3 В таблице приведены значения pH некоторых растворов. Ознакомьтесь с таблицей и запишите ответы на вопросы.

Краткие ответы

a) Нейтральный раствор — раствор хлорида натрия, у него \(\mathrm{pH}=7\).

b) Красная лакмусовая бумажка синеет в щелочной среде, то есть при \(\mathrm{pH}>7\). Это раствор гидроксида натрия (14), известковая вода (11) и раствор пищевой соды (9).

c) Более кислотная среда — лимонный сок: его \(\mathrm{pH}=2\), а у раствора уксусной кислоты \(\mathrm{pH}=3\). Чем меньше pH, тем больше концентрация ионов \(\mathrm{H^+}\), поэтому лимонный сок кислее примерно в 10 раз по \([\mathrm{H^+}]\).

d) \(\mathrm{pH}\) кислотного дождя — 5, у обычной дождевой воды из таблицы — 6, а строго нейтральная среда имеет \(\mathrm{pH}=7\). В любом случае кислотный дождь кислее: его pH ниже, значит, ионов \(\mathrm{H^+}\) больше (при разнице в 1 единицу pH — в 10 раз). Причина: в кислотном дожде растворены оксиды серы и азота, которые образуют сильные кислоты \(\mathrm{H_2SO_4}\) и \(\mathrm{HNO_3}\), а в обычной дождевой воде есть только растворённый \(\mathrm{CO_2}\), дающий слабую угольную кислоту \(\mathrm{H_2CO_3}\), поэтому её pH близок к нейтральному.

Как понять принцип

1. Шкала pH. \(\mathrm{pH}<7\) — кислая среда, \(\mathrm{pH}=7\) — нейтральная, \(\mathrm{pH}>7\) — щелочная. Формально \(\mathrm{pH}=-\lg[\mathrm{H^+}]\): чем больше ионов водорода, тем меньше pH. Изменение pH на единицу — это изменение \([\mathrm{H^+}]\) в 10 раз.
2. Пункт a. Нужно найти в правом столбце ровно 7 — это одна строка, раствор хлорида натрия.
3. Пункт b. Действует правило индикатора: красный лакмус → синий только в щелочи. Поэтому выписываем все растворы с \(\mathrm{pH}>7\): 9, 11, 14. Кислоты (0, 2, 3, 5, 6) красный лакмус не синят.
4. Пункт c. Сравниваем числа, а не названия: 2 < 3, значит, лимонный сок кислее. Обоснование — через концентрацию \(\mathrm{H^+}\): 2 и 3 различаются на единицу, поэтому \([\mathrm{H^+}]\) больше в 10 раз.
5. Пункт d. Сравнение: 5 < 6 < 7, кислотный дождь самый кислый. Объяснение — через состав: оксиды серы и азота + вода → сильные кислоты; углекислый газ + вода → слабая угольная кислота.

Проверка: в таблице ровно один нейтральный раствор (pH 7), все щелочные значения больше 7, самая сильная кислота — аккумуляторная (pH 0), самая сильная щёлочь — гидроксид натрия (pH 14). Ответы не противоречат этому порядку.