Για να καταλάβετε πώς να υπολογίσετε το H3O από το OH και πώς να υπολογίσετε το OH από το H3O, είναι χρήσιμο να κατανοήσετε το ισορροπία μεταξύ αυτών των δύο ιόντων. Ένα υδατικό διάλυμα είναι ένα διάλυμα στο οποίο το νερό είναι ο διαλύτης.
Τα μόρια νερού (H2O) είναι πολικά, που σημαίνει ότι έχουν αρνητικό άκρο (το οξυγόνο) και θετικό άκρο (τα υδρογόνα). Όταν υπάρχει αντίδραση σε ένα υδατικό διάλυμα, τα μόρια του νερού έχουν την ικανότητα να προσελκύουν και να συγκρατούν προσωρινά ένα δωρημένο πρωτόνιο (Η +). Αυτό δημιουργεί το ιόν υδρονίου (Η3Ο+).
Σε ένα όξινο υδατικό διάλυμα, η συγκέντρωση ιόντων υδρονίου θα είναι υψηλότερη από τη συγκέντρωση ιόντων υδροξειδίου (ΟΗ-). Υπάρχει μια σχέση μεταξύ του H3Ο+ και OH- συγκεντρώσεις που το καθιστούν πολύ εύκολο στην επίλυση ένας αν γνωρίζετε το άλλα.
Σταθερή ιοντική ρίζα για νερό (Kw)
Ο τύπος είναι: Κβ = 1 * 10-14 = [Η3Ο+] * [ΟΗ-]
Ο τύπος για τη σταθερά ιόντων-προϊόντων για νερό μπορεί να αναδιαταχθεί ώστε να επιλυθεί και για τα δύο Η3Ο+ ή ΟΗ-.
Υπολογίστε το H3Ο+ όταν γνωρίζετε OH-: [H3Ο+] = (1 * 10-14) / [ΟΗ-]
Υπολογίστε OH- όταν γνωρίζετε H3Ο+: [OH-] = (1 * 10-14) / [Η3Ο+]
Υπολογισμός H3O + από OH-
Παράδειγμα 1: Η συγκέντρωση ιόντων υδροξειδίου είναι γνωστό ότι είναι 4,0 * 10-11. Προσδιορίστε τη συγκέντρωση ιόντων υδρονίου χρησιμοποιώντας τη σταθερά ιόντος-προϊόντος για νερό.
[Χ3Ο+] = 1 * 10-14) / [ΟΗ-]
[Χ3Ο+] = (1 * 10-14) / (4.0 * 10-11)
Ο υπολογισμός απλοποιείται αφαιρώντας τους εκθέτες:
10-14 ÷ 10-11 = 10-3
[H3O +] = (1 / 4.0) * 10-3
[H3O +] = 0,25 * 10-3 που μπορεί επίσης να γραφτεί ως 2,5 * 10-4
Υπολογίστε OH- από H3O +
Παράδειγμα 2: Εάν γνωρίζετε ότι η συγκέντρωση ιόντων υδρονίου είναι 3,7 * 10-5, υπολογίστε τη συγκέντρωση ιόντων υδροξειδίου ως εξής.
[OH-] = (1 * 10-14) / [Η3Ο+]
[OH-] = (1 * 10-14) / (3.7 * 10-5) Σημείωση: διαιρέστε εύκολα αφαιρώντας τους εκθέτες (-14) - (- 5)
[OH-] = 0,27 * 10-9
Υπολογίστε το H3O + από το Molarity
Εάν γνωρίζετε τη συγκέντρωση ενός όξινου διαλύματος σε μοριακότητα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν τύπο για τον υπολογισμό της συγκέντρωσης των ιόντων υδρονίου.
Οι στοιχειομετρικοί συντελεστές στις εξισώσεις (οι αριθμοί μπροστά από κάθε μόριο στην εξίσωση) καθορίζουν το αποτέλεσμα των υπολογισμών.
2 Να2ΕΤΣΙ3 + Ο2 = 2 Να2ΕΤΣΙ4 | |
Μόριο |
Συντελεστής |
ΝΑ2ΕΤΣΙ3 |
2 |
Ο2 |
1 |
ΝΑ2ΕΤΣΙ4 |
2 |
Παράδειγμα 3: Ένα διάλυμα 2,0 L υδροχλωρικού οξέος 0,5 Μ (HCl).
Πρώτα, γράψτε τη χημική εξίσωση για τη διάσταση του οξέος.
HCl (υδ) + Η2Ο = Η3Ο+ (aq) + Cl- (aq)
Δεύτερον, υπολογίστε τη συγκέντρωση ιόντων υδρονίου.
Στην περίπτωση του υδροχλωρικού οξέος, το στοιχειομετρικό συντελεστές του οξέος και του ιόντος υδρονίου είναι και τα δύο ένας. Είναι τα ίδια, γεγονός που το καθιστά πολύ απλό θέμα. Η συγκέντρωση ιόντων υδρονίου είναι η ίδια με τη συγκέντρωση υδροχλωρικού οξέος.
[Χ3Ο+] = [HCl]
Παράδειγμα 4: Ένα διάλυμα 2,0 L θειικού οξέος 0,5 Μ (Η2ΕΤΣΙ4).
Η2ΕΤΣΙ4 + 2 Ω2O = 2 Η3Ο+ + Ω42-
ο συντελεστής απο οξύ είναι ένας και ο συντελεστής του ιόν υδρονίου είναι δύο. Η συγκέντρωση ιόντων υδρονίου είναι δύο φορές μεγαλύτερη από αυτή του οξέος.
[Χ3Ο+] = 2 * 0,5 Μ
[H3O +] = 1,0 Μ