Hur man beräknar H3O och OH

För att förstå hur man beräknar H3O från OH och hur man beräknar OH från H3O är det bra att förstå balans mellan dessa två joner. En vattenlösning är en lösning i vilken vatten är lösningsmedlet.

Vattenmolekyler (H2O) är polära, vilket betyder att de har en negativ ände (syret) och en positiv ände (vätena). När det sker en reaktion i en vattenlösning har vattenmolekylerna förmågan att attrahera och tillfälligt hålla en donerad proton (H +). Detta skapar hydroniumjonen (H₃O⁺).

I en sur vattenlösning kommer koncentrationen av hydroniumjoner att vara högre än koncentrationen av hydroxid (OH-) joner. Det finns ett förhållande mellan H₃O⁺ och OH-koncentrationer som gör det ganska enkelt att lösa ett om du vet Övrig.

Formeln är: K_w = 1 * 10^-14 = [H₃O⁺] * [OH-]

Formeln för jonproduktkonstanten för vatten kan ordnas om för att lösa antingen H₃O⁺ eller OH-.

Beräkna H₃O⁺ när du vet OH-: [H₃O⁺] = (1 * 10^-14) / [OH-]

Beräkna OH- när du känner till H₃O⁺: [OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃O⁺]

Exempel 1: Hydroxidjonkoncentrationen är känd för att vara 4,0 * 10-11. Bestäm hydroniumjonkoncentrationen med hjälp av jonproduktkonstanten för vatten.

[H₃O⁺] = 1 * 10^-14) / [OH-]

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

Beräkningen förenklas genom att subtrahera exponenterna:

10^-14 ÷ 10^-11 = 10^-3

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

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

Exempel 2: Om du vet är hydroniumjonkoncentrationen 3,7 * 10^-5, beräkna hydroxidjonkoncentrationen enligt följande.

[OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃O⁺]

[OH-] = (1 * 10^-14) / (3.7 * 10^-5) Obs! Dela enkelt genom att subtrahera exponenterna (-14) - (- 5)

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

Om du känner till koncentrationen av en syralösning i molaritet kan du använda en formel för att beräkna koncentrationen av hydroniumjoner.

De stökiometriska koefficienterna i ekvationerna (siffrorna framför varje molekyl i ekvationen) bestämmer resultatet av beräkningarna.

Exempel 3: En 2,0 L lösning av 0,5 M saltsyra (HCl).

Skriv först den kemiska ekvationen för dissociation av syran.

HCl (aq) + H₂O = H₃O⁺ (aq) + Cl- (aq)

För det andra, beräkna koncentrationen av hydroniumjoner.

När det gäller saltsyra är den stökiometriska koefficienter av syran och hydroniumjonen är båda ett. De är desamma, vilket gör detta till en mycket enkel fråga. Koncentrationen av hydroniumjoner är densamma som koncentrationen av saltsyra.

[H₃O⁺] = [HCl]

Exempel 4: En 2,0 liter lösning av 0,5 M svavelsyra (H₂SÅ₄).

H₂SÅ₄ + 2 H₂O = 2 H₃O⁺ + SO₄^2-

De koefficient av syra är ett och koefficienten för hydroniumjon är två. Koncentrationen av hydroniumjoner är två gånger syran.

[H₃O⁺] = 2 * 0,5 M

[H3O +] = 1,0 M