Задание №21 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения данного задания необходимо определить характер среды в водных растворах предложенных веществ, основываясь на их способности к диссоциации или гидролизу. Напомним, что шкала pH варьируется от 0 до 14: чем меньше pH, тем выше кислотность; pH = 7 соответствует нейтральной среде; чем больше pH, тем выше щелочность.

Проанализируем каждое вещество:

1) (NH₄)₂SO₄ (сульфат аммония) — это соль, образованная слабым основанием (NH₃ • H₂O) и сильной кислотой (H₂SO₄). Такая соль подвергается гидролизу по катиону:
NH₄⁺ + H₂O ⇄ NH₃ • H₂O + H⁺
В растворе накапливаются ионы водорода, поэтому среда слабокислая (pH < 7, обычно в районе 4–6).

2) HBr (бромоводородная кислота) — это сильная кислота. В водном растворе она практически полностью диссоциирует на ионы:
HBr → H⁺ + Br⁻
Высокая концентрация ионов водорода создает сильнокислую среду (pH << 7, обычно в районе 0–1).

3) KHCO₃ (гидрокарбонат калия) — это кислая соль, образованная сильным основанием (KOH) и слабой кислотой (H₂CO₃). Для гидрокарбонат-иона возможны два процесса: диссоциация и гидролиз. Однако константа гидролиза HCO₃⁻ значительно больше константы его диссоциации:
HCO₃⁻ + H₂O ⇄ H₂CO₃ + OH⁻
За счет преобладания гидролиза в растворе накапливаются гидроксид-ионы, среда слабощелочная (pH > 7, обычно в районе 8–9).

4) NaClO₃ (хлорат натрия) — это соль, образованная сильным основанием (NaOH) и сильной кислотой (HClO₃). Такие соли не подвергаются гидролизу, поэтому среда раствора нейтральная (pH ≈ 7).

Теперь расположим вещества в порядке уменьшения значения pH (от самого высокого к самому низкому):
- Самое высокое pH у слабощелочного раствора: KHCO₃ (3);
- Далее идет нейтральный раствор: NaClO₃ (4);
- Затем слабокислый раствор: (NH₄)₂SO₄ (1);
- Самое низкое pH у сильной кислоты: HBr (2).

Последовательность номеров: 3, 4, 1, 2.

Ответ: 3412

Источник: ФИПИ