Химия: определение концентрации ионов ОН

Один из важнейших параметров, используемых в химии для характеристики кислотно-щелочного равновесия, - это рН. Величина рН позволяет определить степень кислотности или щелочности раствора. В данной статье мы рассмотрим, как определить концентрацию ионов ОН при заданных значениях рН и рОН.

Определение понятий

Прежде чем перейти к решению задачи, давайте разберем, что такое рН и рОН.

pH (потенциал водородного ионного): это значение, характеризующее кислотность или щелочность раствора. РН определяется по формуле: РН = -log[H+], где [H+] - концентрация ионов водорода (протонов) в растворе. Если рН меньше 7, то раствор считается кислотным. Если рН больше 7, то раствор считается щелочным. Если рН равен 7, то раствор является нейтральным.
pOH (потенциал гидроксильного ионного): это значение, показывающее основность раствора. ПОН определяется по формуле: рОН = -log[ОН-], где [ОН-] - концентрация ионов гидроксида (ОН-) в растворе. Если рОН меньше 7, то раствор считается кислотным. Если рОН больше 7, то раствор считается щелочным. Если рОН равен 7, то раствор считается нейтральным.

Решение

Дано: РН > 3 * рОН (численно)

Нам требуется найти концентрацию ионов ОН.

Согласно формуле рН = -log[H+], мы можем переписать уравнение, используя формулу для пОН:

-pH = log[H+] -> [H+] = 10^(-pH)

-pОН = log[ОН-] -> [ОН-] = 10^(-рОН)

Теперь, используя данное предположение, мы можем переписать исходное уравнение:

-pH > 3 * (-pОН)

Используя значения концентраций в выражениях выше, имеем:

10^(-pH) > 3 * 10^(-pОН)

Теперь, найдем концентрацию ионов ОН путем приведения формулы к логарифмическому виду:

10^(-pH) / 10^(-pОН) > 3

Используя свойства логарифмов, мы получаем:

10^(-pH + pОН) > 3

Сравнивая экспоненты, получаем следующее уравнение:

-рН + рОН > log(3)

Нам дано, что величина рН в три раза больше величины рОН. Значит, пусть x - величина рОН. Тогда величина рН равна 3x.

Теперь мы можем подставить значения в выражение:

3x + x > log(3)

4x > log(3)

x > log(3) / 4

Таким образом, концентрация ионов ОН будет больше логарифма от числа 3, деленного на 4.

Вывод

В данной статье мы рассмотрели, как определить концентрацию ионов ОН при заданной величине рН и рОН. Мы использовали формулы для рН и рОН, а также свойства логарифмов, чтобы вывести уравнение для определения концентрации ионов ОН. Полученное уравнение показывает, что концентрация ионов ОН будет больше логарифма от числа 3, деленного на 4.