Berechnung von H3O und OH

Um zu verstehen, wie man H3O aus OH berechnet und wie man OH aus H3O berechnet, ist es hilfreich, die Balance zwischen diesen beiden Ionen. Eine wässrige Lösung ist eine Lösung, in der Wasser das Lösungsmittel ist.

Wassermoleküle (H2O) sind polar, das heißt, sie haben ein negatives Ende (den Sauerstoff) und ein positives Ende (die Wasserstoffe). Bei einer Reaktion in einer wässrigen Lösung haben die Wassermoleküle die Fähigkeit, ein gespendetes Proton (H+) anzuziehen und vorübergehend zu halten. Dadurch entsteht das Hydronium-Ion (H₃Ö⁺).

In einer sauren wässrigen Lösung ist die Konzentration an Hydroniumionen höher als die Konzentration an Hydroxid(OH-)-Ionen. Es besteht eine Beziehung zwischen dem H₃Ö⁺ und OH- Konzentrationen, die es recht einfach zu lösen machen einer wenn du das kennst andere.

Die Formel lautet: K_w = 1 * 10^-14 = [H₃Ö⁺] * [OH-]

Die Formel für die Ionenproduktkonstante für Wasser kann umgestellt werden, um entweder nach H₃Ö⁺ oder OH-.

H berechnen₃Ö⁺ wenn du weißt OH-: [H₃Ö⁺] = (1 * 10^-14) / [OH-]

Berechnen Sie OH-, wenn Sie H. kennen₃Ö⁺: [OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃Ö⁺]

Beispiel 1: Die Hydroxidionenkonzentration beträgt bekanntlich 4,0 * 10-11. Bestimmen Sie die Hydroniumionenkonzentration unter Verwendung der Ionenproduktkonstante für Wasser.

[H₃Ö⁺] = 1 * 10^-14) / [OH-]

[H₃Ö⁺] = (1 * 10^-14) / (4.0 * 10^-11)

Die Berechnung vereinfacht sich durch Subtraktion der Exponenten:

10^-14 ÷ 10^-11 = 10^-3

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

[H3O+] = 0,25 * 10^-3 was auch als 2.5 * 10. geschrieben werden kann^-4

Beispiel 2: Wenn Sie wissen, dass die Hydroniumionenkonzentration 3,7 * 10. beträgt^-5, berechnen Sie die Hydroxidionenkonzentration wie folgt.

[OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃Ö⁺]

[OH-] = (1 * 10^-14) / (3.7 * 10^-5) Hinweis: leicht dividieren durch Subtrahieren der Exponenten (-14)-(-5)

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

Wenn Sie die Konzentration einer Säurelösung in Molarität kennen, können Sie eine Formel verwenden, um die Konzentration von Hydroniumionen zu berechnen.

Die stöchiometrischen Koeffizienten in den Gleichungen (die Zahlen vor jedem Molekül in der Gleichung) bestimmen das Ergebnis der Berechnungen.

Beispiel 3: Eine 2,0 l Lösung von 0,5 M Salzsäure (HCl).

Schreiben Sie zuerst die chemische Gleichung für die Dissoziation der Säure.

HCl (wässrig) + H₂O = H₃Ö⁺ (wässrig) + Cl- (wässrig)

Berechnen Sie zweitens die Konzentration der Hydroniumionen.

Bei Salzsäure ist die stöchiometrische Koeffizienten der Säure und des Hydronium-Ions sind beide einer. Sie sind gleich, was die Sache sehr einfach macht. Die Konzentration an Hydroniumionen ist gleich der Konzentration an Salzsäure.

[H₃Ö⁺] = [HCl]

Beispiel 4: Eine 2,0 L Lösung von 0,5 M Schwefelsäure (H₂SO₄).

H₂SO₄ + 2 H₂O = 2 H₃Ö⁺ + SO₄^2-

Das Koeffizient des Acid ist einer und der Koeffizient der Hydronium-Ionen ist zwei. Die Konzentration der Hydroniumionen ist doppelt so hoch wie die der Säure.

[H₃Ö⁺] = 2 * 0,5 M

[H3O+] = 1,0 M