Norint suprasti, kaip apskaičiuoti H3O iš OH ir kaip apskaičiuoti OH iš H3O, naudinga suprasti pusiausvyra tarp šių dviejų jonų. Vandeninis tirpalas yra tirpalas, kuriame tirpiklis yra vanduo.
Vandens molekulės (H2O) yra polinės, vadinasi, jos turi neigiamą galą (deguonį) ir teigiamą galą (vandeniliai). Kai vandeniniame tirpale vyksta reakcija, vandens molekulės turi galimybę pritraukti ir laikinai sulaikyti paaukotą protoną (H +). Tai sukuria hidronio joną (H3O+).
Rūgščiame vandeniniame tirpale hidronio jonų koncentracija bus didesnė už hidroksido (OH-) jonų koncentraciją. Tarp H yra ryšys3O+ ir OH- koncentracijos, kurias lengva išspręsti vienas jei žinote kita.
Jonų produkto konstanta vandeniui (kW)
Formulė yra: Kw = 1 * 10-14 = [H3O+] * [OI-]
Vandens jonų produkto konstantos formulę galima pertvarkyti, kad išspręstų bet kurį H3O+ arba OH-.
Apskaičiuokite H3O+ kai žinai OH-: [H3O+] = (1 * 10-14) / [OI-]
Apskaičiuokite OH-, kai žinote H3O+: [OH-] = (1 * 10-14) / [H3O+]
Apskaičiuokite H3O + iš OH-
1 pavyzdys: Žinoma, kad hidroksido jonų koncentracija yra 4,0 * 10-11. Naudodami vandens jonų produkto konstantą, nustatykite hidronio jonų koncentraciją.
[H3O+] = 1 * 10-14) / [OI-]
[H3O+] = (1 * 10-14) / (4.0 * 10-11)
Skaičiavimas supaprastinamas atimant rodiklius:
10-14 ÷ 10-11 = 10-3
[H3O +] = (1 / 4,0) * 10-3
[H3O +] = 0,25 * 10-3 kurį taip pat galima užrašyti kaip 2,5 * 10-4
Apskaičiuokite OH- iš H3O +
2 pavyzdys: Jei žinote, kad hidronio jonų koncentracija yra 3,7 * 10-5, apskaičiuokite hidroksido jonų koncentraciją taip.
[OH-] = (1 * 10-14) / [H3O+]
[OH-] = (1 * 10-14) / (3.7 * 10-5) Pastaba: lengvai padalykite atimdami rodiklius (-14) - (- 5)
[OH-] = 0,27 * 10-9
Apskaičiuokite H3O + pagal moliarumą
Jei žinote rūgštinio tirpalo koncentraciją moliarumu, galite naudoti formulę, kad apskaičiuotumėte hidronio jonų koncentraciją.
Stochiometriniai koeficientai lygtyse (skaičiai prieš kiekvieną molekulę lygtyje) lemia skaičiavimų rezultatą.
2 Na2TAIP3 + O2 = 2 Na2TAIP4 | |
Molekulė |
Koeficientas |
Na2TAIP3 |
2 |
O2 |
1 |
Na2TAIP4 |
2 |
3 pavyzdys: 2,0 l 0,5 M druskos rūgšties (HCl) tirpalas.
Pirmiausia parašykite rūgšties disociacijos cheminę lygtį.
HCl (vandeninis) + H2O = H3O+ (aq) + Cl- (aq)
Antra, apskaičiuokite hidronio jonų koncentraciją.
Druskos rūgšties atveju - stechiometrinė koeficientai rūgšties ir hidronio jonų yra abu vienas. Jie yra vienodi, todėl tai labai paprastas dalykas. Hidronio jonų koncentracija yra tokia pati kaip druskos rūgšties koncentracija.
[H3O+] = [HCl]
4 pavyzdys: 2,0 l 0,5 M sieros rūgšties (H2TAIP4).
H2TAIP4 + 2 H2O = 2H3O+ + TAIP42-
The koeficientas iš rūgštis yra vienas ir koeficientas hidronio jonas yra du. Hidronio jonų koncentracija yra du kartus didesnė už rūgšties koncentraciją.
[H3O+] = 2 * 0,5 M
[H3O +] = 1,0 M