Πώς σχετίζεται η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου και υδροξειδίου σε υδατικά διαλύματα;

Η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου (Η+) και ιόντων υδροξειδίου (ΟΗ-) σε υδατικά διαλύματα είναι αντιστρόφως που σχετίζονται με . Αυτό σημαίνει ότι καθώς η συγκέντρωση ενός ιόντος αυξάνεται, η συγκέντρωση του άλλου μειώνεται. Αυτή η σχέση ορίζεται από τη σταθερά προϊόντος ιόντων νερού (kW) :

kW =[H+] [OH-] =1,0 x 10^-14 στους 25 ° C

Οπου:

* [H+] είναι η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου σε γραμμομόρια ανά λίτρο (mol/L)

* [OH-] είναι η συγκέντρωση ιόντων υδροξειδίου σε moles ανά λίτρο (mol/L)

Συνέπειες αυτής της σχέσης:

* ουδέτερες λύσεις: Σε ένα ουδέτερο διάλυμα, η συγκέντρωση των Η+ και ΟΗ- είναι ίση, και οι δύο είναι 1,0 x 10^-7 mol/L.

* Οξεία διαλύματα: Τα όξινα διαλύματα έχουν υψηλότερη συγκέντρωση ιόντων Η+ από τα ΟΗ-ιόντα. Επομένως, [Η+]> 1,0 Χ 10^-7 mol/L και [OH-] <1,0 Χ 10^-7 mol/L.

* Βασικές λύσεις: Οι βασικές λύσεις έχουν υψηλότερη συγκέντρωση ιόντων ΟΗ από τα ιόντα Η+. Επομένως, [OH-]> 1.0 Χ 10^-7 mol/L και [Η+] <1.0 χ 10^-7 mol/L.

Παράδειγμα:

Εάν η συγκέντρωση ιόντων Η+ σε ένα διάλυμα είναι 1,0 x 10^-3 mol/L, τότε η συγκέντρωση των ουσιών μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την εξίσωση KW:

[OH-] =kw / [h+] =(1,0 x 10^-14) / (1,0 x 10^-3) =1,0 x 10^-11 mol / l

Αυτό δείχνει ότι η συγκέντρωση των ιο-ιόντων είναι σημαντικά χαμηλότερη από τη συγκέντρωση ιόντων Η+, επιβεβαιώνοντας ότι το διάλυμα είναι όξινο.

Συνοπτικά, η αντίστροφη σχέση μεταξύ των συγκεντρώσεων Η+ και ΟΗ- είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της οξύτητας, της βασικότητας και της συνολικής χημικής συμπεριφοράς των υδατικών διαλυμάτων.