เพื่อให้เข้าใจถึงวิธีการคำนวณ H3O จาก OH และวิธีการคำนวณ OH จาก H3O จะเป็นประโยชน์ในการทำความเข้าใจ สมดุล ระหว่างสองไอออนนี้ สารละลายในน้ำคือสารละลายที่น้ำเป็นตัวทำละลาย
โมเลกุลของน้ำ (H2O) มีขั้ว หมายความว่าพวกมันมีขั้วลบ (ออกซิเจน) และขั้วบวก (ไฮโดรเจน) เมื่อมีปฏิกิริยาในสารละลายในน้ำ โมเลกุลของน้ำจะมีความสามารถในการดึงดูดและกักเก็บโปรตอนที่ได้รับบริจาคไว้ชั่วคราว (H+) ทำให้เกิดไฮโดรเนียมไอออน (H3อู๋+).
ในสารละลายที่เป็นกรด ความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออนจะสูงกว่าความเข้มข้นของไฮดรอกไซด์ (OH-) ไอออน มีความสัมพันธ์ระหว่าง H3อู๋+ และความเข้มข้นของ OH- ที่ทำให้แก้ได้ค่อนข้างง่าย หนึ่ง ถ้าคุณรู้จัก อื่นๆ.
ค่าคงที่ผลิตภัณฑ์ไอออนสำหรับน้ำ (Kw)
สูตรคือ: Kw = 1 * 10-14 = [H3อู๋+] * [OH-]
สูตรสำหรับค่าคงที่ผลิตภัณฑ์ไอออนสำหรับน้ำสามารถจัดเรียงใหม่เพื่อแก้หา H. อย่างใดอย่างหนึ่ง3อู๋+ หรือ OH-
คำนวณ H3อู๋+ เมื่อคุณรู้ OH-: [H3อู๋+] = (1 * 10-14) / [OH-]
คำนวณ OH- เมื่อคุณรู้ H3อู๋+: [OH-] = (1 * 10-14) / [ห่า3อู๋+]
คำนวณ H3O+ จาก OH-
ตัวอย่างที่ 1: ความเข้มข้นของไฮดรอกไซด์ไอออนเป็นที่ทราบกันว่าเป็น 4.0 * 10-11 กำหนดความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออนโดยใช้ค่าคงตัวของผลิตภัณฑ์ไอออนสำหรับน้ำ
[ห้3อู๋+] = 1 * 10-14) / [OH-]
[ห้3อู๋+] = (1 * 10-14) / (4.0 * 10-11)
การคำนวณง่ายขึ้นโดยการลบเลขชี้กำลัง:
10-14 ÷ 10-11 = 10-3
[H3O+] = (1/4.0) * 10-3
[H3O+] = 0.25 * 10-3 ซึ่งสามารถเขียนได้เป็น 2.5 * 10-4
คำนวณ OH- จาก H3O+
ตัวอย่าง 2: ถ้าคุณรู้ว่าความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออนเท่ากับ 3.7 * 10-5ให้คำนวณความเข้มข้นของไฮดรอกไซด์ไอออนดังนี้
[OH-] = (1 * 10-14) / [ห่า3อู๋+]
[OH-] = (1 * 10-14) / (3.7 * 10-5) หมายเหตุ: ง่าย ๆ หารด้วยการลบเลขชี้กำลัง (-14)-(-5)
[OH-] = 0.27 * 10-9
คำนวณ H3O+ จากโมลาริตี
หากคุณทราบความเข้มข้นของสารละลายกรดเป็นโมลาริตี คุณสามารถใช้สูตรในการคำนวณความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออนได้
สัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ในสมการ (ตัวเลขที่อยู่ข้างหน้าของแต่ละโมเลกุลในสมการ) กำหนดผลลัพธ์ของการคำนวณ
2 นา2ดังนั้น3 + โอ2 = 2 นา2ดังนั้น4 | |
โมเลกุล |
ค่าสัมประสิทธิ์ |
นา2ดังนั้น3 |
2 |
อู๋2 |
1 |
นา2ดังนั้น4 |
2 |
ตัวอย่างที่ 3: สารละลาย 2.0 ลิตรของกรดไฮโดรคลอริก 0.5 โมลาร์ (HCl)
ขั้นแรก เขียนสมการทางเคมีสำหรับการแตกตัวของกรด
HCl (aq) + H2O = H3อู๋+ (aq) + Cl- (aq)
ประการที่สอง คำนวณความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออน
ในกรณีของกรดไฮโดรคลอริก ปริมาณสารสัมพันธ์ichi ค่าสัมประสิทธิ์ ของกรดและไฮโดรเนียมไอออนมีค่าเท่ากัน หนึ่ง. พวกเขาเหมือนกันซึ่งทำให้เรื่องนี้ง่ายมาก ความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออนเท่ากับความเข้มข้นของกรดไฮโดรคลอริก
[ห้3อู๋+] = [HCl]
ตัวอย่างที่ 4: สารละลาย 2.0 ลิตรของกรดซัลฟิวริก 0.5 โมลาร์ (H2ดังนั้น4).
โฮ2ดังนั้น4 + 2 ชั่วโมง2O = 2 H3อู๋+ + SO42-
ค่าสัมประสิทธิ์ ของ กรด คือ หนึ่ง และสัมประสิทธิ์ของ ไฮโดรเนียมไอออน คือ สอง. ความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออนเป็นสองเท่าของกรด
[ห้3อู๋+] = 2 * 0.5 ล้าน
[H3O+] = 1.0 ล้าน