Задание №21 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения данного задания необходимо определить характер среды в водных растворах предложенных веществ. Напомним, что значение pH зависит от концентрации ионов водорода: в сильнокислой среде pH минимален (0–2), в нейтральной равен 7, а в сильнощелочной максимален (12–14). Нам нужно расположить вещества в порядке уменьшения pH (от самого высокого значения к самому низкому, то есть от щелочной среды к кислой).

Проанализируем каждое вещество:

1. HClO₄ (хлорная кислота) — это сильная одноосновная кислота. В водном растворе она полностью диссоциирует, создавая высокую концентрацию ионов водорода. Среда сильнокислая, pH очень низкий (ориентировочно 0–1).
2. Ba(NO₃)₂ (нитрат бария) — соль, образованная сильным основанием (Ba(OH)₂) и сильной кислотой (HNO₃). Такая соль не подвергается гидролизу. Среда раствора нейтральная, pH ≈ 7.
3. Fe(NO₃)₃ (нитрат железа(III)) — соль, образованная слабым основанием (Fe(OH)₃) и сильной кислотой (HNO₃). Идет гидролиз по катиону:
   Fe³⁺ + H₂O ⇄ FeOH²⁺ + H⁺
   В растворе накапливаются ионы водорода, поэтому среда кислая (слабокислая), pH < 7. Однако кислотность здесь будет ниже, чем в растворе сильной хлорной кислоты.
4. K₂CO₃ (карбонат калия) — соль, образованная сильным основанием (KOH) и слабой кислотой (H₂CO₃). Идет гидролиз по аниону:
   CO₃²⁻ + H₂O ⇄ HCO₃⁻ + OH⁻
   В растворе накапливаются гидроксид-ионы, поэтому среда щелочная, pH > 7.

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

• Самый высокий pH у щелочного раствора: K₂CO₃ (4).
• Далее идет нейтральный раствор: Ba(NO₃)₂ (2).
• Затем кислый раствор соли: Fe(NO₃)₃ (3).
• Самый низкий pH у сильной кислоты: HClO₄ (1).

Последовательность цифр: 4, 2, 3, 1.

Ответ: 4231

Источник: ФИПИ