Asit baz tepkimeleri (Nötralleşme) nedir Test 1

pH değeri 1 olan 50 mL H₂SO₄ çözeltisini nötralleştirmek için pH değeri 13 olan KOH çözeltisinden kaç mL gereklidir?

A) 25 mL
B) 50 mL
C) 100 mL
D) 200 mL

Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, bir asit çözeltisini bir baz çözeltisiyle nötrallemek için gereken baz miktarını bulacağız. Nötralleşme tepkimeleri, kimyanın temel konularından biridir ve günlük hayatta da birçok uygulaması vardır. Adım adım ilerleyerek bu soruyu kolayca çözeceğiz.

• 1. Adım: H₂SO₄ Çözeltisinin Konsantrasyonunu Bulalım

  Bize $H_2SO_4$ çözeltisinin $pH$ değeri $1$ olarak verilmiş. $pH$ değeri, çözeltideki hidrojen iyonu ($H^+$) konsantrasyonunu gösterir. $pH$ ile $[H^+]$ arasındaki ilişki şöyledir:

  $[H^+] = 10^{-pH}$

  Bu durumda, $[H^+] = 10^{-1}$ M olur.

  $H_2SO_4$ kuvvetli bir asittir ve suda tamamen iyonlaşır. Ancak dikkat etmemiz gereken önemli bir nokta, $H_2SO_4$'ün diprotik bir asit olmasıdır, yani her bir $H_2SO_4$ molekülü iki adet $H^+$ iyonu verir:

  $H_2SO_4 \rightarrow 2H^+ + SO_4^{2-}$

  Bu nedenle, çözeltideki $[H^+]$ konsantrasyonu, $H_2SO_4$ çözeltisinin molar konsantrasyonunun iki katıdır:

  $[H^+] = 2 \times [H_2SO_4]$

  Buradan $H_2SO_4$ çözeltisinin molar konsantrasyonunu bulabiliriz:

  $[H_2SO_4] = \frac{[H^+]}{2} = \frac{10^{-1} \text{ M}}{2} = \frac{0.1 \text{ M}}{2} = 0.05 \text{ M}$

• 2. Adım: KOH Çözeltisinin Konsantrasyonunu Bulalım

  Bize $KOH$ çözeltisinin $pH$ değeri $13$ olarak verilmiş. $KOH$ kuvvetli bir bazdır. Baz çözeltileri için önce $pOH$ değerini bulmak daha kolaydır. $pH$ ve $pOH$ arasındaki ilişki şöyledir:

  $pH + pOH = 14$

  Bu durumda, $pOH = 14 - pH = 14 - 13 = 1$ olur.

  $pOH$ değeri, çözeltideki hidroksit iyonu ($OH^-$) konsantrasyonunu gösterir. $pOH$ ile $[OH^-]$ arasındaki ilişki şöyledir:

  $[OH^-] = 10^{-pOH}$

  Bu durumda, $[OH^-] = 10^{-1}$ M olur.

  $KOH$ kuvvetli bir bazdır ve suda tamamen iyonlaşır. Her bir $KOH$ molekülü bir adet $OH^-$ iyonu verir:

  $KOH \rightarrow K^+ + OH^-$

  Bu nedenle, çözeltideki $[OH^-]$ konsantrasyonu, $KOH$ çözeltisinin molar konsantrasyonuna eşittir:

  $[KOH] = [OH^-] = 10^{-1} \text{ M} = 0.1 \text{ M}$

• 3. Adım: Nötralleşme Denklemini Uygulayalım

  Nötralleşme tepkimelerinde, asitten gelen $H^+$ iyonlarının mol sayısı, bazdan gelen $OH^-$ iyonlarının mol sayısına eşit olmalıdır. Bu durumu ifade eden genel formül şöyledir:

  $M_a \times V_a \times a = M_b \times V_b \times b$

  • $M_a$: Asidin molar konsantrasyonu ($[H_2SO_4] = 0.05 \text{ M}$)
  • $V_a$: Asidin hacmi ($50 \text{ mL}$)
  • $a$: Asidin tesir değerliği (bir molekülün verdiği $H^+$ iyonu sayısı, $H_2SO_4$ için $2$)
  • $M_b$: Bazın molar konsantrasyonu ($[KOH] = 0.1 \text{ M}$)
  • $V_b$: Bazın hacmi (bilinmeyen, bulmak istediğimiz değer)
  • $b$: Bazın tesir değerliği (bir molekülün verdiği $OH^-$ iyonu sayısı, $KOH$ için $1$)

  Şimdi bildiğimiz değerleri formülde yerine koyalım:

  $(0.05 \text{ M}) \times (50 \text{ mL}) \times (2) = (0.1 \text{ M}) \times (V_b) \times (1)$

• 4. Adım: Gerekli KOH Hacmini Hesaplayalım

  Denklemi çözerek $V_b$ değerini bulalım:

  $0.05 \times 50 \times 2 = 0.1 \times V_b \times 1$

  $5 = 0.1 \times V_b$

  $V_b = \frac{5}{0.1}$

  $V_b = 50 \text{ mL}$

  Yani, $50 \text{ mL}$ $H_2SO_4$ çözeltisini nötralleştirmek için $50 \text{ mL}$ $KOH$ çözeltisi gereklidir.

Cevap B seçeneğidir.