0,05 M 100 mL H₃PO₄ çözeltisini tamamen nötralleştirmek için 0,1 M KOH çözeltisinden kaç mL gerekir? (H₃PO₄ triprotik asittir)
A) 50 mL
B) 100 mL
C) 150 mL
D) 200 mL
Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, bir asit-baz nötralleşme tepkimesini inceleyeceğiz. H₃PO₄ (fosforik asit) gibi triprotik bir asidin, KOH (potasyum hidroksit) gibi bir bazla tamamen nötralleşmesi için ne kadar baz çözeltisine ihtiyacımız olduğunu adım adım bulalım. Hazırsanız başlayalım!
- Adım 1: Nötralleşme Tepkimesini Yazın ve Denkleştirin.
- H₃PO₄ triprotik bir asit olduğu için, her bir molekülü 3 adet $H^+$ iyonu verebilir. KOH ise her bir molekülü için 1 adet $OH^-$ iyonu verir. Tam nötralleşme için, asitten gelen $H^+$ iyonu sayısı, bazdan gelen $OH^-$ iyonu sayısına eşit olmalıdır. Bu durumda, 1 mol H₃PO₄, 3 mol KOH ile tepkimeye girer.
- Tepkime denklemi şu şekildedir: $H_3PO_4 (aq) + 3KOH (aq) \rightarrow K_3PO_4 (aq) + 3H_2O (l)$
- Adım 2: H₃PO₄ Çözeltisinin Mol Sayısını Hesaplayın.
- Mol sayısı (n) = Derişim (M) $\times$ Hacim (L) formülünü kullanacağız.
- Verilenler: H₃PO₄ derişimi ($M_{H_3PO_4}$) = $0.05 \text{ M}$
- H₃PO₄ hacmi ($V_{H_3PO_4}$) = $100 \text{ mL} = 0.1 \text{ L}$ (Hacmi litreye çevirmeyi unutmayın!)
- $n_{H_3PO_4} = 0.05 \text{ mol/L} \times 0.1 \text{ L} = 0.005 \text{ mol}$
- Adım 3: Nötralleşme İçin Gerekli KOH Mol Sayısını Belirleyin.
- Denkleştirilmiş tepkimeye göre, 1 mol H₃PO₄, 3 mol KOH ile tepkimeye girer.
- Bu durumda, $0.005 \text{ mol}$ H₃PO₄ için gerekli KOH mol sayısı:
- $n_{KOH} = 3 \times n_{H_3PO_4} = 3 \times 0.005 \text{ mol} = 0.015 \text{ mol}$
- Adım 4: Gerekli KOH Çözeltisinin Hacmini Hesaplayın.
- Hacim (V) = Mol sayısı (n) / Derişim (M) formülünü kullanacağız.
- Gerekli KOH mol sayısı ($n_{KOH}$) = $0.015 \text{ mol}$
- KOH derişimi ($M_{KOH}$) = $0.1 \text{ M}$
- $V_{KOH} = \frac{0.015 \text{ mol}}{0.1 \text{ mol/L}} = 0.15 \text{ L}$
- Adım 5: Hacmi Mililitreye Çevirin.
- $0.15 \text{ L} \times 1000 \text{ mL/L} = 150 \text{ mL}$
Bu tür nötralleşme problemlerini çözerken, asidin veya bazın kaç proton veya hidroksit iyonu verdiğini (yani tesir değerliği) dikkate almayı unutmayın. Bu, denkleştirilmiş tepkimeyi doğru yazmak ve mol oranlarını belirlemek için kritik öneme sahiptir.
Cevap C seçeneğidir.
