pH değeri 2 olan 100 mL HCl çözeltisi ile pH değeri 12 olan 100 mL NaOH çözeltisi karıştırılıyor. Oluşan yeni çözelti ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Turnusol kağıdını kırmızıya boyar
B) Elektrik iletkenliği artar
C) pH değeri 7'den büyüktür
D) Nötrleşme tepkimesi gerçekleşir
Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için adım adım ilerleyelim ve kimyasal hesaplamalarımızı dikkatlice yapalım. Bir asit ve bir baz çözeltisi karıştırıldığında neler olduğunu anlamak, kimyanın temel konularından biridir.
- 1. HCl çözeltisindeki $H^+$ iyon derişimini ve mol sayısını bulalım:
- pH değeri 2 olarak verilmiş. pH tanımına göre, $pH = -\log[H^+]$ olduğundan, $[H^+] = 10^{-pH}$ formülünü kullanırız.
- Bu durumda, $[H^+] = 10^{-2}$ M olur.
- Çözeltinin hacmi 100 mL, yani $0.1$ L'dir.
- Mol sayısı = Derişim $\times$ Hacim (L) formülünden, $H^+$ iyonlarının mol sayısı: $10^{-2} \text{ mol/L} \times 0.1 \text{ L} = 10^{-3}$ mol olur.
- 2. NaOH çözeltisindeki $OH^-$ iyon derişimini ve mol sayısını bulalım:
- pH değeri 12 olarak verilmiş. Bazik çözeltilerde önce pOH değerini buluruz: $pH + pOH = 14$.
- Bu durumda, $pOH = 14 - 12 = 2$ olur.
- pOH tanımına göre, $pOH = -\log[OH^-]$ olduğundan, $[OH^-] = 10^{-pOH}$ formülünü kullanırız.
- Bu durumda, $[OH^-] = 10^{-2}$ M olur.
- Çözeltinin hacmi 100 mL, yani $0.1$ L'dir.
- Mol sayısı = Derişim $\times$ Hacim (L) formülünden, $OH^-$ iyonlarının mol sayısı: $10^{-2} \text{ mol/L} \times 0.1 \text{ L} = 10^{-3}$ mol olur.
- 3. Karışım sonucunu değerlendirelim:
- HCl'den gelen $H^+$ iyonlarının mol sayısı $10^{-3}$ mol.
- NaOH'tan gelen $OH^-$ iyonlarının mol sayısı $10^{-3}$ mol.
- Asit-baz tepkimesi $H^+(aq) + OH^-(aq) \rightarrow H_2O(l)$ şeklindedir.
- Gördüğümüz gibi, $H^+$ ve $OH^-$ iyonlarının mol sayıları birbirine eşittir. Bu, tam bir nötrleşme gerçekleştiği anlamına gelir.
- Tam nötrleşme sonucunda çözeltinin pH değeri $7$ olur.
- 4. Seçenekleri değerlendirelim:
- A) Turnusol kağıdını kırmızıya boyar: Kırmızı renk asidik çözeltileri (pH < 7) gösterir. Bizim çözeltimiz nötr (pH = 7) olduğu için bu ifade yanlıştır. Nötr çözeltiler turnusolu yeşil veya mor renge çevirir (kullanılan turnusol kağıdının türüne göre).
- B) Elektrik iletkenliği artar: Nötrleşme tepkimesi sırasında $H^+$ ve $OH^-$ iyonları birleşerek su oluşturur. Bu, çözeltideki serbest iyon derişiminin azalmasına neden olur. Dolayısıyla, elektrik iletkenliği genellikle azalır veya nötrleşme noktasına ulaşıldığında minimuma iner. Bu ifade, "artar" dediği için yanlıştır. Ancak çözeltide hala $Na^+$ ve $Cl^-$ gibi seyirci iyonlar bulunduğundan, saf suya göre elektrik iletkenliği olacaktır, ama "artar" ifadesi genel olarak doğru değildir.
- C) pH değeri 7'den büyüktür: pH değeri tam olarak 7 olduğu için bu ifade yanlıştır. pH değeri 7'den büyük olması bazik bir çözelti anlamına gelir.
- D) Nötrleşme tepkimesi gerçekleşir: Bir asit (HCl) ve bir baz (NaOH) karıştırıldığında, aralarında kimyasal bir tepkime meydana gelir ve bu tepkimeye nötrleşme tepkimesi denir. Bu tepkime sonucunda tuz (NaCl) ve su ($H_2O$) oluşur. Mol sayıları eşit olduğu için tam bir nötrleşme gerçekleşmiştir. Bu ifade kesinlikle doğrudur.
Cevap D seçeneğidir.
