Аннотация: Я не требую, чтобы школьный учитель знал предмет на уровне выпускника МГУ. Но уж коли не знает, то пусть оценивает себя адекватно. А уж школьный курс должен знать безукоризненно.
Жил да был учитель химии. Простой, да не совсем: по его словам, немало учеников вывел в победители олимпиад. И всем был бы замечателен сей учитель по фамилии Коротин, да вздумалось ему установить свои порядки в науке химии. И для начала задал он задачку доктору наук, то есть мне. Задачка вот такая:
200 граммов раствора серной кислоты концентрацией 19.6% смешали с 200 граммами раствора щёлочи. Вещества прореагировали полностью. В результате образовался раствор соли с концентрацией 13.6%. Какая щёлочь использовалась для реакции? (ТЛ комм 45, 2015/10/14 21:32).
Сразу заметим, что условие не очень-то корректно. О каком растворе идёт речь - водном? Тогда это нужно уточнить. Растворы, знаете ли, разные бывают. А вдруг речь о смеси серной и азотной кислот для нитрования? То же касается и щёлочи: а вдруг раствор спиртовой? И не надо заявлений, что, мол, других растворов, кроме водных, школьники не видят: во-первых, школьники не обычные, а олимпийские чемпионы, а во-вторых, задача-то предложена не школьнику.
Но допустим - оба раствора водные. Тогда получаем грамм-эквивалент катиона = 20. Подошёл бы под этот признак кальций, да загвоздка - гидроксид и сульфат кальция слабо растворяются в воде, из-за этого невозможно использовать прямую нейтрализацию, если гидроксид кальция не растворён в воде полностью. В принципе, конечно, можно и растворить, получив разбавленный раствор http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4_%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D1%86%D0%B8%D1%8F#.D0.A1.D0.B2.D0.BE.D0.B9.D1.81.D1.82.D0.B2.D0.B0
Поскольку концентрации растворов (как и растворитель) в исходной задаче не оговорены, это один из вариантов решения. Есть и другой: в роли катиона - аммоний, в котором два изотопа дейтерия, NH2D2. Гидроксид аммония - сильнейшее основание, катион аммония близок по свойствам к калию, а рН водного раствора аммиака - нашатырного спирта - превышает 11, и нетрудно убедиться, что молекулярная масса этого катиона - 20, что и требуется по условию задачи.
Однако и этот вариант не устраивает скромного (да?) учителя химии. Его собственное решение таково: образуется гидросульфат калия. По его мнению, при этом и щёлочь реагирует полностью (с этим не приходится спорить), и кислота. Опа! Как же так? Ведь получается раствор с чрезвычайно низкой величиной рН, ведущий себя в точности как раствор серной кислоты! На это Коротин отвечает: но это не серная кислота, она уже среагировала. Полностью. А вот это уже - пардон.
Если подходить строго, то в водном растворе серной кислоты вообще серной кислоты нет. Это смесь воды, акватированных сульфат-анионов и акватированных катионов гидроксония (заметим - сие материал средней школы, т.е. г-н Коротин не имеет права не знать такие вещи). Раствор серной кислоты не обладает практически никакими специфическими свойствами 100%-ной серной кислоты (например, окисление меди с выделением диоксида серы http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BA%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%B0#.D0.A5.D0.B8.D0.BC.D0.B8.D1.87.D0.B5.D1.81.D0.BA.D0.B8.D0.B5_.D1.81.D0.B2.D0.BE.D0.B9.D1.81.D1.82.D0.B2.D0.B0), при этом обладает всеми общими свойствами кислот (реакция нейтрализации, электрохимические реакции с выделением водорода) и сульфатов (высаждение сульфата бария). А значит, полностью, как и не-полностью прореагировать со щёлочью серная кислота не могла за неявкой на ринг. Собственно, то же можно сказать о растворе гидроксида калия - это смесь воды, акватированных катионов калия и акватированных анионов гидроксида. Так что ни серная кислота, ни гидроксид калия не прореагировали между собой ни на 1%. Однако некоторая реакция несомненно есть - это реакция нейтрализации, между акватированным гидроксонием и акватированным гидроксидом. Дамы и господа, это курс средней школы по химии! ВСЕ читатели этого текста обязаны быть в курсе, о чём идёт речь! А уж школьный учитель химии и подавно.
Гидроксид прореагировал полностью? Несомненно. А гидроксоний? Несомненно обратное, половина его осталась в растворе. А значит... господин Коротин решил предложенную им же задачу неправильно. По причине незнания основ теории кислотно-основного взаимодействия. Остался невыясненным вопрос: нафига его держат на работе? Уж коли с таким безграмотным учителем школьники добиваются успехов, то без него дело пойдёт ещё лучше.
Продолжение следует. Неправдоподобный по своей безграмотности комментарий господина учителя на здешней ветке обсуждения:
5. *Коротин Вячеслав Юрьевич ([email protected]) 2015/10/16 18:47 [удалить] [ответить]
Господин профессор, не подтвердите ли своё утверждение?:
Гидроксид аммония - сильнейшее основание, (Ф. Ромм)
:)
С чего бы это тогда мой рНметр показал среду раствора сульфата аммония в 5.3? :)
Последующие комментарии показали, что это не опечатка, Коротин реально путает сульфат и гидроксид аммония, не понимает, что такое соль, а что основание. За такую ошибку у нас в классе сразу ставили 2 по химии.