Beräkning

Den intressanta reaktionen är $H_3O^+ + OH^- \Rightarrow 2 H_2O$ - natriumjonerna och kloridjonerna är bara ointressanta åskådarjoner.

Hur många mol oxoniumjoner finns det i 50 cm3 2 M HCl?

Hur många mol mol hydroxidjoner finns det i 50 cm3 4 M NaOH?

Om man blandar de hör båda lösnningarna, kommer oxoniumjoner och hydroxidjoner att reagera med varandra tills den ena sorten tar slut. Vilken sort kommer det att finnas kvar av, och hur många mol?

Vilken är blandningens volym? Vilken blir koncentationen av oxoniumjoner eller hydroxidjoner?

Om det var oxoniumjoner det fanns mest av, så är du klar, men on det fanns överskott av hydroxidjoner så måste du använda dig av att $[H_3O^+][OH^-] = 10^{-14}$ för att få fram koncentrationen av oxoniumjoner.

Vad är det för antal du menar är ekvivalent med antalet atomer av vatten? (Vatten består för övrigt av molekyler.)

Okej.

$HCl + NaoH \to C{l}^{-} + N{a}^{+} + H_{2}O$

Är de åskådarjoner i syfte av att det inte frågas efter dem i uppgiften eller att reaktionen är viktigare/större på något sätt? Utan dem blir det ju inte något vatten? 

$2H_{2}O \to H_3{O}^{+} + O{H}^{-}$

Hur många mol oxoniumjoner finns det i 50 cm3 2 M HCl?

Hur många mol mol hydroxidjoner finns det i 50 cm3 4 M NaOH?

Jag kan inte svara på dessa frågor eftersom jag blir distraherad av att vattenmolekylerna bildas först efter reaktionen mellan syran HCl och basen NaOH har skett. Dock är det en stark bas och stark syra så det blir 1 vattenmolekyl per reaktion? 

I 0,05L 2M HCl finns 0,1 mol HCl-molekyler?
I 0,05L 4M NaOH finns 0,2 mol NaOH-molekyler?

HCl är en begränsande faktor?

Natriumjoner är åskådarjoner eftersom de inte deltar i någon kemisk reaktion.

Det finns inte en enda HCl-molekyl i 0,05L 2M HCl, eftersom allihop har reagerat med vattenmolekylerna och bildat oxoniumjoner. Däremot finns det 0,1 mol oxoniumjoner och lika många kloridjoner.

Det finns inte en enda NaOH-molekyl i 0,05L 4M NaOH, eftersom NaOH är ett salt. Däremot finns det 0,2 mol hydroxidjoner och lika många natriumjoner.

Oxoniumjojnerna är begränsande, ja.

$$\begin{gathered} HCl \left(aq\right) + NaOH \left(aq\right) \to C{l}^{-}+ H_3{O}^{+} + N{a}^{+} + O{H}^{-} \\ HCl\left(aq\right) + NaOH \left(aq\right) \to H_3{O}^{+}+ O{H}^{-} \end{gathered}$$

Men förstår inte varför det är så självklart att syran ger protonen till vattnet och inte till basen som vill ta emot protoner?

Bildats har 0,1 mol oxoniumjoner och 0,2 mol hydroxidjoner. 

Får totala volymen till 0,1L. Men det stämmer ju inte om man sen ska räkna (c) genom n/v

Från början har du en flaska saltsyra och en flaska NaOH. Vattnet i saltsyralösningen fungerar som en bas och tar upp en proton från HCl. Detta händer så fort HCl kommer i kontakt med vatten.

Dert finns ingen HCl som kan reagera med hydroxidjonerna, för alla vätekloridmolekyler har redan reagerat med vattnet och bildat oxoniumjoner.

Din översta reaktionsformel är felaktig. Oxoniumjonerna kommer att reagera med hydroxidjonerna så att det bildas vatten.

Din nedersta reaktionsformel är ännu mer felaktig. Det bildas vatten när man blandar saltsyra och NaOH, men det är egentligen bara oxoniumjoner och hydroxidjoner som reagerar. (Dessutom har du skrivit att natriumjoner och kloridjoner bara försvinner.)

Det stämmer att totalvolymen är 0,1 liter. Vad är det för koncentration som du kan beräkna genom formeln c=n/v?

Då kanske detta har något att göra med Kw? 

Jag vill ha formeln till, vad jag har förstått det som skapar en syra och bas reaktion ett salt och vatten. 

Sen delar vattenmolekylerna i lika många oxoniumjoner som hydroxidjoner som fortsätter protolyseras. 

$$\begin{gathered} HCl + NaOH \to H_{2}O + N{a}^{+ }+ C{l}^{-} \\ 2H_{2}O \to H_3{O}^{+} + O{H}^{-} \end{gathered}$$

Ja, det kommer att ha med Kw att göra.

När du blandar den sura saltsyralösningen (som är sur eftersom den innehåller syran oxoniumjon $H_3O^+$) blandas med den basiska lösninengen av natriumhydroxid (som är basisk eftersom den innehåller basen hydroxidjon $OH^-$) sådeagerar syran med basen, och det sker en neutralisationsreaktion $H_3O^+ + OH^- \Rightarrow 2 H_2O$. Det är detta som är den intressanta kemiska reaktionen som sker. Natriumjonerna och kloridjonerna är ointressanta. Visserligen bildar de ett salt som är upplöst i lösningen, men de spelar ingen som helst roll för den här reaktionen. Om det hade varit nitratjoner och kaliumjoner istället, så hade det inte spelat någon roll alls (förutom att det hade bildats ett annat salt).

Du har räknat ut att det var fler hydroxidjoner än oxoniumjoner i lösningen, så blandningen kommer att bli basisk. Vilken koncentration av hydroxidjoner kommer det att vara i blandningen? När du vet det, kan du använda dig av Kw för att beräkna koncentrationen av oxoniumjoner (fast jag skulle föredra att beräkna pOH först och sedan beräkna pH genom formeln pH = 14-pOH).

$H_3{O}^{+ }+ O{H}^{-} \leftrightarrow 2H_{2}O$

Jag vet att jag har 0,1 mol oxoniumjoner och 0,2 mol hydroxidjoner. 
Reaktionen kommer vara starkt förskjuten åt höger?
Det blir 0,1 mol hydroxidjoner kvar och totala volymen är 0,1L. 
Koncentrationen hydroxidjoner 0,1 mol/0,1L = 1M. 

$$\begin{gathered} Kw = \left[H_3{O}^{+}\right] \left[O{H}^{-}\right] \\ \left[H_3{O}^{+}\right] = \frac{kw}{1} \end{gathered}$$

Kan du visa uträkningen här: "(fast jag skulle föredra att beräkna pOH först och sedan beräkna pH genom formeln pH = 14-pOH)."

$$\begin{gathered} pOH = - lg \left[O{H}^{-}\right] = - lg 1 = 0 \\ pH = 14 - pOH = 14 -0 = 14 \end{gathered}$$

Koncentrationen av oxoniumjoner är alltså $10^{ -14} mol/dm^3$.

Det går precis lika bra att räkna som du gör, bara du räknar färdigt soch svarar på frågan i uppgiften.

Tack återigen!