Nötralleşme tepkimesi örnekleri Test 2

Bir öğrenci laboratuvarda HCl ve NaOH çözeltilerini kullanarak nötralleşme deneyi yapmaktadır. 0,1 M 100 mL HCl çözeltisini tamamen nötralleştirmek için 0,2 M NaOH çözeltisinden kaç mL kullanmalıdır?

A) 50 mL
B) 100 mL
C) 150 mL
D) 200 mL

Bu soruda, bir asit olan HCl ile bir baz olan NaOH arasındaki nötralleşme tepkimesini inceleyeceğiz. Nötralleşme, asit ve bazın birbirinin etkisini yok ederek tuz ve su oluşturduğu bir tepkimedir. Bu tür hesaplamalar kimya laboratuvarında çok sık karşımıza çıkar, bu yüzden dikkatlice öğrenelim.

• Adım 1: Tepkime Denklemini Yazalım ve Anlayalım

Öncelikle, hidroklorik asit (HCl) ile sodyum hidroksit (NaOH) arasındaki nötralleşme tepkimesini yazalım:

$HCl_{(aq)} + NaOH_{(aq)} \rightarrow NaCl_{(aq)} + H_2O_{(l)}$

Bu denklemden de görebileceğiniz gibi, 1 mol HCl, 1 mol NaOH ile tepkimeye girer. Yani, tam nötralleşme için asidin mol sayısı ile bazın mol sayısı eşit olmalıdır.

• Adım 2: HCl Çözeltisindeki Mol Sayısını Hesaplayalım

Bize HCl çözeltisinin derişimi ($M_{HCl}$) ve hacmi ($V_{HCl}$) verilmiş. Mol sayısını (n) bulmak için molarite formülünü kullanırız: $M = \frac{n}{V}$ veya $n = M \times V$.

Bize verilenler: HCl derişimi ($M_{HCl}$) = $0,1 \text{ M}$ ve HCl hacmi ($V_{HCl}$) = $100 \text{ mL}$.

Hacmi litreye çevirmeyi unutmayalım: $100 \text{ mL} = 0,1 \text{ L}$.

Şimdi HCl'nin mol sayısını hesaplayalım:

$n_{HCl} = M_{HCl} \times V_{HCl}$

$n_{HCl} = 0,1 \text{ M} \times 0,1 \text{ L}$

$n_{HCl} = 0,01 \text{ mol}$

Demek ki, elimizde $0,01 \text{ mol}$ HCl bulunmaktadır.

• Adım 3: Nötralleşme İçin Gerekli NaOH Mol Sayısını Belirleyelim

Adım 1'de gördüğümüz gibi, HCl ve NaOH 1:1 oranında tepkimeye girer. Bu, HCl'yi tamamen nötralleştirmek için eşit mol sayıda NaOH'ye ihtiyacımız olduğu anlamına gelir.

$n_{NaOH} = n_{HCl}$

$n_{NaOH} = 0,01 \text{ mol}$

Yani, $0,01 \text{ mol}$ NaOH kullanmamız gerekiyor.

• Adım 4: Gerekli NaOH Çözeltisinin Hacmini Hesaplayalım

Şimdi elimizdeki NaOH çözeltisinin derişimini ($M_{NaOH}$) ve ihtiyacımız olan mol sayısını ($n_{NaOH}$) biliyoruz. Molarite formülünü kullanarak NaOH'nin hacmini ($V_{NaOH}$) bulabiliriz: $M = \frac{n}{V}$ formülünden $V = \frac{n}{M}$.

Bize verilenler: NaOH derişimi ($M_{NaOH}$) = $0,2 \text{ M}$ ve gerekli NaOH mol sayısı ($n_{NaOH}$) = $0,01 \text{ mol}$.

Şimdi NaOH'nin hacmini hesaplayalım:

$V_{NaOH} = \frac{n_{NaOH}}{M_{NaOH}}$

$V_{NaOH} = \frac{0,01 \text{ mol}}{0,2 \text{ M}}$

$V_{NaOH} = 0,05 \text{ L}$

Soruda hacim mL cinsinden istendiği için, bu değeri tekrar mL'ye çevirelim: $0,05 \text{ L} = 50 \text{ mL}$.

Sonuç olarak, $0,1 \text{ M}$ $100 \text{ mL}$ HCl çözeltisini tamamen nötralleştirmek için $0,2 \text{ M}$ NaOH çözeltisinden $50 \text{ mL}$ kullanmalıyız.

Cevap A seçeneğidir.