Задание №21 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этого задания необходимо определить характер среды в водных растворах предложенных веществ. Напомним, что шкала pH варьируется от 0 до 14: кислой среде соответствуют значения pH < 7, нейтральной — pH ≈ 7, а щелочной — pH > 7. Чем сильнее кислота, тем ниже pH; чем сильнее основание, тем выше pH.

Проанализируем каждое вещество:

1) K₃PO₄ (фосфат калия) — это соль, образованная сильным основанием (KOH) и слабой многоосновной кислотой (H₃PO₄). Такая соль подвергается гидролизу по аниону:
PO₄³⁻ + H₂O ⇄ HPO₄²⁻ + OH⁻
Наличие гидроксид-ионов (OH⁻) обуславливает щелочную среду (pH > 7). Фосфат-ион — довольно сильное основание, поэтому среда будет сильнощелочной, но всё же менее щелочной, чем у чистого сильного основания.

2) Ba(OH)₂ (гидроксид бария) — это сильное основание (щелочь). В водном растворе оно полностью диссоциирует с образованием большого количества гидроксид-ионов:
Ba(OH)₂ → Ba²⁺ + 2OH⁻
Это создает сильнощелочную среду. Значение pH здесь будет максимальным среди всех предложенных веществ (ближе к 13–14).

3) NH₄Cl (хлорид аммония) — это соль, образованная слабым основанием (NH₃ • H₂O) и сильной кислотой (HCl). Такая соль подвергается гидролизу по катиону:
NH₄⁺ + H₂O ⇄ NH₃ • H₂O + H⁺
Наличие ионов водорода (H⁺) обуславливает кислую среду (pH < 7).

4) Na₂SO₄ (сульфат натрия) — это соль, образованная сильным основанием (NaOH) и сильной кислотой (H₂SO₄). Такая соль не подвергается гидролизу, поэтому среда раствора практически нейтральная (pH ≈ 7).

Теперь расположим вещества в порядке возрастания значения pH (от самого кислого к самому щелочному):
1. Кислая среда: NH₄Cl (№3)
2. Нейтральная среда: Na₂SO₄ (№4)
3. Щелочная среда (соль): K₃PO₄ (№1)
4. Сильнощелочная среда (щелочь): Ba(OH)₂ (№2)

Последовательность номеров: 3, 4, 1, 2.

Ответ: 3412

Источник: ФИПИ