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Vidéo de question : Identifier l’équation utilisée pour calculer la concentration en ions hydronium Chimie

Laquelle des équations suivantes peut être utilisée pour calculer la concentration en ions hydronium ? [A] [OH⁻] = 10^(pOH) [B] [OH⁻] = 10^(−pOH) [C] [H₃O⁺] = 10^(−pOH) [D] [H₃O⁺] = 10^(−pH) [E] [H₃O⁺] = 10^(pH)

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Transcription de vidéo

Laquelle des équations suivantes peut être utilisée pour calculer la concentration en ions hydronium ? (A) La concentration de OH− est égale à 10 puissance pOH. (B) La concentration de OH− est égale à 10 puissance moins pOH. (C) La concentration de H3O+ est égale à 10 puissance moins pOH. (D) La concentration de H3O+ est égale à 10 puissance moins pH. Ou (E) la concentration de H3O+ est égale à 10 puissance pH.

Pour déterminer quelle équation peut être utilisée pour calculer la concentration en ions hydronium, nous devons savoir ce qu’est un ion hydronium. Les ions hydronium se forment dans une réaction acido-basique lorsque les molécules d’eau acceptent un proton ou ion H+. Le symbole chimique d’un ion hydronium est H3O+. Nous pouvons indiquer la concentration en ions hydronium en plaçant le symbole chimique entre crochets. Nous pouvons voir que les choix de réponse (C), (D) et (E) contiennent le terme « concentration en ions hydronium ». Les choix de réponse (A) et (B) contiennent le terme « concentration en ions hydroxyde ». Nous pouvons donc éliminer ces choix de réponses.

Nous pouvons voir dans les choix de réponses que la concentration en ions hydronium doit être liée soit au pOH, soit au pH. Le pH et le pOH sont tous deux des valeurs sans unité utilisées comme méthode plus pratique pour représenter la concentration d’ions spécifiques. Le pOH peut être calculé en prenant la valeur négative du logarithme décimal de la concentration en ions hydroxyde, tandis que le pH peut être calculé en prenant la valeur négative du logarithme décimal de la concentration en ions hydronium. Nous pouvons donc voir que le pOH n’est pas directement lié à la concentration des ions hydronium. Par conséquent, nous pouvons éliminer le choix de réponse (C).

Nous savons maintenant que le pH et la concentration en ions hydronium sont liés entre eux. Mais nous devons réorganiser cette équation afin de calculer la concentration en ions hydronium. Pour ce faire, nous avons besoin de connaissances de base des logarithmes. Le logarithme utilisé dans cette équation est un logarithme de base 10. Pour mieux comprendre cette fonction, considérons la valeur 1 000, un multiple de 10. 1 000 est égal à 10 fois 10 fois 10. En d’autres termes, 1 000 est égal à 10 puissance trois. Le logarithme en base 10 d’un nombre est égal à la puissance à laquelle 10 doit être élevé pour obtenir ce nombre. Ainsi, le logarithme en base 10 de 1 000 est égal à trois.

Maintenant que nous avons une compréhension de base des logarithmes, nous pouvons relier ces deux équations générales à l’équation du pH. Dans l’équation du pH, la concentration en ions hydronium est 𝑥. Mais avant de pouvoir déterminer 𝑦, nous devons déplacer le signe moins. Pour cela, nous pouvons diviser les deux côtés de l’équation par moins un. Cela nous donne un pH négatif égal au logarithme de la concentration en H3O+. Maintenant, nous pouvons voir que le pH négatif est 𝑦 et que la concentration en H3O+ est 𝑥. Nous pouvons alors écrire une équation suivant le format 𝑥 est égal à 10 puissance 𝑦. Cela nous donne l’équation : concentration en H3O+ égale 10 puissance moins pH. Ceci correspond à l’équation indiquée dans le choix de réponse (D).

Donc, l’équation qui peut être utilisée pour calculer la concentration en ions hydronium est le choix de réponse (D). La concentration en H3O+ est égale à 10 puissance moins pH.

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