Для того чтобы определить, какой из водных растворов солей можно отличить от других с помощью фиолетового лакмуса, необходимо рассмотреть природу каждого из этих растворов. Фиолетовый лакмус — это универсальный индикатор, который меняет цвет в зависимости от pH среды: в кислой среде он становится красным, а в щелочной — синим.
Карбонат натрия (Na₂CO₃):
Карбонат натрия — это соль, которая гидролизуется в воде, образуя щелочную среду. Уравнение гидролиза:
[\text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2 \text{NaOH} + \text{CO}_2 \uparrow]
Раствор карбоната натрия будет щелочным (pH > 7), и фиолетовый лакмус станет синим.
Сульфит натрия (Na₂SO₃):
Сульфит натрия также гидролизуется в воде, образуя щелочную среду. Уравнение гидролиза:
[\text{Na}_2\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2 \text{NaOH} + \text{SO}_2 \uparrow]
Раствор сульфита натрия будет щелочным (pH > 7), и фиолетовый лакмус также станет синим.
Хлорид цинка (ZnCl₂):
Хлорид цинка в воде диссоциирует на ионы:
[\text{ZnCl}_2 \rightarrow \text{Zn}^{2+} + 2 \text{Cl}^-]
Ион Zn²⁺ гидролизуется, образуя слабую кислоту. Уравнение гидролиза:
[\text{Zn}^{2+} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{ZnOH}^+ + \text{H}^+]
Раствор хлорида цинка будет кислым (pH < 7), и фиолетовый лакмус станет красным.
Гидрофосфат калия (K₂HPO₄):
Гидрофосфат калия в воде диссоциирует на ионы:
[\text{K}_2\text{HPO}_4 \rightarrow 2 \text{K}^+ + \text{HPO}_4^{2-}]
Ион HPO₄²⁻ может действовать как слабая кислота и слабое основание, но в целом раствор будет слабощелочным или нейтральным, благодаря равновесию между ионами.
[\text{HPO}_4^{2-} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{PO}_4^- + \text{OH}^-]
Раствор гидрофосфата калия будет нейтральным или слабощелочным (pH около 7 или немного выше), и фиолетовый лакмус, вероятнее всего, останется фиолетовым или станет слегка синим.
Следовательно, среди перечисленных солей только хлорид цинка (ZnCl₂) образует кислую среду, в то время как остальные образуют щелочную или нейтральную среду. Поэтому раствор хлорида цинка можно отличить от остальных с помощью фиолетового лакмуса, который в его присутствии станет красным.