§ 13. Природные кислоты и основания. Индикаторы
Химия, 7 класс. Учебник: Оспанова М.К. и др. (Мектеп, 2025). Глава 5: Химические реакции. Страницы 68–71.
Чему научишься
- Объяснять, что такое кислоты и щёлочи, и приводить примеры с формулами.
- Называть природные кислоты и узнавать их в продуктах.
- Объяснять, что такое индикатор, и знать три основных: лакмус, фенолфталеин, метилоранж.
- Определять, что в пробирке, кислота или щёлочь, по цвету индикатора.
- Понимать, что значит pH и почему нужна осторожность с кислотами и щёлочами.
Разминка
- Почему лимон кислый, а мыло скользкое? В лимоне есть лимонная кислота, а мыльные растворы содержат щёлочь. Именно так химики и отличают два больших «клана» веществ.
- Что ты слышал про айран и кумыс? Они кисловатые, потому что в них молочная кислота. Её делают молочнокислые бактерии при брожении.
- Можно ли пробовать на вкус всё подряд? Нет! В кабинете химии вещества на вкус не пробуют. Некоторые кислоты и щёлочи опасны, они обжигают и разъедают.
💡 Подумай над вопросом из учебника: почему апельсиновый сок краснит лакмус, а мыльная вода делает фенолфталеин малиновым? К концу урока ты ответишь сам(а).
Разбираемся
Кислоты: вкус, который знает каждый
Многие плоды кислые из-за природных кислот. В лимонах, апельсинах и грейпфрутах — лимонная и аскорбиновая кислоты (аскорбиновая — это витамин C). В молоке и айране — молочная, в яблоках — яблочная, а в помидорах, по данным учебника, есть салициловая.
Но не все кислоты можно пробовать. Минеральные кислоты — серная, азотная, соляная — опасны для жизни.
📌 Кислоты — сложные вещества, в которых есть атомы водорода и кислотные остатки: HCl, H₂SO₄. Именно эти атомы водорода и вступают в реакции.
| Кислота | Формула | Где встречается или применяется |
|---|---|---|
| Соляная (хлороводородная) | HCl | В желудочном соке |
| Азотная | HNO₃ | Минеральные удобрения, красители, взрывчатка |
| Серная | H₂SO₄ | Удобрения, красители |
| Фосфорная | H₃PO₄ | Удобрения |
| Угольная | H₂CO₃ | Газированные напитки |
🌟 Соляная кислота работает у тебя в желудке! Она помогает переваривать пищу и убивает вредные бактерии, которые попадают вместе с едой. Если кислоты мало, врач может назначить её слабый раствор (массовая доля HCl около 0,5%).
⚠️ Частая ошибка. Путают «кислота есть в еде» и «кислотой можно играть». Лимонная и молочная кислоты безопасны, а серная, азотная и соляная в чистом виде вызывают тяжёлые ожоги и отравления.
Основания и щёлочи: мыльные на ощупь
📌 Основания — сложные вещества, в которых атом металла соединён с одной или несколькими гидроксогруппами OH. Группа OH одновалентна. Сколько таких групп — зависит от валентности металла.
Основания, которые растворяются в воде, называются щёлочами. Они едкие: разъедают многие органические вещества, поэтому с ними нужна особая осторожность. Растворы щёлочей мыльные на ощупь, а «мыльность» ты и знаешь по настоящему мылу.
| Щёлочь | Формула |
|---|---|
| Гидроксид натрия | NaOH |
| Гидроксид калия | KOH |
| Гидроксид кальция | Ca(OH)₂ |
🌟 Гидроксид кальция — это та самая строительная известь. Её гасят водой и белят стены, и тот же Ca(OH)₂ растворён в известковой воде, которую используют в лаборатории.
Индикаторы: вещества-хамелеоны
Есть вещества, которые меняют цвет под действием растворов кислот и щёлочей. Их называют индикаторами (от латинского indicator — «показатель»). Самые известные: лакмус, фенолфталеин, метилоранж.
| Индикатор | В кислой среде | В щелочной среде | В нейтральной среде |
|---|---|---|---|
| Лакмус | красный | синий | фиолетовый |
| Фенолфталеин | бесцветный | малиновый | бесцветный |
| Метиловый оранжевый | розовый | жёлтый | оранжевый |
Теперь ответ на вопрос разминки: в апельсиновом соке есть кислоты, поэтому лакмус краснеет. В растворе мыла есть щёлочь, поэтому фенолфталеин становится малиновым.
Шкала pH
По индикаторам можно не только отличить кислоту от щёлочи, но и измерить кислотность среды: pH (читается «пэ-аш»). Универсальный индикатор показывает:
- в кислой среде pH < 7;
- в нейтральной среде pH = 7;
- в щелочной среде pH > 7.
Природные индикаторы на твоей кухне
Индикаторы бывают не только химические. Природными индикаторами служат виноградный и свекольный соки, отвар цветков ириса, сок вишни. Например, свёкла и краснокочанная капуста меняют цвет в кислом и щелочном растворах.
👨👩👧 Родителю. Безопасный домашний опыт: возьмите отвар краснокочанной капусты, налейте в три стакана и добавьте в один чуть лимонного сока, в другой чуть пищевой соды. Цвета будут разными. Делайте со взрослым, без кислот и щёлочей из магазина бытовой химии.
Кислые и щелочные продукты (кратко)
В учебнике есть картинка pH продуктов. Кислыми считают белый хлеб, газированные напитки, сахар, напитки. Слабокислые: мясо, рыбу, овощи, орехи, десерты. Слабощелочные: фрукты, зелень, авокадо, миндаль. Щелочные: спаржа, кайенский перец, арбуз, морская капуста.
📕 В учебнике сказано, что для щелочности крови нужны «80% щелочных продуктов питания и 20% кислых», а повышенная кислотность ускоряет старение. Это неверно: кислотность крови организм держит почти постоянной (pH около 7,4), и еда её не меняет. Здоровая еда — это разнообразное питание, а не «щелочные продукты».
Проверь себя
- Чем кислота отличается от щёлочи по составу? В кислоте есть атомы водорода и кислотный остаток (HCl), а в щёлочи — металл и гидроксогруппы OH (NaOH).
- Чем щёлочь отличается от основания? Щёлочи — это основания, которые растворяются в воде.
- Какой цвет у фенолфталеина в кислоте и в щёлочи? В кислоте бесцветный, в щёлочи малиновый.
- Что показывает pH = 3? Кислую среду: число меньше 7.
- Почему нельзя пробовать вещества на вкус в лаборатории? Многие кислоты и щёлочи вызывают ожоги и отравление.
Решаем упражнения
№ 1
Приведи примеры кислот, которые встречаются в природе.
Как думать. Вспомни, чем объясняют кислый вкус плодов и молока.
Пример ответа. Лимонная кислота есть в лимонах, апельсинах, грейпфрутах. Аскорбиновая (витамин C) — в цитрусовых. Молочная — в молоке, айране, кумысе. Яблочная — в яблоках. В учебнике названа также салициловая кислота в помидорах.
Ответ: лимонная, аскорбиновая, молочная, яблочная (в учебнике также салициловая).
№ 2
Какие кислоты, кроме природных, ты знаешь? Где они применяются?
Как думать. Это минеральные кислоты из таблицы 7.
Пример ответа.
- Соляная HCl — в желудочном соке, для переваривания пищи.
- Азотная HNO₃ — для минеральных удобрений, красителей, взрывчатых веществ.
- Серная H₂SO₄ — для удобрений и красителей.
- Фосфорная H₃PO₄ — для удобрений.
- Угольная H₂CO₃ — в газированных напитках.
Ответ: HCl, HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₄, H₂CO₃, их применение указано выше.
№ 3
Что такое щёлочи? Приведи примеры.
Как думать. Щёлочи — это особая группа оснований.
Пример ответа. Основания — сложные вещества из атома металла и одной или нескольких гидроксогрупп OH. Те из них, что растворяются в воде, называются щёлочами. Они едкие, мыльные на ощупь. Примеры: NaOH (гидроксид натрия), KOH (гидроксид калия), Ca(OH)₂ (гидроксид кальция, строительная известь).
Ответ: щёлочи — растворимые в воде основания, например NaOH, KOH, Ca(OH)₂.
№ 4
Почему необходимо соблюдать технику безопасности при работе с кислотами и щёлочами?
Как думать. Подумай, что эти вещества делают с кожей и глазами.
Пример ответа. Минеральные кислоты и щёлочи едкие: они вызывают ожоги кожи, повреждают глаза, а при попадании внутрь приводят к отравлению. Щёлочи разъедают органические вещества, в том числе ткани тела. Поэтому работают в очках и перчатках, под руководством учителя, и ничего не пробуют на вкус.
Ответ: кислоты и щёлочи вызывают ожоги и отравления, поэтому правила безопасности обязательны.
№ 5
Что такое индикаторы? Назови часто используемые индикаторы.
Как думать. Это вещества, которые «показывают» среду цветом.
Пример ответа. Индикаторы — вещества, которые меняют цвет под действием растворов кислот и щёлочей. Чаще всего используют лакмус, фенолфталеин и метилоранж (метиловый оранжевый). Бывают и природные индикаторы: сок винограда, свёклы, вишни, отвар цветков ириса.
Ответ: индикаторы — вещества, меняющие цвет в кислой и щелочной среде. Это лакмус, фенолфталеин, метилоранж.
№ 6
В двух пробирках бесцветные растворы соляной кислоты HCl и гидроксида натрия NaOH. Как определить каждое вещество?
Как думать. Оба раствора бесцветные, на вид их не различить. Нужен индикатор.
Решение. Добавим в каждую пробирку индикатор.
- С лакмусом: в HCl он станет красным (кислая среда), в NaOH синим (щелочная среда).
- С фенолфталеином: в HCl останется бесцветным, в NaOH станет малиновым.
- С метилоранжем: в HCl розовый, в NaOH жёлтый.
Пробовать растворы на вкус или нюхать нельзя. Опыт проводят в кабинете химии с учителем.
Ответ: добавить индикатор. Лакмус красный и фенолфталеин бесцветный — соляная кислота; лакмус синий и фенолфталеин малиновый — гидроксид натрия.
Шпаргалка
- Все кислоты содержат водород; формулы: HCl, HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₄, H₂CO₃.
- Щёлочи: NaOH, KOH, Ca(OH)₂.
- Фенолфталеин: щёлочь малиновый, кислота бесцветный.
- С кислотами и щёлочами работают только в кабинете химии, в очках и перчатках.