§ 21. Что такое среда раствора и как её определить

Естествознание, 6 класс. Учебник: Верховцева Л. А. и др. (Алматыкітап баспасы, 2023). Раздел 3: Вещества и материалы. Страницы 123–127.

Чему научишься

• Различать кислую, щелочную и нейтральную среду.
• Приводить примеры кислот и щелочных веществ из дома и природы.
• Понимать, что такое индикатор и шкала pH.
• Определять среду раствора полоской универсального индикатора.
• Делать индикатор из ягод или краснокочанной капусты.

Разминка

• Какой вкус у лимона, щавеля, кислого молока? Кислый. В них есть кислоты.
• Какое на ощупь мыло в воде? Скользкое, «мыльное».
• Что такое раствор? Смесь, в которой одно вещество равномерно распределено в другом, например соль в воде.
• Можно ли пробовать вещества в лаборатории на вкус? Нет! Никогда. Поэтому учёные придумали способ узнавать кислоту без языка.

Разбираемся

Кислоты вокруг тебя

Кислоты часто узнают по кислому вкусу. Ты их точно встречал: аскорбиновая кислота — это витамин C, ацетилсалициловая — лекарство аспирин, уксусная — столовый уксус для солений и маринадов. Кислота не обязательно жидкая. Лимонная кислота продаётся в пакетиках в виде кристаллов, а стеариновая твёрдая, из неё делают свечи.

📌 Все кислоты дают кислую среду.

Щелочные и нейтральные вещества

Есть вещества-«противоположности» кислот. Это мыло и мыльная вода, пищевая сода, нашатырный спирт. Их растворы скользкие на ощупь, как мыльная пена. Говорят, что у них щелочная среда.

А если раствор ни кислый, ни щелочной, его среда нейтральная. Пример — чистая вода.

На схеме в параграфе от слова «Вещества» идут три стрелки: кислая, щелочная, нейтральная среда. Попробуй разложить примеры сам.

🌟 Муравей кусается больно, потому что впрыскивает в кожу муравьиную кислоту. Если смочить место укуса нашатырным спиртом (он щелочной), щёлочь «гасит» кислоту и жжение стихает. Похожее средство помогает и после укуса пчелы.

⚠️ Частая ошибка. «Нашатырный спирт действует на щелочную среду». Наоборот: нашатырь сам создаёт щелочную среду и поэтому уничтожает кислоту. Об этой встрече кислоты и щёлочи будет следующий параграф.

Как узнать среду, не пробуя на вкус

Учёные измеряют среду особым числом — водородным показателем, кратко pH (читается «пэ-аш»). А определяют её с помощью индикаторов.

📌 Индикаторы — вещества, которые меняют цвет в зависимости от среды раствора. Слово с латыни значит «указатель».

Фиалки Роберта Бойля

В XVII веке английский химик и физик Роберт Бойль (1627–1691) работал в лаборатории. Садовник принёс ему букет фиалок, и учёный оставил цветы на столе рядом с опытом. Позже он заметил, что от паров кислоты лепестки «дымятся». Бойль опустил их в воду, и тёмно-фиолетовые лепестки покраснели.

Учёный стал опускать цветы в разные растворы. В одних они краснели, в других нет. Значит, цвет зависел от того, что в растворе! Лучше всего сработал настой лакмусового лишайника. Бойль пропитал им бумажные полоски, высушил и назвал их индикаторами.

🌟 Лакмусовая бумажка до сих пор в ходу. Отсюда и выражение «лакмусовая бумажка» — то, что сразу показывает правду.

Шкала pH: радуга от 0 до 14

На рисунке в параграфе — пачка полосок универсального индикатора и цветная шкала. Полоска жёлтая, а после погружения в раствор окрашивается. Цвет сравнивают со шкалой:

• 0–6 — кислая среда (красный, оранжевый, жёлтый). Чем меньше число, тем кислее.
• 7 — нейтральная среда (жёлто-зелёный).
• 8–14 — щелочная среда (зелёный, сине-зелёный, синий, фиолетовый). Чем больше число, тем сильнее щёлочь.

📌 Универсальный индикатор — смесь нескольких индикаторов. Поэтому он даёт целую радугу цветов и показывает не только «кислое или щелочное», но и насколько.

Индикаторы с кухни

Индикаторы бывают химические (лакмус, метиловый оранжевый, универсальный) и растительные. Растительные есть у тебя дома.

• Свёкла. Её сок в кислоте становится ярко-красным, в щёлочи желтеет. Поэтому в борщ добавляют немного уксуса или лимонной кислоты: цвет становится ярким.
• Крепкий чай. Капля лимонного сока — чай светлеет. Щепотка соды — темнеет.
• Соки и отвары ярких ягод, плодов, лепестков.

Минусы растительных индикаторов: отвары быстро скисают и плесневеют, их хранят в тёмной посуде. И они плохо отличают слабокислую среду от нейтральной. Поэтому в лабораториях работают с синтетическими индикаторами.

👨‍👩‍👧 Родителю. Полоски универсального индикатора стоят недорого (продаются в аптеках, зоомагазинах, магазинах для аквариумов и садоводов). С ними все опыты этого урока можно провести на кухне за 15 минут.

Проверь, как понял

Проверь себя

• Какой бывает среда раствора? Кислой, щелочной и нейтральной.
• Как обозначают показатель среды? Буквами pH.
• Какая среда при pH меньше 7? Больше 7? Меньше 7 — кислая, больше 7 — щелочная.
• Чем универсальный индикатор лучше лакмуса? Он показывает не только вид среды, но и её силу — по цветной шкале от 0 до 14.
• Почему отвары растений хранят в тёмной посуде? На свету краска разрушается, а отвар быстро портится.

Решаем упражнения

№ 1

Дополни схему «Среда вещества» примерами из параграфа.

Как думать. У схемы три ветки. Под каждую подбери вещества из текста урока.

Решение.

Ответ: в таблице.

№ 2

(опыт 1 в параграфе) Определи среду лимонного сока с помощью полоски универсального индикатора.

🧪 Опыт 1. Лимонный сок. Нужно: долька лимона, стакан, полоска универсального индикатора, шкала pH.

Как думать. Лимон кислый на вкус, в нём лимонная кислота. Кислота даёт кислую среду.

Решение. Полоска окрашивается в красный (красно-оранжевый) цвет, это начало шкалы, pH около 2–3.

Ответ: красный цвет; среда кислая.

№ 3

(опыт 2 в параграфе) Натри хозяйственное мыло, растворив его в горячей воде, и определи среду мыльного раствора.

🧪 Опыт 2. Мыльный раствор. Нужно: кусочек хозяйственного мыла, мелкая тёрка, стакан с горячей водой, ложка, полоска индикатора.

⚠️ Горячую воду наливает взрослый. Тереть мыло осторожно: на мелкой тёрке легко поранить пальцы. Мыльный раствор не должен попасть в глаза.

Как думать. Мыльные растворы скользкие на ощупь. Это признак щелочной среды.

Решение.

1. Натри немного мыла и опусти стружку в горячую воду.
2. Размешай ложкой, пока мыло не растворится.
3. Опусти полоску. Она станет зелёной или сине-зелёной.
4. По шкале это примерно 9–10: щелочная среда.

Ответ: зелёный или сине-зелёный цвет; среда щелочная.

№ 4

(опыт 3 в параграфе) Определи среду газированной воды.

Как думать. В газировку под давлением закачан углекислый газ. Растворяясь в воде, он образует слабую угольную кислоту.

Решение. Налей газированную воду (без сиропа) в стакан и опусти полоску. Она станет жёлто-оранжевой, pH около 4–5. Среда слабокислая.

💡 Если газировку оставить открытой, газ уйдёт, и вода станет менее кислой. Можешь проверить через день.

Ответ: жёлто-оранжевый цвет; среда слабокислая.

№ 5

(опыт 4 в параграфе) Определи среду раствора поваренной соли. Изменился ли цвет индикатора? Почему?

Как думать. Соль не кислая и не мыльная. Чистая вода нейтральна.

Решение. Полоска почти не меняет цвет: остаётся жёлтой или становится жёлто-зелёной, pH около 7. В растворе нет ни кислоты, ни щёлочи, поэтому индикатору «не на что» реагировать.

Ответ: цвет почти не изменился, потому что среда нейтральная (pH около 7).

№ 6

Заполни таблицу по результатам опытов 1–4.

Как думать. Перенеси свои наблюдения из опытов. Цвет у разных марок полосок может немного отличаться — пиши то, что увидел.

Решение.

Ответ: в таблице.

№ 7

(задание без номера в учебнике: «Попробуй сделать индикаторы сам») Приготовь растительный индикатор из ягод, плодов или лепестков.

🧪 Домашний индикатор. Нужно: тёмные ягоды (черника, смородина, вишня) или лепестки ярких цветов, или лист краснокочанной капусты; чашка, немного чистого песка, одеколон или вода, щепотка толчёного мела, бумажные салфетки или фильтровальная бумага, баночка с крышкой.

👨‍👩‍👧 Родителю. Одеколон и растворитель горючие, работать вдали от огня. Безопаснее и красивее всего — отвар краснокочанной капусты: залить мелко нарезанные листья горячей водой на 15 минут и процедить. Раствор фиолетовый, в уксусе краснеет, в растворе соды зеленеет.

Как думать. Проверь бумажки на уже знакомых растворах: уксусе, соде, воде.

Ответ: полоски, пропитанные соком растений, меняют цвет: в кислой среде — красные оттенки, в щелочной — синие или зелёные.

№ 8

(задание без номера в учебнике: рефлексия «Сегодня на уроке мне удалось…») Закончи фразы: узнать…, понять…, научиться…, использовать…, я чувствую…, могу помочь…

Как думать. Правильного ответа нет, пиши о себе честно.

Пример ответа.

• Узнать, что среда бывает кислой, щелочной и нейтральной.
• Понять, почему нашатырь помогает от укуса муравья.
• Научиться определять среду полоской индикатора.
• Использовать свёклу и чай как индикаторы.
• Я чувствую себя настоящим химиком.
• Могу помочь маме сделать борщ ярко-красным.

Ответ: у каждого свой.

Шпаргалка

• Среда: кислая (pH < 7), нейтральная (pH = 7), щелочная (pH > 7).
• Индикатор «указывает» среду цветом. Первым это заметил Роберт Бойль.
• Универсальный индикатор: красный — кислая, жёлто-зелёный — нейтральная, синий — щелочная.
• Растительные индикаторы есть на кухне, но они быстро портятся и неточны.

Мини-тест