Bir araştırmacı, farklı meyve sularının pH değerlerini karşılaştırmaktadır. Portakal suyunun pH'ı 3,5, domates suyunun pH'ı 4,5'tir.
Buna göre portakal suyunun H+ iyonu derişimi, domates suyunun H+ iyonu derişiminden kaç kat fazladır?
A) 1,29 kat
B) 10 kat
C) 100 kat
D) 1000 kat
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bugün sizlerle pH kavramını ve hidrojen iyonu derişimi arasındaki ilişkiyi kullanarak bir problem çözeceğiz. Bu tür sorular, kimya derslerinde asitlik-bazlık konusunu anlamak için çok önemlidir. Hazırsanız, adım adım ilerleyelim!
- Adım 1: pH Tanımını Hatırlayalım
- pH, bir çözeltinin asitlik veya bazlık derecesini gösteren bir ölçektir. Matematiksel olarak, hidrojen iyonu derişiminin ($[H^+]$) negatif logaritması olarak tanımlanır. Yani, $pH = -\log[H^+]$ formülüyle ifade edilir. Bu formülden, $[H^+]$ derişimini bulmak için $10^{-pH}$ ifadesini kullanabiliriz.
- Adım 2: Portakal Suyunun $H^+$ İyonu Derişimini Bulalım
- Soruda portakal suyunun pH değeri 3,5 olarak verilmiştir. Yukarıdaki formülü kullanarak portakal suyunun hidrojen iyonu derişimini hesaplayalım:
- $pH_{portakal} = 3,5$
- $3,5 = -\log[H^+]_{portakal}$
- $\log[H^+]_{portakal} = -3,5$
- Bu durumda, $[H^+]_{portakal} = 10^{-3,5}$ M (Molar) olur.
- Adım 3: Domates Suyunun $H^+$ İyonu Derişimini Bulalım
- Domates suyunun pH değeri ise 4,5 olarak verilmiştir. Aynı şekilde domates suyunun hidrojen iyonu derişimini hesaplayalım:
- $pH_{domates} = 4,5$
- $4,5 = -\log[H^+]_{domates}$
- $\log[H^+]_{domates} = -4,5$
- Bu durumda, $[H^+]_{domates} = 10^{-4,5}$ M (Molar) olur.
- Adım 4: Derişimler Arasındaki Oranı Hesaplayalım
- Soruda bizden portakal suyunun $H^+$ iyonu derişiminin, domates suyunun $H^+$ iyonu derişiminden kaç kat fazla olduğu isteniyor. Bunu bulmak için portakal suyunun derişimini domates suyunun derişimine böleceğiz:
- $\frac{[H^+]_{portakal}}{[H^+]_{domates}} = \frac{10^{-3,5}}{10^{-4,5}}$
- Üslü sayılarda bölme işlemi yaparken tabanlar aynıysa üsler çıkarılır: $a^m / a^n = a^{m-n}$
- $\frac{10^{-3,5}}{10^{-4,5}} = 10^{(-3,5) - (-4,5)}$
- $= 10^{-3,5 + 4,5}$
- $= 10^{1,0}$
- $= 10$
- Yani, portakal suyunun $H^+$ iyonu derişimi, domates suyunun $H^+$ iyonu derişiminden 10 kat fazladır.
Gördüğünüz gibi, pH değeri 1 birim azaldığında (yani çözelti daha asidik olduğunda), $H^+$ iyonu derişimi 10 kat artar. Bu, pH ölçeğinin logaritmik olmasının bir sonucudur.
Cevap B seçeneğidir.
