Як розрахувати H3O та OH

Щоб зрозуміти, як розрахувати H3O з OH і як розрахувати OH з H3O, корисно зрозуміти баланс між цими двома іонами. Водний розчин - це розчин, у якому вода є розчинником.

Молекули води (H2O) є полярними, що означає, що вони мають негативний кінець (кисень) і позитивний кінець (водні). Коли відбувається реакція у водному розчині, молекули води мають здатність залучати і тимчасово утримувати донорний протон (Н +). Це створює іон гідронію (H₃О⁺).

У кислому водному розчині концентрація іонів гідронію буде вищою, ніж концентрація іонів гідроксиду (ОН-). Між Н існує взаємозв'язок₃О⁺ і концентрації ОН, що дозволяє легко вирішити проблему один якщо ви знаєте інший.

Формула така: K_w = 1 * 10^-14 = [H₃О⁺] * [ОН-]

Формулу константи іонного продукту для води можна переставити так, щоб вона розв'язувалась для будь-якої H₃О⁺ або OH-.

Обчисліть H₃О⁺ коли ти знаєш OH-: [H₃О⁺] = (1 * 10^-14) / [OH-]

Обчисліть OH- коли ви знаєте H₃О⁺: [OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃О⁺]

Приклад 1: Відомо, що концентрація гідроксид-іонів становить 4,0 * 10-11. Визначте концентрацію іонів гідронію, використовуючи константу іонного продукту для води.

[H₃О⁺] = 1 * 10^-14) / [OH-]

[H₃О⁺] = (1 * 10^-14) / (4.0 * 10^-11)

Розрахунок спрощується відніманням показників ступеня:

10^-14 ÷ 10^-11 = 10^-3

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

[H3O +] = 0,25 * 10^-3 який також можна записати як 2,5 * 10^-4

Приклад 2: Якщо ви знаєте, що концентрація іонів гідронію становить 3,7 * 10^-5, розрахуйте концентрацію гідроксид-іонів наступним чином.

[OH-] = (1 * 10^-14) / [H₃О⁺]

[OH-] = (1 * 10^-14) / (3.7 * 10^-5) Примітка: легко ділити, віднімаючи показники ступеня (-14) - (- 5)

[ОН-] = 0,27 * 10^-9

Якщо вам відома концентрація розчину кислоти в молярності, ви можете скористатися формулою для розрахунку концентрації іонів гідронію.

Результати розрахунків визначають стехіометричні коефіцієнти в рівняннях (цифри перед кожною молекулою в рівнянні).

Приклад 3: 2,0 л розчину 0,5 М соляної кислоти (HCl).

Спочатку напишіть хімічне рівняння дисоціації кислоти.

HCl (водний) + H₂O = H₃О⁺ (aq) + Cl- (aq)

По-друге, розрахуйте концентрацію іонів гідронію.

У разі соляної кислоти - стехіометрична коефіцієнти кислоти та іона гідронію є обома один. Вони однакові, що робить це дуже простим питанням. Концентрація іонів гідронію така ж, як концентрація соляної кислоти.

[H₃О⁺] = [HCl]

Приклад 4: 2,0 л розчину 0,5 М сірчаної кислоти (H₂ТАК₄).

H₂ТАК₄ + 2 год₂O = 2 H₃О⁺ + ТАК₄^2-

коефіцієнт з кислота є один і коефіцієнт іон гідронію є два. Концентрація іонів гідронію вдвічі перевищує концентрацію кислоти.

[H₃О⁺] = 2 * 0,5 М

[H3O +] = 1,0 М