Asit baz dengeleri test çöz AYT Test 2

Zayıf bir asit olan HA'nın 0,01 M'lık çözeltisinin pH'ı 4'tür. Buna göre HA asidi için aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?

A) Asitlik sabiti (Ka) 10⁻⁶'dır
B) Asit %1 oranında iyonlaşmıştır
C) Suya OH⁻ iyonu veren bir maddedir
D) A⁻ iyonunun derişimi 10⁻⁴ M'dır

Bu soruda, zayıf bir asidin çözeltisiyle ilgili verilen bilgileri kullanarak çeşitli özelliklerini inceleyeceğiz ve hangi ifadenin yanlış olduğunu bulacağız. Adım adım ilerleyelim:

• 1. Adım: Çözeltideki $H^+$ iyonu derişimini bulma

  Soruda çözeltinin pH değeri $4$ olarak verilmiş. pH değerinden $H^+$ iyonu derişimini ($[H^+]$) kolayca hesaplayabiliriz:

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

  $4 = -\log[H^+]$

  $[H^+] = 10^{-4}$ M

  Bu, çözeltideki $H^+$ iyonu derişiminin $10^{-4}$ M olduğu anlamına gelir.

• 2. Adım: HA asidinin iyonlaşma denklemini yazma ve denge derişimlerini belirleme

  HA zayıf bir asit olduğu için suda kısmen iyonlaşır ve bir denge kurulur:

  $HA(aq) \rightleftharpoons H^+(aq) + A^-(aq)$

  Denge anında oluşan $H^+$ iyonu derişimi $10^{-4}$ M olduğuna göre, denkleme göre $A^-$ iyonu derişimi de aynı olmalıdır:

  $[H^+]_{denge} = 10^{-4}$ M

  $[A^-]_{denge} = 10^{-4}$ M

  Başlangıçtaki HA derişimi $0,01$ M idi. İyonlaşan HA miktarı $10^{-4}$ M olduğuna göre, denge anındaki HA derişimi:

  $[HA]_{denge} = [HA]_{başlangıç} - [H^+]_{oluşan} = 0,01 \text{ M} - 10^{-4} \text{ M} = 0,01 - 0,0001 = 0,0099 \text{ M}$

  Zayıf asitlerde iyonlaşma yüzdesi düşük olduğu için, $0,01 - 10^{-4}$ işlemini $0,01$ olarak yaklaşık kabul edebiliriz. Ancak burada $0,0099$ değerini kullanmak daha hassas bir sonuç verecektir.

• 3. Adım: Seçenekleri değerlendirme

  Şimdi bulduğumuz değerleri ve asit-baz tanımımızı kullanarak seçenekleri tek tek inceleyelim:

• A) Asitlik sabiti ($K_a$) $10^{-6}$'dır

  Asitlik sabiti ($K_a$) denge derişimleri kullanılarak hesaplanır:

  $K_a = \frac{[H^+][A^-]}{[HA]}$

  $K_a = \frac{(10^{-4})(10^{-4})}{0,0099}$

  $K_a = \frac{10^{-8}}{0,0099} \approx \frac{10^{-8}}{10^{-2}} = 10^{-6}$

  Hesaplama sonucunda $K_a$ değeri yaklaşık olarak $10^{-6}$ bulunur. Bu ifade doğrudur.

• B) Asit %1 oranında iyonlaşmıştır

  İyonlaşma yüzdesi, iyonlaşan asit miktarının başlangıçtaki asit miktarına oranının yüzdesidir:

  İyonlaşma yüzdesi $= \frac{[H^+]_{iyonlaşan}}{[HA]_{başlangıç}} \times 100\%$

  İyonlaşma yüzdesi $= \frac{10^{-4} \text{ M}}{0,01 \text{ M}} \times 100\%$

  İyonlaşma yüzdesi $= \frac{10^{-4}}{10^{-2}} \times 100\% = 10^{-2} \times 100\% = 0,01 \times 100\% = 1\%$

  Bu ifade doğrudur.

• C) Suya $OH^-$ iyonu veren bir maddedir

  HA, soruda açıkça belirtildiği gibi zayıf bir asittir. Asitler suya $H^+$ (veya $H_3O^+$) iyonu veren maddelerdir. Bazlar ise suya $OH^-$ iyonu veren maddelerdir. Dolayısıyla, HA asidi suya $OH^-$ iyonu veren bir madde değildir. Bu ifade yanlıştır.

• D) $A^-$ iyonunun derişimi $10^{-4}$ M'dır

  Yukarıda da belirttiğimiz gibi, $HA(aq) \rightleftharpoons H^+(aq) + A^-(aq)$ denklemine göre $H^+$ iyonu derişimi $10^{-4}$ M ise, $A^-$ iyonu derişimi de $10^{-4}$ M olmalıdır. Bu ifade doğrudur.

Yapılan değerlendirmeler sonucunda C seçeneğindeki ifadenin yanlış olduğu görülmektedir.

Cevap C seçeneğidir.