Проведите реакцию нейтрализации соляной кислоты гидроксидом натрия в присутствии фенолфталеина.

Реакция нейтрализации соляной кислоты (HCl) гидроксидом натрия (NaOH) — это типичная кислотно-основная реакция, в которой происходит взаимодействие ионов водорода (H⁺) с гидроксид-ионами (OH⁻), в результате чего образуется вода и соль. Рассмотрим эту реакцию в присутствии индикатора — фенолфталеина.

Химическое уравнение реакции:

$\text{HCl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}$

Что происходит в растворе:

1. Соляная кислота — это сильная кислота, которая полностью диссоциирует в воде:
   $\text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^-$

2. Гидроксид натрия — это сильное основание, которое также полностью диссоциирует:
   $\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^-$

3. При смешивании растворов HCl и NaOH, ионы H⁺ и OH⁻ соединяются:
   $\text{H}^+ + \text{OH}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O}$

4. Оставшиеся ионы Na⁺ и Cl⁻ образуют нейтральную соль — хлорид натрия (NaCl).

Роль фенолфталеина:

Фенолфталеин — это кислотно-основной индикатор, который меняет цвет в зависимости от pH среды:

• В кислой среде (pH < 7) — бесцветный.

• В слабощелочной и щелочной среде (примерно от pH 8,2 до 10) — ярко-розовый.

Как выглядит процесс с фенолфталеином:

1. Вначале в растворе присутствует только соляная кислота — среда кислая, фенолфталеин бесцветен.

2. По мере добавления NaOH начинается нейтрализация. Раствор всё ещё остаётся бесцветным, пока весь HCl не прореагирует.

3. В точке эквивалентности (когда количество NaOH становится равным количеству HCl) — образуется нейтральная соль и вода. Раствор всё ещё бесцветен, так как среда близка к нейтральной.

4. Если добавить NaOH немного больше, чем нужно для нейтрализации, среда становится щелочной — появляется розовая окраска. Это сигнализирует о завершении реакции и наступлении избытка основания.

Вывод:

Реакция нейтрализации HCl с NaOH в присутствии фенолфталеина позволяет наглядно проследить окончание нейтрализации: до этого момента раствор бесцветен, а после избытка щёлочи — становится розовым. Это простой и распространённый способ титрования кислот и оснований.