Задание №21 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этого задания необходимо определить характер среды в водных растворах предложенных веществ. Напомним, что значение pH зависит от концентрации ионов водорода: чем выше pH, тем более щелочной является среда, и чем ниже pH, тем она более кислая. Нейтральная среда соответствует pH ≈ 7.

Разберем каждое вещество из списка:

1. H₃PO₄ (фосфорная кислота). Это кислота средней силы. В водном растворе она диссоциирует с образованием ионов водорода H⁺. Среда раствора кислотная (pH < 7). Среди всех предложенных веществ это единственная кислота, поэтому её pH будет самым низким.
2. Na₂CO₃ (карбонат натрия). Это соль, образованная сильным основанием (NaOH) и слабой кислотой (H₂CO₃). Такая соль подвергается гидролизу по аниону:
   CO₃²⁻ + H₂O ⇄ HCO₃⁻ + OH⁻
   Накопление гидроксид-ионов OH⁻ делает среду щелочной (pH > 7). Это самое высокое значение pH в данном списке.
3. K₂SO₄ (сульфат калия). Это соль, образованная сильным основанием (KOH) и сильной кислотой (H₂SO₄). Такие соли не подвергаются гидролизу, поэтому среда раствора практически нейтральная (pH ≈ 7).
4. AlCl₃ (хлорид алюминия). Это соль, образованная слабым основанием (Al(OH)₃) и сильной кислотой (HCl). Такая соль подвергается гидролизу по катиону:
   Al³⁺ + H₂O ⇄ AlOH²⁺ + H⁺
   Появление ионов водорода H⁺ делает среду слабокислой (pH < 7). Однако, так как это соль, а не чистая кислота, её pH будет выше, чем у раствора фосфорной кислоты (H₃PO₄), но ниже, чем у нейтрального раствора.

Теперь расположим вещества в порядке уменьшения значения pH (от самого щелочного к самому кислому):

• Самый высокий pH у щелочного раствора Na₂CO₃ (номер 2).
• Далее идет нейтральный раствор K₂SO₄ (номер 3).
• Затем идет слабокислый раствор соли AlCl₃ (номер 4).
• Самый низкий pH у раствора кислоты H₃PO₄ (номер 1).

Последовательность номеров: 2, 3, 4, 1.

Ответ: 2341

Источник: ФИПИ