Для выполнения задания 21 используйте следующие справочные данные. Концентрация (молярная, моль/л) показывает отношение количества растворённого вещества (п) к объёму раствора (V). рН («пэ аш») – водородный показатель; величина, которая отражает концентрацию ионов водорода в растворе и используется для характеристики кислотности среды. Шкала рН водных растворов электролитов pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 кислотная среда щелочная среда Среда раствора сильно слабо нейтральная слабо сильно кислая кислая щелочная щелочная 21. Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов. 1) K3PO4 2) CaBr2 3) FeCl3 4) LiOH Запишите номера веществ в порядке возрастания значения рН их водных растворов, учитывая, что концентрация веществ во всех растворах (моль/л) одинаковая. Ответ:

Объяснение:

Сначала разберем, какой характер среды (кислая, нейтральная или щелочная) будет у каждого из предложенных растворов:

1. K₃PO₄ (фосфат калия). Это соль, образованная сильным основанием (KOH) и слабой кислотой (H₃PO₄). В водном растворе такая соль будет гидролизоваться по аниону, образуя гидроксид-ионы (OH⁻), что приведет к щелочной среде. pH > 7.
2. CaBr₂ (бромид кальция). Это соль, образованная сильным основанием (Ca(OH)₂) и сильной кислотой (HBr). Такая соль в водном растворе не гидролизуется и дает нейтральную среду. pH = 7.
3. FeCl₃ (хлорид железа(III)). Это соль, образованная слабым основанием (Fe(OH)₃) и сильной кислотой (HCl). В водном растворе такая соль будет гидролизоваться по катиону, образуя ионы водорода (H⁺), что приведет к кислой среде. pH < 7.
4. LiOH (гидроксид лития). Это сильное основание. В водном растворе оно диссоциирует с образованием гидроксид-ионов (OH⁻), что приведет к щелочной среде. pH > 7.

Теперь нужно сравнить значения pH. Мы знаем, что:

• Кислая среда: pH < 7
• Нейтральная среда: pH = 7
• Щелочная среда: pH > 7

Среди предложенных веществ:

• FeCl₃ дает кислую среду (pH < 7).
• CaBr₂ дает нейтральную среду (pH = 7).
• LiOH и K₃PO₄ дают щелочную среду (pH > 7).

Чтобы определить порядок веществ со щелочной средой, нужно понять, какое из них дает более сильную щелочную реакцию. LiOH - это сильное основание, которое будет диссоциировать практически полностью. K₃PO₄ - это соль слабой кислоты и сильного основания. Гидролиз фосфат-иона происходит по реакции: PO₄³⁻ + H₂O ⇌ HPO₄²⁻ + OH⁻. Сила щелочи зависит от степени гидролиза и концентрации OH⁻. Обычно, растворы сильных оснований имеют более высокий pH, чем растворы солей, дающих щелочную среду (при одинаковой концентрации). Поэтому, LiOH будет иметь более высокий pH, чем K₃PO₄.

Таким образом, порядок возрастания pH будет:

1. FeCl₃ (кислая среда, pH < 7)
2. CaBr₂ (нейтральная среда, pH = 7)
3. K₃PO₄ (слабощелочная среда, pH > 7)
4. LiOH (сильнощелочная среда, pH >> 7)

В порядке возрастания номеров веществ:

1. 3 (FeCl₃)
2. 2 (CaBr₂)
3. 1 (K₃PO₄)
4. 4 (LiOH)

Однако, в задании просят записать номера веществ в порядке возрастания pH. Нам нужно расположить их от самого кислого к самому щелочному.

1. 3) FeCl₃ (кислая среда, pH < 7)
2. 2) CaBr₂ (нейтральная среда, pH = 7)
3. 1) K₃PO₄ (соль слабого основания и слабой кислоты, гидролиз по аниону, щелочная среда, pH > 7)
4. 4) LiOH (сильное основание, сильная щелочная среда, pH > 7)

Чтобы точно определить порядок между 1 и 4, нужно знать, что LiOH - это сильное основание, которое при одинаковой молярной концентрации даст более высокий pH, чем K₃PO₄ (соль, где щелочность обусловлена гидролизом). Таким образом, K₃PO₄ будет менее щелочным, чем LiOH.

Итак, порядок возрастания pH:

• FeCl₃ (самый кислый)
• CaBr₂ (нейтральный)
• K₃PO₄ (слабо щелочной)
• LiOH (сильно щелочной)

Номера веществ в этом порядке:

1. 3
2. 2
3. 1
4. 4

Если рассматривать, что K₃PO4 - это соль образована слабой кислотой H3PO4 (трёх основная) и сильным основанием KOH, то гидролиз будет идти по аниону PO4(3-). PO4(3-) + H2O <=> HPO4(2-) + OH-. Это будет давать щелочную среду. LiOH - это сильное основание. При равной концентрации, сильное основание дает более высокую pH, чем соль, которая гидролизуется. Значит, pH(LiOH) > pH(K3PO4).

Поэтому правильный порядок возрастания pH:

1. 3 (FeCl₃) - кислая среда
2. 2 (CaBr₂) - нейтральная среда
3. 1 (K₃PO₄) - щелочная среда (слабее, чем LiOH)
4. 4 (LiOH) - щелочная среда (сильнее, чем K₃PO₄)

Порядок номеров веществ:

1. 3
2. 2
3. 1
4. 4

На графике pH: 3 (pH<7), 2 (pH=7), 1 (pH>7, но < чем у 4), 4 (pH>7, самый высокий).

Заполняем ответ:

Ответ: 3 → 2 → 1 → 4