Learning Objective 8.1.A: Calculate the values of $\mathrm{pH}$ and $\mathrm{pOH}$, based on $K_w$ and the concentration of all species present in a neutral solution of water.
- 8.1.A.1 The concentrations of hydronium ion and hydroxide ion are often reported as $\mathrm{pH}$ and $\mathrm{pOH}$, respectively.
- Equation: $\mathrm{pH} = -\log[\mathrm{H_3O^+}]$
- Equation: $\mathrm{pOH} = -\log[\mathrm{OH^-}]$
- The terms "hydrogen ion" and "hydronium ion" and the symbols $\mathrm{H^+}(aq)$ and $\mathrm{H_3O^+}(aq)$ are often used interchangeably for the aqueous ion of hydrogen. Hydronium ion and $\mathrm{H_3O^+}(aq)$ are preferred, but $\mathrm{H^+}(aq)$ is also accepted on the AP Exam.
- 8.1.A.2 Water autoionizes with an equilibrium constant $K_w$.
- Equation: $K_w = [\mathrm{H_3O^+}][\mathrm{OH^-}] = 1.0 \times 10^{-14}$ at 25°C
- 8.1.A.3 In pure water, $\mathrm{pH} = \mathrm{pOH}$ is called a neutral solution. At 25°C, $\mathrm{p}K_w = 14.0$ and thus $\mathrm{pH} = \mathrm{pOH} = 7.0$.
- Equation: $\mathrm{p}K_w = 14 = \mathrm{pH} + \mathrm{pOH}$ at 25°C
- 8.1.A.4 The value of $K_w$ is temperature dependent, so the pH of pure, neutral water will deviate from 7.0 at temperatures other than 25°C.
Mục tiêu học tập 8.1.A: Tính toán các giá trị $\mathrm{pH}$ và $\mathrm{pOH}$, dựa vào $K_w$ và nồng độ của tất cả các loài hiện diện trong dung dịch nước trung hòa.
- 8.1.A.1 Nồng độ của ion hydroni và ion hydroxide thường được báo cáo là $\mathrm{pH}$ và $\mathrm{pOH}$, tương ứng.
- Phương trình: $\mathrm{pH} = -\log[\mathrm{H_3O^+}]$
- Phương trình: $\mathrm{pOH} = -\log[\mathrm{OH^-}]$
- Các thuật ngữ "ion hiđro" và "ion hydroni" cùng các ký hiệu $\mathrm{H^+}(aq)$ và $\mathrm{H_3O^+}(aq)$ thường được dùng hoán đổi cho nhau để chỉ ion hiđro trong dung dịch. Ion hydroni và $\mathrm{H_3O^+}(aq)$ được ưu tiên hơn, nhưng $\mathrm{H^+}(aq)$ cũng được chấp nhận trong kỳ thi AP.
- 8.1.A.2 Nước tự điện li với hằng số cân bằng $K_w$.
- Phương trình: $K_w = [\mathrm{H_3O^+}][\mathrm{OH^-}] = 1.0 \times 10^{-14}$ ở 25°C
- 8.1.A.3 Trong nước tinh khiết, $\mathrm{pH} = \mathrm{pOH}$ được gọi là dung dịch trung hòa. Ở 25°C, $\mathrm{p}K_w = 14.0$ và do đó $\mathrm{pH} = \mathrm{pOH} = 7.0$.
- Phương trình: $\mathrm{p}K_w = 14 = \mathrm{pH} + \mathrm{pOH}$ ở 25°C
- 8.1.A.4 Giá trị của $K_w$ phụ thuộc vào nhiệt độ, vì vậy pH của nước tinh khiết trung hòa sẽ lệch khỏi 7.0 ở các nhiệt độ khác 25°C.

