Номер 4, страница 203 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 5. Химические реакции в водных растворах. Параграф 29. Гидролиз неорганических соединений - номер 4, страница 203.

Условие.

4. Раствор какой соли при равных условиях будет иметь меньшее значение pH:

a) $CH_3COONH_4$ или $CH_3COOK$;

б) $K_2CO_3$ или $KClO_3$;

в) $NaNO_3$ или $NaNO_2$;

г) $Li_2SO_4$ или $Li_2SO_3$;

д) $Bi(NO_3)_3$ или $(NH_4)_2S$?

Решение.

Решение 2.

Для определения, раствор какой соли будет иметь меньшее значение pH, необходимо проанализировать гидролиз каждой соли. Меньшее значение pH соответствует более кислой среде.

a) CH₃COONH₄ или CH₃COOK

Соль $CH_3COONH_4$ (ацетат аммония) образована слабой уксусной кислотой ($CH_3COOH$) и слабым основанием ($NH_4OH$). Гидролизу подвергаются и катион, и анион. Так как константы диссоциации кислоты ($K_a(CH_3COOH) \approx 1.8 \cdot 10^{-5}$) и основания ($K_b(NH_4OH) \approx 1.8 \cdot 10^{-5}$) примерно равны, среда раствора будет близкой к нейтральной ($pH \approx 7$).

Соль $CH_3COOK$ (ацетат калия) образована слабой уксусной кислотой ($CH_3COOH$) и сильным основанием ($KOH$). Гидролизу подвергается только анион по уравнению: $CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^-$. В результате образуются ионы $OH^-$, и среда раствора становится щелочной ($pH > 7$).

Следовательно, раствор $CH_3COONH_4$ будет иметь меньшее значение pH.

Ответ: $CH_3COONH_4$.

б) K₂CO₃ или KClO₃

Соль $K_2CO_3$ (карбонат калия) образована сильным основанием ($KOH$) и слабой угольной кислотой ($H_2CO_3$). Гидролиз идет по аниону: $CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + OH^-$. Раствор будет иметь щелочную среду ($pH > 7$).

Соль $KClO_3$ (хлорат калия) образована сильным основанием ($KOH$) и сильной хлорноватой кислотой ($HClO_3$). Соль не подвергается гидролизу, и среда раствора нейтральная ($pH = 7$).

Следовательно, раствор $KClO_3$ будет иметь меньшее значение pH.

Ответ: $KClO_3$.

в) NaNO₃ или NaNO₂

Соль $NaNO_3$ (нитрат натрия) образована сильным основанием ($NaOH$) и сильной азотной кислотой ($HNO_3$). Гидролизу не подвергается, среда раствора нейтральная ($pH = 7$).

Соль $NaNO_2$ (нитрит натрия) образована сильным основанием ($NaOH$) и слабой азотистой кислотой ($HNO_2$). Гидролиз идет по аниону: $NO_2^- + H_2O \rightleftharpoons HNO_2 + OH^-$. Раствор будет иметь щелочную среду ($pH > 7$).

Следовательно, раствор $NaNO_3$ будет иметь меньшее значение pH.

Ответ: $NaNO_3$.

г) Li₂SO₄ или Li₂SO₃

Соль $Li_2SO_4$ (сульфат лития) образована сильным основанием ($LiOH$) и сильной серной кислотой ($H_2SO_4$). Гидролизу не подвергается, среда раствора нейтральная ($pH = 7$).

Соль $Li_2SO_3$ (сульфит лития) образована сильным основанием ($LiOH$) и слабой сернистой кислотой ($H_2SO_3$). Гидролиз идет по аниону: $SO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HSO_3^- + OH^-$. Раствор будет иметь щелочную среду ($pH > 7$).

Следовательно, раствор $Li_2SO_4$ будет иметь меньшее значение pH.

Ответ: $Li_2SO_4$.

д) Bi(NO₃)₃ или (NH₄)₂S

Соль $Bi(NO_3)_3$ (нитрат висмута(III)) образована слабым основанием ($Bi(OH)_3$) и сильной азотной кислотой ($HNO_3$). Гидролиз идет по катиону: $Bi^{3+} + H_2O \rightleftharpoons Bi(OH)^{2+} + H^+$. В результате образуются ионы $H^+$, и среда раствора становится кислой ($pH < 7$).

Соль $(NH_4)_2S$ (сульфид аммония) образована слабым основанием ($NH_4OH$) и слабой сероводородной кислотой ($H_2S$). Гидролиз идет и по катиону, и по аниону. Сравним константы диссоциации: $K_b(NH_4OH) \approx 1.8 \cdot 10^{-5}$, а для $H_2S$ вторая константа диссоциации $K_{a2} \approx 10^{-13}$. Так как $K_b > K_{a2}$, гидролиз по аниону ($S^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HS^- + OH^-$) протекает в значительно большей степени, чем гидролиз по катиону. Среда раствора будет сильнощелочной ($pH >> 7$).

Следовательно, раствор $Bi(NO_3)_3$ будет иметь меньшее значение pH.

Ответ: $Bi(NO_3)_3$.