15.6:
强酸和碱溶液
このコンテンツを視聴するには、JoVE 購読が必要です。 サインイン又は無料トライアルを申し込む。
强酸在溶液中完全分解。例如，硝酸完全分解 成水合氢离子和硝酸根离子。由于水自电离产生的水合氢离子 可以忽略不计，因此 水中水合氢离子的浓度 等于强酸的浓度。这些溶液的 pH 值可以 用强酸的初始浓度来确定。例如，在 0.10 M 的 HCl 溶液中，HCl 将完全分解成水合氢离子 和氯离子，因此溶液中的水合氢离子 浓度也将为 0.10 M。取这个浓度的负对数，溶液的 pH 值等于 1。反过来，溶液的 pH 值可 用于测定溶液中的 水合氢离子浓度。例如，对于 pH 值为 3.60 的溶液，其水合氢离子浓度可通过求解 该方程式来确定，3.60=水合氢离子 浓度的负对数。为了求解该浓度，两边同时乘以 负一，然后取两边的反对数。水合氢离子浓度等于 2.5 10⁻⁴ M.属于第一组金属氢氧化物的强碱，如 氢氧化钠和氢氧化钾，完全分解成溶液。例如，0.20 M 氢氧化钠在水中 会完全解离，将会产生 0.20M 钠离子 和 0.20M 氢氧化物离子。然而，第二组金属氢氧化物，如氢氧化钡和氢氧化钙，每摩尔碱产生两摩尔氢氧化物离子。例如，0.020M 氢氧化钙将在水中 完全离解，并将产生 0.020M 钙离子 和 0.040M 氢氧化物离子。离子型金属氧化物，如氧化钠和氧化钙，也是强碱。它们的氧化物离子与水反应，产生氢氧化物离子。氢氧化物离子的浓度 可用于计算溶液的 pOH 和 pH 值。例如，5×10⁻⁵M 氢氧化钾溶液具有等量的 氢氧化物离子作为强碱，因此 pOH 为 4.30。与 pH 一样，溶液的 pOH 也可 用于通过求解以下方程来确定氢氧化物 离子浓度：pOH 等于氢氧化物 离子浓度的负对数。由于 pH 加 pOH 等于 14，而 pOH 为 4.3，因此溶液的 pH 值为 9.7。
15.6:
强酸和碱溶液
强酸是一种在水溶液中完全分离的化合物，产生的浓度为水合氢离子，等于酸的初始浓度。 例如， 0.20 M 氢溴酸将在水中完全分离，产生 0.20 M 水合氢离子和 0.20 M 溴离子。
另一方面，强碱是一种在水溶液中完全分离并产生氢氧化物离子的化合物。 例如， 0.015 M KOH (1 类金属氢氧化物) 将完全分离，产生 0.015 M OH– 和 0.015 M K+。
第 2 类金属氢氧化物，如钡氢氧化物 [Ba(OH)2] 和锶氢氧化物 [Sr(OH)2]，也是强碱，并拥有两个氢氧化物离子。 这就导致他们在同一个浓度生产比 NaOH 或 KOH 更基本的溶液。 例如， 0.015 M Ba(OH)2 产生 0.015 M Ba+ 和 0.030 M 氢氧化物。
由于强酸和碱完全分离，摩尔比可用于确定其水合氢离子和氢氧化物浓度，而后者可用于计算溶液的 pH 或 pOH。 例如， 0.030 M HCl 溶液将产生 0.03 M 水合氢离子。 因此，该溶液的 pH 值将为
可以使用确定同一溶液的 pOH 公式
由于溶液的 pH 值为 1.52 ，其 pOH 可以计算为
同样，强碱产生的氢氧化物离子的浓度可用于使用方程测定溶液的 pOH
当已知 pOH 时，上述方程也可用于确定氢氧化物离子浓度。 例如，如果溶液的 pOH 为 3.00 ，
两侧乘以 −1 给出
现在，两侧都提反对数
因此，带有 pOH 3 的溶液的水合氢离子浓度为 1.0 × 10−3 M。 如果已知溶液的 pH 值，可以使用类似方法来确定其水合氢离子浓度。