იმის გასაგებად, თუ როგორ უნდა გამოვთვალოთ H3O OH– დან და როგორ გამოვთვალოთ OH– H3O– დან, სასარგებლოა გავიგოთ ბალანსი ამ ორ იონს შორის. წყლის ხსნარი არის ხსნარი, რომელშიც წყალი არის გამხსნელი.
წყლის მოლეკულები (H2O) პოლარულია, ანუ მათ აქვთ უარყოფითი დასასრული (ჟანგბადი) და დადებითი დასასრული (წყალბადები). წყალხსნარში რეაქციის არსებობისას წყლის მოლეკულას აქვს შემოწირული პროტონის მოზიდვისა და დროებით ჩატარების უნარი. ეს ქმნის ჰიდრონიუმის იონს (H3ო+).
მჟავე წყალხსნარში, ჰიდრონიუმის იონების კონცენტრაცია უფრო მაღალი იქნება, ვიდრე ჰიდროქსიდის (OH-) იონების კონცენტრაცია. არსებობს ურთიერთობა ჰ3ო+ და OH- კონცენტრაციები, რომელთა მოგვარებაც საკმაოდ ადვილია ერთი თუ იცით სხვა.
იონის პროდუქტი მუდმივი წყლისთვის (კვ)
ფორმულაა: Kვ = 1 * 10-14 = [ჰ3ო+] * [OH-]
წყლის იონპროდუქტის მუდმივის ფორმულა შეიძლება გადაწყდეს, რომ გადავჭრათ ან H3ო+ ან OH-.
გამოთვალეთ H3ო+ როდესაც იცი OH-: [H3ო+] = (1 * 10-14) / [OH-]
გამოთვალეთ OH- როდესაც იცით H3ო+: [OH-] = (1 * 10-14) / [ჰ3ო+]
გამოთვალეთ H3O + OH- დან
მაგალითი 1: ცნობილია, რომ ჰიდროქსიდის იონის კონცენტრაციაა 4,0 * 10-11. განსაზღვრეთ ჰიდრონიუმის იონის კონცენტრაცია წყლისთვის იონპროდუქტის მუდმივის გამოყენებით.
[ჰ3ო+] = 1 * 10-14) / [OH-]
[ჰ3ო+] = (1 * 10-14) / (4.0 * 10-11)
გაანგარიშება ხდება ექსპონატების გამოკლებით:
10-14 ÷ 10-11 = 10-3
[H3O +] = (1 / 4.0) * 10-3
[H3O +] = 0,25 * 10-3 რომელიც ასევე შეიძლება დაიწეროს როგორც 2.5 * 10-4
გამოთვალეთ OH- H3O + - დან
მაგალითი 2: თუ იცით რომ ჰიდრონიუმის იონის კონცენტრაციაა 3,7 * 10-5, გამოთვალეთ ჰიდროქსიდის იონის კონცენტრაცია შემდეგნაირად.
[OH-] = (1 * 10-14) / [ჰ3ო+]
[OH-] = (1 * 10-14) / (3.7 * 10-5) შენიშვნა: მარტივად გაიყავით ექსპონატების (-14) გამოკლებით - (- 5)
[OH-] = 0,27 * 10-9
გამოთვალეთ H3O + მოლარიდან
თუ იცით მჟავა ხსნარის კონცენტრაცია მოლარულობაში, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ფორმულა ჰიდრონიუმის იონების კონცენტრაციის გამოსათვლელად.
განტოლებების სტოიქომეტრიული კოეფიციენტები (განტოლების თითოეული მოლეკულის წინა რიცხვები) განსაზღვრავს გამოთვლების შედეგს.
2 ნა2ᲘᲡᲔ3 + ო2 = 2 Na2ᲘᲡᲔ4 | |
მოლეკულა |
კოეფიციენტი |
ნა2ᲘᲡᲔ3 |
2 |
ო2 |
1 |
ნა2ᲘᲡᲔ4 |
2 |
მაგალითი 3: 0,5 მ მარილმჟავას (HCl) 2.0 ლ ხსნარი.
პირველი, დაწერეთ ქიმიური განტოლება მჟავის დისოციაციისთვის.
HCl (aq) + H2O = H3ო+ (aq) + Cl- (aq)
მეორე, გამოთვალეთ ჰიდრონიუმის იონების კონცენტრაცია.
მარილმჟავას შემთხვევაში, სტოქიომეტრიული კოეფიციენტები მჟავა და ჰიდრონიუმის იონი ორივეა ერთი. ისინი ერთნაირია, რაც ამ საკითხს ძალიან მარტივს ხდის. ჰიდრონის იონების კონცენტრაცია იგივეა, რაც მარილმჟავას კონცენტრაცია.
[ჰ3ო+] = [HCl]
მაგალითი 4: 0,5 მ გოგირდმჟავას 2.0 ლ ხსნარი (H2ᲘᲡᲔ4).
ჰ2ᲘᲡᲔ4 + 2 სთ2O = 2 სთ3ო+ + ასე რომ42-
კოეფიციენტი საქართველოს მჟავა არის ერთი და კოეფიციენტი ჰიდრონიუმის იონი არის ორი. ჰიდრონიუმის იონების კონცენტრაცია მჟავას ორჯერ აღემატება.
[ჰ3ო+] = 2 * 0.5 მ
[H3O +] = 1.0 მ