Лакмус — это индикатор, используемый для определения кислотности или щелочности растворов. В зависимости от pH среды он меняет свою окраску: в кислых растворах лакмус становится красным, в нейтральных — фиолетовым, а в щелочных — синим. Рассмотрим окраску лакмуса в растворах указанных солей:
А) Сульфат цинка (ZnSO₄):
Сульфат цинка в воде диссоциирует на ионы Zn²⁺ и SO₄²⁻. Раствор сульфата цинка может иметь слабокислую реакцию. Это связано с тем, что ион цинка, являясь слабым кислотным катионом, способен гидролизоваться, что приводит к образованию гидроксониевых ионов (H₃O⁺):
[ \text{Zn}^{2+} + 2\text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{Zn(OH)}^+ + \text{H}_3\text{O}^+ ]
Повышение концентрации H₃O⁺ вызывает слабокислую реакцию, и лакмус в таком растворе приобретет красноватый оттенок.
Б) Карбонат натрия (Na₂CO₃):
Карбонат натрия в растворе диссоциирует на ионы Na⁺ и CO₃²⁻. Ион карбоната является слабым основанием и может гидролизоваться с образованием гидроксид-ионов (OH⁻):
[ \text{CO}_3^{2-} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HCO}_3^- + \text{OH}^- ]
Появление дополнительных OH⁻ ионов делает раствор щелочным. В щелочной среде лакмус приобретает синий цвет.
С) Хлорид бария (BaCl₂):
Хлорид бария диссоциирует на ионы Ba²⁺ и Cl⁻, которые не участвуют в гидролизе, так как оба иона происходят от сильных кислоты и основания соответственно. Поэтому раствор хлорида бария остается нейтральным. В нейтральной среде лакмус сохраняет фиолетовый цвет.
Таким образом, лакмус приобретет следующие окраски в данных растворах:
- В растворе сульфата цинка — красноватый оттенок (слабокислая среда).
- В растворе карбоната натрия — синий цвет (щелочная среда).
- В растворе хлорида бария — фиолетовый цвет (нейтральная среда).