Номер 106, страница 311 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

11.106. Даны вещества: $1) {\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3;$ 2) НСl; $3) {\mathrm{CrCl}}_3;$ 4) NaOH; $5) {\mathrm{KClO}}_4$. Расположите эти вещества в ряд в порядке увеличения pH 0,5 М водного раствора. Подтвердите решение с помощью ионных уравнений.

Для того чтобы расположить вещества в порядке увеличения pH их 0,5 М водных растворов, необходимо проанализировать среду, которую создает каждое вещество при растворении в воде. Значение pH зависит от концентрации ионов водорода $H^+$ (или гидроксид-ионов $OH^−$) в растворе.

1) Na₂CO₃ (карбонат натрия). Это соль, образованная сильным основанием ($NaOH$) и слабой двухосновной кислотой ($H_2CO_3$). В водном растворе такая соль подвергается гидролизу по аниону, что приводит к накоплению в растворе гидроксид-ионов ($OH^−$) и созданию щелочной среды ($pH > 7$).
Краткое ионное уравнение гидролиза по первой ступени:
$CO_3^{2−} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^− + OH^−$

2) HCl (соляная кислота). Это сильная кислота, которая в водном растворе полностью диссоциирует на ионы.
Уравнение диссоциации:
$HCl \rightarrow H^+ + Cl^−$
В растворе создается высокая концентрация ионов водорода $H^+$, что обуславливает сильнокислую среду ($pH \ll 7$).

3) CrCl₃ (хлорид хрома(III)). Это соль, образованная слабым основанием ($Cr(OH)_3$) и сильной кислотой ($HCl$). В водном растворе эта соль подвергается гидролизу по катиону, что приводит к появлению в растворе ионов водорода ($H^+$) и созданию кислой среды ($pH < 7$).
Краткое ионное уравнение гидролиза:
$Cr^{3+} + H_2O \rightleftharpoons Cr(OH)^{2+} + H^+$

4) NaOH (гидроксид натрия). Это сильное основание (щелочь), которое в водном растворе полностью диссоциирует на ионы.
Уравнение диссоциации:
$NaOH \rightarrow Na^+ + OH^−$
В растворе создается высокая концентрация гидроксид-ионов $OH^−$, что обуславливает сильнощелочную среду ($pH \gg 7$).

5) KClO₄ (перхлорат калия). Это соль, образованная сильным основанием ($KOH$) и сильной кислотой ($HClO_4$). Такая соль не подвергается гидролизу, так как ее ионы ($K^+$ и $ClO_4^−$) не взаимодействуют с водой. Поэтому среда ее водного раствора будет нейтральной ($pH \approx 7$).

Таким образом, сравнивая характер среды растворов и степень протекания диссоциации или гидролиза, можно расположить вещества в порядке увеличения значения pH (от наиболее кислого к наиболее щелочному):
$HCl$ (сильная кислота) < $CrCl_3$ (кислая среда из-за гидролиза) < $KClO_4$ (нейтральная среда) < $Na_2CO_3$ (щелочная среда из-за гидролиза) < $NaOH$ (сильное основание).
Этому порядку соответствует следующая последовательность номеров веществ: 2, 3, 5, 1, 4.

Ответ: 2 $\rightarrow$ 3 $\rightarrow$ 5 $\rightarrow$ 1 $\rightarrow$ 4.