Да бисте разумели како израчунати Х3О из ОХ и како израчунати ОХ из Х3О, корисно је разумети равнотежа између ова два јона. Водени раствор је раствор у коме је вода растварач.
Молекули воде (Х2О) су поларни, што значи да имају негативан крај (кисеоник) и позитиван крај (водонике). Када дође до реакције у воденом раствору, молекули воде имају способност да привуку и привремено задрже донирани протон (Х +). Ово ствара јон хидронијума (Х3О.+).
У киселом воденом раствору концентрација јона хидронијума биће већа од концентрације хидроксидних (ОХ-) јона. Постоји веза између Х.3О.+ и концентрације ОХ - што га чини прилично једноставним за решавање једно ако знате друго.
Константа јонских производа за воду (Кв)
Формула је: К.в = 1 * 10-14 = [Х3О.+] * [ОХ-]
Формула за константу јонског производа за воду може се преуредити тако да се реши за било који Х3О.+ или ОХ-.
Израчунај Х.3О.+ кад знате ОХ-: [Х.3О.+] = (1 * 10-14) / [ОХ-]
Израчунај ОХ- кад знаш Х.3О.+: [ОХ-] = (1 * 10-14) / [Х.3О.+]
Израчунајте Х3О + од ОХ-
Пример 1: Познато је да је концентрација хидроксидних јона 4,0 * 10-11. Одредити концентрацију хидронијевих јона користећи константу јонског производа за воду.
[Х3О.+] = 1 * 10-14) / [ОХ-]
[Х3О.+] = (1 * 10-14) / (4.0 * 10-11)
Израчунавање је поједностављено одузимањем експонената:
10-14 ÷ 10-11 = 10-3
[Х3О +] = (1 / 4,0) * 10-3
[Х3О +] = 0,25 * 10-3 што се може записати и као 2.5 * 10-4
Израчунајте ОХ- од Х3О +
Пример 2: Ако знате да је концентрација хидронијевих јона 3,7 * 10-5, израчунајте концентрацију хидроксидних јона на следећи начин.
[ОХ-] = (1 * 10-14) / [Х.3О.+]
[ОХ-] = (1 * 10-14) / (3.7 * 10-5) Напомена: лако се дели одузимањем експонената (-14) - (- 5)
[ОХ-] = 0,27 * 10-9
Израчунајте Х3О + из Моларити
Ако знате концентрацију киселог раствора у моларности, можете користити формулу за израчунавање концентрације јона хидронијума.
Исход прорачуна одређују стехиометријски коефицијенти у једначинама (бројеви испред сваког молекула у једначини).
2 На2ТАКО3 + О.2 = 2 На2ТАКО4 | |
Молекула |
Коефицијент |
На2ТАКО3 |
2 |
О.2 |
1 |
На2ТАКО4 |
2 |
Пример 3: 2,0 Л раствор 0,5 М хлороводоничне киселине (ХЦл).
Прво напиши хемијску једначину дисоцијације киселине.
ХЦл (вод.) + Х2О = Х3О.+ (ак) + Цл- (ак)
Друго, израчунајте концентрацију јона хидронијума.
У случају хлороводоничне киселине, стехиометријска коефицијенти киселине и хидронијум јона су оба једно. Они су исти, што ово чини врло једноставном ствари. Концентрација јона водоника је иста као концентрација хлороводоничне киселине.
[Х3О.+] = [ХЦл]
Пример 4: 2,0 Л раствор 0,5 М сумпорне киселине (Х2ТАКО4).
Х.2ТАКО4 + 2 Х.2О = 2 Х3О.+ + СО42-
Тхе коефицијент од киселина је једно и коефицијент јон хидронијума је два. Концентрација хидронијумових јона је два пута већа од концентрације киселине.
[Х3О.+] = 2 * 0,5 М.
[Х30 +] = 1,0 М.