Sådan beregnes H3O og OH

For at forstå, hvordan man beregner H3O fra OH, og hvordan man beregner OH fra H3O, er det nyttigt at forstå balance mellem disse to ioner. En vandig opløsning er en opløsning, hvor vand er opløsningsmidlet.

Vandmolekyler (H2O) er polære, hvilket betyder at de har en negativ ende (iltet) og en positiv ende (hydrogenerne). Når der er en reaktion i en vandig opløsning, har vandmolekylerne evnen til at tiltrække og midlertidigt holde en doneret proton (H +). Dette skaber hydroniumionen (H.₃O⁺).

I en sur vandig opløsning vil koncentrationen af ​​hydroniumioner være højere end koncentrationen af ​​hydroxid (OH-) ioner. Der er et forhold mellem H₃O⁺ og OH-koncentrationer, der gør det ret let at løse en hvis du kender Andet.

Formlen er: K_w = 1 * 10^-14 = [H₃O⁺] * [OH-]

Formlen for ionproduktkonstanten for vand kan omarrangeres for at løse enten H₃O⁺ eller OH-.

Beregn H₃O⁺ når du kender OH-: [H₃O⁺] = (1 * 10^-14) / [OH-]

Beregn OH- når du kender H₃O⁺: [OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃O⁺]

Eksempel 1: Hydroxidionkoncentrationen er kendt for at være 4,0 * 10-11. Bestem hydroniumionkoncentrationen ved hjælp af ionproduktkonstanten for vand.

[H₃O⁺] = 1 * 10^-14) / [OH-]

[H₃O⁺] = (1 * 10^-14) / (4.0 * 10^-11)

Beregningen forenkles ved at trække eksponenterne:

10^-14 ÷ 10^-11 = 10^-3

[H3O +] = (1 / 4,0) * 10^-3

[H3O +] = 0,25 * 10^-3 som også kan skrives som 2,5 * 10^-4

Eksempel 2: Hvis du ved, er hydroniumionkoncentrationen 3,7 * 10^-5, beregne hydroxidionkoncentrationen som følger.

[OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃O⁺]

[OH-] = (1 * 10^-14) / (3.7 * 10^-5) Bemærk: del let ved at trække eksponenterne (-14) - (- 5)

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

Hvis du kender koncentrationen af ​​en syreopløsning i molaritet, kan du bruge en formel til at beregne koncentrationen af ​​hydroniumioner.

De støkiometriske koefficienter i ligningerne (tallene foran hvert molekyle i ligningen) bestemmer resultatet af beregningerne.

Eksempel 3: En 2,0 L opløsning af 0,5 M saltsyre (HCI).

Skriv først den kemiske ligning for syres dissociation.

HCI (aq) + H₂O = H₃O⁺ (aq) + Cl- (aq)

For det andet beregnes koncentrationen af ​​hydroniumioner.

I tilfælde af saltsyre er det støkiometriske koefficienter af syren og hydroniumionen er begge en. De er de samme, hvilket gør dette til en meget enkel sag. Koncentrationen af ​​hydroniumioner er den samme som koncentrationen af ​​saltsyre.

[H₃O⁺] = [HCI]

Eksempel 4: En 2,0 L opløsning af 0,5 M svovlsyre (H₂SÅ₄).

H₂SÅ₄ + 2 H₂O = 2 H₃O⁺ + SO₄^2-

Det koefficient af syre er en og koefficienten for hydroniumion er to. Koncentrationen af ​​hydroniumioner er to gange syren.

[H₃O⁺] = 2 * 0,5 M

[H3O +] = 1,0 M