Номер 680, страница 114 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

680. Водный раствор вещества проводит электрический ток. К какому классу относится данное вещество, если известно, что оно не окрашивает лакмус ни в красный, ни в синий цвет?

Решение

Проанализируем данные условия задачи поочередно.

1.Водный раствор вещества проводит электрический ток. Это означает, что вещество является электролитом. Электролиты — это вещества, которые при растворении или расплавлении диссоциируют (распадаются) на ионы. Наличие свободных ионов в растворе и обеспечивает его электропроводность. К основным классам электролитов относятся кислоты, основания и соли.

2.Раствор не окрашивает лакмус ни в красный, ни в синий цвет. Лакмус — это кислотно-основный индикатор, который меняет свой цвет в зависимости от pH среды. В кислой среде (при избытке ионов водорода $H^+$) он становится красным, а в щелочной среде (при избытке гидроксид-ионов $OH^−$) — синим. Если цвет лакмуса не изменяется, это свидетельствует о том, что среда раствора нейтральная (pH ≈ 7). В нейтральной среде концентрации ионов $H^+$ и $OH^−$ равны.

Теперь необходимо определить, какой класс электролитов образует нейтральные растворы.

- Кислоты при диссоциации в воде всегда образуют ионы водорода $H^+$, создавая кислую среду. Следовательно, они окрасили бы лакмус в красный цвет. Этот класс веществ не подходит.

- Растворимые основания (щёлочи) при диссоциации в воде образуют гидроксид-ионы $OH^−$, создавая щелочную среду. Они окрасили бы лакмус в синий цвет. Этот класс веществ также не подходит.

- Соли являются электролитами. Среда их водных растворов зависит от того, какими по силе кислотой и основанием они образованы, из-за явления гидролиза.

- Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой (например, хлорид натрия $NaCl$, нитрат калия $KNO_3$, сульфат натрия $Na_2SO_4$), в воде диссоциируют на ионы, которые не взаимодействуют с водой (не гидролизуются). Поэтому среда их раствора остается нейтральной. Этот вариант полностью соответствует условиям задачи.

- Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой, создают щелочную среду из-за гидролиза по аниону.

- Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой, создают кислую среду из-за гидролиза по катиону.

- Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой (например, ацетат аммония $CH_3COONH_4$), могут давать нейтральный раствор, но только в том случае, если константы диссоциации кислоты и основания примерно равны. Это более редкий случай.

Таким образом, вещество, удовлетворяющее обоим условиям, принадлежит к классу солей.

Ответ: данное вещество относится к классу солей. Как правило, это соль, образованная сильной кислотой и сильным основанием.