Sterke zuur- en baseoplossingen

Sterke zuren dissociëren volledig in water. Salpeterzuur valt bijvoorbeeld volledig uiteen in hydronium-ionen en nitraationen. Omdat de hydronium-ionen die worden gegenereerd door de autoprotolyse van water verwaarloosbaar zijn, is de concentratie van de hydronium-ionen in water gelijk aan de concentratie van het sterke zuur.

De pH van deze oplossingen kan worden bepaald met behulp van de beginconcentratie van het sterke zuur. In een 0, 10 molaire HCl-oplossing zal HCl bijvoorbeeld volledig dissociëren in de hydronium-ionen en chloride-ionen, en daarom zal de hydronium-ionenconcentratie van de oplossing ook 0, 10 molair zijn. Door de negatieve logaritme van deze concentratie te nemen, is de pH van de oplossing gelijk aan één.

Omgekeerd kan de pH van een oplossing worden gebruikt om de hydronium-ionenconcentratie van een oplossing te bepalen. Voor een oplossing met pH 3, 60 kan de hydronium-ionenconcentratie bijvoorbeeld worden bepaald door de vergelijking op te lossen, 3, 60 is gelijk aan de negatieve log van de hydronium-ionenconcentratie. Om de concentratie op te lossen, vermenigvuldigt u beide zijden met een negatieve en neemt u vervolgens de antilog van beide zijden.

De concentratie aan hydronium-ionen is gelijk aan 2, 5 10⁻⁴ molair. Sterke basen die metaalhydroxiden uit groep één zijn, zoals natriumhydroxide en kaliumhydroxide, dissociëren volledig in oplossing. Bijvoorbeeld, 0, 20 molair natriumhydroxide zal volledig dissociëren in water en 0, 20 molair natriumionen en 0, 20 molair hydroxide-ionen produceren.

Groep twee metaalhydroxiden echter, zoals bariumhydroxide en calciumhydroxide, produceren twee mol hydroxide-ionen voor elke mol base. Bijvoorbeeld, 0, 020 molair calciumhydroxide zal volledig dissociëren in water en zal 0, 020 molair calciumionen en 0, 040 molair hydroxide-ionen produceren. Ionische metaaloxiden, zoals natriumoxide en calciumoxide, zijn ook sterke basen.

Hun oxide-ion reageert met water en produceert hydroxide-ionen. De concentratie van hydroxide-ionen kan worden gebruikt om een pOH en pH van de oplossing te berekenen. Een kaliumhydroxideoplossing van 5 10⁻⁵ molair heeft bijvoorbeeld evenveel hydroxide-ionen als sterke base en heeft daarom een pOH van 4, 30.

Net als pH kan een pOH van de oplossing ook worden gebruikt om de hydroxide-ionenconcentratie te bepalen door de volgende vergelijking op te lossen:pOH is gelijk aan de negatieve log van de hydroxide-ionenconcentratie. Omdat pH plus pOH gelijk is aan 14 en de pOH 4, 3 is, is de pH van de oplossing 9, 7.