Asit baz tepkimeleri (Nötralleşme) Test 2

pH değeri 2 olan bir asit çözeltisi ile pH değeri 12 olan bir baz çözeltisi eşit hacimlerde karıştırılıyor. Oluşan karışımın pH değeri için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A) 7'den küçüktür
B) 7'den büyüktür
C) 7'ye eşittir
D) Önceden tahmin edilemez

Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için pH ve pOH kavramlarını, asit ve bazların derişimlerini ve nötralleşme tepkimesini adım adım inceleyelim.

• Adım 1: Asit çözeltisinin $H^+$ iyon derişimini bulalım.

  pH değeri, bir çözeltideki hidrojen iyonu ($H^+$) derişiminin negatif logaritmasıdır. Yani, $pH = -\log[H^+]$ veya $[H^+] = 10^{-pH}$ şeklinde ifade edilir.

  Bize verilen asit çözeltisinin pH değeri 2 olduğuna göre, $H^+$ iyon derişimi şu şekildedir:

  $[H^+] = 10^{-2}$ M

• Adım 2: Baz çözeltisinin $OH^-$ iyon derişimini bulalım.

  pH ve pOH değerleri arasında $pH + pOH = 14$ ilişkisi vardır. Baz çözeltisinin pH değeri 12 olduğuna göre, pOH değerini bulabiliriz:

  $pOH = 14 - pH = 14 - 12 = 2$

  pOH değeri, bir çözeltideki hidroksit iyonu ($OH^-$) derişiminin negatif logaritmasıdır. Yani, $pOH = -\log[OH^-]$ veya $[OH^-] = 10^{-pOH}$ şeklinde ifade edilir.

  Baz çözeltisinin pOH değeri 2 olduğuna göre, $OH^-$ iyon derişimi şu şekildedir:

  $[OH^-] = 10^{-2}$ M

• Adım 3: Karışımın nötralleşme durumunu değerlendirelim.

  Asit çözeltisinden gelen $H^+$ iyon derişimi $10^{-2}$ M ve baz çözeltisinden gelen $OH^-$ iyon derişimi de $10^{-2}$ M'dir.

  Soruda, bu iki çözeltinin eşit hacimlerde karıştırıldığı belirtilmiştir. Eşit hacimlerde karıştırıldığında ve başlangıç derişimleri de eşit olduğunda, karışımdaki $H^+$ iyon mol sayısı ile $OH^-$ iyon mol sayısı birbirine eşit olacaktır.

  Örneğin, her iki çözeltiden de $V$ litre aldığımızı varsayalım. Bu durumda, asitten gelen $H^+$ mol sayısı $10^{-2} \times V$ mol olurken, bazdan gelen $OH^-$ mol sayısı da $10^{-2} \times V$ mol olacaktır. Gördüğümüz gibi, $H^+$ ve $OH^-$ iyonlarının mol sayıları eşittir.

• Adım 4: Karışımın son pH değerini belirleyelim.

  Asit ve baz karıştırıldığında, $H^+$ iyonları ile $OH^-$ iyonları tepkimeye girerek suyu oluşturur (nötralleşme tepkimesi):

  $H^+(aq) + OH^-(aq) \to H_2O(l)$

  Eşit mol sayısında $H^+$ ve $OH^-$ iyonu bulunduğundan, bu iyonlar birbirini tamamen nötralize eder. Yani, karışımda ne fazla $H^+$ ne de fazla $OH^-$ iyonu kalır. Bu durumda, oluşan çözelti nötr özellik gösterir.

  Nötr çözeltilerin pH değeri 7'ye eşittir.

Bu nedenle, oluşan karışımın pH değeri 7 olacaktır.

Cevap C seçeneğidir.