Cum se calculează H3O și OH

Pentru a înțelege cum să calculați H3O din OH și cum să calculați OH din H3O, este util să înțelegeți echilibru între acești doi ioni. O soluție apoasă este o soluție în care apa este solventul.

Moleculele de apă (H2O) sunt polare, ceea ce înseamnă că au un capăt negativ (oxigenul) și un capăt pozitiv (hidrogenii). Când există o reacție într-o soluție apoasă, moleculele de apă au capacitatea de a atrage și deține temporar un proton donat (H +). Aceasta creează ionul hidroniu (H₃O⁺).

Într-o soluție apoasă acidă, concentrația ionilor de hidroniu va fi mai mare decât concentrația de ioni hidroxid (OH-). Există o relație între H₃O⁺ și concentrații de OH- care o fac destul de ușor de rezolvat unu dacă știi alte.

Formula este: K_w = 1 * 10^-14 = [H₃O⁺] * [OH-]

Formula pentru constanta produsului ionic pentru apă poate fi rearanjată pentru a rezolva fie H₃O⁺ sau OH-.

Calculați H₃O⁺ când știi OH-: [H₃O⁺] = (1 * 10^-14) / [OH-]

Calculați OH- când știți H₃O⁺: [OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃O⁺]

Exemplul 1: Se știe că concentrația ionilor de hidroxid este de 4,0 * 10-11. Determinați concentrația ionilor de hidroniu folosind constanta produsului ionic pentru apă.

[H₃O⁺] = 1 * 10^-14) / [OH-]

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

Calculul este simplificat prin scăderea exponenților:

10^-14 ÷ 10^-11 = 10^-3

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

[H3O +] = 0,25 * 10^-3 care poate fi scris și ca 2.5 * 10^-4

Exemplul 2: Dacă știți că concentrația ionilor de hidroniu este de 3,7 * 10^-5, calculați concentrația ionilor de hidroxid după cum urmează.

[OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃O⁺]

[OH-] = (1 * 10^-14) / (3.7 * 10^-5) Notă: împărțiți cu ușurință scăzând exponenții (-14) - (- 5)

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

Dacă cunoașteți concentrația unei soluții acide în molaritate, puteți utiliza o formulă pentru a calcula concentrația ionilor de hidroniu.

Coeficienții stoichiometrici din ecuații (numerele din fața fiecărei molecule din ecuație) determină rezultatul calculelor.

Exemplul 3: O soluție de 2,0 L de acid clorhidric 0,5 M (HCI).

În primul rând, scrieți ecuația chimică pentru disocierea acidului.

HCI (aq) + H₂O = H₃O⁺ (aq) + Cl- (aq)

În al doilea rând, calculați concentrația ionilor de hidroniu.

În cazul acidului clorhidric, stoichiometricul coeficienți ale acidului și ionului hidroniu sunt ambele unu. Acestea sunt aceleași, ceea ce face din aceasta o chestiune foarte simplă. Concentrația ionilor de hidroniu este aceeași cu cea a acidului clorhidric.

[H₃O⁺] = [HCI]

Exemplul 4: O soluție de 2,0 L de acid sulfuric 0,5 M (H₂ASA DE₄).

H₂ASA DE₄ + 2 H₂O = 2 H₃O⁺ + ASA₄^2-

coeficient din acid este unu și coeficientul ion hidroniu este Două. Concentrația ionilor de hidroniu este de două ori mai mare decât cea a acidului.

[H₃O⁺] = 2 * 0,5 M

[H3O +] = 1,0 M