תמיסת חומצות ובסיסים חזקים

חומצות חזקות מתפרקות לגמרי במים. לדוגמה, חומצה חנקתית מתפרקת לחלוטין ליוני הידרוניום וליוני חנקה. מכיוון שיוני ההידורניום שנוצרים מהיינון העצמי של המים הם זניחים, הריכוז של יוני ההידרוניום במים שווה לריכוז של החומצה חזקה.

ה-pH בתמיסות אלו ניתן לחישוב באמצעות הריכוז ההתחלתי של החומצה החזקה. לדוגמה, בתמיסת 0.10 מולר HCl, ה-HCl תתפרק לגמרי ליוני הידרוניום ויוני כלוריד, ולכן ריכוז יוני ההידרוניום בתמיסה יהיו 0.10 מולר. על ידי חישוב הלוגריתם השלילי עבור ריכוז זה, ה-pH של התמיסה שווה לאחד.

מהצד השני, ניתן להשתמש ב-pH של תמיסה כדי לחשב את ריכוז יוני ההידרוניום בה. לדוגמה, בתמיסה של 3.6 pH, ריכוז יוני ההידרוניום ניתן לחישוב בפתרון המשוואה 3.60 שווה ללוג השלילי של ריכוז יוני ההידרוניום. על מנת לחשב את הריכוז, מכפילים את שני הצדדים במינוס אחד, ומחשבים אנטי לוג לשני הצדדים.

ריכוז יוני ההידרוניום שווה ל-2.5 כפול 10 בחזקת מינוס 4 מולר. בסיסים חזקים מהקבוצה הראשונה של מתכות הידרוקסידיות, כמו נתרן הידרוקסידי ואשלגן הידרוקסידי, מתפרקים לגמרי בתמיסה. לדוגמה, נתרן הידרוקסידי 0.20 מולר יתפרק לגמרי במים וייצור 0.20 מולר של יוני נתרן ו-0.20 מולר של יוני הידרוקסיד.

אך הקבוצה השנייה של מתכות הידרוקסידיות, כמו בריום הידרוקסידי וסידן הידרוקסידי, מייצרת שני מולים של יוני הידרוקסיד לכל מול של בסיס. לדוגמה, 0.20 מולר של סידן הידרוקסיד יתפרקו לגמרי במים וייצרו 0.020 מולר יוני סידן ו-0.040 מולר יוני הידרוקסיד. אוקסידים של יוני מתכת, כמו נתרן אוקסידי וסידן אוקסידי, גם הם בסיסים חזקים.

יון האוקסיד שלהם מגיב עם המים ויוצר יוני הידרוקסיד. ניתן להשתמש בריכוז של יוני הידרוקסיד לחישוב pOH ו-pH בתמיסה. לדוגמה, בתמיסה של אשלגן הידרוקסידי עם 5 כפול 10 בחזקת מינוס 5 מולר יש כמות שווה של יוני הידרוקסיד כבסיס חזק ולכן יש בה pOH של 4.3.

כמו ב-pH, ניתן להשתמש ב-pOH של תמיסה לחישוב ריכוז יוני הידרוקסיד על ידי פתרון המשוואה:pOH שווה ללוג שלילי של ריכוז יוני ההידרוקסיד. מכיוון ש-pH ועוד pOH שווים ל-14 ו-pOH הוא 4.3, ה-pH של התמיסה הוא 9.7.