Kısmi nötralleşme nedir Test 1

Laboratuvarda yapılan bir deneyde 0,4 M 50 mL HClO₄ çözeltisi ile 0,2 M 150 mL Ba(OH)₂ çözeltisi karıştırılıyor. Ba(OH)₂'nin iki değerlikli baz olduğu bilgisine göre, karışımın son durumu için ne söylenebilir?

A) Asit fazlalığı vardır
B) Baz fazlalığı vardır
C) Tam nötrleşme olmuştur
D) Tampon çözelti oluşmuştur

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruda, bir asit ve bir baz çözeltisinin karıştırılmasıyla oluşan nötrleşme tepkimesinin son durumunu belirleyeceğiz. Hangi maddenin fazla kaldığını bulmak için öncelikle her bir çözeltideki asit ($\text{H}^+$) ve baz ($\text{OH}^-$) iyonlarının mol sayılarını hesaplamamız gerekiyor. Haydi adım adım ilerleyelim!

• 1. Adım: Verilen Bilgileri Düzenleyelim ve Hacimleri Litreye Çevirelim.

  Asit çözeltisi ($\text{HClO}_4$):

  • Derisim ($C_A$) = $0.4 \text{ M}$
  • Hacim ($V_A$) = $50 \text{ mL} = 50 \times 10^{-3} \text{ L} = 0.050 \text{ L}$

  Baz çözeltisi ($\text{Ba(OH)}_2$):

  • Derisim ($C_B$) = $0.2 \text{ M}$
  • Hacim ($V_B$) = $150 \text{ mL} = 150 \times 10^{-3} \text{ L} = 0.150 \text{ L}$
  • Önemli bilgi: $\text{Ba(OH)}_2$ iki değerlikli bir bazdır, yani her $1 \text{ mol}$ $\text{Ba(OH)}_2$ $2 \text{ mol}$ $\text{OH}^-$ iyonu verir.
• 2. Adım: Asit Çözeltisindeki $\text{H}^+$ İyonlarının Mol Sayısını Hesaplayalım.

  Önce $\text{HClO}_4$'ün mol sayısını bulalım:

  $n_{\text{HClO}_4} = C_A \times V_A = 0.4 \text{ M} \times 0.050 \text{ L} = 0.020 \text{ mol}$

  Perklorik asit ($\text{HClO}_4$) kuvvetli ve tek protonlu bir asittir. Suda tamamen iyonlaşır ve her $1 \text{ mol}$ $\text{HClO}_4$, $1 \text{ mol}$ $\text{H}^+$ iyonu verir:

  $\text{HClO}_4 \rightarrow \text{H}^+ + \text{ClO}_4^-$

  Bu durumda, $\text{H}^+$ iyonlarının mol sayısı:

  $n_{\text{H}^+} = 0.020 \text{ mol}$

• 3. Adım: Baz Çözeltisindeki $\text{OH}^-$ İyonlarının Mol Sayısını Hesaplayalım.

  Önce $\text{Ba(OH)}_2$'nin mol sayısını bulalım:

  $n_{\text{Ba(OH)}_2} = C_B \times V_B = 0.2 \text{ M} \times 0.150 \text{ L} = 0.030 \text{ mol}$

  Baryum hidroksit ($\text{Ba(OH)}_2$) kuvvetli ve iki değerlikli bir bazdır. Suda tamamen iyonlaşır ve her $1 \text{ mol}$ $\text{Ba(OH)}_2$, $2 \text{ mol}$ $\text{OH}^-$ iyonu verir:

  $\text{Ba(OH)}_2 \rightarrow \text{Ba}^{2+} + 2\text{OH}^-$

  Bu durumda, $\text{OH}^-$ iyonlarının mol sayısı:

  $n_{\text{OH}^-} = 2 \times n_{\text{Ba(OH)}_2} = 2 \times 0.030 \text{ mol} = 0.060 \text{ mol}$

• 4. Adım: $\text{H}^+$ ve $\text{OH}^-$ İyonlarının Mol Sayılarını Karşılaştıralım.

  Hesapladığımız mol sayılarını karşılaştıralım:

  • $\text{H}^+$ iyonlarının mol sayısı ($n_{\text{H}^+}$) = $0.020 \text{ mol}$
  • $\text{OH}^-$ iyonlarının mol sayısı ($n_{\text{OH}^-}$) = $0.060 \text{ mol}$

  Görüldüğü gibi, $\text{OH}^-$ iyonlarının mol sayısı, $\text{H}^+$ iyonlarının mol sayısından daha fazladır ($0.060 \text{ mol} > 0.020 \text{ mol}$).

• 5. Adım: Karışımın Son Durumunu Belirleyelim.

  Nötrleşme tepkimesi $\text{H}^+ + \text{OH}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O}$ şeklinde gerçekleşir. Eşit mol sayısındaki $\text{H}^+$ ve $\text{OH}^-$ iyonları birbirini nötrler. Bu durumda, $0.020 \text{ mol}$ $\text{H}^+$ iyonu, $0.020 \text{ mol}$ $\text{OH}^-$ iyonunu nötrleyecektir. Geriye kalan $\text{OH}^-$ iyonu miktarı:

  Kalan $\text{OH}^- = 0.060 \text{ mol} - 0.020 \text{ mol} = 0.040 \text{ mol}$

  Karışımda $0.040 \text{ mol}$ $\text{OH}^-$ iyonu fazlalığı olduğu için, karışımın son durumu bazik olacaktır.

Cevap B seçeneğidir.