Номер 9, страница 203 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 5. Химические реакции в водных растворах. Параграф 29. Гидролиз неорганических соединений - номер 9, страница 203.

Условие.

9. Константы диссоциации кислот $\text{HNO}_2$, $\text{HBrO}$ и $\text{HClO}$ равны соответственно $4 \cdot 10^{-4}$, $2.5 \cdot 10^{-9}$ и $5 \cdot 10^{-8}$. Расположите натриевые соли этих кислот в порядке увеличения $\text{pH}$ раствора (при одинаковой концентрации веществ).

Решение.

Решение 2.

Дано:

Константа диссоциации азотистой кислоты $K_a(HNO_2) = 4 \cdot 10^{-4}$.
Константа диссоциации бромноватистой кислоты $K_a(HBrO) = 2.5 \cdot 10^{-9}$.
Константа диссоциации хлорноватистой кислоты $K_a(HClO) = 5 \cdot 10^{-8}$.
Концентрации растворов натриевых солей ($NaNO_2, NaBrO, NaClO$) одинаковы.

Найти:

Расположить натриевые соли этих кислот в порядке увеличения pH их растворов.

Решение:

Натриевые соли $NaNO_2$ (нитрит натрия), $NaBrO$ (гипобромит натрия) и $NaClO$ (гипохлорит натрия) образованы сильным основанием ($NaOH$) и слабыми кислотами ($HNO_2, HBrO, HClO$). При растворении в воде такие соли подвергаются гидролизу по аниону. Общая схема процесса гидролиза:

$A^{-} + H_2O \rightleftharpoons HA + OH^{-}$

В результате реакции в растворе образуются гидроксид-ионы ($OH^{-}$), что приводит к созданию щелочной среды, и, следовательно, pH растворов этих солей будет больше 7.

Значение pH раствора зависит от степени гидролиза. Чем сильнее протекает гидролиз, тем выше концентрация ионов $OH^{-}$ и тем выше значение pH. Степень гидролиза, в свою очередь, зависит от силы кислоты, анион которой входит в состав соли. Чем слабее кислота (чем меньше ее константа диссоциации $K_a$), тем сильнее ее сопряженное основание (анион $A^{-}$), и тем в большей степени оно подвергается гидролизу.

Сравним константы диссоциации данных кислот, чтобы определить их относительную силу:

$K_a(HNO_2) = 4 \cdot 10^{-4}$
$K_a(HClO) = 5 \cdot 10^{-8}$
$K_a(HBrO) = 2.5 \cdot 10^{-9}$

Расположив константы в порядке убывания, получаем: $4 \cdot 10^{-4} > 5 \cdot 10^{-8} > 2.5 \cdot 10^{-9}$.

Таким образом, ряд кислот в порядке убывания их силы выглядит следующим образом:

$HNO_2 > HClO > HBrO$

Поскольку чем слабее кислота, тем сильнее гидролизуется ее соль и тем выше будет pH ее раствора (при одинаковых концентрациях), то ряд солей по увеличению pH будет обратным ряду силы соответствующих кислот.

Самая сильная кислота из представленных, $HNO_2$, образует соль $NaNO_2$, раствор которой будет иметь наименьшее значение pH. Самая слабая кислота, $HBrO$, образует соль $NaBrO$, раствор которой будет иметь наибольшее значение pH.

Следовательно, натриевые соли в порядке увеличения pH их растворов располагаются так:

$NaNO_2 < NaClO < NaBrO$

Ответ: $NaNO_2, NaClO, NaBrO$.