Задание №21 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения данного задания необходимо определить характер среды водного раствора каждого из предложенных веществ и оценить примерное значение pH. 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.

Проанализируем каждое вещество:

1. (CH₃COO)₂Ca — ацетат кальция. Это соль, образованная слабым органическим основанием (уксусной кислотой CH₃COOH) и сильным основанием (гидроксидом кальция Ca(OH)₂). Такая соль подвергается гидролизу по аниону:
   CH₃COO⁻ + H₂O ⇄ CH₃COOH + OH⁻
   Накопление гидроксид-ионов (OH⁻) обуславливает слабощелочную среду (pH > 7, обычно в районе 8–9).
2. HNO₃ — азотная кислота. Это сильная одноосновная кислота. В водном растворе она практически полностью диссоциирует на ионы:
   HNO₃ → H⁺ + NO₃⁻
   Высокая концентрация ионов водорода создает сильнокислую среду (pH << 7, обычно в районе 0–2).
3. NH₄ClO₄ — перхлорат аммония. Это соль, образованная слабым основанием (гидратом аммиака NH₃ · H₂O) и очень сильной кислотой (хлорной кислотой HClO₄). Такая соль подвергается гидролизу по катиону:
   NH₄⁺ + H₂O ⇄ NH₃ · H₂O + H⁺
   Накопление ионов водорода (H⁺) обуславливает слабокислую среду (pH < 7, обычно в районе 4–6).
4. LiOH — гидроксид лития. Это типичная щелочь (сильное основание). В водном растворе полностью диссоциирует:
   LiOH → Li⁺ + OH⁻
   Высокая концентрация гидроксид-ионов создает сильнощелочную среду (pH >> 7, обычно в районе 12–14).

Теперь расположим вещества в порядке возрастания значения pH (от самого кислого к самому щелочному):

• Самый низкий pH у сильной кислоты: HNO₃ (2);
• Затем идет слабокислая среда (соль, гидролизующаяся по катиону): NH₄ClO₄ (3);
• Далее — слабощелочная среда (соль, гидролизующаяся по аниону): (CH₃COO)₂Ca (1);
• Самый высокий pH у щелочи: LiOH (4).

Последовательность номеров: 2, 3, 1, 4.

Ответ: 2314

Источник: ФИПИ