Comment calculer H3O et OH

Pour comprendre comment calculer H3O à partir de OH et comment calculer OH à partir de H3O, il est utile de comprendre le équilibre entre ces deux ions. Une solution aqueuse est une solution dans laquelle l'eau est le solvant.

Les molécules d'eau (H2O) sont polaires, ce qui signifie qu'elles ont une extrémité négative (l'oxygène) et une extrémité positive (les hydrogènes). Lorsqu'il y a une réaction dans une solution aqueuse, les molécules d'eau ont la capacité d'attirer et de retenir temporairement un proton donné (H+). Cela crée l'ion hydronium (H₃O⁺).

Dans une solution aqueuse acide, la concentration en ions hydronium sera supérieure à la concentration en ions hydroxyde (OH-). Il existe une relation entre le H₃O⁺ et des concentrations en OH- qui le rendent assez facile à résoudre une si vous connaissez le autre.

La formule est: K_w = 1 * 10^-14 = [H₃O⁺] * [OH-]

La formule de la constante ion-produit pour l'eau peut être réorganisée pour résoudre soit H₃O⁺ ou OH-.

Calculer H₃O⁺ quand on sait OH-: [H₃O⁺] = (1 * 10^-14) / [OH-]

Calculez OH- quand vous connaissez H₃O⁺: [OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃O⁺]

Exemple 1: La concentration en ions hydroxyde est connue pour être de 4,0 * 10-11. Déterminer la concentration en ions hydronium en utilisant la constante ion-produit pour l'eau.

[H₃O⁺] = 1 * 10^-14) / [OH-]

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

Le calcul est simplifié en soustrayant les exposants :

10^-14 ÷ 10^-11 = 10^-3

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

[H3O+] = 0,25 * 10^-3 qui peut aussi s'écrire 2.5 * 10^-4

Exemple 2: Si vous savez que la concentration en ions hydronium est de 3,7 * 10^-5, calculez la concentration en ions hydroxyde comme suit.

[OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃O⁺]

[OH-] = (1 * 10^-14) / (3.7 * 10^-5) Remarque: divisez facilement en soustrayant les exposants (-14)-(-5)

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

Si vous connaissez la concentration d'une solution acide en molarité, vous pouvez utiliser une formule pour calculer la concentration en ions hydronium.

Les coefficients stoechiométriques dans les équations (les nombres devant chaque molécule dans l'équation) déterminent le résultat des calculs.

Exemple 3 : Une solution de 2,0 L d'acide chlorhydrique (HCl) 0,5 M.

D'abord, écrivez l'équation chimique pour la dissociation de l'acide.

HCl (aq) + H₂O = H₃O⁺ (aq) + Cl- (aq)

Deuxièmement, calculez la concentration en ions hydronium.

Dans le cas de l'acide chlorhydrique, la stoechiométrie coefficients de l'acide et de l'ion hydronium sont tous deux une. Ce sont les mêmes, ce qui en fait une affaire très simple. La concentration en ions hydronium est la même que la concentration en acide chlorhydrique.

[H₃O⁺] = [HCl]

Exemple 4 : Une solution de 2,0 L d'acide sulfurique 0,5 M (H₂DONC₄).

H₂DONC₄ + 2H₂O = 2H₃O⁺ + AINSI₄^2-

le coefficient du acide est une et le coefficient de la ion hydronium est deux. La concentration des ions hydronium est deux fois celle de l'acide.

[H₃O⁺] = 2 * 0,5 M

[H3O+] = 1,0 M