Πώς συγκρίνεται η ποσότητα ιόντων υδρονίου με ιόντα υδροξειδίου;

Η ποσότητα ιόντων υδρονίου (Η3Ο+) και ιόντων υδροξειδίου (ΟΗ-) σε ένα διάλυμα είναι αντιστρόφως συνδεδεμένο. Αυτή η σχέση καθορίζεται από το pH του διαλύματος. Το ρΗ είναι ένα μέτρο της οξύτητας ή της βασικότητας ενός διαλύματος και ορίζεται ως ο αρνητικός λογάριθμος της συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου ([Η+]).

Σε καθαρό νερό στους 25 ° C, η συγκέντρωση ιόντων υδρονίου είναι ίση με τη συγκέντρωση ιόντων υδροξειδίου και τα δύο είναι πολύ χαμηλά (περίπου 1 x 10^-7 moles ανά λίτρο). Αυτό σημαίνει ότι το καθαρό νερό είναι ουδέτερο, με ρΗ 7.

Όταν αυξάνεται η συγκέντρωση ιόντων υδρονίου, το ρΗ του διαλύματος μειώνεται, υποδεικνύοντας ένα όξινο διάλυμα. Αντίθετα, όταν αυξάνεται η συγκέντρωση ιόντων υδροξειδίου, το ρΗ αυξάνεται και το διάλυμα γίνεται βασικό ή αλκαλικό.

Η σχέση μεταξύ ιόντων υδρονίου και ιόντων υδροξειδίου μπορεί να εκφραστεί μαθηματικά χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση:

[H3O+] × [OH-] =KW

όπου το KW είναι η σταθερά προϊόντος ιόντων για το νερό, το οποίο είναι σταθερή τιμή σε δεδομένη θερμοκρασία (περίπου 1 x 10^-14 στους 25 ° C).

Αυτή η εξίσωση δείχνει ότι εάν αυξάνεται η συγκέντρωση ιόντων υδρονίου, η συγκέντρωση ιόντων υδροξειδίου πρέπει να μειωθεί για να διατηρηθεί η σταθερή τιμή του kW. Παρομοίως, εάν αυξάνεται η συγκέντρωση ιόντων υδροξειδίου, η συγκέντρωση ιόντων υδρονίου πρέπει να μειωθεί.

Επομένως, σε ένα όξινο διάλυμα, η συγκέντρωση ιόντων υδρονίου είναι υψηλότερη, ενώ η συγκέντρωση ιόντων υδροξειδίου είναι χαμηλότερη. Σε ένα βασικό διάλυμα, η συγκέντρωση ιόντων υδροξειδίου είναι υψηλότερη, ενώ η συγκέντρωση ιόντων υδρονίου είναι χαμηλότερη. Σε ένα ουδέτερο διάλυμα, τόσο οι συγκεντρώσεις ιόντων υδροξειδίου όσο και υδροξειδίου είναι πολύ χαμηλές και ίσες.