Сильные кислотные и щелочные растворы

Сильные кислоты полностью диссоциируют в воде. Например, азотная кислота полностью диссоциирует на ионы гидроксония и нитрат-ионы. Поскольку ионы гидроксония, образующиеся в результате автоионизации воды, незначительны, концентрация ионов гидроксония в воде равна концентрации сильной кислоты.

pH этих растворов можно определить, используя начальную концентрацию сильной кислоты. Например, в 0, 10 М растворе HCl HCl будет полностью диссоциировать на ионы гидроксония и хлорид-ионы, и, следовательно, концентрация иона гидроксония в растворе также будет 0, 10 моль на литр. Взяв отрицательный логарифм этой концентрации, можнонайти pH раствора, который равен единице.

И наоборот, pH раствора можно использовать для определения концентрации ионов гидроксония в растворе. Например, для раствора с pH 3, 60 его концентрация ионов гидроксония может быть определена путем решения следующего уравнения:3.60 равно отрицательному логарифму концентрации ионов гидроксония. Чтобы найти концентрацию, умножьте обе стороны на минус один, а затем возьмите антилогарифмическую формулу обеих сторон.

Концентрация ионов гидроксония составляет 2, 5 10⁻⁴ моль на литр. Сильные основания, которые представляют собой гидроксиды металлов первой группы, такие как гидроксид натрия и гидроксид калия, полностью диссоциируют в растворе. Например, 0, 20 М гидроксид натрия будет полностью диссоциировать в воде с образованием 0, 20 моль ионов натрия и 0, 20 моль гидроксид-ионов.

Однако гидроксиды металлов второй группы, такие как гидроксид бария и гидроксид кальция, дают два моля гидроксид-ионов на каждый моль основания. Например, 0, 020 М гидроксид кальция будет полностью диссоциировать в воде с образованием 0, 020 моль ионов кальция и 0, 040 моль гидроксид-ионов. Оксиды ионных металлов, такие как оксид натрия и оксид кальция, также являются сильными основаниями.

Их оксид-ион реагирует с водой с образованием гидроксид-ионов. Концентрацию гидроксид-ионов можно использовать для расчета pOH и pH раствора. Например, 5 10⁻⁵ М раствор гидроксида калия содержит такое же количество гидроксид-ионов, что и сильное основание, и поэтому имеет pOH равный 4, 30.

Как и pH, pOH в растворе также можно использовать для определения концентрации гидроксид-ионов путем решения уравнения:pOH равно отрицательному логарифму концентрации гидроксид-иона. Поскольку pH плюс pOH равно 14, а pOH составляет 4, 3, pH раствора составляет 9, 7.