ГДЗ · Хімія · 9 клас

Сторінка 98

Хімія, Григорович О. В., Недоруб О. Ю., 2026 · № 131 (с. 98)–146 · 16 завдань

Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».

§ 12. Кислотність розчинів. Водневий показник рН .......................................... 89 Навчальне дослідження

Завдання 131 (с. 98)

Йони в кислотних та лужних розчинах

Потрібно визначити, які йони переважають у кислотних та лужних розчинах.

Розв’язання

В кислотному середовищі концентрація іонів водню більша за концентрацію гідроксид-іонів ( $n (H^{+}) > n (O H^{-})$ ), тому надлишком є йони $H^{+}$ .
В лужному (основному) середовищі навпаки: концентрація іонів гідроксиду більша за концентрацію іонів водню ( $n (O H^{-}) > n (H^{+})$ ), тому надлишком є йони $O H^{-}$ .

Відповідь:

У кислотних розчинах надлишком є йони $H^{+}$ , у лужних — йони $O H^{-}$ .

Завдання 132 (с. 98)

Значення pH та вміст іонів

H^{+}

Визначити значення pH та співвідношення концентрацій іонів для різних типів середовищ (нейтральне, слабко/дуже кислотне, слабко/дуже лужне).

Розв’язання

Нейтральні розчини мають $p H = 7$ , де кількість іонів $H^{+}$ дорівнює кількості іонів $O H^{-}$ .
Слабо кислотні розчини мають $p H < 7$ (наприклад, 6–6,9), при цьому $n (H^{+}) > n (O H^{-})$ , але перевищення незначне.
Дуже кислотні розчини мають низьке значення $p H$ (наприклад, 1–3), де $n (H^{+})$ суттєво перевищує $n (O H^{-})$ .
Слаболужні розчини мають $p H > 7$ (наприклад, 8–9), де $n (H^{+}) < n (O H^{-})$ з невеликим відхиленням.
Дуже лужні розчини мають високе значення $p H$ (наприклад, 12–14), де $n (H^{+})$ дуже мало порівняно з $n (O H^{-})$ .

Відповідь:

а) нейтральних: $p H = 7$ , $n (H^{+}) = n (O H^{-})$ ; б) слабо кислотних: $p H < 7$ (близько 6), $n (H^{+}) > n (O H^{-})$ ; в) слаболужних: $p H > 7$ (близько 8–9), $n (H^{+}) < n (O H^{-})$ ; г) дуже кислотних: $p H ≪ 7$ , велика кількість $H^{+}$ ; д) дуже лужних: $p H ≫ 7$ , дуже мала кількість $H^{+}$ .

Завдання 133 (с. 98)

Порівняння кількості йонів у лужному розчині

Визначити, чи більше в лужному водному розчині іонів $H^{+}$ чи $O H^{-}$ .

Розв’язання

За означенням лужне середовище має $p H > 7$ .
Це означає, що в розчині концентрація іонів гідроксиду ( $O H^{-}$ ) більша за концентрацію іонів водню ( $H^{+}$ ).
Отже, йонів $O H^{-}$ більше, ніж $H^{+}$ .

Відповідь:

У лужному розчині більше йонів $O H^{-}$ .

Завдання 134 (с. 98)

Науковець показника pH

Знайти інформацію про науковця, який уперше запропонував використовувати показник рН для визначення кислотності розчинів.

Розв’язання

Визначаємо імена науковців, пов'язаних з поняттям pH (Свен Педерсен).
Перевіряємо дату впровадження терміна (1909 рік) та місце роботи (Копенгагенський університет).

Відповідь:

Показник рН запропонував датський хімік Свен Педерсен у 1909 році.

Завдання 135 (с. 98)

Порівняння pH та масової частки

Порівняти поняття «рН» і «масова частка», визначити їх спільні та відмінні риси.

Розв’язання

Описуємо суть масової частки (відношення мас).
Описуємо суть показника pH (залежність від концентрації іонів водню).
Визначаємо, що це різні фізичні величини з різними одиницями вимірювання та діапазонами значень.

Відповідь:

Масова частка показує, скільки грамів речовини міститься у 100 г розчину (вимірюється в %), і не залежить від природи кислоти чи лугу. Показник pH характеризує кислотність середовища через концентрацію іонів водню ( $H^{+}$ ) і має шкалу від 0 до 14. Це різні величини: одна описує кількість речовини, інша — її хімічну активність у водному розчині.

Завдання 136 (с. 98)

Визначення солі за допомогою індикаторів

У двох пробірках без надписів містяться розчини нітратної кислоти ( $H N O_{3}$ ) та калій нітрату ( $K N O_{3}$ ). Визначити, у якій пробірці солі, використовуючи індикатори.

Розв’язання

Оцінюємо природу розчинів: $H N O_{3}$ дає кислотне середовище, $K N O_{3}$ — нейтральне.
Обираємо індикатор (лакмус або метиловий оранжевий).
Визначаємо, що в пробірці з червоним забарвленням індикатора знаходиться кислота, а в іншій — сіль.

Відповідь:

Для визначення можна використати лакмус або метиловий оранжевий. У пробірці, де розчин змінив колір індикатора на кислотний (лакмус став червоним, метиловий оранжевий — червоним), міститься нітратна кислота ( $H N O_{3}$ ). У другій пробірці, де індикатор зберіг нейтральне забарвлення (лакмус фіолетовий, метиловий оранжевий жовтий), знаходиться розчин солі — калій нітрату ( $K N O_{3}$ ).

Завдання 137 (с. 98)

Визначення середовища розчинів за формулою речовини

Дано перелік речовин: NaCl, HCl, NaOH, HNO3, H3PO4, H2SO4, Ba(OH)2, H2S, KNO3. Потрібно класифікувати їх за типом середовища розчину (кислотне, лужне, нейтральне).

Розв’язання

Виділимо кислоти (HCl, HNO3, H3PO4, H2SO4, H2S) — їх розчини будуть кислотними.
Виділимо основи (NaOH, Ba(OH)2) — їх розчини будуть лужними.
Решта речовин є солями (NaCl, KNO3). Оскільки вони утворені сильними кислотами та сильними основами, їх розчини нейтральні.

Відповідь:

а) кислотне: HCl, HNO3, H3PO4, H2SO4, H2S; б) лужне: NaOH, Ba(OH)2; в) нейтральне: NaCl, KNO3.

Завдання 138 (с. 98)

Кислотність дощової води та її причина

Дощова вода має $p H = 5, 6$ . Потрібно пояснити значення цього показника та назвати речовину, що зумовлює кислотність.

Розв’язання

Оскільки $5, 6 < 7$ , середовище дощової води є кислотним.
Основна причина — розчинення діоксиду вуглецю ( $C O_{2}$ ), який утворює слабку карбонатну кислоту ( $H_{2} C O_{3}$ ). Також можуть бути присутні оксиди азоту та сульфуру від викидів заводів.

Відповідь:

Це означає, що вода має кислотне середовище. Кислотність зумовлена розчиненням діоксиду вуглецю ( $C O_{2}$ ) (а також оксидів азоту та сульфуру), який утворює слабку карбонатну кислоту.

Завдання 139 (с. 98)

Визначення типу середовища за значенням pH

Дано значення $p H$ для чотирьох рідин: а) шампуню ( $5, 5$ ); б) крові здорової людини ( $7, 4$ ); в) шлункового соку ( $1, 5$ ); г) слини ( $7, 0$ ). Потрібно визначити тип середовища для кожної.

Розв’язання

Для шампуню ( $5, 5$ ): оскільки $5, 5 < 7$ , середовище кислотне.
Для крові ( $7, 4$ ): оскільки $7, 4 > 7$ , середовище лужне (слабко).
Для шлункового соку ( $1, 5$ ): оскільки $1, 5 < 7$ , середовище кислотне (сильно).
Для слини ( $7, 0$ ): оскільки $7, 0 = 7$ , середовище нейтральне.

Відповідь:

а) кислотне; б) лужне; в) кислотне; г) нейтральне.

Завдання 140 (с. 98)

Кислотність кислотних дощів

Кам'яне вугілля містить сполуки азоту та сірки. При спалюванні утворюються оксиди, які реагують з вологою атмосфери, утворюючи нітратну або сульфітну кислоти. Потрібно визначити діапазон pH такої дощової води (більше 7 чи менше 7).

Розв’язання

Продукти спалювання вугілля (оксиди азоту та сірки) у воді перетворюються на кислоти ( $H N O_{3}$ , $H_{2} S O_{4}$ ).
Кислоти дисоціюють з виділенням іонів $H^{+}$ .
Надлишок іонів $H^{+}$ робить середовище кислотним, тому pH менший за 7.

Відповідь:

Менше 7.

Завдання 141 (с. 98)

Зміна забарвлення фенолфталеїну при нейтралізації

До розчину $1 моль$ $K O H$ (сильний луг) додано індикатор. Потім додають $H C l$ : а) $0, 5 моль$ ; б) $1 моль$ ; в) $1, 5 моль$ . Визначити зміни забарвлення у кожному випадку.

Розв’язання

Визначимо стехіометрію реакції: $n (K O H) = 1 моль$ .
а) При додаванні $0, 5 моль$ $H C l$ лугу залишається ( $1 - 0, 5 = 0, 5 моль$ ). Середовище лужне, індикатор червоний.
б) При додаванні $1 моль$ $H C l$ відбувається повна нейтралізація ( $1 = 1$ ). Середовище нейтральне, індикатор безбарвний.
в) При додаванні $1, 5 моль$ $H C l$ кислоти залишається ( $1, 5 - 1 = 0, 5 моль$ ). Середовище кислотне, індикатор безбарвний.

Відповідь:

а) Червоний; б) Безбарвний; в) Безбарвний.

Завдання 142 (с. 98)

Визначення речовин за pH

У трьох пробірках розчини: $N a_{2} S O_{4}$ (сіль), $N a O H$ (луг) та $H_{2} S O_{4}$ (кислота). Значення pH: 1-ша пробірка — 2,3; 2-га пробірка — 12,6; 3-тя пробірка — 6,9. Потрібно співставити речовину з пробіркою.

Розв’язання

$H_{2} S O_{4}$ — сильна кислота, тому її розчин має низьке pH (кислотне). Це пробірка № 1 ( $p H = 2, 3$ ).
$N a O H$ — сильний луг, тому його розчин має високе pH (лужне). Це пробірка № 2 ( $p H = 12, 6$ ).
$N a_{2} S O_{4}$ — сіль нейтральна, тому її розчин має pH близько 7. Це пробірка № 3 ( $p H = 6, 9$ , що є нейтральним у контексті цих трьох речовин).

Відповідь:

1-ша пробірка — сульфатна кислота; 2-га пробірка — натрій гідроксид; 3-тя пробірка — натрій сульфат.

Завдання 143 (с. 98)

Пояснення змін pH води

Розчин дистильованої води (pH = 6,0) кип'ятять, заповнюють контейнер гарячою водою і охолоджують (pH стає 7,0). Після продування повітрям через воду pH знову падає до 6,0.

Розв’язання

Кип'яття води призводить до виділення розчиненого вуглекислого газу ( $C O_{2}$ ), тому вода стає менш кислою і pH зростає до 7,0 (наближається до нейтрального).
Продування повітрям через воду заново насичує її вуглекислим газом, який утворює вуглику ( $H_{2} C O_{3}$ ), знижуючи pH до 6,0.

Відповідь:

Зміни пояснюються розчиненням і виділенням вуглекислого газу з повітря; вода стає кислотною через утворення $H_{2} C O_{3}$ .

Завдання 144 (с. 98)

Різні значення pH оцту

У двох пляшках оцту від одного виробника спостерігаються дещо різні значення pH.

Розв’язання

Оскільки оцтова кислота є слабким електролітом, у розчині постійно йде процес дисоціації та рекомбінації молекул ( $C H_{3} C O O H ⇌ C H_{3} C O O^{-} + H^{+}$ ).
Концентрація іонів $H^{+}$ може незначно коливатися через зміни умов зберігання, що призводить до дрібних відмінностей у значенні pH.

Відповідь:

Різниця в pH пов'язана з тим, що оцтова кислота — слабкий електроліт, і її дисоціація є оборотною процесом, чутливим до умов середовища.

Завдання 145 (с. 98)

Важливість знання pH ґрунту

На упаковках ґрунтових сумішей вказують рівень кислотності (pH). Треба пояснити, чому це важливо.

Розв’язання

Кислотність ґрунту впливає на розчинність поживних речовин; якщо pH не відповідає вимогам рослини, вона не може отримувати достатньо елементів живлення.
Знання pH дозволяє підібрати правильний ґрунт або суміш добрив для конкретної культури (наприклад, голубика любить кислий ґрунт, а бобові — нейтральний).

Відповідь:

Це важливо, оскільки від pH залежить здатність рослин поглинати поживні речовини та їх загальне здоров'я.

Завдання 146

Аналіз таблиці досліджень води

Проаналізуйте дані таблиці (зразки води, їх pH та основні розчинені речовини) та дайте відповіді на запитання:
1. Які зразки мають кислотне середовище, а які — лужне?
2. Порівняйте pH зразків із розчиненою речовиною, яку запропонувала Софія. Чи згодні ви з її припущеннями?
3. Порівняйте зразок дощової води з водою з гейзера. Чому pH у них суттєво відрізняється, хоча в обох міститься кислота?
4. Порівняйте зразки води з природного озера та штучного озера біля цементного заводу. Як ви вважаєте, які чинники могли зумовити таку різницю? Як це може бути пов’язане з людською діяльністю?
5. Порівняйте pH зразків із типом електроліту, що міститься в них (основа/кислота, сильний/слабкий).
6. У якому зразку pH води найсуттєвіше відрізняється від нейтрального значення 7? Чому електроліт у ньому не можна віднести до категорії слабких кислот або слабких основ?
7. Порівняйте результати дослідження з екологічним станом водойм. Які із цих зразків можуть указувати на екологічну небезпеку для живих організмів? Відповідь обґрунтуйте.

Розв’язання

Класифікуємо кожну воду за pH: якщо $p H < 7$ — кислотне, якщо $p H > 7$ — лужне.
Перевіряємо відповідність речовини та pH: сильні кислоти мають низьке pH, слабкі — вище; основи збільшують pH.
Порівнюємо вугільну кислоту (слабка) у дощовій воді та сульфатну кислоту (сильна) у воді гейзера за концентрацією.
Визначаємо вплив людини: цементний завод виділяє лужні відходи, що змінює pH штучного озера.
Оцінюємо силу електроліту: якщо $p H$ сильно відрізняється від 7 (наприклад, 2,0 або 11,8), це свідчить про сильний електроліт.
Визначаємо небезпеку: екстремальні значення pH ( $< 4$ або $> 9$ ) зазвичай токсичні для водних організмів.

Відповідь:

1. Кислотне середовище мають: дощова вода (5,6), вода з річки (6,4), вода з гейзера (2,0). Лужне середовище мають: морська вода (8,2), озерна вода (9,1), вода біля цементного заводу (11,8).
2. Припущення Софії вірні: у дощовій воді є слабка вугільна кислота ( $H_{2} C O_{3}$ ), у гейзерній — сильна сульфатна кислота ( $H_{2} S O_{4}$ ); у морській воді основний компонент — слабкі солі ( $N a H C O_{3}, N a_{2} C O_{3}$ ).
3. У дощовій воді кислота слабка (вугільна), тому навіть при наявності вона дає лише $p H = 5, 6$ . У гейзерній воді кислота сильна (сульфатна), що призводить до дуже низького $p H = 2, 0$ .
4. Різниця між природним озером ( $p H = 9, 1$ ) і штучним біля заводу ( $p H = 11, 8$ ) зумовлена антропогенним фактором: цементний завод скидає лужні відходи (гашене вапно $C a (O H)_{2}$ ), що значно підвищує кислотність.
5. Кислотне середовище ( $p H < 7$ ) зумовлено кислотою, лужне ( $p H > 7$ ) — основою або солями слабких кислот. Сильні електроліти (наприклад, $H_{2} S O_{4}$ , $C a (O H)_{2}$ ) дають екстремальні значення pH, слабкі (вугільна кислота, аміак) — помірні зміни.
6. Найбільша різниця від нейтрального значення є у воді біля цементного заводу ( $p H = 11, 8$ ) та воді з гейзера ( $p H = 2, 0$ ). Електроліти в цих зразках ( $C a (O H)_{2}$ та $H_{2} S O_{4}$ ) не можна віднести до слабких, оскільки вони повністю дисоціюють і значно зміщують рівновагу концентрації йонів.
7. На екологічну небезпеку вказують зразки з екстремальними значеннями pH: вода з гейзера ( $p H = 2, 0$ ) та вода біля цементного заводу ( $p H = 11, 8$ ). Такі середовища руйнують клітинні мембрани рослин і тварин, що призводить до масової загибелі організмів.