25 mL HNO₃ çözeltisini nötralleştirmek için 0,1 M Ca(OH)₂ çözeltisinden 50 mL kullanılıyor. HNO₃ çözeltisinin derişimi kaç M'dır?
A) 0,1 MBu soruda, bir asit-baz nötralleşme tepkimesi üzerinden bilinmeyen bir çözeltinin derişimini bulacağız. Adım adım ilerleyelim:
Öncelikle, nitrik asit ($HNO_3$) ile kalsiyum hidroksit ($Ca(OH)_2$) arasındaki nötralleşme tepkimesini yazıp denkleştirmemiz gerekiyor. Bu tepkime sonucunda bir tuz ve su oluşur:
$2HNO_3(aq) + Ca(OH)_2(aq) \rightarrow Ca(NO_3)_2(aq) + 2H_2O(l)$
Bu denklemden anlıyoruz ki, 2 mol $HNO_3$ ile 1 mol $Ca(OH)_2$ tepkimeye girer. Bu oran, hesaplamalarımız için çok önemlidir.
Asit ve baz çözeltilerinin nötralleşme tepkimelerinde derişim ve hacim ilişkisini gösteren genel formül şöyledir:
$M_{asit} \cdot V_{asit} \cdot Z_{asit} = M_{baz} \cdot V_{baz} \cdot Z_{baz}$
Burada her bir terimin ne anlama geldiğini ve sorudaki değerlerini belirleyelim:
$M$: Çözeltinin molar derişimi (M)
$V$: Çözeltinin hacmi (mL veya L, her iki tarafta aynı birim kullanılmalı)
$Z$: Tesir değerliği. Asit için suya verdiği $H^+$ iyonu sayısı, baz için suya verdiği $OH^-$ iyonu sayısıdır.
Şimdi, sorudaki bilgileri bu formüle uygun hale getirelim:
Asit ($HNO_3$) için:
Derişim ($M_{asit}$): Bilinmiyor, $M_{HNO_3}$ olarak arıyoruz.
Hacim ($V_{asit}$): 25 mL
Tesir Değerliği ($Z_{asit}$): $HNO_3$ bir tane $H^+$ iyonu verdiği için $Z_{asit} = 1$.
Baz ($Ca(OH)_2$) için:
Derişim ($M_{baz}$): 0,1 M
Hacim ($V_{baz}$): 50 mL
Tesir Değerliği ($Z_{baz}$): $Ca(OH)_2$ iki tane $OH^-$ iyonu verdiği için $Z_{baz} = 2$.
Belirlediğimiz tüm bu değerleri nötralleşme formülünde yerine koyalım:
$M_{HNO_3} \cdot 25 \text{ mL} \cdot 1 = 0,1 \text{ M} \cdot 50 \text{ mL} \cdot 2$
Şimdi denklemi çözelim:
$M_{HNO_3} \cdot 25 = 0,1 \cdot 100$
$M_{HNO_3} \cdot 25 = 10$
$M_{HNO_3} = \frac{10}{25}$
$M_{HNO_3} = 0,4 \text{ M}$
Böylece $HNO_3$ çözeltisinin derişimini 0,4 M olarak buluruz.
Cevap D seçeneğidir.
