Soru:
Aşağıda bazı asit çözeltileri veriliyor:
I. (0,03 , \text{M} , \text{HNO}_3)
II. (0,01 , \text{M} , \text{H}_3\text{PO}_4)
III. (0,015 , \text{M} , \text{CH}_3\text{COOH})
Bunlardan hangisi ya da hangilerinde hidrojen iyonları molar derişimi (0,03 , \text{M}) olur?
Cevap:
Adım 1: Asitlerin Hidrojen İyonu Yardımıyla Çözündürme Özellikleri
-
I. (0,03 , \text{M} , \text{HNO}_3)
- HNO(_3) güçlü asit olarak kabul edilir ve suda %100 iyonlaşır. Bu nedenle, H(^+) iyon derişimi de (0,03 , \text{M}) olacaktır.
-
II. (0,01 , \text{M} , \text{H}_3\text{PO}_4)
- H(_3)PO(_4), üç protonlu bir zayıf asittir. Ancak, genellikle sadece ilk protonunu tam olarak verir. Asitlik sabitleri (k_a1), (k_a2), ve (k_a3) sırasıyla azalan değerlerdedir. İlk iyonlaşma daha fazla olduğundan sadece (H^+) iyonları göz önünde bulundurulacaktır. İlk iyonlaşma incelendiğinde, (H^+) derişiminin çözeltinin ilk konsantrasyonu olan (0,01 , \text{M})'den daha az olacağı tahmin edilir.
-
III. (0,015 , \text{M} , \text{CH}_3\text{COOH})
- CH(_3)COOH, zayıf bir asittir ve suda kısmen iyonlaşır. Asitlik sabiti genellikle küçüktür ((k_a \approx 1,8 \times 10^{-5})). Primer iyonlaşma çok düşük olduğu için, H(^+) derişimi başlangıç derişiminden çok daha küçük olur.
Adım 2: Derişim Analizi
-
Seçenek 1 (I): HNO(_3)'de, (0,03 , \text{M}) tamamen H(^+)'e dönüşür. H(^+) derişimi de (0,03 , \text{M})'dir.
-
Seçenek 2 (II): H(_3)PO(_4)'de yalnızca minimal bir kısmı iyonlaşma yoluyla H(^+) iyonları sağlar. Sonuç olarak, (H^+) derişimi (0,03 , \text{M})'den çok daha düşüktür.
-
Seçenek 3 (III): CH(_3)COOH’de düşük değerlerde (H^+) idir. Asitlik sabiti ve iyonlaşma oranı göz önünde bulundurulduğunda, H(^+) derişimi başlangıç derişiminden çok daha düşüktür.
Kesin Sonuç
Doğru seçenek: a) Yalnız I
I çözeltisinde, H(^+) iyonlarının molar derişimi tam olarak (0,03 , \text{M}) olacaktır. II ve III çözeltilerinde, H(^+) iyon derişimi (0,03 , \text{M}) değerine ulaşmaz.