2) аммония хлорид
3) натрия бромид
4) железа (II) сульфат
Щелочную реакцию водного раствора имеет натрия тетраборат, известный также как бура. Это соль сильного основания и слабой борной кислоты; в воде тетраборат-ион подвергается гидролизу с образованием слабодиссоциирующей борной кислоты и гидроксид-ионов: B4O72− + 7H2O ⇄ 4H3BO3 + 2OH−. Увеличение концентрации OH− определяет щелочную реакцию среды.
Гидролиз тетрабората сопровождается повышением pH раствора; при использовании кислотно-основных индикаторов раствор изменяет окраску фенолфталеина в розовую, а лакмуса — в синюю. В фармацевтическом анализе реакцию среды рассматривают как следствие природы ионов соли: катион натрия практически не гидролизуется, тогда как тетраборат-ион является остатком слабой кислоты и взаимодействует с водой.
Остальные перечисленные соли дают иную реакцию среды. Аммония хлорид подкисляет раствор вследствие гидролиза иона NH4+, натрия бромид практически не изменяет pH, поскольку образован сильной кислотой и сильным основанием, а железа(II) сульфат обычно проявляет кислую реакцию из-за гидролиза аквакомплексов Fe2+.
| Вещество | Ион, определяющий реакцию среды | Основной процесс в воде | Реакция среды | Признак при индикаторной оценке |
|---|---|---|---|---|
| Натрия тетраборат | B4O72− | Гидролиз с образованием H3BO3 и OH− | Щелочная | Фенолфталеин розовеет, лакмус синеет |
| Аммония хлорид | NH4+ | Гидролиз катиона с образованием H3O+ | Кислая | Синий лакмус краснеет |
| Натрия бромид | Na+ и Br− | Практически отсутствует гидролиз ионов | Нейтральная | Индикаторы существенно не изменяют окраску |
| Железа(II) сульфат | Fe2+ | Гидролиз гидратированных ионов Fe2+ с высвобождением H+ | Кислая | Универсальный индикатор показывает pH ниже 7 |
| Соль сильного основания и слабой кислоты | Анион слабой кислоты | Преимущественный анионный гидролиз | Щелочная | Повышение pH и появление OH− |
| Соль слабого основания и сильной кислоты | Катион слабого основания | Преимущественный катионный гидролиз | Кислая | Снижение pH и появление H3O+ |
| Соль сильной кислоты и сильного основания | Оба иона практически не гидролизуются | Гидролиз не оказывает заметного влияния | Близкая к нейтральной | pH обычно приближается к 7 |
Таким образом, правильный выбор определяется не наличием натрия как такового, а гидролизом тетраборат-иона. Щелочность раствора натрия тетрабората используется как качественный признак при контроле его подлинности и состава. При оценке реакции среды важно учитывать концентрацию раствора и температурные условия, поскольку они могут влиять на измеряемое значение pH и интенсивность окраски индикатора.