Kako izračunati H3O i OH

Da biste razumjeli kako izračunati H3O iz OH i kako izračunati OH iz H3O, korisno je razumjeti ravnoteža između ova dva iona. Vodena otopina je otopina u kojoj je voda otapalo.

Molekule vode (H2O) su polarne, što znači da imaju negativan kraj (kisik) i pozitivan kraj (vodikovi). Kada dođe do reakcije u vodenoj otopini, molekule vode imaju sposobnost privlačenja i privremenog zadržavanja doniranog protona (H +). To stvara hidronijev ion (H₃O⁺).

U kiseloj vodenoj otopini koncentracija hidronijevih iona bit će veća od koncentracije hidroksidnih (OH-) iona. Između H postoji odnos₃O⁺ i koncentracije OH - što ga čini vrlo jednostavnim za rješavanje jedan ako znate drugo.

Formula je: K_w = 1 * 10^-14 = [H₃O⁺] * [OH-]

Formula za konstantu ionskog produkta za vodu može se preurediti tako da se riješi za bilo koji H₃O⁺ ili OH-.

Izračunaj H₃O⁺ kad znate OH-: [H₃O⁺] = (1 * 10^-14) / [OH-]

Izračunaj OH- kad znaš H₃O⁺: [OH-] = (1 x 10^-14) / [H₃O⁺]

Primjer 1: Poznato je da je koncentracija hidroksidnih iona 4,0 * 10-11. Odredite koncentraciju hidronijevih iona koristeći konstantu ionskog produkta za vodu.

[H₃O⁺] = 1 * 10^-14) / [OH-]

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

Izračun se pojednostavljuje oduzimanjem eksponenata:

10^-14 ÷ 10^-11 = 10^-3

[H30 +] = (1 / 4,0) * 10^-3

[H30 +] = 0,25 * 10^-3 što se može zapisati i kao 2,5 * 10^-4

Primjer 2: Ako znate da je koncentracija hidronijevih iona 3,7 * 10^-5, izračunajte koncentraciju hidroksidnih iona kako slijedi.

[OH-] = (1 x 10^-14) / [H₃O⁺]

[OH-] = (1 x 10^-14) / (3.7 * 10^-5) Napomena: lako podijeliti oduzimanjem eksponenata (-14) - (- 5)

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

Ako znate koncentraciju kisele otopine u molarnosti, možete koristiti formulu za izračunavanje koncentracije hidronijevih iona.

Ishod izračuna izračunavaju stehiometrijski koeficijenti u jednadžbama (brojevi ispred svake molekule u jednadžbi).

Primjer 3: 2,0 L otopine 0,5 M klorovodične kiseline (HCl).

Prvo napišite kemijsku jednadžbu disocijacije kiseline.

HCl (vod.) + H₂O = H₃O⁺ (aq) + Cl- (aq)

Drugo, izračunajte koncentraciju hidronijevih iona.

U slučaju klorovodične kiseline, stehiometrijska koeficijenti kiseline i hidronijev ion su oba jedan. Oni su isti, što ovo čini vrlo jednostavnom stvari. Koncentracija hidronijevih iona jednaka je koncentraciji solne kiseline.

[H₃O⁺] = [HCl]

Primjer 4: 2,0 L otopine 0,5 M sumporne kiseline (H₂TAKO₄).

H₂TAKO₄ + 2 H₂O = 2H₃O⁺ + TAKO₄^2-

The koeficijent od kiselina je jedan i koeficijent hidronijev ion je dva. Koncentracija hidronijevih iona dvostruko je veća od koncentracije kiseline.

[H₃O⁺] = 2 * 0,5 M

[H30 +] = 1,0 M