Выяснить, при добавлении каких веществ его pH не изменится

Давайте разберемся с задачей. Мы имеем раствор карбоната натрия \( \text{Na}_2\text{CO}_3 \), и нужно выяснить, при добавлении каких веществ его pH не изменится.

Шаг 1: Определим природу вещества \( \text{Na}_2\text{CO}_3 \).

\( \text{Na}_2\text{CO}_3 \) — это соль, образованная сильным основанием (гидроксидом натрия \( \text{NaOH} \)) и слабой кислотой (угольной кислотой \( \text{H}_2\text{CO}_3 \)). В водном растворе эта соль ведет себя как слабое основание из-за того, что ионы \( \text{CO}_3^{2-} \) гидролизуются, образуя гидроксидные ионы \( \text{OH}^- \), что придает раствору щелочную реакцию.

Шаг 2: Рассмотрим каждое вещество, которое предлагается добавить, и как оно может повлиять на pH раствора:

1. Вещество А: \( \text{HCl} \) (соляная кислота)

   Добавление сильной кислоты \( \text{HCl} \) приведет к нейтрализации гидроксидных ионов \( \text{OH}^- \), что связано с уменьшением щелочности раствора (то есть pH уменьшится).

   Вывод: pH изменится.

2. Вещество Б: \( \text{NaOH} \) (гидроксид натрия)

   \( \text{NaOH} \) является сильным основанием, и при его добавлении увеличится концентрация гидроксидных ионов в растворе. Это приведет к росту щелочности, то есть pH увеличится.

   Вывод: pH изменится.

3. Вещество В: \( \text{H}_2\text{O} \) (вода)

   Вода сама по себе не изменяет pH раствора. Хотя теоретически можно ожидать очень незначительного разбавления (так как \( \text{Na}_2\text{CO}_3 \) при растворении будет разбавляться), но pH глобально не изменится.

   Вывод: pH не изменится.

4. Вещество Г: \( \text{NaCl} \) (хлорид натрия)

   \( \text{NaCl} \) — это соль сильной кислоты и сильного основания. При растворении он диссоциирует на ионы \( \text{Na}^+ \) и \( \text{Cl}^- \), которые не участвуют в процессе гидролиза, поэтому добавление этой соли не изменит щелочность раствора — её влияние на pH будет минимальным или вовсе отсутствовать.

   Вывод: pH не изменится.

5. Вещество Д: \( \text{AlCl}_3 \) (хлорид алюминия)

   \( \text{AlCl}_3 \) является солью слабого основания (\( \text{Al(OH)}_3 \)) и сильной кислоты (\( \text{HCl} \)). В водном растворе \( \text{AlCl}_3 \) вызывает подкисление среды (уменьшение pH) за счёт образования ионов \( \text{H}^+ \). pH раствора уменьшится при добавлении \( \text{AlCl}_3 \), так как произойдет реакция соль-гидролиза алюминия.

   Вывод: pH изменится.

Шаг 3: Ответ.

При добавлении следующих веществ pH раствора \( \text{Na}_2\text{CO}_3 \) не изменяется:

• В (вода),
• Г (NaCl).