Страница 50 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

Почему фенолфталеин не изменил окраску в растворе хлорида натрия?

Фенолфталеин — это кислотно-основный индикатор, цвет которого зависит от водородного показателя ($pH$) раствора. Он остается бесцветным в кислых и нейтральных средах (при $pH < 8.2$) и приобретает малиновую окраску только в щелочной среде (в диапазоне $pH$ от 8.2 до 12.0).

Хлорид натрия ($NaCl$) — это соль, образованная сильным основанием, гидроксидом натрия ($NaOH$), и сильной кислотой, соляной кислотой ($HCl$). При растворении в воде эта соль полностью диссоциирует на ионы: $NaCl \leftrightarrow Na^+ + Cl^-$

Поскольку ион натрия ($Na^+$) является катионом сильного основания, а хлорид-ион ($Cl^-$) — анионом сильной кислоты, они не вступают в реакцию гидролиза с водой (то есть не взаимодействуют с молекулами $H_2O$ с образованием ионов $H^+$ или $OH^-$). В результате этого равновесие диссоциации воды $H_2O \rightleftharpoons H^+ + OH^-$ не смещается, и концентрация ионов водорода и гидроксид-ионов остается равной.

Таким образом, водный раствор хлорида натрия имеет нейтральную среду, и его водородный показатель $pH$ приблизительно равен 7. Так как фенолфталеин меняет окраску только в щелочной среде ($pH > 8.2$), в нейтральном растворе хлорида натрия он остается бесцветным.

Ответ: Фенолфталеин не изменил окраску, так как раствор хлорида натрия имеет нейтральную среду ($pH \approx 7$). Это связано с тем, что хлорид натрия — соль, образованная сильным основанием ($NaOH$) и сильной кислотой ($HCl$), которая не подвергается гидролизу в водном растворе. Фенолфталеин же приобретает малиновую окраску только в щелочной среде (при $pH > 8.2$).

Какая реакция среды будет у раствора соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой?

Решение

Соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой, при растворении в воде подвергается гидролизу. Гидролиз — это процесс взаимодействия ионов соли с молекулами воды, приводящий к образованию слабого электролита и изменению реакции среды.

Рассмотрим этот процесс на примере хлорида аммония ($NH_4Cl$), который является солью, образованной слабым основанием (гидроксидом аммония, $NH_4OH$) и сильной кислотой (соляной кислотой, $HCl$).

1. Диссоциация соли в воде. При растворении в воде хлорид аммония полностью диссоциирует на ионы:
$NH_4Cl \rightarrow NH_4^+ + Cl^-$

2. Взаимодействие ионов с водой (гидролиз).
- Катион аммония ($NH_4^+$) является ионом, сопряженным со слабым основанием ($NH_4OH$). Поэтому он будет реагировать с водой, связывая гидроксид-ионы ($OH^-$) и образуя слабое основание. Этот процесс называется гидролизом по катиону.
- Анион хлора ($Cl^-$) является ионом, сопряженным с сильной кислотой ($HCl$). Сильные кислоты полностью диссоциируют, поэтому их сопряженные основания очень слабые и с водой практически не реагируют. Следовательно, хлорид-ион гидролизу не подвергается.

3. Уравнение гидролиза. Гидролиз протекает по катиону. Катион аммония взаимодействует с молекулой воды, в результате чего в растворе образуется слабое основание и появляются избыточные ионы водорода ($H^+$):
Сокращенное ионное уравнение гидролиза:
$NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_4OH + H^+$
В результате этой обратимой реакции в растворе накапливаются ионы водорода ($H^+$). Это приводит к тому, что концентрация ионов водорода становится больше концентрации гидроксид-ионов ($[H^+] > [OH^-]$).

Таким образом, среда раствора становится кислой, а водородный показатель ($pH$) принимает значение меньше 7.

Ответ: Раствор соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой, будет иметь кислую реакцию среды ($pH < 7$) из-за гидролиза по катиону.