Hvordan er mængden af ​​hydroniumioner sammenlignet med hydroxidioner?

Mængden af ​​hydroniumioner (H3O+) og hydroxidioner (OH-) i en opløsning er omvendt beslægtet. Dette forhold bestemmes af opløsningens pH. pH er et mål for surheden eller basiciteten af ​​en opløsning og er defineret som den negative logaritme af hydrogenionkoncentrationen ([H+]).

I rent vand ved 25 °C er koncentrationen af ​​hydroniumioner lig med koncentrationen af ​​hydroxidioner, og begge er meget lave (ca. 1 x 10^-7 mol pr. liter). Det betyder, at rent vand er neutralt med en pH-værdi på 7.

Når koncentrationen af ​​hydroniumioner stiger, falder opløsningens pH, hvilket indikerer en sur opløsning. Omvendt, når hydroxidionkoncentrationen stiger, stiger pH, og opløsningen bliver basisk eller basisk.

Forholdet mellem hydroniumioner og hydroxidioner kan udtrykkes matematisk ved hjælp af følgende ligning:

[H3O+] × [OH-] =Kw

hvor Kw er ionproduktkonstanten for vand, som er en konstant værdi ved en given temperatur (ca. 1 x 10^-14 ved 25 °C).

Denne ligning viser, at hvis koncentrationen af ​​hydroniumioner stiger, skal koncentrationen af ​​hydroxidioner falde for at opretholde den konstante værdi af Kw. Tilsvarende, hvis hydroxidionkoncentrationen stiger, skal hydroniumionkoncentrationen falde.

Derfor er hydroniumionkoncentrationen højere i en sur opløsning, mens hydroxidionkoncentrationen er lavere. I en basisk opløsning er hydroxidionkoncentrationen højere, mens hydroniumionkoncentrationen er lavere. I en neutral opløsning er både hydronium- og hydroxidionkoncentrationerne meget lave og lige store.