pH nasıl hesaplanır (-log[H+]) Test 1

Bir laboratuvarda hazırlanan çözeltinin pH değeri 2 olarak ölçülmüştür. Bu çözeltiye saf su eklenerek seyreltiliyor. Seyreltme sonucunda pH değeri 3 oluyor. Buna göre çözelti kaç kat seyreltilmiştir?

A) 2 kat
B) 5 kat
C) 10 kat
D) 100 kat

Bu soruda, bir çözeltinin pH değerindeki değişimden yola çıkarak ne kadar seyreltildiğini bulacağız. Kimya laboratuvarlarında sıkça karşılaştığımız bir durumdur bu. Adım adım ilerleyelim ve bu konuyu iyice kavrayalım.

• 1. Adım: pH ve Hidrojen İyonu Derişimi Arasındaki İlişkiyi Hatırlayalım

pH değeri, bir çözeltinin asitlik veya bazlık derecesini gösteren bir ölçektir. pH değeri ile hidrojen iyonu derişimi ($[H^+]$) arasında çok önemli bir ilişki vardır:

$pH = -\log[H^+]$

Bu formülü kullanarak, pH değerinden hidrojen iyonu derişimini ($[H^+]$) bulabiliriz. Bunun için formülü yeniden düzenlersek:

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

• 2. Adım: Çözeltinin Başlangıçtaki Hidrojen İyonu Derişimini Bulalım

Soruda başlangıçtaki pH değeri 2 olarak verilmiş. Bu bilgiyi kullanarak başlangıçtaki hidrojen iyonu derişimini hesaplayalım:

$[H^+]_{başlangıç} = 10^{-pH_{başlangıç}}$

$[H^+]_{başlangıç} = 10^{-2}$ M

Bu, çözeltinin başlangıçta litre başına $10^{-2}$ mol hidrojen iyonu içerdiği anlamına gelir.

• 3. Adım: Çözeltinin Seyreltme Sonrasındaki Hidrojen İyonu Derişimini Bulalım

Çözelti seyreltildikten sonra pH değeri 3 olarak ölçülmüş. Şimdi bu yeni pH değerine karşılık gelen hidrojen iyonu derişimini hesaplayalım:

$[H^+]_{son} = 10^{-pH_{son}}$

$[H^+]_{son} = 10^{-3}$ M

Gördüğünüz gibi, pH değeri arttıkça (çözelti daha az asidik hale geldikçe), hidrojen iyonu derişimi azalmıştır. Bu durum, seyreltme ile beklenen bir sonuçtur.

• 4. Adım: Çözeltinin Kaç Kat Seyreltildiğini Hesaplayalım

Seyreltme, bir çözeltinin hacmini artırarak derişimini düşürme işlemidir. Çözeltinin kaç kat seyreltildiğini bulmak için, başlangıçtaki derişimi son derişime oranlarız:

Seyreltme Katı = $\frac{[H^+]_{başlangıç}}{[H^+]_{son}}$

Şimdi bulduğumuz değerleri yerine yazalım:

Seyreltme Katı = $\frac{10^{-2} \text{ M}}{10^{-3} \text{ M}}$

Üslü sayılarda bölme işlemi yaparken tabanlar aynıysa üsler çıkarılır:

Seyreltme Katı = $10^{(-2) - (-3)}$

Seyreltme Katı = $10^{-2 + 3}$

Seyreltme Katı = $10^1$

Seyreltme Katı = $10$ kat

Bu sonuç bize, çözeltinin hacminin 10 katına çıkarıldığını ve dolayısıyla hidrojen iyonu derişiminin 10 kat azaldığını gösterir.

Bu tür sorularda pH ve derişim arasındaki ilişkiyi doğru kurmak çok önemlidir. Unutmayın, pH 1 birim arttığında veya azaldığında, hidrojen iyonu derişimi 10 kat değişir!

Cevap C seçeneğidir.