Для определения, какая из данных солей образует кислотную среду в водном растворе, необходимо понять, как каждая из них взаимодействует с водой.
- Гидролиз солей:
Гидролиз - это реакция ионов соли с водой, ведущая к образованию слабого электролита (кислоты или основания). Гидролизу подвергаются соли, образованные слабой кислотой и сильным основанием, или слабым основанием и сильной кислотой.
Рассмотрим каждую соль:
а) Al₂(SO₄)₃ (сульфат алюминия):
Сульфат алюминия является солью, образованной слабым основанием Al(OH)₃ и сильной кислотой H₂SO₄. Гидролиз происходит по катиону Al³⁺:
Молекулярное уравнение гидролиза:
[ Al_2(SO_4)_3 + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3 + 3H_2SO_4 ]
Ионное уравнение:
[ 2Al^{3+} + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3 + 6H^+ ]
Сокращённое ионное уравнение гидролиза:
[ Al^{3+} + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + 3H^+ ]
Гидролиз сульфата алюминия приводит к образованию кислоты (H₂SO₄), что создаёт кислотную среду в растворе.
б) Ba(NO₃)₂ (нитрат бария):
Нитрат бария является солью, образованной сильной кислотой HNO₃ и сильным основанием Ba(OH)₂. Такие соли не гидролизуются и не изменяют pH раствора:
[ Ba(NO_3)_2 \rightarrow Ba^{2+} + 2NO_3^- ]
Раствор остаётся нейтральным.
в) KCl (хлорид калия):
Хлорид калия - это соль, образованная сильной кислотой HCl и сильным основанием KOH. Гидролиз не происходит, и pH раствора остаётся нейтральным:
[ KCl \rightarrow K^+ + Cl^- ]
г) K₂S (сульфид калия):
Сульфид калия является солью, образованной слабой кислотой H₂S и сильным основанием KOH. Гидролиз происходит по аниону S²⁻:
Молекулярное уравнение гидролиза:
[ K_2S + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2S ]
Ионное уравнение:
[ S^{2-} + 2H_2O \rightarrow 2OH^- + H_2S ]
Сокращённое ионное уравнение гидролиза:
[ S^{2-} + H_2O \rightarrow HS^- + OH^- ]
Гидролиз сульфида калия приводит к образованию гидроксида калия (KOH), что создаёт щелочную среду в растворе.
Вывод: Из предложенных солей кислотную среду в водном растворе имеет соль сульфат алюминия ( \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 ).