Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, farklı asit ve baz çiftlerinin nötralleşme tepkimesi sonucu oluşan tuzların sulu çözeltilerinin pH değerlerini inceleyeceğiz. Bir tuzun sulu çözeltisinin nötr, asidik veya bazik olup olmadığını anlamak için, tuzu oluşturan asit ve bazın kuvvetli mi yoksa zayıf mı olduğuna bakmamız gerekir.
- Kuvvetli Asit + Kuvvetli Baz: Bu tür asit ve bazların tepkimesi sonucu oluşan tuzlar, sulu çözeltilerinde hidrolize uğramazlar (yani su ile tepkimeye girmezler). Bu nedenle, bu tuzların sulu çözeltileri nötr olur (pH = 7).
- Kuvvetli Asit + Zayıf Baz: Bu tür asit ve bazların tepkimesi sonucu oluşan tuzların katyonu (zayıf bazdan gelen kısım) hidrolize uğrar ve $H_3O^+$ iyonları oluşturur. Bu nedenle, bu tuzların sulu çözeltileri asidik olur (pH < 7).
- Zayıf Asit + Kuvvetli Baz: Bu tür asit ve bazların tepkimesi sonucu oluşan tuzların anyonu (zayıf asitten gelen kısım) hidrolize uğrar ve $OH^-$ iyonları oluşturur. Bu nedenle, bu tuzların sulu çözeltileri bazik olur (pH > 7).
- Zayıf Asit + Zayıf Baz: Bu tür asit ve bazların tepkimesi sonucu oluşan tuzlarda hem katyon hem de anyon hidrolize uğrar. Çözeltinin pH değeri, zayıf asidin $K_a$ değeri ile zayıf bazın $K_b$ değerinin göreceli büyüklüğüne bağlıdır. Eğer $K_a > K_b$ ise çözelti asidik, $K_b > K_a$ ise bazik, $K_a \approx K_b$ ise çözelti yaklaşık olarak nötr olur. Ancak, bu tür tuzlar her zaman bir miktar hidrolize uğradığı için, kuvvetli asit-kuvvetli baz tuzları gibi "tamamen nötr" kabul edilmezler.
Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) HCl - NaOH:
- $HCl$ (Hidroklorik asit) kuvvetli bir asittir.
- $NaOH$ (Sodyum hidroksit) kuvvetli bir bazdır.
- Bu ikisinin tepkimesiyle oluşan tuz $NaCl$ (sodyum klorür)'dür. $NaCl$ sulu çözeltisi nötrdür.
- B) $H_2SO_4$ - KOH:
- $H_2SO_4$ (Sülfürik asit) kuvvetli bir asittir.
- $KOH$ (Potasyum hidroksit) kuvvetli bir bazdır.
- Bu ikisinin tepkimesiyle oluşan tuz $K_2SO_4$ (potasyum sülfat)'tür. $K_2SO_4$ sulu çözeltisi nötrdür.
- C) $HNO_3$ - $Ba(OH)_2$:
- $HNO_3$ (Nitrik asit) kuvvetli bir asittir.
- $Ba(OH)_2$ (Baryum hidroksit) kuvvetli bir bazdır.
- Bu ikisinin tepkimesiyle oluşan tuz $Ba(NO_3)_2$ (baryum nitrat)'tür. $Ba(NO_3)_2$ sulu çözeltisi nötrdür.
- D) $CH_3COOH$ - $NH_3$:
- $CH_3COOH$ (Asetik asit) zayıf bir asittir.
- $NH_3$ (Amonyak) zayıf bir bazdır.
- Bu ikisinin tepkimesiyle oluşan tuz $CH_3COONH_4$ (amonyum asetat)'tır. Bu tuz, zayıf bir asit ve zayıf bir bazdan oluştuğu için hem asetat iyonu ($CH_3COO^-$) hem de amonyum iyonu ($NH_4^+$) suda hidrolize uğrar.
- $CH_3COO^-(aq) + H_2O(l) \rightleftharpoons CH_3COOH(aq) + OH^-(aq)$ (bazik hidroliz)
- $NH_4^+(aq) + H_2O(l) \rightleftharpoons NH_3(aq) + H_3O^+(aq)$ (asidik hidroliz)
- Asetik asidin $K_a$ değeri yaklaşık $1.8 \times 10^{-5}$ ve amonyağın $K_b$ değeri yaklaşık $1.8 \times 10^{-5}$'tir. Bu değerler birbirine çok yakın olduğu için, amonyum asetat çözeltisinin pH'ı yaklaşık olarak 7'ye çok yakındır. Ancak, hidroliz tepkimeleri gerçekleştiği için, bu çözelti kuvvetli asit-kuvvetli baz tuzları gibi "tamamen nötr" kabul edilmez. Soru "nötr olmaz" dediği için, hidroliz gerçekleşen bu tuzun çözeltisi diğer seçeneklerdeki gibi kesinlikle nötr değildir.
Sonuç olarak, A, B ve C seçeneklerindeki tuzlar kuvvetli asit ve kuvvetli bazdan oluştuğu için sulu çözeltileri nötrdür. D seçeneğindeki tuz ise zayıf asit ve zayıf bazdan oluştuğu için, her ne kadar pH değeri 7'ye yakın olsa da, hidroliz tepkimeleri nedeniyle kesinlikle nötr değildir.
Cevap D seçeneğidir.
