Как да изчислим H3O и OH

За да разберете как да изчислявате H3O от OH и как да изчислявате OH от H3O, е полезно да разберете баланс между тези два йона. Водният разтвор е разтвор, в който водата е разтворител.

Водните молекули (H2O) са полярни, което означава, че те имат отрицателен край (кислородът) и положителен край (водородите). Когато има реакция във воден разтвор, водните молекули имат способността да привличат и временно задържат дарения протон (Н +). Това създава хидрониевия йон (H₃О⁺).

В кисел воден разтвор концентрацията на хидрониеви йони ще бъде по-висока от концентрацията на хидроксидни (OH-) йони. Между H има връзка₃О⁺ и концентрации на OH, което улеснява разрешаването един ако знаете други.

Формулата е: K_w = 1 * 10^-14 = [Н₃О⁺] * [ОН-]

Формулата за константата на йонния продукт за вода може да бъде пренаредена така, че да се реши и за Н₃О⁺ или OH-.

Изчислете H₃О⁺ когато знаете OH-: [H₃О⁺] = (1 * 10^-14) / [OH-]

Изчислете OH- когато знаете H₃О⁺: [OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃О⁺]

Пример 1: Известно е, че концентрацията на хидроксидни йони е 4,0 * 10-11. Определете концентрацията на хидрониев йон, като използвате константата на йонен продукт за вода.

[H₃О⁺] = 1 * 10^-14) / [OH-]

[H₃О⁺] = (1 * 10^-14) / (4.0 * 10^-11)

Изчисляването се опростява чрез изваждане на експонентите:

10^-14 ÷ 10^-11 = 10^-3

[H3O +] = (1 / 4.0) * 10^-3

[НЗО +] = 0,25 * 10^-3 което може да се запише и като 2,5 * 10^-4

Пример 2: Ако знаете, че концентрацията на хидрониеви йони е 3,7 * 10^-5, изчислява се концентрацията на хидроксидните йони, както следва.

[OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃О⁺]

[OH-] = (1 * 10^-14) / (3.7 * 10^-5) Забележка: лесно се разделя чрез изваждане на експонентите (-14) - (- 5)

[OH-] = 0,27 * 10^-9

Ако знаете концентрацията на киселинен разтвор в моларност, можете да използвате формула за изчисляване на концентрацията на хидрониеви йони.

Стехиометричните коефициенти в уравненията (числата пред всяка молекула в уравнението) определят резултата от изчисленията.

Пример 3: 2,0 L разтвор на 0,5 М солна киселина (HCl).

Първо напишете химическото уравнение за дисоциацията на киселината.

HCI (aq) + Н₂O = H₃О⁺ (aq) + Cl- (aq)

Второ, изчислете концентрацията на хидрониеви йони.

В случай на солна киселина, стехиометричната коефициенти на киселината и хидрониевия йон са и двете един. Те са едни и същи, което прави това много проста работа. Концентрацията на хидрониеви йони е същата като концентрацията на солна киселина.

[H₃О⁺] = [HCl]

Пример 4: 2,0 L разтвор на 0,5 M сярна киселина (H₂ТАКА₄).

Н₂ТАКА₄ + 2 Н₂О = 2Н₃О⁺ + ТАКА₄^2-

The коефициент от киселина е един и коефициента на хидрониев йон е две. Концентрацията на хидрониевите йони е два пъти по-голяма от тази на киселината.

[H₃О⁺] = 2 * 0,5 М

[НЗО +] = 1,0 М