15.6: Mocne roztwory kwasów i zasad

Mocny kwas to związek, który całkowicie dysocjuje w roztworze wodnym i wytwarza stężenie jonów hydroniowych równe początkowemu stężeniu kwasu. Na przykład 0,20 M kwasu bromowodorowego całkowicie dysocjuje w wodzie i wytwarza 0,20 M jonów hydroniowych i 0,20 M jonów bromku.

Z drugiej strony mocna zasada to związek, który całkowicie dysocjuje w roztworze wodnym i wytwarza jony wodorotlenkowe. Na przykład 0,015 M KOH, wodorotlenek metalu grupy 1, całkowicie się zdysocjuje i wytworzy 0,015 M OH- i 0,015 M K⁺.

Wodorotlenki metali z grupy 2, takie jak wodorotlenek baru [Ba(OH)₂] i wodorotlenek strontu [Sr(OH)₂], są również mocnymi zasadami i posiadają dwa jony wodorotlenkowe. Powoduje to, że wytwarzają one bardziej zasadowy roztwór w porównaniu do NaOH lub KOH w tym samym stężeniu. Na przykład 0,015 M Ba(OH)₂ wytwarza 0,015 M Ba⁺ i 0,030 M wodorotlenek.

Ponieważ mocne kwasy i zasady całkowicie dysocjują, do określenia ich stężeń hydroniowych i wodorotlenkowych można użyć stosunków molowych, które z kolei można wykorzystać do obliczenia pH lub pOH roztworu. Na przykład roztwór 0,030 M HCl wytworzy 0,03 M jonów hydroniowych. Dlatego pH tego roztworu będzie wynosić

pH tego samego roztworu można oznaczyć za pomocą wzoru

Ponieważ pH roztworu wynosi 1,52, jego pH można obliczyć jako

Podobnie stężenie jonów wodorotlenkowych wytwarzanych przez mocne zasady można wykorzystać do określenia pOH roztworu za pomocą równania

Powyższe równanie można również wykorzystać do określenia stężenia jonów wodorotlenkowych, gdy znane jest pOH. Na przykład, jeśli pOH roztworu wynosi 3,00,

Pomnożenie obu stron przez −1 daje

Teraz weźmy antylog obu stron

Zatem stężenie jonów hydroniowych w roztworze z pOH 3 wynosi 1,0 × 10⁻³ M. Podobną metodę można zastosować do określenia stężenia jonów hydroniowych w roztworze, jeśli znane jest jego pH.