pKa ve pKb nedir Test 2

Zayıf bir asit olan HA'nın 0,1 M'lık çözeltisinin pH'ı 3,00 olarak ölçülüyor. Buna göre HA asidinin pKa değeri kaçtır?

A) 1,00
B) 3,00
C) 4,00
D) 5,00

Zayıf bir asidin pKa değerini bulmak için öncelikle asidin iyonlaşma dengesini ve bu dengeye ait derişimleri belirlememiz gerekir. Ardından asitlik sabiti ($K_a$) hesaplanır ve son olarak pKa değerine ulaşılır.

• Adım 1: Hidrojen iyonu derişimini ($[H^+]$) belirleyelim.

  Soruda çözeltinin pH değeri $3.00$ olarak verilmiştir. pH tanımına göre, hidrojen iyonu derişimi aşağıdaki formülle bulunur:

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

  Verilen pH değerini yerine koyarsak:

  $[H^+] = 10^{-3.00} \, M$

  Bu, dengedeki hidrojen iyonu derişimidir.

• Adım 2: HA asidinin denge tepkimesini ve denge derişimlerini yazalım.

  HA zayıf asidi suda aşağıdaki gibi iyonlaşır:

  $HA(aq) \rightleftharpoons H^+(aq) + A^-(aq)$

  Başlangıç derişimleri ve dengedeki derişimleri bir tablo ile düşünebiliriz:

  • Başlangıç: $[HA] = 0.1 \, M$, $[H^+] \approx 0 \, M$, $[A^-] = 0 \, M$
  • Değişim: $-x$, $+x$, $+x$
  • Denge: $[HA] = 0.1 - x$, $[H^+] = x$, $[A^-] = x$

  Adım 1'de bulduğumuz $[H^+]$ değeri, dengedeki $x$ değerine eşittir. Yani $x = 10^{-3} \, M$.

  Bu durumda dengedeki derişimler:

  • $[H^+] = 10^{-3} \, M$
  • $[A^-] = 10^{-3} \, M$ (Çünkü HA'nın iyonlaşmasıyla eşit miktarda $H^+$ ve $A^-$ oluşur.)
  • $[HA] = 0.1 \, M - 10^{-3} \, M = 0.1 \, M - 0.001 \, M = 0.099 \, M$
• Adım 3: Asitlik sabiti ($K_a$) değerini hesaplayalım.

  Zayıf asitler için asitlik sabiti ($K_a$) ifadesi aşağıdaki gibidir:

  $K_a = \frac{[H^+][A^-]}{[HA]}$

  Dengede bulduğumuz derişimleri bu formülde yerine koyalım:

  $K_a = \frac{(10^{-3})(10^{-3})}{0.099}$

  $K_a = \frac{10^{-6}}{0.099}$

  $K_a \approx 1.01 \times 10^{-5}$

• Adım 4: pKa değerini hesaplayalım.

  pKa değeri, $K_a$ değerinin negatif logaritmasıdır:

  $pKa = -\log K_a$

  Hesapladığımız $K_a$ değerini yerine koyalım:

  $pKa = -\log (1.01 \times 10^{-5})$

  $pKa \approx -(\log 1.01 + \log 10^{-5})$

  $pKa \approx -(0.004 - 5)$

  $pKa \approx -(-4.996)$

  $pKa \approx 4.996$

  Bu değeri en yakın tam sayıya yuvarladığımızda $5.00$ elde ederiz.

Cevap D seçeneğidir.