Cómo calcular H3O y OH

Para comprender cómo calcular H3O a partir de OH y cómo calcular OH a partir de H3O, es útil comprender el equilibrio entre estos dos iones. Una solución acuosa es una solución en la que el agua es el disolvente.

Las moléculas de agua (H2O) son polares, lo que significa que tienen un extremo negativo (el oxígeno) y un extremo positivo (los hidrógenos). Cuando hay una reacción en una solución acuosa, las moléculas de agua tienen la capacidad de atraer y retener temporalmente un protón donado (H +). Esto crea el ion hidronio (H₃O⁺).

En una solución acuosa ácida, la concentración de iones hidronio será mayor que la concentración de iones hidróxido (OH-). Existe una relación entre la H₃O⁺ y concentraciones de OH- que hacen que sea bastante fácil de resolver uno si conoces el otro.

La fórmula es: K_w = 1 * 10^-14 = [H₃O⁺] * [OH-]

La fórmula para la constante del producto iónico para el agua se puede reorganizar para resolver H₃O⁺ o OH-.

Calcular H₃O⁺ cuando sepas OH-: [H₃O⁺] = (1 * 10^-14) / [OH-]

Calcule OH- cuando sepa H₃O⁺: [OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃O⁺]

Ejemplo 1: Se sabe que la concentración de iones hidróxido es 4.0 * 10-11. Determine la concentración de iones de hidronio utilizando la constante de producto de iones para el agua.

[H₃O⁺] = 1 * 10^-14) / [OH-]

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

El cálculo se simplifica restando los exponentes:

10^-14 ÷ 10^-11 = 10^-3

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

[H3O +] = 0,25 * 10^-3 que también se puede escribir como 2.5 * 10^-4

Ejemplo 2: Si sabe que la concentración de iones hidronio es 3,7 * 10^-5, calcule la concentración de iones hidróxido de la siguiente manera.

[OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃O⁺]

[OH-] = (1 * 10^-14) / (3.7 * 10^-5) Nota: divide fácilmente restando los exponentes (-14) - (- 5)

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

Si conoce la concentración de una solución ácida en molaridad, puede usar una fórmula para calcular la concentración de iones de hidronio.

Los coeficientes estequiométricos de las ecuaciones (los números delante de cada molécula en la ecuación) determinan el resultado de los cálculos.

Ejemplo 3: Una solución de 2,0 L de ácido clorhídrico (HCl) 0,5 M.

Primero, escribe la ecuación química para la disociación del ácido.

HCl (ac) + H₂O = H₃O⁺ (aq) + Cl- (aq)

En segundo lugar, calcule la concentración de iones hidronio.

En el caso del ácido clorhídrico, la estequiométrica coeficientes del ácido y del ion hidronio son ambos uno. Son iguales, lo que hace que este sea un asunto muy simple. La concentración de iones hidronio es la misma que la concentración de ácido clorhídrico.

[H₃O⁺] = [HCl]

Ejemplo 4: Una solución de 2,0 L de ácido sulfúrico 0,5 M (H₂ENTONCES₄).

H₂ENTONCES₄ + 2 H₂O = 2 H₃O⁺ + SO₄^2-

La coeficiente de El ácido es uno y el coeficiente de la Ion de hidronio es dos. La concentración de iones hidronio es dos veces mayor que la del ácido.

[H₃O⁺] = 2 * 0,5 M

[H3O +] = 1,0 M