Fenolftalein indikatörünün pH aralığı 8,2-10,0 iken metil oranjın pH aralığı 3,1-4,4'tür. Bir çözeltiye önce fenolftalein damlatıldığında renksiz, ardından metil oranj damlatıldığında sarı renk gözleniyor. Bu çözeltinin pH'ı için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) pH < 3,1Bu soruyu çözmek için, her bir indikatörün renk değişim aralığını ve gözlemlenen renkleri dikkatlice değerlendirmemiz gerekiyor. İndikatörler, bir çözeltinin pH değerini belirlememize yardımcı olan kimyasal maddelerdir.
Fenolftalein indikatörünün pH aralığı $8,2-10,0$ olarak verilmiştir. Bu aralık, indikatörün renk değiştirdiği pH değerlerini gösterir. Bu aralığın altında (yani pH $ < 8,2$ olduğunda) fenolftalein renksizdir. Bu aralığın üstünde (yani pH $ > 10,0$ olduğunda) veya aralık içinde (pH $8,2 - 10,0$ arasında) pembe/kırmızı renk alır.
Soruda, çözeltiye fenolftalein damlatıldığında renksiz olduğu belirtilmiştir. Bu durum, çözeltinin pH değerinin fenolftaleinin alt eşik değerinden daha düşük olması gerektiğini gösterir.
Bu nedenle, çözeltinin pH değeri $ < 8,2$ olmalıdır.
Metil oranj indikatörünün pH aralığı $3,1-4,4$ olarak verilmiştir. Bu aralığın altında (yani pH $ < 3,1$ olduğunda) metil oranj kırmızı renktedir. Bu aralığın üstünde (yani pH $ > 4,4$ olduğunda) metil oranj sarı renktedir. Bu aralık içinde (pH $3,1 - 4,4$ arasında) ise turuncu bir renk gözlenir.
Soruda, çözeltiye metil oranj damlatıldığında sarı renk gözlendiği belirtilmiştir. Bu durum, çözeltinin pH değerinin metil oranjın üst eşik değerinden daha yüksek olması gerektiğini gösterir.
Bu nedenle, çözeltinin pH değeri $ > 4,4$ olmalıdır.
Şimdi her iki indikatörden elde ettiğimiz pH aralıklarını birleştirelim:
Fenolftalein'e göre: pH $ < 8,2$
Metil oranj'a göre: pH $ > 4,4$
Bu iki koşulun aynı anda sağlanabilmesi için, çözeltinin pH değeri hem $4,4$'ten büyük hem de $8,2$'den küçük olmalıdır.
Yani, çözeltinin pH değeri $4,4 < \text{pH} < 8,2$ aralığında olmalıdır.
Bulduğumuz $4,4 < \text{pH} < 8,2$ aralığını seçeneklerle karşılaştıralım:
A) pH $ < 3,1$ (Yanlış, çünkü pH $ > 4,4$ olmalı)
B) $3,1 < \text{pH} < 8,2$ (Bu aralık, bizim bulduğumuz $4,4 < \text{pH} < 8,2$ aralığını kapsar ve bu koşulları sağlar. Örneğin, pH $5,0$ veya pH $7,0$ bu aralığa girer ve her iki indikatörün gözlemini doğrular.)
C) $8,2 < \text{pH} < 10,0$ (Yanlış, çünkü pH $ < 8,2$ olmalı)
D) pH $ > 10,0$ (Yanlış, çünkü pH $ < 8,2$ olmalı)
B seçeneği, bizim belirlediğimiz $4,4 < \text{pH} < 8,2$ aralığını içeren ve doğru olan tek seçenektir. Çünkü $4,4 < \text{pH} < 8,2$ aralığı, $3,1 < \text{pH} < 8,2$ aralığının bir alt kümesidir. Yani, eğer pH $4,4$ ile $8,2$ arasındaysa, kesinlikle $3,1$ ile $8,2$ arasındadır.
Cevap B seçeneğidir.
