強酸、強塩基性溶液

強酸は水中で完全に解離します。例えば、硝酸はヒドロニウムイオンと硝酸イオンに完全に解離します。水の自己イオン化から生成されるヒドロニウムイオンはごくわずかであるため、水中のヒドロニウムイオンの濃度は強酸の濃度と等しくなります。

これらの溶液のpHは、強酸の初期濃度を使用して決定できます。

例えば、0.10モルのHCl溶液では、HClはヒドロニウムイオンと塩化物イオンに完全に解離するため、溶液のヒドロニウムイオン濃度も0.10モルになります。この濃度の負の対数を取ることにより、溶液のpHは1に等しくなります。

逆に、溶液のpHを使用して、溶液のヒドロニウムイオン濃度を決定できます。例えば、pH 3.60の溶液の場合、そのヒドロニウムイオン濃度は、式3.60がヒドロニウムイオン濃度の負の対数に等しいことを解くことによって決定できます。

濃度を解くには、両側に負の 1 を掛けてから、両側の逆数を取ります。ヒドロニウムイオン濃度は、負の4モルの10の2.5倍に等しくなります。

水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのグループ1の金属水酸化物である強塩基は、完全に解離して溶液になります。たとえば、0.20モルの水酸化ナトリウムは水で完全に解離し、0.20モルのナトリウムイオンと0.20モルの水酸化物イオンを生成します。

ただし、水酸化バリウムや水酸化カルシウムなどのグループ2の金属水酸化物は、塩基の1モルごとに2モルの水酸化物イオンを生成します。たとえば、0.020モルの水酸化カルシウムは水中で完全に解離し、0.020モルのカルシウムイオンと0.040モルの水酸化物イオンを生成します。

酸化ナトリウムや酸化カルシウムなどのイオン性金属酸化物も強塩基です。それらの酸化物イオンは水と反応し、水酸化物イオンを生成します。

水酸化物イオンの濃度は、溶液のpOHとpHを計算するために使用できます。例えば、5×10〜マイナスの5モルの水酸化カリウム溶液は、強塩基と同量の水酸化物イオンを有しており、したがってpOHは4.30である。

pHと同様に、溶液のpOHも、pOHは水酸化物イオン濃度の負の対数に等しいという方程式を解くことにより、水酸化物イオン濃度を決定するためにも使用できます。

pH と pOH の合計は 14 に等しく、pOH は 4.3 であるため、溶液の pH は 9.7 です。