встановіть зв'язок між властивістю кислоти і її використанням (наприклад, консервування ґрунтується на кислотних властивостях для запобігання розмноженню бактерій).

Розв’язання

1. Для столового оцту визначте концентрацію: 6 %-й і 9 %-й означають масову частку кислоти відповідно 6 г/100 г та 9 г/100 г розчину.

2. Визначте походження: натуральний (ферментація) або синтетичний (хімічний синтез), що часто вказано на етикетці.

3. Для есенції (70–80 %) визначте необхідні попереджувальні знаки: піктограма «Опік» (червоний колір) та «Вогнепідвищувач», оскільки чиста кислота летка і подразнює слизові.

4. Сформулюйте висновок про різницю: 6 %-й м'якший для маринування, 9 %-й — більш ефективний для прибирання, але вимагає розбавлення.

Розв’язання

1. Твердження 1 («Увесь оцет є синтетичним») — хибне, оскільки існує натуральний оцет, отриманий шляхом бродіння (яблучний, винний).

2. Твердження 2 («E260 — це токсин, тому не можна вживати») — хибне, E260 — це безпечна добавка, що дозволена у харчових продуктах; вона є частиною природного процесу скисання.

3. Твердження 3 («Оцет підвищує pH шлунка») — хибне, оскільки оцет є кислотою, яка при додаванні до розчину знижує його pH (збільшує кислотність), хоча це може тимчасово зменшувати відчуття печії.

Розв’язання

1. Лайфгак №1 (Прибирання): Змивання плям від вина або фруктів. Оцтова кислота реагує з пігментами та розчиняє залишки їжі, але не всі фарби для тканин стійкі до кислоти.

2. Лайфгак №2 (Догляд за одягом): Вирівнювання кольору білизни або видалення плям від пітних ділянок. Кислота допомагає розщеплювати білкові залишки, але може пошкодити синтетичні волокна при високих концентраціях.

3. Лайфгак №3 (Лікувальні поради): Використання оцту як засобу для відбілювання шкіри або лікування грибкових інфекцій стоп. Кислота створює несприятливе середовище для бактерій, але може викликати опіки при неправильному розбавленні.

Розв’язання

1. Запишіть загальні правила безпеки: працюйте в провітрюваному місці, використовуйте рукавички, не змішуйте з вибілювачами чи хлоровмісними засобами.

2. Визначте обмеження для металів: не застосовуйте на чавуні, алюмінії та цинку (ризик корозії та травлення), обережно з міддю/латунню та нержавійкою (ризик плям при нагріванні).

3. Визначте обмеження для каменю: не використовуйте на мармурі, вапняку, бетоні та цементних швах (розчинення карбонатів), обережно з гранітом та керамікою.

4. Опишіть процедуру після використання: промийте водою, витріть металеві поверхні насухо, для кам'яних поверхонь краще використовувати pH-нейтральні засоби.

Розв’язання

1. Запишемо загальну формулу карбонової кислоти: $R-COOH$, де $R$ — це алкілний радикал.

2. Для метанової кислоти (від метану $C{H}_4$) радикал $R$ буде $-C{H}_3$. Отже, формула: $C{H}_3-COOH$.

3. Для пропанової кислоти (від пропану $C_3{H}_8$) радикал $R$ буде $-C_2{H}_5$ (етильна група). Структурна формула: $C{H}_3-C{H}_2-COOH$.

Розв’язання

1. Запишемо структурну формулу етанової кислоти: $C{H}_3-COOH$.

2. Розглянемо зв'язки між атомами вуглецю: між першим ($C{H}_3$) і другим ($COOH$) атомом вуглецю є одинарний зв'язок.

3. Оскільки вуглецевий скелет складається лише з одинарних зв'язків, сполука не може приєднувати додаткові атоми Гідрогену без розриву ланцюга. Отже, вона є насиченою.

Розв’язання

1. Схема для а) двох молекул кислоти: Атом Гідрогену однієї молекули ($H-O$) утворює водневий зв'язок із атомом Кисню карбонільної групи іншої молекули ($C=O$). Це створює димери.

2. Схема для б) кислоти та води: Гідроген карбоксильної групи етанової кислоти утворює водневий зв'язок з атомом Кисню молекули води ($H_{2}O$).

3. Вплив на властивості: Через наявність міцних водневих зв'язків молекули етанової кислоти сильно притягуються одна до одної, тому вона є рідиною з високою температурою кипіння ($118{}^{\circ }\text{C}$) і гігроскопічною (легко поглинає воду).

Розв’язання

1. Для відрізнення від розчину етанолу: додайте універсальний індикатор (лакмус) — у обох випадках середовище буде кислим, тому додатково використайте запах (оцет різкий, спирт специфічний) або спробуйте реакцію з металом (натрієм): з етанолом виділяється водень повільно, а з кислотою — швидко і бурхливо.

2. Для відрізнення від хлоридної кислоти: додайте дрібку соди ($NaHC{O}_3$) або вапна; у розчині оцтової кислоти виділяється $C{O}_2$, але реакція відбувається помірно, тоді як у хлоридній кислоті — бурхливо. Також можна перевірити запах: хлоридна кислота має різкий запах «соляної», який відрізняється від оцтового.

Розв’язання

1. Молекулярне рівняння: $3C{H}_{3}COOH+Fe(OH{)}_3\to Fe(C{H}_{3}COO{)}_3+3H_{2}O$.

2. Розпишемо на йони (кислота слабка, залишаємо цілою; основа нерозчинна — ціла; сіль розчинна — розпадається): $3C{H}_{3}COOH+Fe(OH{)}_3\to F{e}^{3+}+3C{H}_{3}CO{O}^{-}+3H_{2}O$.

Розв’язання

1. Знаходимо масу кінцевого розчину оцту: $m_{\text{розчину}}=750\text{мл}\cdot 1\text{г/мл}=750\text{г}$.

2. Знаходимо масу чистої кислоти в цьому розчині: $m(\text{кислоти})=750\text{г}\cdot 0,06=45\text{г}$.

3. Обчислюємо масу оцтової есенції ($70\%$), що містить $45\text{г}$ кислоти: $m_{\text{есенції}}=\frac{45\text{г}}{0,70}\approx 64,3\text{г}$.

4. Знаходимо масу води, яку треба додати: загальна маса розчину мінус маса есенції ($750\text{г}-64,3\text{г}=685,7\text{г}$). Оскільки густина води $1\text{г/мл}$, об'єм води дорівнює масі.

Розв’язання

1. Запишемо рівняння реакції: $Fe+2C{H}_{3}COOH\to Fe(C{H}_{3}COO{)}_2+H_2$. З рівняння видно, що $n(Fe)=n(Fe(C{H}_{3}COO{)}_2)$.

2. Обчислимо молярну масу ферум(2+) етаноату: $M(Fe(C{H}_{3}COO{)}_2)=56+2\cdot (12\cdot 3+4\cdot 1+12+16\cdot 2)=56+2\cdot 89=234\text{г/моль}$.

3. Знайдемо кількість речовини продукту: $n=\frac{m}{M}=\frac{26,1}{234}=0,1115\text{моль}$ (або $\frac{26,1}{234}=\frac{261}{2340}=\frac{29}{260}$).

4. Оскільки співвідношення молей заліза до солі 1:1, то $n(Fe)=n(\text{солі})$. Знайдемо масу заліза: $m(Fe)=n\cdot M(Fe)=0,1115\cdot 56\approx 6,24\text{г}$. (Точніше: $\frac{26,1}{234}\cdot 56=\frac{29}{260}\cdot 56=\frac{1624}{260}=6,246\text{г}$).

Розв’язання

1. Рівняння реакції: $CaC{O}_3+2C{H}_{3}COOH\to Ca(C{H}_{3}COO{)}_2+H_{2}O+C{O}_2\uparrow$. Співвідношення $n(CaC{O}_3):n(C{O}_2)$ дорівнює 1:1.

2. Переведемо об'єм газу в літри: $V=336\text{мл}=0,336\text{л}$.

3. Знайдемо кількість речовини газу: $n(C{O}_2)=\frac{V}{V_m}=\frac{0,336}{22,4}=0,015\text{моль}$.

4. Оскільки $n(CaC{O}_3)=n(C{O}_2)$, то $n(CaC{O}_3)=0,015\text{моль}$. Молярна маса $CaC{O}_3=40+12+3\cdot 16=100\text{г/моль}$.

5. Обчислимо масу: $m(CaC{O}_3)=n\cdot M=0,015\cdot 100=1,5\text{г}$.

Розв’язання

1. Рівняння реакції: $NaHC{O}_3+C{H}_{3}COOH\to C{H}_{3}COONa+H_{2}O+C{O}_2\uparrow$. Співвідношення молей 1:1.

2. Молярна маса $NaHC{O}_3=23+1+12+3\cdot 16=84\text{г/моль}$. Кількість речовини соди: $n(NaHC{O}_3)=\frac{5}{84}\approx 0,0595\text{моль}$.

3. Оскільки співвідношення 1:1, то $n(C{H}_{3}COOH)=0,0595\text{моль}$. Молярна маса кислоти $C{H}_{3}COOH=60\text{г/моль}$.

4. Масу чистої кислоти: $m(C{H}_{3}COOH)=n\cdot M=\frac{5}{84}\cdot 60=\frac{300}{84}\approx 3,57\text{г}$.

5. Масова частка кислоти в оцті $w=6\%=0,06$. Знайдемо масу розчину: $m(\text{оцту})=\frac{m(C{H}_{3}COOH)}{w}=\frac{3,57}{0,06}\approx 59,5\text{г}$.