Verilen Sorunun Çözümü:
Bu soru, derişik sülfürik asit (\text{H}_2\text{SO}_4) çözeltisinin su ile seyreltildiğinde, yeni çözeltideki toplam iyon derişimini ve başlangıçtaki çözeltinin yüzde derişimini bulmayı gerektiriyor. Adım adım çözümü yapalım:
Verilen:
- Derişik \text{H}_2\text{SO}_4 çözeltisinin hacmi: 200 \, \text{mL}.
- Seyreltildikten sonraki toplam hacim: 800 \, \text{mL}.
- Toplam iyon derişimi: 5.25 \, \text{M}.
- \text{H}_2\text{SO}_4'ün özkütlesi: 1.4 \, \text{g/mL}.
- \text{H}_2\text{SO}_4'ün mol kütlesi: 98 \, \text{g/mol}.
Çözüm:
İlk olarak, seyreltildikten sonraki çözelti derişimine bakalım:
Çözeltinin toplam iyon derişimi 5.25 \, \text{M}. \text{H}_2\text{SO}_4 bir diprotik asittir (yani çözeltide iki \text{H}^+ iyonu üretir). Bu yüzden:
Çözeltideki \text{H}_2\text{SO}_4 derişimi = \frac{5.25 \, \text{M}}{2} = 2.625 \, \text{M}.
Bu derişim, seyreltildikten sonraki derişim. Dolayısıyla, derişim ve hacim ilişkisini kullanarak (çözeltinin moleritesi M, başlangıç derişimi M_1, başlangıç hacmi V_1, seyreltikten sonraki hacim V_2) hesaplayabiliriz:
Burada:
- M_2 = 2.625 \, \text{M}
- V_2 = 800 \, \text{mL} (veya 0.8 \, \text{L})
- V_1 = 200 \, \text{mL} (veya 0.2 \, \text{L})
M_1 \times 0.2 = 2.625 \times 0.8
Kütle Yüzde Derişimi:
Kütle yüzde derişimini hesaplamak için, derişik çözeltinin kütlece yüzdesini bulmamız gerekiyor.
- İlk olarak, \text{H}_2\text{SO}_4'ün kütlesel derişimini bulalım:
M_1 = 10.5 \, \text{mol/L} iken, 1 litre çözeltinin içindeki \text{H}_2\text{SO}_4'ün kütlesi:
10.5 \, \text{mol/L} \times 98 \, \text{g/mol} = 1029 \, \text{g/L}
- Çözeltinin yoğunluğu 1.4 \, \text{g/mL} olduğuna göre (veya 1400 \, \text{g/L}), çözeltinin kütlesi: 1400 \, \text{g/L}
Kütle % derişim ise:
Sonuç olarak, derişik \text{H}_2\text{SO}_4 çözeltisinin kütlece yüzde derişimi yaklaşık olarak %73.5’tir.