Задание №21 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этого задания необходимо определить характер среды водного раствора каждого из предложенных веществ и оценить примерное значение водородного показателя (pH). Напомним, что шкала pH варьируется от 0 до 14: чем меньше pH, тем выше кислотность; чем больше pH, тем выше щелочность. Нейтральная среда соответствует pH ≈ 7.

Проанализируем каждое вещество:

1. KOH (гидроксид калия) — это типичное сильное основание (щелочь). В водном растворе оно полностью диссоциирует с образованием большого количества гидроксид-ионов OH⁻. Среда раствора сильнощелочная, pH значительно выше 7 (примерно 12–14).
2. SrCl₂ (хлорид стронция) — соль, образованная сильным основанием (Sr(OH)₂) и сильной кислотой (HCl). Такие соли не подвергаются гидролизу ни по катиону, ни по аниону. Среда раствора нейтральная, pH ≈ 7.
3. (NH₄)₂SO₄ (сульфат аммония) — соль, образованная слабым основанием (NH₃ • H₂O) и сильной кислотой (H₂SO₄). Эта соль подвергается гидролизу по катиону:
   NH₄⁺ + H₂O ⇄ NH₃ • H₂O + H⁺
   В результате накопления ионов водорода среда раствора становится слабокислой, pH < 7 (примерно 4–6).
4. NaHCO₃ (гидрокарбонат натрия) — кислая соль, образованная сильным основанием (NaOH) и слабой кислотой (H₂CO₃). В растворе протекают два процесса: диссоциация аниона (дает кислую среду) и гидролиз аниона (дает щелочную среду). Для гидрокарбонат-иона гидролиз преобладает над диссоциацией:
   HCO₃⁻ + H₂O ⇄ H₂CO₃ + OH⁻
   Поэтому среда раствора слабощелочная, pH > 7 (примерно 8–9).

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

• Самый низкий pH у слабокислого раствора: (NH₄)₂SO₄ (3);
• Затем идет нейтральный раствор: SrCl₂ (2);
• Далее — слабощелочной раствор: NaHCO₃ (4);
• Самый высокий pH у сильнощелочного раствора: KOH (1).

Последовательность номеров: 3, 2, 4, 1.

Ответ: 3241

Источник: ФИПИ