Kuvvetli asitlerde pH hesaplama Test 2

pH'ı 1 olan H₂SO₄ çözeltisinin derişimi kaç molardır? (H₂SO₄ tamamen iyonlaşır)

A) 0,1 M
B) 0,05 M
C) 0,01 M
D) 0,2 M

Bu soruda, pH değeri verilen bir sülfürik asit ($H_2SO_4$) çözeltisinin derişimini bulmamız isteniyor. Sülfürik asidin kuvvetli bir asit olduğunu ve tamamen iyonlaştığını unutmayalım. Hadi adım adım çözelim:

• Adım 1: pH değerinden hidrojen iyonu derişimini ($[H^+]$) bulma.

  pH, bir çözeltinin asitlik veya bazlık derecesini gösteren bir ölçektir ve hidrojen iyonu derişimi ile aşağıdaki formülle ilişkilidir:

  $pH = -log[H^+]$

  Soruda pH değeri 1 olarak verilmiş. Bu değeri formülde yerine koyalım:

  $1 = -log[H^+]$

  Her iki tarafı da $-1$ ile çarparsak:

  $-1 = log[H^+]$

  Logaritmanın tanımına göre, $[H^+]$ değerini bulmak için $10$ tabanında üslü ifadeye çeviririz:

  $[H^+] = 10^{-1} M$

  Yani, çözeltideki hidrojen iyonu derişimi $0,1$ molardır.

• Adım 2: Sülfürik asidin ($H_2SO_4$) iyonlaşma denklemini yazma.

  Sülfürik asit ($H_2SO_4$) kuvvetli bir asittir ve suda tamamen iyonlaşır. Ayrıca, iki tane hidrojen iyonu ($H^+$) verebilen diprotik bir asittir. İyonlaşma denklemi şu şekildedir:

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

  Bu denklemden de görüldüğü gibi, her 1 mol $H_2SO_4$ iyonlaştığında, 2 mol $H^+$ iyonu oluşur.

• Adım 3: $H_2SO_4$ derişimini hesaplama.

  Yukarıdaki iyonlaşma denklemine göre, $H^+$ iyonu derişimi, $H_2SO_4$ derişiminin iki katıdır. Yani:

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

  Biz Adım 1'de $[H^+]$ değerini $0,1 M$ olarak bulmuştuk. Bu değeri formülde yerine koyalım:

  $0,1 M = 2 \times [H_2SO_4]$

  $[H_2SO_4]$ değerini bulmak için her iki tarafı $2$'ye bölelim:

  $[H_2SO_4] = \frac{0,1 M}{2}$

  $[H_2SO_4] = 0,05 M$

  Buna göre, çözeltinin başlangıçtaki sülfürik asit derişimi $0,05$ molardır.

Bu adımları takip ettiğimizde, pH'ı 1 olan $H_2SO_4$ çözeltisinin derişiminin $0,05$ M olduğunu buluruz.

Cevap B seçeneğidir.