H2O(l) ↔ H+(aq) + OH-(aq)
In zuiver water zijn de concentraties van H+ en OH- ionen gelijk aan elkaar en bij 25 ° C hebben ze een concentratie van 1x10-7 M. Aangezien de concentratie van ionen in zuiver water te laag is, is het een slechte elektrische geleider.[H+]>1x10-7 M en [OH-]<1x10-7
Als base wordt toegevoegd aan zuiver water;
[OH-]>1x10-7 M en [H+]<1x10-7
Samenvattend kunnen we dat zeggen;
Voorbeeld: HC1 met een volume van 224 cm3
onder standaardomstandigheden gemengd met zuiver water en
vorm 1 L oplossing. Welke van de volgende beweringen zijn waar
voor deze oplossing?
I. De concentratie van de oplossing is 10-2
molair.
II. Concentratie van H + ion is 10-2
molair.
III. De concentratie van OH-ion is 10-12
molair.
Oplossing:
We vinden mol HCl-gas onder standaard omstandigheden.
1 mol gas heeft volume 22,4 L en 1 L = 1000 cm3
nHCl=224/22400=0,01 mol
Molariteit van HC-oplossing is;
[HCl]=0,01/1=0,01 M or [HCl]=10-2 M I is waar.
Omdat HCl sterk zuur is, is het volledig in oplossing. Aldus is de concentratie van H + ion gelijk aan de concentratie van HC1. II is waar.
[H+].[OH-]=10-14
10-2.[OH-]=10-14
[OH-]=10-12 molair III is waar.
pH en pOH
In vloeibare oplossingen worden concentraties van H+ en OH- ionen gebruikt om pH en pOH concepten te gebruiken. We kunnen pH en pOH in termen van concentratie weergeven als;
pH=-log[H+]
en
pOH=-log[OH-]
Oplossing met molaire concentratie van H+=10-2 M heeft pH = 2 en oplossing met molaire concentratie van OH-=10-5 heeft pOH = 5. Logaritmische berekeningen onthouden;
[H+].[OH-]=10-14 log van deze vergelijking;
log[H+] + log[OH-]=-14
-log[H+] - log[OH-]=14
pH + pOH = 14
In zure oplossingen [H+]>10-7 or pH<7
In basis oplossingen [H+]<10-7 or pH>7
Onderstaande afbeelding vat samen wat we hierboven proberen uit te leggen;
II. If [H+]>10-7 dan pH<7
III. If [OH-]>[H+] dan pH<7
Oplossing:
I is waar pH=pOH=7
Als [H+]>10-7 M dan pH<7 II is waar
Als [OH-]>[H+] then pH>7 III is fout.