Per capire come calcolare H3O da OH e come calcolare OH da H3O, è utile capire il equilibrio tra questi due ioni. Una soluzione acquosa è una soluzione in cui l'acqua è il solvente.
Le molecole d'acqua (H2O) sono polari, il che significa che hanno un'estremità negativa (l'ossigeno) e un'estremità positiva (gli idrogeni). Quando c'è una reazione in una soluzione acquosa, le molecole d'acqua hanno la capacità di attrarre e trattenere temporaneamente un protone donato (H+). Questo crea lo ione idronio (H3oh+).
In una soluzione acquosa acida, la concentrazione di ioni idronio sarà maggiore della concentrazione di ioni idrossido (OH-). Esiste una relazione tra H3oh+ e concentrazioni di OH- che lo rendono abbastanza facile da risolvere uno se conosci il altro.
Costante del prodotto ionico per l'acqua (Kw)
La formula è: Kw = 1 * 10-14 = [H3oh+] * [OH-]
La formula per la costante del prodotto ionico per l'acqua può essere riorganizzata per risolvere sia per H3oh+ o OH-.
Calcola H3oh+ quando sai OH-: [H3oh+] = (1 * 10-14) / [OH-]
Calcola OH- quando conosci H3oh+: [OH-] = (1 * 10-14) / [H3oh+]
Calcola H3O+ da OH-
Esempio 1: La concentrazione di ioni idrossido è nota per essere 4.0 * 10-11. Determinare la concentrazione di ioni idronio utilizzando la costante del prodotto ionico per l'acqua.
[H3oh+] = 1 * 10-14) / [OH-]
[H3oh+] = (1 * 10-14) / (4.0 * 10-11)
Il calcolo si semplifica sottraendo gli esponenti:
10-14 ÷ 10-11 = 10-3
[H3O+] = (1/4.0) * 10-3
[H3O+] = 0,25 * 10-3 che può anche essere scritto come 2,5 * 10-4
Calcola OH- da H3O+
Esempio 2: Se sai che la concentrazione di ioni idronio è 3,7 * 10-5, calcolare la concentrazione di ioni idrossido come segue.
[OH-] = (1 * 10-14) / [H3oh+]
[OH-] = (1 * 10-14) / (3.7 * 10-5) Nota: dividere facilmente sottraendo gli esponenti (-14)-(-5)
[OH-] = 0,27 * 10-9
Calcola H3O+ dalla molarità
Se conosci la concentrazione di una soluzione acida in molarità, puoi usare una formula per calcolare la concentrazione di ioni idronio.
I coefficienti stechiometrici nelle equazioni (i numeri davanti a ciascuna molecola nell'equazione) determinano l'esito dei calcoli.
2 Na2COSÌ3 + O2 = 2 Na2COSÌ4 | |
Molecola |
Coefficiente |
N / A2COSÌ3 |
2 |
oh2 |
1 |
N / A2COSÌ4 |
2 |
Esempio 3: Una soluzione di 2,0 L di acido cloridrico 0,5 M (HCl).
Innanzitutto, scrivi l'equazione chimica per la dissociazione dell'acido.
HCl (acq) + H2O = H3oh+ (ac) + Cl- (ac)
In secondo luogo, calcolare la concentrazione di ioni idronio.
Nel caso dell'acido cloridrico, lo stechiometrico coefficienti dell'acido e dello ione idronio sono entrambi uno. Sono gli stessi, il che rende la cosa molto semplice. La concentrazione di ioni idronio è la stessa della concentrazione di acido cloridrico.
[H3oh+] = [HCl]
Esempio 4: Una soluzione di 2,0 L di acido solforico 0,5 M (H2COSÌ4).
H2COSÌ4 + 2 H2O = 2 H3oh+ + SO42-
Il coefficiente del acido è uno e il coefficiente di ione idronio è Due. La concentrazione di ioni idronio è due volte quella dell'acido.
[H3oh+] = 2 * 0,5 M
[H3O+] = 1,0 M
