Почему тема «Кислоты и основания» критична на экзамене
Кислоты и основания встречаются почти в каждой второй задаче ЕГЭ. Ошибка здесь тянет цепочку неверных расчётов и лишает баллов даже в органике. Поэтому изучение темы становится фундаментом всей подготовки. Экзаменаторы любят проверять не только формулы, но и логику: почему реакция идёт до конца, в каком направлении сдвинется равновесие, какой индикатор выбрать. Школьник, который уверенно оперирует понятиями «pH», «одноосновная кислота» и «амфотерный гидроксид», спокойно прорешивает сложные варианты и экономит время на другие блоки.
Многие начинают с зубрёжки таблиц растворимости и степеней окисления. Это полезно, но без понимания протонных процессов таблицы быстро путаются. Гораздо продуктивнее связать свойства веществ с их строением. Например, сила кислоты зависит от полярности связи H–A: чем выше электроотрицательность атома A, тем легче отдать протон. Аналогичная идея применима к основаниям, только роль играет подвижность электронной пары.
Сильные и слабые кислоты: как запомнить
Полный список сильных кислот невелик: HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄ (первая ступень), HClO₄. Остальные слабее. Вместо сухой памяти пользуйтесь логикой периодической системы. Сила гидрокислот галогенов растёт вниз группы: связь H–I легче рвётся, чем H–F. У оксокислот тренд иной: чем выше степень окисления центрального атома, тем больше кислотность. По этой причине H₂SO₄ сильнее H₂SO₃. Приняв два правила, студент без проблем выводит относительную силу редких соединений, например HNO₂ или HClO.
Пригодится и понятие константы диссоциации. Для слабых кислот её значение невелико, поэтому математические упрощения экономят время. Если Kₐ меньше 10⁻⁴, концентрация недиссоциированной формы почти равна исходной. Этим приёмом легко пользоваться даже без калькулятора: приблизительные вычисления допускаются в бланке.
Основания: классификация и реакционная способность
Основания делят на растворимые щёлочи и малорастворимые гидроксиды. У щёлочей гидратация и ионизация почти полные, поэтому они активно вступают в реакции нейтрализации и омыления. Малорастворимые соединения, такие как Fe(OH)₃, проявляют свойства только в виде осадков. С амфотерными гидроксидами, например Al(OH)₃, составители заданий проверяют гибкость мышления. Добавим кислоту — получаем соль, введём избыток щёлочи — растворяем вещество с образованием комплексного аниона.
Чтобы быстро предсказать результат, держите в голове простую схему. Щёлочь + соль слабого основания → выпадение его гидроксида. Щёлочь + соль амфотерного металла → зависимость от соотношения реагентов. Нужны примеры: NaOH + CuSO₄ ведёт к осадку Cu(OH)₂, тогда как NaOH + Al₂(SO₄)₃ образует Al(OH)₃, но переходит в [Al(OH)₄]⁻ при избытке щёлочи.
Расчёт pH без лишних формул
Часть школьников тратит минуты на громоздкие вывода логарифмов. На реальном экзамене достаточно знать три коротких метода. Первый: сильная кислота или щёлочь. Здесь pH = −log C (при разбавлении до 10⁻⁶ М добавьте поправку на воду). Второй: слабая кислота. Применяем приближение pH ≈ ½(pKₐ − log C). Третий: буферный раствор. Вспоминаем уравнение Хендерсона–Хассельбаха. Этого набора достаточно для 90 % примеров.
Проверьте себя: 0,01 М раствор CH₃COOH. Kₐ равно 1,8·10⁻⁵. pH = ½(4,74 − (−2)) = 3,37. Результат сходится с таблицей. Главная опасность — механический ввод значений в калькулятор. Ошиблись в одной цифре — потеряли балл. Поэтому тренируйтесь оценивать порядок заранее. Тогда вычислительная проверка займёт секунды.
Уравнивание реакций: ионно-электронный метод
Тестовая часть часто ограничивается молекулярными уравнениями. Однако во второй части ждет балл за правильно составленный ИЭУ. Алгоритм незамысловатый: выделяем процессы восстановления и окисления, приравниваем число принятых и отданных электронов, балансируем заряды, затем атомы. Опыт показывает, что сбой происходит на последнем шаге, когда ученики забывают о воде и ионах H⁺ или OH⁻.
Практический приём: пишите каждую промежуточную строку, даже если кажется очевидно. Так удаётся избежать пропуска коэффициента «2» перед водой. Следующий лайфхак — проверка суммарного заряда. Сложите заряды левой стороны; они обязаны равняться правой. Если расхождения остались, вернитесь к распределению электронов. Метод работает как для кислой, так и для щелочной среды.
Гидролиз солей и его ловушки
Гидролиз превращает простую соль в источник ионов H⁺ или OH⁻. Ученики привыкли, что NaCl не меняет pH, а NH₄Cl подкисляет раствор. Но экзаменаторы идут дальше и дают многозначные примеры: CH₃COONH₄, AlCl₃, Na₂CO₃. Здесь важно понимать, какая частица сильнее реагирует с водой. Если и катион, и анион слабые, решение зависит от констант: производится сравнение Kₐ и K_b.
Для быстрых вычислений запомните: соли слабых кислот и сильных оснований дают щелочную среду, наоборот — кислую. Амфотерные катионы, например Al³⁺, гидролизуются ступенчато. При этом pH резко меняется при добавлении щёлочи, что часто используют в задачах на титрование.
Практика: типичные задания части 2
Раздел с развернутым ответом чаще всего включает три темы. Первая — расчёт выхода продукта после серии превращений. Вторая — ИЭУ с участием кислот, оснований или их солей. Третья — задача на pH с переходом к количественному анализу. Чтобы не растеряться, отведите каждому бланку черновик. Сначала набросайте план: какие формулы, какие данные, какой итог.
Сборники ФИПИ показывают статистику: наибольшие трудности вызывает вопрос, где нужно одновременно считать pH и массу осадка. Решение кажется громоздким, если ученик не выделил этапы. Поэтому тренируйтесь пошагово: найдите концентрации ионов, оцените, какие реакции идут до конца, затем вычислите pH. Такой подход снижает вероятность арифметической ошибки.
Хотите отработать технику под присмотром наставника? Посмотрите онлайн курс подготовки к ЕГЭ. Там задачи идут по возрастанию сложности, а решения комментируются вживую.
Стратегия повторения тем перед ЕГЭ
За месяц до экзамена полезно сменить фокус с теории на тренировки. Распечатайте кодификатор и отметьте пробелы. Если условные обозначения гидролиза вызывают сомнения, выделите два вечера, чтобы закрыть тему. Держите в голове правило Парето: 20 % тем приносят 80 % баллов. Для химии это именно кислоты и основания, окислительно-восстановительные реакции и расчётные задачи.
Составьте таблицу укрепления навыков. Понедельник — пятый вариант ФИПИ, среда — повторение ошибок, пятница — мини-тест на время. В выходные прорешайте одну задачу каждой категории без подсказок. Таким циклом вы закрепите алгоритмы, улучшите скорость и снизите стресс перед аудиторией. И помните: экзамен проверяет не объём памяти, а умение применять знания структурно и быстро.