Задание №21 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения задания 21 необходимо определить характер среды водного раствора каждого вещества и оценить значение водородного показателя pH. Напомним, что шкала pH обычно варьируется от 0 до 14: чем меньше pH, тем выше кислотность; чем выше pH, тем выше щелочность. Нейтральная среда соответствует pH ≈ 7.

Проанализируем каждое вещество из списка:

1. LiOH (гидроксид лития) — это сильное основание (щелочь). В водном растворе оно полностью диссоциирует с образованием гидроксид-ионов OH⁻. Среда раствора сильнощелочная. Значение pH будет максимальным в данном списке (pH ≈ 13–14).
2. NaNO₃ (нитрат натрия) — соль, образованная сильным основанием (NaOH) и сильной кислотой (HNO₃). Такая соль не подвергается гидролизу. Среда раствора нейтральная. Значение pH ≈ 7.
3. K₂S (сульфид калия) — соль, образованная сильным основанием (KOH) и слабой кислотой (H₂S). Соль гидролизуется по аниону:
   S²⁻ + H₂O ⇄ HS⁻ + OH⁻
   Накопление гидроксид-ионов обуславливает щелочную среду. Однако, так как это соль, а не чистая щелочь, концентрация OH⁻ будет ниже, чем в растворе LiOH той же молярности. Среда слабощелочная (pH ≈ 9–11).
4. ZnBr₂ (бромид цинка) — соль, образованная слабым основанием (Zn(OH)₂) и сильной кислотой (HBr). Соль гидролизуется по катиону:
   Zn²⁺ + H₂O ⇄ ZnOH⁺ + H⁺
   Накопление ионов водорода обуславливает кислую среду. Среда слабокислая (pH ≈ 4–6).

Теперь расположим вещества в порядке возрастания значения pH (от самого кислого к самому щелочному):

• Самое низкое pH у соли с кислой средой: ZnBr₂ (номер 4).
• Затем идет соль с нейтральной средой: NaNO₃ (номер 2).
• Далее соль со щелочной средой (за счет гидролиза): K₂S (номер 3).
• Самое высокое pH у сильного основания: LiOH (номер 1).

Последовательность номеров: 4, 2, 3, 1.

Ответ: 4231

Источник: ФИПИ