Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruyu adım adım çözerek kimya bilginizi pekiştirelim. Bir asit ve bir baz çözeltisinin karıştırılmasıyla oluşan yeni çözeltinin özelliklerini inceleyeceğiz.
- Adım 1: Başlangıç Çözeltilerinin Konsantrasyonlarını Bulma
- Öncelikle, verilen pH değerlerinden asit ve baz çözeltilerinin iyon konsantrasyonlarını hesaplayalım.
- HCl çözeltisi için: pH değeri 2 ise, hidrojen iyonu konsantrasyonu $[H^+]$ $10^{-pH}$ formülüyle bulunur. Yani, $[H^+] = 10^{-2}$ M'dir. HCl kuvvetli bir asit olduğu için, $[HCl] = [H^+] = 10^{-2}$ M olur.
- NaOH çözeltisi için: pH değeri 12 ise, pOH değerini bulmalıyız. pH + pOH = 14 olduğundan, pOH = $14 - 12 = 2$'dir. Hidroksit iyonu konsantrasyonu $[OH^-]$ $10^{-pOH}$ formülüyle bulunur. Yani, $[OH^-] = 10^{-2}$ M'dir. NaOH kuvvetli bir baz olduğu için, $[NaOH] = [OH^-] = 10^{-2}$ M olur.
- Adım 2: Başlangıç Çözeltilerindeki Mol Sayılarını Hesaplama
- Şimdi, her bir çözeltideki $H^+$ ve $OH^-$ iyonlarının mol sayılarını bulalım. Mol sayısı ($n$) konsantrasyon ($M$) ile hacmin ($V$) çarpımıdır ($n = M \times V$). Hacimleri litreye çevirmeyi unutmayalım ($100 \text{ mL} = 0.1 \text{ L}$).
- HCl çözeltisindeki $H^+$ mol sayısı: $n_{H^+} = 10^{-2} \text{ mol/L} \times 0.1 \text{ L} = 10^{-3} \text{ mol}$.
- NaOH çözeltisindeki $OH^-$ mol sayısı: $n_{OH^-} = 10^{-2} \text{ mol/L} \times 0.1 \text{ L} = 10^{-3} \text{ mol}$.
- Adım 3: Karışım Sonucunu Değerlendirme
- Gördüğümüz gibi, $H^+$ iyonlarının mol sayısı ($10^{-3} \text{ mol}$) ile $OH^-$ iyonlarının mol sayısı ($10^{-3} \text{ mol}$) birbirine eşittir. Bu durum, kuvvetli bir asit ile kuvvetli bir bazın tam olarak nötrleştiği anlamına gelir.
- Nötrleşme tepkimesi: $H^+(aq) + OH^-(aq) \to H_2O(l)$.
- Tüm $H^+$ ve $OH^-$ iyonları tepkimeye girerek su oluşturur. Çözeltide fazladan $H^+$ veya $OH^-$ iyonu kalmaz.
- Adım 4: Yargıları Değerlendirme
- Şimdi, oluşan çözelti ile ilgili verilen yargıları tek tek inceleyelim:
- I. Turnusol kağıdının rengini kırmızıya çevirir:
- Çözeltide fazladan $H^+$ veya $OH^-$ iyonu kalmadığı için, çözelti nötrdür. Nötr çözeltilerin pH değeri 7'dir. Turnusol kağıdı asidik çözeltilerde kırmızı, bazik çözeltilerde mavi renk verir. Nötr çözeltilerde ise rengi değişmez (mor/yeşil kalır). Bu nedenle, bu yargı yanlıştır.
- II. İletkenliği ilk çözeltilere göre daha düşüktür:
- Başlangıçta hem HCl hem de NaOH çözeltileri yüksek konsantrasyonda ($10^{-2}$ M) iyon içeriyordu ($H^+$, $Cl^-$, $Na^+$, $OH^-$). Bu iyonlar çözeltilerin iyi iletken olmasını sağlıyordu. Karışım sonucunda, en hareketli ve iletkenliğe en çok katkı sağlayan $H^+$ ve $OH^-$ iyonları tepkimeye girerek su oluşturdu. Çözeltide sadece $Na^+$ ve $Cl^-$ iyonları kaldı. Toplam hacim $100 \text{ mL} + 100 \text{ mL} = 200 \text{ mL}$ ($0.2 \text{ L}$) oldu. Kalan $Na^+$ ve $Cl^-$ iyonlarının konsantrasyonu $10^{-3} \text{ mol} / 0.2 \text{ L} = 5 \times 10^{-3}$ M'dir. Bu konsantrasyon, başlangıçtaki $10^{-2}$ M iyon konsantrasyonundan daha düşüktür. Ayrıca, $H^+$ ve $OH^-$ gibi yüksek hareketliliğe sahip iyonların yok olması, iletkenliği önemli ölçüde azaltır. Bu nedenle, bu yargı doğrudur.
- III. pH değeri 7'dir:
- Yukarıda da belirttiğimiz gibi, kuvvetli bir asit ile kuvvetli bir bazın tam nötrleşmesi sonucunda oluşan çözelti nötrdür ve pH değeri 7'dir. Bu nedenle, bu yargı doğrudur.
Sonuç olarak, II ve III numaralı yargılar doğrudur.
Cevap C seçeneğidir.
