Лакмус является индикатором, который изменяет свой цвет в зависимости от pH раствора. В кислой среде он становится красным, в нейтральной — фиолетовым, а в щелочной — синим. Таким образом, чтобы определить, в каком из предложенных растворов лакмус станет красным, нужно определить, какие из них являются кислыми.
Рассмотрим каждый из предложенных вариантов:
а) NH4Cl (хлорид аммония): В водном растворе NH4Cl диссоциирует на NH4⁺ и Cl⁻. Ион аммония (NH4⁺) является слабым кислотным катионом, который может гидролизоваться с образованием слабой кислоты (NH3 и H⁺), при этом увеличивая концентрацию ионов водорода в растворе. Поэтому такой раствор будет кислым, и лакмус станет красным.
б) Na3PO4 (фосфат натрия): В водном растворе Na3PO4 диссоциирует на Na⁺ и PO4³⁻. Ион PO4³⁻ является сильной оснóвой и может увеличивать pH раствора, делая его щелочным. Лакмус в таком растворе будет голубым.
в) Al(NO3)3 (нитрат алюминия): В водном растворе Al(NO3)3 диссоциирует на Al³⁺ и NO3⁻. Ион Al³⁺ способен гидролизоваться в воде, образуя кислую среду. Поэтому раствор Al(NO3)3 будет кислым, и лакмус станет красным.
г) K2SO4 (сульфат калия): В водном растворе K2SO4 диссоциирует на K⁺ и SO4²⁻. Оба иона не являются ни кислотными, ни основными, и не гидролизуются в воде. Раствор будет нейтральным, и лакмус останется фиолетовым.
Таким образом, лакмус станет красным в растворах солей NH4Cl и Al(NO3)3.
Для определения цвета лакмуса в различных растворах необходимо учитывать следующее:
- Кислотные ионы: Катионы, которые могут гидролизоваться с образованием кислоты (например, NH4⁺ и Al³⁺).
- Основные ионы: Анионы, которые могут гидролизоваться с образованием основания (например, PO4³⁻).
- Нейтральные ионы: Ионы, которые не влияют на pH раствора (например, K⁺ и Cl⁻).
Фактически, это основывается на знании сильных и слабых кислот и оснований, а также их ионных форм в растворе.