Номер 5, страница 47 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 7. Электролитическая диссоциация. Кислотность среды. Индикаторы. Глава 1. Вещество - номер 5, страница 47.

Условие.

5. Какие вещества из перечисленных ниже в водных растворах имеют:

а) нейтральную;

б) кислотную;

в) щелочную реакцию среды?

Соляная кислота, гидроксид калия, вода, карбонат натрия, хлорид алюминия, хлорид аммония, нитрат натрия.

Решение.

Решение 2.

Реакция среды водного раствора вещества зависит от его химической природы и способности взаимодействовать с водой (гидролизоваться).

• Кислоты создают в растворе избыток ионов водорода $H^+$, что обуславливает кислотную среду ($pH < 7$).
• Щелочи (растворимые основания) создают избыток гидроксид-ионов $OH^-$, что обуславливает щелочную среду ($pH > 7$).
• Вода является нейтральным веществом ($pH = 7$), так как в ней концентрации ионов $H^+$ и $OH^-$ равны.
• Соли в растворе могут гидролизоваться, изменяя pH среды:
  • Соль сильного основания и сильной кислоты (например, $NaCl$, $KNO_3$) не гидролизуется, среда нейтральная.
  • Соль сильного основания и слабой кислоты (например, $Na_2CO_3$) гидролизуется по аниону, среда щелочная.
  • Соль слабого основания и сильной кислоты (например, $NH_4Cl$, $AlCl_3$) гидролизуется по катиону, среда кислотная.

Исходя из этих принципов, классифицируем перечисленные вещества:

а) нейтральную

Нейтральную реакцию среды ($pH \approx 7$) имеют вещества, которые не изменяют баланс ионов $H^+$ и $OH^-$ в воде.

• Вода ($H_2O$): По определению является нейтральной средой.
• Нитрат натрия ($NaNO_3$): Соль, образованная сильным основанием ($NaOH$) и сильной кислотой ($HNO_3$). Гидролизу не подвергается, поэтому раствор нейтрален.

Ответ: вода, нитрат натрия.

б) кислотную

Кислотную реакцию среды ($pH < 7$) имеют вещества, увеличивающие концентрацию ионов $H^+$ в растворе.

• Соляная кислота ($HCl$): Сильная кислота, диссоциирует в воде с образованием ионов $H^+$: $HCl \rightarrow H^+ + Cl^-$.
• Хлорид алюминия ($AlCl_3$): Соль слабого основания ($Al(OH)_3$) и сильной кислоты ($HCl$). Гидролизуется по катиону $Al^{3+}$, образуя ионы $H^+$:
  $Al^{3+} + H_2O \rightleftharpoons Al(OH)^{2+} + H^+$.
• Хлорид аммония ($NH_4Cl$): Соль слабого основания ($NH_3 \cdot H_2O$) и сильной кислоты ($HCl$). Гидролизуется по катиону $NH_4^+$, образуя ионы $H^+$:
  $NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3 \cdot H_2O + H^+$.

Ответ: соляная кислота, хлорид алюминия, хлорид аммония.

в) щелочную

Щелочную реакцию среды ($pH > 7$) имеют вещества, увеличивающие концентрацию ионов $OH^-$ в растворе.

• Гидроксид калия ($KOH$): Сильное основание (щелочь), диссоциирует в воде с образованием ионов $OH^-$: $KOH \rightarrow K^+ + OH^-$.
• Карбонат натрия ($Na_2CO_3$): Соль сильного основания ($NaOH$) и слабой кислоты ($H_2CO_3$). Гидролизуется по аниону $CO_3^{2-}$, образуя ионы $OH^-$:
  $CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + OH^-$.

Ответ: гидроксид калия, карбонат натрия.