Условие задачи
Щелочную среду имеет раствор1) сульфита калия2) нитрата натрия3) сульфата алюминия4) хлорида магния
Решение
Дисциплина задачи – неорганическая химия, а именно свойство солей по гидролизу в водном растворе, определяющее кислотно-основное поведение растворов. Ниже привожу подробное решение.
Имеются следующие соли:
1) сульфит калия (K₂SO₃)
2) нитрат натрия (NaNO₃)
3) сульфат алюминия (Al₂(SO₄)₃)
4) хлорид магния (MgCl₂)
Основное правило таково:
• Если соль образована сильной щёлочью и слабой кислотой, то её анион является сопряжённым основанием слабой кислоты и может гидролизоваться с образованием –OH, придавая раствору щелочную реакцию.
• Если соль состоит из сильной кислоты и сильной щёлочи, раствор обычно нейтрален.
• Если соль составлена из слабой щёлочи (или нейтрального основания) и сильной кислоты, она склонна к гидролизу с образованием кислых водных растворов.
Рассмотрим каждую соль по отдельности:
1) Сульфит калия, K₂SO₃
Сульфитный ион (SO₃²⁻) является сопряжённым основанием слабой кислоты – двууглеродистой сернистой кислоты (H₂SO₃). При растворении в воде происходит его реакция гидролиза:
SO₃²⁻ + H₂O ⟶ HSO₃⁻ + OH⁻
Образующийся ион OH⁻ повышает щелочность раствора. Следовательно, раствор сульфита калия будет щелочным.
2) Нитрат натрия, NaNO₃
Нитратный ион (NO₃⁻) является сопряжённым основанием сильной кислоты (HNO₃). Поскольку HNO₃ – сильная кислота, NO₃⁻ не склонен к гидролизу, а поэтому раствор NaNO₃ будет нейтральным.
3) Сульфат алюминия, Al₂(SO₄)₃
Алюминиевый ион (Al³⁺) обладает высокой степенью поляризации и гидролизуется в воде с образованием кислых растворов (образуются гидроксидные комплексы и выделяется H⁺). Кроме того, сульфат – сопряжённое основание сильной кислоты (H₂SO₄) и не влияет на рН в значительной мере. Итоговый раствор будет кислым.
4) Хлорид магния, MgCl₂
Магний (Mg²⁺) имеет умеренную способность гидролизоваться, но обычно влияние не приводит к выраженной щелочности. Более того, Cl⁻ – ион сильной кислоты (HCl), и, как правило, образует практически нейтральный раствор с Mg²⁺, иногда с лёгкой кислинкой за счёт гидролиза Mg²⁺. Однако данный раствор не является щелочным.
Таким образом, щелочной раствор имеет только раствор сульфита калия (K₂SO₃).