Su denge sabiti (Ksu) nedir

Question

Suyun kendi kendine iyonlaşması sonucu oluşan bir denge sabitidir. Saf suda H⁺ ve OH⁻ iyonlarının derişimlerinin çarpımının sabit olması durumunu ifade eder. pH ve pOH hesaplamalarının temelini oluşturduğu için önemli ama formülünü tam olarak anlayamadım.

Answer 1

📘 Su Denge Sabiti (K_su) Nedir?

Su denge sabiti, suyun otoprotoliz veya iyonlaşma reaksiyonunun denge sabitidir. Bu, suyun kendi kendine iyonlara ayrışmasını ifade eden çok önemli bir kavramdır.

🧪 Suyun Otoprotoliz (İyonlaşma) Reaksiyonu

Saf su, çok az miktarda da olsa iyonlarına ayrışır. Bu reaksiyon şu şekildedir:

2H₂O_(s) ⇌ H₃O⁺_(suda) + OH^–_(suda)

Bu reaksiyon daha basit bir şekilde şöyle de yazılabilir:

H₂O_(s) ⇌ H⁺_(suda) + OH^–_(suda)

⚖️ Denge Sabitinin (K) Yazılması

Herhangi bir kimyasal denge reaksiyonu için denge sabiti (K), ürünlerin konsantrasyonlarının çarpımının, girenlerin konsantrasyonlarının çarpımına oranıdır. Suyun iyonlaşma reaksiyonu için denge ifadesi şöyle yazılır:

K = [H⁺][OH^–] / [H₂O]

💧 Su Denge Sabiti (K_su)'ne Geçiş

Saf suda, suyun kendisi çözücüdür ve konsantrasyonu çok çok yüksektir (yaklaşık 55.5 M). Bu konsantrasyon, iyonlaşma sırasında neredeyse hiç değişmez. Bu nedenle sabit kabul edilir ve denge sabiti ifadesiyle birleştirilerek yeni bir sabit tanımlanır. Buna su denge sabiti denir ve K_su ile gösterilir.

K_su = K × [H₂O] = [H⁺][OH^–]

🎯 K_su'nun Değeri ve Anlamı

25°C'de yapılan deneysel ölçümlerle, saf sudaki H⁺ ve OH^– iyonlarının derişimlerinin her birinin 1.0 × 10^–7 M olduğu bulunmuştur. Buradan K_su değeri hesaplanır:

K_su = [H⁺][OH^–] = (1.0 × 10^–7) × (1.0 × 10^–7) = 1.0 × 10^–14

Bu sabit değer, sadece saf su için değil, sulu çözeltilerdeki tüm asit-baz dengeleri için geçerlidir.

📌 K_su'nun Önemi ve Sonuçları

• ✅ Evrensel bir sabittir: Sulu çözeltilerde [H⁺] ve [OH^–] çarpımı her zaman 25°C'de 1.0 × 10^–14'e eşittir.
• ✅ Asitlik ve bazlık ilişkisini tanımlar: Bir çözeltide H⁺ iyonu konsantrasyonu arttığında (asidik ortam), OH^– iyonu konsantrasyonu azalır. Tersi de geçerlidir (bazik ortam).
• ✅ pH ve pOH kavramlarının temelidir: pH = –log[H⁺] ve pOH = –log[OH^–] şeklinde tanımlanır. K_su bağıntısından 25°C'de pH + pOH = 14 sonucu çıkar.

🧊 Örnek Uygulama

🎯 Soru: Bir çözeltide [H⁺] iyonu konsantrasyonu 1.0 × 10^–3 M ise, [OH^–] iyonu konsantrasyonu nedir? (25°C)

💡 Çözüm:

K_su = [H⁺][OH^–] = 1.0 × 10^–14

[OH^–] = K_su / [H⁺] = (1.0 × 10^–14) / (1.0 × 10^–3) = 1.0 × 10^–11 M

Bu, çözeltinin asidik olduğunu gösterir.

Sonuç olarak, K_su, sulu çözeltilerdeki asit-baz kimyasının anlaşılmasında merkezi bir role sahip temel bir denge sabitidir. 🎓