Lityum (Li), sodyum (Na) ve potasyum (K) elementlerinin su ile reaksiyonları gözlemlendiğinde;
I. Tepkime şiddeti
II. Açığa çıkan gaz miktarı
III. Oluşan çözeltinin pH değeri
niceliklerinden hangileri artar?
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, periyodik tabloda aynı grupta yer alan lityum (Li), sodyum (Na) ve potasyum (K) elementlerinin su ile tepkimelerini inceliyoruz. Bu elementler, 1A grubunda (alkali metaller) yer alır ve grup içinde yukarıdan aşağıya doğru inildikçe reaktiflikleri artar. Şimdi her bir niceliği adım adım değerlendirelim:
Li, Na ve K elementleri, periyodik tabloda 1A grubunda (alkali metaller) bulunur. Bu grupta yukarıdan aşağıya doğru inildikçe atom çapı artar, değerlik elektronu çekirdekten daha uzaklaşır ve çekirdeğin çekim gücü azalır. Bu durum, elektron verme eğilimini artırır. Dolayısıyla, Li'den K'ye doğru inildikçe elementlerin reaktifliği (tepkimeye girme isteği) artar. K, Li ve Na'dan daha reaktiftir.
Elementlerin reaktifliği arttıkça, su ile olan tepkimeleri de daha şiddetli gerçekleşir. K, Na'dan; Na ise Li'den daha reaktif olduğu için, su ile tepkime şiddeti Li < Na < K şeklinde artar. Örneğin, lityum su üzerinde yavaşça yüzerken, sodyum daha hızlı hareket eder ve alev alabilir; potasyum ise su ile temas ettiğinde anında şiddetli bir patlama ve alevlenme ile tepkimeye girer.
Bu nedenle, tepkime şiddeti artar.
Alkali metallerin su ile genel tepkime denklemi şu şekildedir:
$2M(s) + 2H_2O(l) \rightarrow 2MOH(aq) + H_2(g)$
Burada 'M' alkali metali temsil eder. Tepkime sonucunda hidrojen gazı ($H_2$) açığa çıkar. Tepkime şiddeti arttıkça, aynı süre içinde veya aynı miktardaki metalin daha hızlı tükenmesiyle daha fazla hidrojen gazı oluşur ve gözlemlenen gaz çıkışı daha belirgin hale gelir. Daha reaktif olan K, Na ve Li'ye göre suyu daha hızlı ve şiddetli bir şekilde parçalayarak daha hızlı ve daha fazla miktarda gaz çıkışına neden olur.
Bu nedenle, açığa çıkan gaz miktarı artar.
Tepkime sonucunda alkali metal hidroksitler ($MOH$) oluşur. Örneğin, $LiOH$, $NaOH$, $KOH$. Bu bileşiklerin hepsi kuvvetli bazlardır. Eğer eşit mol sayısında metal tepkimeye girerse, eşit mol sayısında baz oluşur ve oluşan çözeltilerin pH değerleri birbirine çok yakın ve yüksek olur. Eğer eşit kütlede (gram) metal tepkimeye girerse, mol kütlesi daha küçük olan Li, daha fazla mol baz oluşturacağı için LiOH çözeltisinin pH değeri daha yüksek olabilir. Bu durumda pH değeri Li'den K'ye doğru azalır.
Ancak, genel olarak reaktifliğin artması, oluşan bazın "daha kuvvetli" olduğu anlamına gelmez; hepsi zaten kuvvetli bazdır. Dolayısıyla, Li'den K'ye doğru inildikçe oluşan çözeltinin pH değerinin belirgin bir şekilde "arttığı" söylenemez. Genellikle ya benzer kalır (eşit mol için) ya da azalır (eşit kütle için).
Bu nedenle, oluşan çözeltinin pH değeri artmaz.
Sonuç olarak, Li'den K'ye doğru inildikçe tepkime şiddeti ve açığa çıkan gaz miktarı artarken, oluşan çözeltinin pH değeri artmaz.
Cevap C seçeneğidir.
