Задание №21 — Теоретические основы химии
Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов.
| 1) | фосфат калия |
| 2) | фтороводород |
| 3) | гидроксид лития |
| 4) | сульфат аммония |
Для выполнения задания 21 используйте следующие справочные данные.
Концентрация(молярная, моль/л)показывает отношение количества растворённого вещества (n) к объёму раствора (V).
pH(«пэ аш») водородный показатель; величина, которая отражает концентрацию ионов водорода в растворе и используется для характеристики кислотности среды.
Правильный ответ
2413
Пояснение
Решение.
Для решения этого задания необходимо определить характер среды в водных растворах предложенных веществ и оценить значение pH для каждого из них. Напомним, что шкала pH варьируется от 0 до 14: чем меньше pH, тем выше кислотность; чем выше pH, тем выше щелочность. Нейтральная среда соответствует pH = 7.
Разберем каждое вещество по порядку:
1) Фосфат калия (K3PO4). Это соль, образованная сильным основанием (KOH) и слабой многоосновной кислотой (H3PO4). Такая соль подвергается гидролизу по аниону:
PO43− + H2O ⇄ HPO42− + OH−
Накопление гидроксид-ионов (OH−) делает среду щелочной (pH > 7). Поскольку фосфорная кислота довольно слабая, среда будет выраженно щелочной.
2) Фтороводород (HF). В водном растворе это плавиковая кислота. В отличие от других галогеноводородных кислот (HCl, HBr, HI), фтороводородная кислота является слабой кислотой. Она частично диссоциирует:
HF ⇄ H+ + F−
Среда кислотная (pH < 7). Так как это слабая кислота, её pH будет находиться в диапазоне примерно 2–5 (слабокислая среда).
3) Гидроксид лития (LiOH). Это типичное сильное основание (щелочь). В растворе оно полностью диссоциирует на ионы:
LiOH → Li+ + OH−
Среда сильнощелочная. Значение pH будет максимальным среди представленных веществ (ближе к 13–14).
4) Сульфат аммония ((NH4)2SO4). Это соль, образованная слабым основанием (NH3 · H2O) и сильной кислотой (H2SO4). Соль подвергается гидролизу по катиону:
NH4+ + H2O ⇄ NH3 · H2O + H+
Накопление ионов водорода (H+) делает среду слабокислой (pH < 7). Однако, как правило, растворы солей, гидролизующихся по катиону, имеют pH выше, чем растворы даже слабых кислот той же концентрации. Таким образом, pH сульфата аммония будет ближе к 7, чем pH фтороводорода.
Расставим вещества в порядке возрастания pH (от самого кислого к самому щелочному):
1. Фтороводород (HF) — слабая кислота (pH самый низкий, около 2-3) — номер 2.
2. Сульфат аммония ((NH4)2SO4) — соль, гидролиз по катиону (слабокислая среда, pH около 5-6) — номер 4.
3. Фосфат калия (K3PO4) — соль, гидролиз по аниону (щелочная среда, pH около 10-12) — номер 1.
4. Гидроксид лития (LiOH) — щелочь (сильнощелочная среда, pH около 13-14) — номер 3.
Последовательность номеров: 2, 4, 1, 3.
Ответ: 2413
Источник: ФИПИ