Limondan elde edilen bir çözeltinin pH'ı 2.3 olarak ölçülmüştür. Bu çözeltiye belirli miktarda su eklenerek seyreltiliyor ve pH değeri 3.3'e çıkıyor.
Bu işlem sonucunda çözeltideki H+ iyon derişimi nasıl değişmiştir?
Bu soruda, bir çözeltinin pH değerindeki değişimden yola çıkarak hidrojen iyonu derişiminin nasıl değiştiğini bulacağız. pH kavramını ve logaritma bilgisini kullanarak bu soruyu kolayca çözebiliriz.
Öncelikle, pH değerinin tanımını hatırlayalım. pH, bir çözeltideki hidrojen iyonu derişiminin ($[H^+]$) negatif logaritmasıdır:
$pH = -\log[H^+]$
Bu formülü kullanarak, hidrojen iyonu derişimini ($[H^+]$) pH cinsinden ifade edebiliriz:
$[H^+] = 10^{-pH}$
Şimdi, başlangıçtaki pH değerini kullanarak ilk hidrojen iyonu derişimini ($[H^+]_1$) bulalım. Başlangıç pH'ı $2.3$ olarak verilmiştir:
$[H^+]_1 = 10^{-2.3}$
Daha sonra çözeltiye su eklenerek seyreltildiğinde pH değeri $3.3$'e yükselmiştir. Bu yeni pH değerini kullanarak son hidrojen iyonu derişimini ($[H^+]_2$) bulalım:
$[H^+]_2 = 10^{-3.3}$
Şimdi, hidrojen iyonu derişiminin nasıl değiştiğini bulmak için son derişimi ilk derişime oranlayabiliriz:
Değişim Oranı $= \frac{[H^+]_2}{[H^+]_1} = \frac{10^{-3.3}}{10^{-2.3}}$
Üslü sayılar kuralına göre, tabanlar aynı olduğunda bölme işleminde üsler çıkarılır:
Değişim Oranı $= 10^{(-3.3) - (-2.3)} = 10^{-3.3 + 2.3} = 10^{-1.0}$
Bu da demektir ki:
Değişim Oranı $= 10^{-1} = \frac{1}{10}$
Yani, son hidrojen iyonu derişimi, başlangıçtaki hidrojen iyonu derişiminin $\frac{1}{10}$'u kadardır. Başka bir deyişle, hidrojen iyonu derişimi $10$ kat azalmıştır.
Genel bir kural olarak, pH değeri $1$ birim arttığında (örneğin $2.3$'ten $3.3$'e), çözeltinin asitliği azalır ve $H^+$ iyon derişimi $10$ kat azalır. Eğer pH değeri $1$ birim azalsaydı, $H^+$ iyon derişimi $10$ kat artardı.
Cevap B seçeneğidir.
