Hvordan beregne H3O og OH

For å forstå hvordan man beregner H3O fra OH, og hvordan man beregner OH fra H3O, er det nyttig å forstå balansere mellom disse to ionene. En vandig løsning er en løsning der vann er løsningsmidlet.

Vannmolekyler (H2O) er polære, noe som betyr at de har en negativ ende (oksygen) og en positiv ende (hydrogenene). Når det er en reaksjon i en vandig løsning, har vannmolekylene evnen til å tiltrekke seg og midlertidig holde et donert proton (H +). Dette skaper hydroniumionet (H₃O⁺).

I en sur vandig løsning vil konsentrasjonen av hydroniumioner være høyere enn konsentrasjonen av hydroksid (OH-) ioner. Det er et forhold mellom H₃O⁺ og OH- konsentrasjoner som gjør det ganske enkelt å løse en hvis du vet annen.

Formelen er: K_w = 1 * 10^-14 = [H₃O⁺] * [ÅH-]

Formelen for ioneproduktkonstanten for vann kan omorganiseres for å løse for enten H₃O⁺ eller OH-.

Beregn H₃O⁺ når du vet OH-: [H₃O⁺] = (1 * 10^-14) / [ÅH-]

Beregn OH- når du kjenner H₃O⁺: [OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃O⁺]

Eksempel 1: Hydroksydionkonsentrasjonen er kjent for å være 4,0 * 10-11. Bestem hydroniumionkonsentrasjonen ved hjelp av ioneproduktkonstanten for vann.

[H₃O⁺] = 1 * 10^-14) / [ÅH-]

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

Beregningen forenkles ved å trekke eksponentene:

10^-14 ÷ 10^-11 = 10^-3

[H3O +] = (1 / 4.0) * 10^-3

[H3O +] = 0,25 * 10^-3 som også kan skrives som 2,5 * 10^-4

Eksempel 2: Hvis du vet er hydroniumionkonsentrasjonen 3,7 * 10^-5, beregne hydroksydionkonsentrasjonen som følger.

[OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃O⁺]

[OH-] = (1 * 10^-14) / (3.7 * 10^-5) Merk: del enkelt ved å trekke eksponentene (-14) - (- 5)

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

Hvis du vet konsentrasjonen av en syreoppløsning i molaritet, kan du bruke en formel for å beregne konsentrasjonen av hydroniumioner.

De støkiometriske koeffisientene i ligningene (tallene foran hvert molekyl i ligningen) bestemmer utfallet av beregningene.

Eksempel 3: En 2,0 L løsning av 0,5 M saltsyre (HCl).

Skriv først den kjemiske ligningen for dissosiasjonen av syren.

HCl (aq) + H₂O = H₃O⁺ (aq) + Cl- (aq)

For det andre, beregne konsentrasjonen av hydroniumioner.

Når det gjelder saltsyre, er det støkiometriske koeffisienter av syren og hydroniumionet er begge en. De er de samme, noe som gjør dette til en veldig enkel sak. Konsentrasjonen av hydro-ioner er den samme som konsentrasjonen av saltsyre.

[H₃O⁺] = [HCl]

Eksempel 4: En 2,0 L løsning av 0,5 M svovelsyre (H₂SÅ₄).

H₂SÅ₄ + 2 H₂O = 2 H₃O⁺ + SÅ₄^2-

De koeffisient av syre er en og koeffisienten til hydroniumion er to. Konsentrasjonen av hydroniumioner er to ganger syrenes.

[H₃O⁺] = 2 * 0,5 M

[H3O +] = 1,0 M