Jak obliczyć H3O i OH

Aby zrozumieć, jak obliczyć H3O z OH i jak obliczyć OH z H3O, pomocne jest zrozumienie saldo między tymi dwoma jonami. Roztwór wodny to roztwór, w którym rozpuszczalnikiem jest woda.

Cząsteczki wody (H2O) są polarne, co oznacza, że ​​mają biegun ujemny (tlen) i dodatni (wodór). Kiedy zachodzi reakcja w roztworze wodnym, cząsteczki wody mają zdolność przyciągania i tymczasowego zatrzymywania oddanego protonu (H+). Tworzy to jon hydroniowy (H₃O⁺).

W kwaśnym roztworze wodnym stężenie jonów hydroniowych będzie wyższe niż stężenie jonów wodorotlenowych (OH-). Istnieje związek między H₃O⁺ i stężenia OH-, które sprawiają, że jest to dość łatwe do rozwiązania jeden jeśli znasz inny.

Wzór to: K_w = 1 * 10^-14 = [H₃O⁺] * [O-]

Wzór na stałą produktu jonowego dla wody można zmienić, aby rozwiązać H either₃O⁺ lub OH-.

Oblicz H₃O⁺ kiedy znasz OH-: [H₃O⁺] = (1 * 10^-14) / [OH-]

Oblicz OH- gdy znasz H₃O⁺: [OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃O⁺]

Przykład 1: Wiadomo, że stężenie jonów wodorotlenowych wynosi 4,0 * 10-11. Określ stężenie jonów hydroniowych za pomocą stałej produktu jonowego dla wody.

[H₃O⁺] = 1 * 10^-14) / [OH-]

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

Obliczenia upraszcza się, odejmując wykładniki:

10^-14 ÷ 10^-11 = 10^-3

[H3O+] = (1/4,0) * 10^-3

[H3O+] = 0,25 * 10^-3 który można również zapisać jako 2,5 * 10^-4

Przykład 2: Jeśli wiesz, że stężenie jonów hydroniowych wynosi 3,7 * 10^-5, obliczyć stężenie jonów wodorotlenowych w następujący sposób.

[OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃O⁺]

[OH-] = (1 * 10^-14) / (3.7 * 10^-5) Uwaga: łatwo podzielić, odejmując wykładniki (-14)-(-5)

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

Jeśli znasz stężenie molowe roztworu kwasu, możesz użyć wzoru do obliczenia stężenia jonów hydroniowych.

Współczynniki stechiometryczne w równaniach (liczby przed każdą cząsteczką w równaniu) określają wynik obliczeń.

Przykład 3: 2,0 l roztworu 0,5 M kwasu chlorowodorowego (HCl).

Najpierw napisz równanie chemiczne dysocjacji kwasu.

HCl (wodny) + H₂O = H₃O⁺ (aq) + Cl- (aq)

Po drugie, oblicz stężenie jonów hydroniowych.

W przypadku kwasu solnego stechiometryczny współczynniki kwasu i jonu hydroniowego są jeden. Są takie same, co sprawia, że ​​sprawa jest bardzo prosta. Stężenie jonów hydroniowych jest takie samo jak stężenie kwasu solnego.

[H₃O⁺] = [HCl]

Przykład 4: 2,0 l roztwór 0,5 M kwasu siarkowego (H₂WIĘC₄).

H₂WIĘC₄ + 2 godz₂O = 2H₃O⁺ + SO₄^2-

współczynnik z kwas jest jeden i współczynnik jon hydroniowy jest dwa. Stężenie jonów hydroniowych jest dwa razy większe niż w kwasie.

[H₃O⁺] = 2 * 0,5 M

[H3O+] = 1,0 M