כדי להבין כיצד לחשב H3O מ- OH, וכיצד לחשב OH מ- H3O, מועיל להבין את איזון בין שני היונים הללו. תמיסה מימית היא תמיסה בה מים הם הממיס.
מולקולות מים (H2O) הן קוטביות, כלומר יש להן סוף שלילי (החמצן) וקצה חיובי (המימנים). כאשר יש תגובה בתמיסה מימית, למולקולות המים יכולת למשוך פרוטון שנתרם (H +) ולהחזיק בו זמנית. זה יוצר את יון ההידרוניום (H3או+).
בתמיסה מימית חומצית, ריכוז יוני ההידרוניום יהיה גבוה יותר מריכוז יוני ההידרוקסיד (OH-). יש קשר בין ה- H3או+ וריכוזי OH- שמאפשרים די קל לפתור אחד אם אתה יודע את אַחֵר.
מוצר יון קבוע למים (קוו)
הנוסחה היא: Kw = 1 * 10-14 = [ח3או+] * [OH-]
ניתן לסדר מחדש את הנוסחה לקבוע תוצר יונים למים כדי לפתור את H3או+ או OH-.
חשב את H3או+ כשאתה יודע OH-: [H3או+] = (1 * 10-14) / [OH-]
חישוב OH- כשאתה מכיר את H3או+: [OH-] = (1 * 10-14) / [ח3או+]
חישוב H3O + מ- OH-
דוגמה 1: ריכוז היונים של הידרוקסיד ידוע כ- 4.0 * 10-11. קבע את ריכוז יון ההידרוניום באמצעות קבוע תוצר יון למים.
[ח3או+] = 1 * 10-14) / [OH-]
[ח3או+] = (1 * 10-14) / (4.0 * 10-11)
החישוב מפושט על ידי הפחתת המעריכים:
10-14 ÷ 10-11 = 10-3
[H3O +] = (1 / 4.0) * 10-3
[H3O +] = 0.25 * 10-3 שניתן לכתוב גם כ 2.5 * 10-4
חישוב OH- מ- H3O +
דוגמה 2: אם אתה יודע שריכוז יון ההידרוניום הוא 3.7 * 10-5, לחשב את ריכוז היונים של הידרוקסיד כדלקמן.
[OH-] = (1 * 10-14) / [ח3או+]
[OH-] = (1 * 10-14) / (3.7 * 10-5הערה: חלקו בקלות על ידי הפחתת המעריכים (-14) - (- 5)
[OH-] = 0.27 * 10-9
חשב את H3O + ממולריות
אם אתה יודע את הריכוז של תמיסת חומצה במולריות, אתה יכול להשתמש בנוסחה כדי לחשב את ריכוז יוני ההידרוניום.
המקדמים הסטואיכיומטריים במשוואות (המספרים מול כל מולקולה במשוואה) קובעים את תוצאת החישובים.
2 נא2כך3 + O2 = 2 Na2כך4 | |
מולקולה |
מְקַדֵם |
Na2כך3 |
2 |
או2 |
1 |
Na2כך4 |
2 |
דוגמה 3: תמיסה של 2.0 ליטר של 0.5 M חומצה הידרוכלורית (HCl).
ראשית, כתוב את המשוואה הכימית לניתוק החומצה.
HCl (aq) + H2O = H3או+ (aq) + Cl- (aq)
שנית, חישב את ריכוז יוני ההידרוניום.
במקרה של חומצה הידרוכלורית, הסטואיכיומטרית מקדמים של החומצה ויון ההידרוניום הם שניהם אחד. הם זהים, מה שהופך את זה לעניין פשוט מאוד. ריכוז יוני ההידרוניום זהה לריכוז החומצה הידרוכלורית.
[ח3או+] = [HCl]
דוגמה 4: תמיסת 2.0 ליטר של חומצה גופרתית של 0.5 מ '(H2כך4).
ה2כך4 + 2 H2O = 2 H3או+ + SO42-
ה מְקַדֵם של ה חוּמצָה הוא אחד ומקדם ה - יון הידרוניום הוא שתיים. ריכוז יוני הידרוניום הוא פי שניים מזה של החומצה.
[ח3או+] = 2 * 0.5 מ '
[H3O +] = 1.0 מ '