Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda zayıf bir asidin iyonlaşma yüzdesini kullanarak asitlik sabiti ($K_a$) değerini nasıl bulacağımızı adım adım inceleyeceğiz. Zayıf asitler suda kısmen iyonlaşan maddelerdir ve bu dengeyi anlamak kimyada çok önemlidir. Haydi başlayalım!
- 1. Adım: Zayıf Asidin İyonlaşma Denklemini Yazalım
- Zayıf bir asit olan HX'in suda iyonlaşma denklemi bir denge tepkimesi şeklinde yazılır:
- $HX(aq) \rightleftharpoons H^+(aq) + X^-(aq)$
- Bu denklem, HX'in bir kısmının $H^+$ iyonlarına ve $X^-$ iyonlarına ayrıştığını gösterir.
- 2. Adım: İyonlaşma Yüzdesini Kullanarak $H^+$ İyon Derişimini Bulalım
- Soruda HX'in başlangıç derişimi 0,01 M ve iyonlaşma yüzdesi %1 olarak verilmiştir. İyonlaşma yüzdesi, başlangıç derişiminin ne kadarının iyonlaştığını gösterir.
- İyonlaşma yüzdesi formülü şöyledir:
- $\text{İyonlaşma Yüzdesi} = \frac{[H^+]_{\text{denge}}}{[HX]_{\text{başlangıç}}} \times 100\%$
- Verilen değerleri yerine koyalım:
- $1\% = \frac{[H^+]_{\text{denge}}}{0,01 \text{ M}} \times 100\%$
- Şimdi $[H^+]_{\text{denge}}$ değerini bulmak için denklemi çözelim:
- $\frac{1}{100} = \frac{[H^+]_{\text{denge}}}{0,01 \text{ M}}$
- $[H^+]_{\text{denge}} = 0,01 \text{ M} \times \frac{1}{100}$
- $[H^+]_{\text{denge}} = 0,0001 \text{ M}$ veya $1 \times 10^{-4} \text{ M}$
- 3. Adım: Denge Derişimlerini Belirleyelim (ICE Tablosu)
- İyonlaşma denklemini ve bulduğumuz $H^+$ derişimini kullanarak denge anındaki tüm türlerin derişimlerini belirleyebiliriz.
- $HX(aq) \rightleftharpoons H^+(aq) + X^-(aq)$
- Başlangıç (B): $0,01 \text{ M} \quad \quad 0 \quad \quad 0$
- Değişim (D): Asit iyonlaştığında $H^+$ ve $X^-$ oluşur. $H^+$ derişimi $1 \times 10^{-4} \text{ M}$ olduğuna göre, $HX$'ten de aynı miktarda azalma olmuştur ve $X^-$ de aynı miktarda oluşmuştur.
- $HX(aq) \rightleftharpoons H^+(aq) + X^-(aq)$
- B: $0,01 \text{ M} \quad \quad 0 \quad \quad 0$
- D: $-1 \times 10^{-4} \text{ M} \quad +1 \times 10^{-4} \text{ M} \quad +1 \times 10^{-4} \text{ M}$
- Denge (E): $(0,01 - 1 \times 10^{-4}) \text{ M} \quad 1 \times 10^{-4} \text{ M} \quad 1 \times 10^{-4} \text{ M}$
- Denge anındaki derişimler:
- $[H^+]_{\text{denge}} = 1 \times 10^{-4} \text{ M}$
- $[X^-]_{\text{denge}} = 1 \times 10^{-4} \text{ M}$
- $[HX]_{\text{denge}} = 0,01 - 0,0001 = 0,0099 \text{ M}$
- Genellikle, zayıf asitlerde iyonlaşan miktar başlangıç derişimine göre çok küçükse, başlangıç derişiminden çıkarılan miktar ihmal edilebilir. Burada $0,0001 \text{ M}$, $0,01 \text{ M}$'in %1'i olduğu için ihmal edilebilir bir değerdir. Yani $[HX]_{\text{denge}} \approx 0,01 \text{ M}$ alınabilir. Ancak daha hassas olmak için $0,0099 \text{ M}$ kullanacağız.
- 4. Adım: $K_a$ Değerini Hesaplayalım
- Asitlik sabiti ($K_a$) ifadesi, denge anındaki ürünlerin derişimleri çarpımının girenlerin derişimine oranına eşittir:
- $K_a = \frac{[H^+][X^-]}{[HX]}$
- Bulduğumuz denge derişimlerini bu formülde yerine koyalım:
- $K_a = \frac{(1 \times 10^{-4}) \times (1 \times 10^{-4})}{0,0099}$
- $K_a = \frac{1 \times 10^{-8}}{0,0099}$
- Bu işlemi yaptığımızda:
- $K_a \approx 1,01 \times 10^{-6}$
- Seçeneklere baktığımızda, bu değere en yakın olan $1 \times 10^{-6}$'dır. Eğer $[HX]_{\text{denge}} \approx 0,01 \text{ M}$ yaklaşık değerini kullansaydık:
- $K_a = \frac{1 \times 10^{-8}}{0,01} = \frac{1 \times 10^{-8}}{1 \times 10^{-2}} = 1 \times 10^{-6}$
- Bu yaklaşım, zayıf asit problemlerinde sıkça kullanılır ve genellikle doğru sonuca götürür.
Cevap B seçeneğidir.
