10.2
Сверь числа и знаки с фото.
10.2. Объясните, почему при прокаливании соединения \(\mathrm{CuSO_4 \cdot 5H_2O}\), которое имеет голубой цвет, образуется вещество белого цвета. Ответ поясните уравнением реакции.
Краткий ответ: голубой цвет имеет не безводный \(\mathrm{CuSO_4}\), а его кристаллогидрат — медный купорос \(\mathrm{CuSO_4\cdot5H_2O}\). При прокаливании он теряет кристаллизационную воду, и остаётся белый безводный сульфат меди(II):
\[ \mathrm{CuSO_4\cdot5H_2O \xrightarrow{t^\circ} CuSO_4 + 5H_2O} \]
Почему так:
- В кристаллогидрате молекулы воды входят в кристаллическую решётку и связаны с ионами \(\mathrm{Cu^{2+}}\). Именно такое окружение ионов меди придаёт веществу голубую окраску.
- При нагревании вода удаляется, получается безводная соль \(\mathrm{CuSO_4}\). У неё другое строение и другое поглощение света, поэтому порошок белый. Медь при этом остаётся в составе соли — меняется её окружение.
- Это химическое превращение: изменился состав вещества, а не просто испарилась вода из раствора.
Проверка: если к белому \(\mathrm{CuSO_4}\) добавить воду, он снова образует голубой кристаллогидрат:
\[ \mathrm{CuSO_4 + 5H_2O \rightarrow CuSO_4\cdot5H_2O} \]
Значит, окраску действительно даёт вода в составе кристаллогидрата.
Общий приём: если в формуле соли есть «\(\cdot n\mathrm{H_2O}\)», это кристаллогидрат; при нагревании он может терять воду, и цвет или другие свойства меняются.
Обсуждение
6 сообщенийА как мне это записать в тетради?
В тетради достаточно короткой записи — без всего объяснения. Вот рабочий вариант:
10.2. Почему безводный сульфат меди(II) белый, а медный купорос голубой
Медный купорос — это кристаллогидрат:
\[ \mathrm{CuSO_4\cdot5H_2O} \]
Его голубая окраска обусловлена водой, входящей в кристаллическую решётку (она связана с ионами \(\mathrm{Cu^{2+}}\)).
При нагревании вода удаляется и образуется белый безводный сульфат меди(II):
\[ \mathrm{CuSO_4\cdot5H_2O \xrightarrow{t^\circ} CuSO_4 + 5H_2O} \]
Вывод: цвет меняется потому, что при прокаливании разрушается кристаллогидрат и меняется окружение ионов меди; безводная соль \(\mathrm{CuSO_4}\) белая.
Обратная проверка (можно дописать):
\[ \mathrm{CuSO_4 + 5H_2O \rightarrow CuSO_4\cdot5H_2O} \]
При добавлении воды белый порошок снова синеет — значит, окраску даёт именно связанная вода.
Модно так?: свойства гидратированных ионов отличаетс от свойст негидрактированнвх. Например гидратированных ионы меди Cu2+*4H2O имеют синий цвет ,а негидротивонные ионы меди Cu2+ в безводных кристаллах сульфата меди(ll) CuSO4 бесцветны . И потом написать уравнения
Да, так можно — мысль правильная: цвет даёт именно гидратированный ион, а не «сам по себе» сульфат меди. Но в записи есть две неточности, которые лучше поправить, чтобы учитель не придрался.
Что поправить:
- Формула иона. Комплексный ион записывают в квадратных скобках: \([Cu(H_2O)_4]^{2+}\). Запись «Cu²⁺·4H₂O» — упрощение, которое может сойти, но правильнее так. И поясни: в \(\mathrm{CuSO_4\cdot5H_2O}\) с медью связаны четыре молекулы воды, а пятая — «кристаллизационная», она удерживается водородными связями и в комплекс не входит. Поэтому вод в формуле пять, а в ионе — четыре.
- «Бесцветны» — с оговоркой. Сам ион \(\mathrm{Cu^{2+}}\) без воды действительно не поглощает видимый свет, то есть бесцветен. Но порошок безводного \(\mathrm{CuSO_4}\) выглядит белым — он рассеивает свет. Лучше написать: «ион бесцветен, поэтому соль — белый порошок».
Готовый вариант для тетради:
Свойства гидратированных ионов отличаются от свойств негидратированных. Например, гидратированный ион меди в кристаллогидрате —
\[ [Cu(H_2O)_4]^{2+} \]
— имеет синюю окраску, а ион \(\mathrm{Cu^{2+}}\) без воды бесцветен, поэтому безводный сульфат меди(II) \(\mathrm{CuSO_4}\) — белый порошок.
В \(\mathrm{CuSO_4\cdot5H_2O}\) с медью связаны 4 молекулы воды (они входят в комплексный ион), а пятая молекула — кристаллизационная вода.
Уравнения:
\[ \mathrm{CuSO_4\cdot5H_2O \xrightarrow{t^\circ} CuSO_4 + 5H_2O} \]
(при нагревании голубой кристаллогидрат теряет воду и белеет)
\[ \mathrm{CuSO_4 + 5H_2O \rightarrow CuSO_4\cdot5H_2O} \]
(при добавлении воды белый порошок снова синеет — это подтверждает, что окраску даёт гидратированный ион)
Так запись будет и короче, и точнее. Если учитель не требует комплексные ионы в квадратных скобках — можно оставить \(\mathrm{Cu^{2+}\cdot4H_2O}\), но оговорку про пятую воду всё равно стоит написать.
Но в учебнике этого нет и учительница нам по-моему не говорила про это
Спокойно — и это нормально. Квадратные скобки \([Cu(H_2O)_4]^{2+}\) — это более строгая (по сути, уже вузовская) форма записи того же самого. Если этого не было в учебнике, писать так не нужно, и на оценку это не влияет. Мысль, которую ты сформулировал, верна и без скобок.
Как записать в рамках учебника:
Свойства гидратированных ионов отличаются от свойств негидратированных. Например, гидратированные ионы меди \(\mathrm{Cu^{2+}\cdot4H_2O}\) имеют синюю окраску, а негидратированные ионы \(\mathrm{Cu^{2+}}\) в безводном сульфате меди(II) \(\mathrm{CuSO_4}\) бесцветны, поэтому сама соль — белый порошок.
\[ \mathrm{CuSO_4\cdot5H_2O \xrightarrow{t^\circ} CuSO_4 + 5H_2O} \]
\[ \mathrm{CuSO_4 + 5H_2O \rightarrow CuSO_4\cdot5H_2O} \]
Вывод: окраску соединению придаёт вода, связанная с ионом меди; при нагревании она уходит, и вещество обесцвечивается.
Так запись целиком опирается на материал урока. Про пятую молекулу воды упоминать не обязательно — это уточнение, а не требование. Если захочешь, добавь в конце одну фразу в скобках: «четыре молекулы воды связаны с ионом меди, пятая удерживается в кристалле как кристаллизационная» — но только если уверен, что сможешь это объяснить.
