Nötralleşme tepkimesi örnekleri Test 2

pH'ı 2 olan 200 mL HCl çözeltisi ile pH'ı 12 olan 50 mL KOH çözeltisi karıştırılıyor.
Oluşan karışımın pH değeri ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A) Karışımın pH'ı 7'den küçüktür
B) Karışımın pH'ı 7'dir
C) Karışımın pH'ı 7'den büyüktür
D) Karışım nötr değildir ve asidiktir

Merhaba öğrenciler, bu soruyu adım adım çözerek karışımın pH değerini nasıl bulacağımızı öğrenelim.

• Adım 1: HCl çözeltisindeki $H^+$ iyonu miktarını bulalım.
• pH değeri 2 olan bir HCl çözeltisi için $[H^+] = 10^{-2} M$ demektir.
• Çözeltinin hacmi 200 mL yani 0.2 L olduğuna göre, $H^+$ iyonunun mol sayısı: $mol_{H^+} = [H^+] \times V = 10^{-2} M \times 0.2 L = 2 \times 10^{-3} mol$
• Adım 2: KOH çözeltisindeki $OH^-$ iyonu miktarını bulalım.
• pH değeri 12 olan bir KOH çözeltisi için pOH değerini bulalım: $pOH = 14 - pH = 14 - 12 = 2$
• $[OH^-] = 10^{-2} M$
• Çözeltinin hacmi 50 mL yani 0.05 L olduğuna göre, $OH^-$ iyonunun mol sayısı: $mol_{OH^-} = [OH^-] \times V = 10^{-2} M \times 0.05 L = 0.5 \times 10^{-3} mol$
• Adım 3: Nötrleşme reaksiyonu sonrası kalan $H^+$ iyonu miktarını bulalım.
• $H^+$ ve $OH^-$ iyonları reaksiyona girerek suyu oluşturur: $H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$
• Kalan $H^+$ iyonu mol sayısı: $mol_{H^+_{kalan}} = mol_{H^+} - mol_{OH^-} = 2 \times 10^{-3} mol - 0.5 \times 10^{-3} mol = 1.5 \times 10^{-3} mol$
• Adım 4: Karışımın toplam hacmini ve $H^+$ iyonu konsantrasyonunu bulalım.
• Toplam hacim: $V_{toplam} = 200 mL + 50 mL = 250 mL = 0.25 L$
• $[H^+] = \frac{mol_{H^+_{kalan}}}{V_{toplam}} = \frac{1.5 \times 10^{-3} mol}{0.25 L} = 6 \times 10^{-3} M$
• Adım 5: Karışımın pH değerini hesaplayalım.
• $pH = -log[H^+] = -log(6 \times 10^{-3}) \approx 2.22$
• Adım 6: Sonucu yorumlayalım.
• pH değeri 2.22 olan bir çözelti asidiktir ve pH'ı 7'den küçüktür.

Cevap A seçeneğidir.