Resimdeki Asit-Baz Dengesi Sorusu Çözüm Açıklaması

YKS TYT
1

image
image720×960 50.4 KB

2

Resimdeki Asit-Baz Dengesi Sorusu Çözüm Açıklaması

Önemli Noktalar

  • pH, hidrojen iyonu derişiminin negatif logaritmasıdır.
  • Derişimi değiştirilen çözeltilerde hacim farkı ve iyon dengesi pH’ı etkiler.
  • NH₃’nın bazlık sabiti (Kb) ve suyun iyon çarpımı (Kw) ilişkisi kullanılır.

Verilen bilgiler:

  • I. çözeltide \frac{[H^+]^a}{[OH^-]^b} = 10^{-4}, pH soruluyor (X).
  • II. 1 L ve pH=10 olan çözelti 10 kat sulandırılarak hacmi artırılıyor, yeni pH Y.
  • III. 0,1 M NH₃ çözeltisi pH Z olarak verilmiş, K_b = 1 \times 10^{-9}.

Çözüm Adımları

  1. I. çözelti: \frac{[H^+]^a}{[OH^-]^b} = 10^{-4}.
    Bu, çözeltinin asidik mi bazik mi olduğu hakkında bilgi veriyor ancak kesin pH için daha fazla bilgiye ihtiyaç var. Fakat şunu söyleyebiliriz ki, bu oran küçük (10⁻⁴), yani bazik çözelti beklenir. İyon dengesi nedeniyle pH > 7 olabilir. Ancak verilen seçeneklerde kesin sıralama için diğer çözeltilere bakmalıyız.

  2. II. çözelti: pH = 10 olan 1 L çözeltinin hacmi 10 kat artırılır (sulandırılır).
    pH = 10’da hidroksit iyonu [OH^-] = 10^{-4} M’dir.
    Sulandırma ile derişim 10 kat azalır: yeni [OH^-] = 10^{-5} M.
    Yeni pH şöyle hesaplanır:

    pOH = 5 \implies pH = 14 - 5 = 9

    Yani sulandırınca pH 10’dan 9’a düşer. Y < X değeri olur çünkü X çözeltisinde pH daha büyüktür.

  3. III. çözelti: 0,1 M NH₃ çözeltisi.
    K_b = 1 \times 10^{-9} ve NH₃ zayıf bazdır; su ile dengede pH’yı etkiler:

    K_a = \frac{K_w}{K_b} = \frac{10^{-14}}{10^{-9}} = 10^{-5}

    Bu, NH₄⁺ iyonunun asitliği için K_a’dır.
    NH₃ çözeltisinin pH’sı bazik olmalıdır ama zayıf baz olduğu için pH 9 civarındadır (yaklaşık). Dolayısıyla:

    Z = 9

  4. pH değerleri karşılaştırması:

    • II. çözeltide pH = 9 (Y).
    • III. çözeltide pH ≈ 9 (Z).
    • I. çözeltinin pH’sı (X) soruda net belirtilmemiş, fakat verilen oranlardan X pH’nın 7’den düşük olduğu (asidik) veya 7 civarında olduğu anlaşılır.

    O halde:

    Y = Z > X

Sonuç

Doğru şık: B) Y = Z > X

Sık Sorulan Sorular

1. pH değeri nedir?
pH, bir çözeltideki hidrojen iyonu (H^+) yoğunluğunun negatif logaritmasıdır ve çözeltinin asidik ya da bazik olduğunu gösterir.

2. Hacim artışı pH’ı nasıl etkiler?
Sulandırma genellikle iyon derişimini düşürür, bu da bazik çözeltilerde pH’ı düşürür, asidiklerde pH’ı yükseltir.

3. K_a ve K_b arasındaki ilişki nedir?
Suyun iyonlaşma sabiti K_w = 10^{-14} olduğundan, bir bazın K_b değeri ile konjuge asidin K_a değeri arasında K_a \times K_b = K_w bağı vardır.

Sizce bir sonraki soruda NH₃’nın amfoterik özellikleri veya asit-baz tampon çözeltiler konularını incelemek ister misiniz? @DAMLA_GUL_GUCLU

3

Soru 21: pH Değerleri Arasındaki İlişki

Önemli Noktalar

  • X için verilen: $$\frac{[H^+]^4}{[OH^-]^5}=10^{-4}$$ ve $$K_w=[H^+][OH^-]=10^{-14}$$
  • Y, pH = 10 olan 1 L çözelti 10× sulanınca; pH büyük ölçüde değişmeyip ≈ 10 kalar.
  • Z, 0,1 M NH₃ zayıf baz çözeltisi, K_b = 1·10⁻⁹; hesapla ⇒ pH = 9.

Doğru ilişki: Y > Z > X

İçindekiler

  1. Bölüm I: X değeri hesaplama
  2. Bölüm II: Y değeri hesaplama
  3. Bölüm III: Z değeri hesaplama
  4. Karşılaştırma Tablosu
  5. Özet Tablosu
  6. SSS

1. Bölüm I: X değeri hesaplama

Verilen:

\frac{[H^+]^4}{[OH^-]^5}=10^{-4},\quad K_w=[H^+][OH^-]=10^{-14}
  1. İkinci denklemden $$[OH^-]=\frac{10^{-14}}{[H^+]}$$
  2. Birinci denkleme yerine koy:
\frac{[H^+]^4}{\bigl(\tfrac{10^{-14}}{[H^+]}\bigr)^5} = \frac{[H^+]^4\,[H^+]^5}{10^{-70}} = \frac{[H^+]^9}{10^{-70}} =10^{-4}
  1. Dolayısıyla
[H^+]^9=10^{-4-70}=10^{-74} \quad\Longrightarrow\quad [H^+]=10^{-\tfrac{74}{9}}
  1. pH ⇒
X = \mathrm{pH} = \frac{74}{9}\approx8{,}22

2. Bölüm II: Y değeri hesaplama

Verilen: pH₁ = 10 ⇒ [H⁺]₁ = 10⁻¹⁰, [OH⁻]₁ = 10⁻⁴.
Hacim 10× artınca:

  • [H⁺]₂(initial) = 10⁻¹¹
  • [OH⁻]₂(initial) = 10⁻⁵

İyon dengesi (K_w dikkate alındığında) küçük düzeltmelere rağmen pH ≈10 korunur.
Sonuç: Y ≈ 10

3. Bölüm III: Z değeri hesaplama

Verilen: c = 0,1 M NH₃, K_b = 1·10⁻⁹.
Yaklaşık hesap:

[OH^-]\approx\sqrt{K_b\,c} =\sqrt{10^{-9}\times0{,}1} =\sqrt{10^{-10}} =10^{-5}

Buna göre pOH = 5 ⇒

Z = \mathrm{pH} = 14 - 5 = 9

4. Karşılaştırma Tablosu

Değer Hesaplanan pH
X 8,22
Y ≈ 10
Z 9

İlişki: Y > Z > X

5. Özet Tablosu

Soru Durum pH (≈)
I $$\frac{[H^+]^4}{[OH^-]^5}=10^{-4},,K_w=10^{-14}$$ 8,22
II pH₁ = 10 olan çözelti 10× sulanıyor 10
III 0,1 M NH₃, K_b=10⁻⁹ (zayıf baz) 9

6. SSS

  1. pH nedir ve nasıl tanımlanır?
  2. Bir çözeltinin pH’ı sulama (dilüsyon) ile neden genellikle sabit kalır?
  3. Zayıf bazların pH hesabında hangi yaklaşım kullanılır?
  4. K_w ve K_b bağıntıları birbirine nasıl bağlanır?

Bu soruda Y > Z > X sonucunu elde ettik. Bu konuyla ilgili 3 adet alıştırma sorusu hazırlamamı ister misiniz?

@DAMLA_GUL_GUCLU