Kuvvetli asitlerde pH hesaplama Test 1

0,04 M H₂SO₄ çözeltisinin pH değeri kaçtır? (H₂SO₄ tamamen iyonlaşır ve 2 H⁺ iyonu verir)

A) 1,1
B) 1,4
C) 2,1
D) 2,4

Bu soruyu çözmek için adım adım ilerleyelim. Amacımız, verilen sülfürik asit çözeltisinin pH değerini bulmaktır.

• 1. Sülfürik Asidin (H₂SO₄) Özelliğini Anlayalım:

  Soru metninde belirtildiği gibi, sülfürik asit ($ \text{H}_2\text{SO}_4 $) kuvvetli bir asittir ve suda tamamen iyonlaşır. En önemlisi, her bir $ \text{H}_2\text{SO}_4 $ molekülü iki adet $ \text{H}^+ $ (hidrojen iyonu) verir. Bu, onun diprotik (iki protonlu) bir asit olduğu anlamına gelir.

• 2. İyonlaşma Denklemini Yazalım:

  Sülfürik asidin suda iyonlaşma denklemi şu şekildedir:

  $ \text{H}_2\text{SO}_4 \text{(aq)} \rightarrow 2\text{H}^+\text{(aq)} + \text{SO}_4^{2-}\text{(aq)} $

  Bu denklemden de görüldüğü gibi, 1 mol $ \text{H}_2\text{SO}_4 $ iyonlaştığında 2 mol $ \text{H}^+ $ iyonu oluşur.

• 3. H⁺ İyonu Derişimini Hesaplayalım:

  Bize verilen $ \text{H}_2\text{SO}_4 $ çözeltisinin derişimi $ 0.04 \text{ M} $ (molar) olarak verilmiştir. Yukarıdaki iyonlaşma denklemine göre, $ \text{H}^+ $ iyonlarının derişimi, $ \text{H}_2\text{SO}_4 $ derişiminin iki katı olacaktır:

  $ [\text{H}^+] = 2 \times [\text{H}_2\text{SO}_4] $

  $ [\text{H}^+] = 2 \times 0.04 \text{ M} $

  $ [\text{H}^+] = 0.08 \text{ M} $

  Yani, çözeltideki hidrojen iyonu derişimi $ 0.08 \text{ M} $'dir.

• 4. pH Değerini Hesaplayalım:

  pH değeri, hidrojen iyonu derişiminin negatif logaritması alınarak bulunur. Formül şöyledir:

  $ \text{pH} = -\log[\text{H}^+] $

  Bulduğumuz $ [\text{H}^+] $ değerini formülde yerine koyalım:

  $ \text{pH} = -\log(0.08) $

  Bu ifadeyi daha kolay hesaplamak için $ 0.08 $ sayısını üslü ifade olarak yazabiliriz: $ 0.08 = 8 \times 10^{-2} $.

  $ \text{pH} = -\log(8 \times 10^{-2}) $

  Logaritma özelliklerini kullanarak ifadeyi açalım ($ \log(a \times b) = \log a + \log b $):

  $ \text{pH} = -(\log 8 + \log 10^{-2}) $

  Logaritma özelliklerini kullanmaya devam edelim ($ \log a^b = b \log a $ ve $ \log 10^x = x $):

  $ \text{pH} = -(\log 2^3 - 2) $

  $ \text{pH} = -(3 \log 2 - 2) $

  Genellikle $ \log 2 $ değeri yaklaşık olarak $ 0.3 $ olarak kabul edilir. Bu değeri yerine koyalım:

  $ \text{pH} = -(3 \times 0.3 - 2) $

  $ \text{pH} = -(0.9 - 2) $

  $ \text{pH} = -(-1.1) $

  $ \text{pH} = 1.1 $

Bu durumda, $ 0.04 \text{ M H}_2\text{SO}_4 $ çözeltisinin pH değeri $ 1.1 $'dir.

Cevap A seçeneğidir.