Определить концентрацию гидроксид- ионов, величину pH и среду раствора, если концентрация ионов водорода...

Для определения концентрации гидроксид-ионов, величины pH и среды раствора, необходимо использовать уравнение ионизации воды:

H2O ⇌ H+ + OH-

Согласно принципу нейтрализации, концентрация H+ и OH- ионов в воде равна 10 в -7 моль/л. Таким образом, при заданных концентрациях ионов водорода можно использовать это значение для определения концентрации гидроксид-ионов.

а) Концентрация гидроксид-ионов в растворе будет равна 10 в -4 моль/л. Так как концентрация H+ и OH- ионов в воде равна 10 в -7 моль/л, можно использовать уравнение константы ионизации воды для расчета концентрации OH-:

Kw = [H+][OH-] = 10 в -14 10 в -14 = (10 в -10)(x) x = 10 в -4 моль/л

Таким образом, концентрация гидроксид-ионов равна 10 в -4 моль/л, что указывает на щелочную среду раствора.

б) Концентрация гидроксид-ионов в растворе будет равна 10 в -10 моль/л. Аналогично предыдущему примеру, используем уравнение константы ионизации воды для определения концентрации OH-:

Kw = [H+][OH-] = 10 в -14 10 в -14 = (10 в -4)(x) x = 10 в -10 моль/л

Таким образом, концентрация гидроксид-ионов равна 10 в -10 моль/л, что указывает на кислую среду раствора.

Величина pH для обоих случаев будет равна:

pH = -log[H+] а) pH = -log(10 в -10) = 10 б) pH = -log(10 в -4) = 4

Таким образом, в первом случае среда будет щелочной с pH равным 10, а во втором - кислой с pH равным 4.

Чтобы определить концентрацию гидроксид-ионов, величину pH и характер среды раствора, нужно воспользоваться концепцией ионного произведения воды и формулой для вычисления pH.

Ионное произведение воды

Ионное произведение воды ((K_w)) при 25°C равно (1 \times 10^{-14}). Это соотношение определяет взаимосвязь между концентрацией ионов водорода (([H^+])) и гидроксид-ионов (([OH^-])) в воде: [ [H^+] \times [OH^-] = K_w = 1 \times 10^{-14} ]

а) Концентрация ионов водорода (10^{-10}) моль/л

1. Концентрация гидроксид-ионов ([OH^-]): [ [OH^-] = \frac{K_w}{[H^+]} = \frac{1 \times 10^{-14}}{10^{-10}} = 10^{-4} \text{ моль/л} ]

2. pH раствора: [ pH = -\log{10}[H^+] = -\log{10}(10^{-10}) = 10 ]

3. Характер среды: Если (pH > 7), среда является щелочной. В данном случае, (pH = 10), что означает, что среда щелочная.

б) Концентрация ионов водорода (10^{-4}) моль/л

1. Концентрация гидроксид-ионов ([OH^-]): [ [OH^-] = \frac{K_w}{[H^+]} = \frac{1 \times 10^{-14}}{10^{-4}} = 10^{-10} \text{ моль/л} ]

2. pH раствора: [ pH = -\log{10}[H^+] = -\log{10}(10^{-4}) = 4 ]

3. Характер среды: Если (pH < 7), среда является кислой. В данном случае, (pH = 4), что означает, что среда кислая.

Заключение

• Для ([H^+] = 10^{-10}) моль/л: ([OH^-] = 10^{-4}) моль/л, (pH = 10), среда щелочная.
• Для ([H^+] = 10^{-4}) моль/л: ([OH^-] = 10^{-10}) моль/л, (pH = 4), среда кислая.

а) pH = 4, концентрация гидроксид-ионов -10 в -4 моль/л, кислая среда б) pH = 10, концентрация гидроксид-ионов 10 в -4 моль/л, щелочная среда