حمض قوي ومحاليل أساسية

الأحماض القوية تتفك كليًا في الماء. على سبيل المثال،حمض النيتريك يتفكك بالكامل إلى أيونات هيدرونيوم وأيونات نترات. بما أن أيونات الهيدرونيوم،الناشئة عن تأين الماء التلقائي،ضئيلة جدًا،يكون تركيز أيونات الهيدرونيوم في الماء مساويًا لتركيز الحمض القوي.

يمكن تحديد قيمة pH لهذه المحاليل باستخدام التركيز الأولي للحمض القوي. على سبيل المثال،في محلول HCl ذو تركيز 0.10 مولار،سيتفكك HCl بالكامل إلى أيونات هيدرونيوم وأيونات كلوريد،وبالتالي سيكون تركيز الهيدرونيوم في المحلول 0.10 مولار. بأخذ اللوغاريتمات السالبة لهذا التركيز فإن قيمة pH لهذا المحلول تساوي واحد.

وعلى العكس،يمكن استخدام قيمة pH لمحلول،لتحديد تركيز أيونات الهيدرونيوم في المحلول. على سبيل المثال،محلول فيه pH يساوي 3.60،يمكن تحديد تركيز أيونات الهيدرونيوم فيه بحل المعادلة بحيث 3.60 تساوي اللوغاريتم السالب لتركيز أيونات الهيدرونيوم. لإيجاد قيمة التركيز،نضرب الطرفين في سالب واحد،ثم نأخذ مضاد اللوغاريثم للطرفين.

تركيز أيونات الهيدرونيوم يساوي 2.5 10⁻⁴ مولار. القواعد القوية،وهي هيدروكسيدات فلزية مثل هيدروكسيد الصوديوم،وهيدروكسيد البوتاسيوم،تتفك بالكامل في المحلول. على سبيل المثال،0.20 مولار من هيدروكسيد الصوديوم ستتفكك كليًا في الماء وتنتج 0.20 مولار من أيونات الصوديوم،و0.20 مولار من أيونات الهيدروكسيد.

غير أن الهيدروكسيدات الفلزية من الفئة الثانية،مثل هيدروكسيد الباريوم،وهيدروكسيد الكالسيوم،تنتج 2 مول من أيونات الهيدروكسيد مقابل كل مول من القاعدة. على سبيل المثال،0.020 مولار من هيدروكسيد الكالسيوم ستتفكك كليًا في الماء وستنتج 0.020 مولار من أيونات الكالسيوم،و0.040 مولار من أيونات الهيدروكسيد. الأكسيدات الفلزية الأيونية،كأكسيد الصوديوم وأكسيد الكالسيوم،هي الأخرى قواعد قوية.

تتفاعل أيوناتها الأكسيدية مع الماء وتنتج أيونات هيدروكسيد. تركيز أيونات الهيدروكسيد،يمكن استخدامه لحساب قيمة pOH و pH للمحلول. على سبيل المثال،محلول هيدروكسيد البوتاس الذي تركيز أيوناته 5 10⁻⁵ مول،يحتوي كمية مساوية من أيونات الهيدروكسيد،باعتباره قاعدة قوية وبالتالي تكون قيمة pOH فيه 4.30.

قيمة pOH في المحلول،يمكن استخدامها مثل قيمة pH لتحديد تركيز أيونات الهيدروكسيد بحل المعادلة:pOH تساوي اللوغاريتم السالب لتركيز أيونات الهيدروكسيد. بما أن pH زائد pOH تساوي 14 وبما أن pOH يساوي 4.3،تكون قيمة pH للمحلول 9.7.