17. Sorunun Çözümü:
Sorunun Anlamı ve Titrasyon Grafiğine Yaklaşım:
Bu soru bir asit-baz titrasyonuna dair. 200 mL HNO₃ çözeltisi 0.05 M (mol/L) NaOH çözeltisi ile titre edilmiş. Grafikten görülen titrasyon eğrisi dönüm noktasını belirtiyor; bu noktada çözeltideki asidin tamamı bazla nötrleşmiştir.
Titrasyon hesaplamasında şu temel bilgiler önemlidir:
- Dönüm noktasında asidin molü, bazın molüne eşit olur (nötrleşme noktası denklemi).
- Mol hesabı için şu formül kullanılır:
Verilen Bilgiler:
- HNO₃ çözeltisi hacmi: 200 mL = 0.200 L
- HNO₃ molaritesi: M = ?
- NaOH molaritesi: M = 0.05 M
- Dönüm noktasında gereken NaOH çözeltisi hacmi (V) soruluyor.
Grafikte titre edilen NaOH hacmi dönüm noktası ile ilişkili. Bu nedenle önce HNO₃ molünü hesaplayalım.
Adım 1 – HNO₃’nin Molünü Hesaplama:
HNO₃ bir monoprotik asit olduğundan, titrasyon için gerekli mol hesabı şu şekilde ilerler:
HNO₃ çözeltisinin mol sayısı:
Ancak burada grafikten **mol hesaplama yöntemiyoitselfirections per-adjust feedback
17. Sorunun Çözümü:
Problem açıklaması ve titrasyon grafiğinin analizi
Bu soruda, 200 mL HNO₃ çözeltisi 0.05 M NaOH çözeltisi ile titre edilmiş, grafikte görülen noktada çözeltinin tamamen nötrleşmesi sağlanmıştır. Veriler üzerinden dönüm noktasındaki NaOH hacmi (V) soruluyor.
Titrasyon hesaplamasında önemli konsept:
- Dönüm noktasında: Asidin molü, bazın molüne eşit olur.
- Mol hesaplama formülü:n = Molarite \times Hacim
Verilen Bilgiler:
- HNO₃ çözeltisi hacmi: 200 mL = 0.200 L
- HNO₃ çözeltisi molaritesi bilinmiyor. Ancak NaOH titrasyonu yapılmış.
- NaOH molaritesi: 0.05 M
- Sorulan hacim: Eklenen NaOH hacmi (V).
Adım 1 – Asit ve Bazın Reaksiyon Denklemini Yazalım:
HNO₃ bir monoprotik asit olduğu için, nötrleşme tepkimesi şu şekilde olur:
Burada, reaksiyonda 1:1 mol oranı vardır. Yani, asidin molü = bazın molü dönüm noktasında.
Adım 2 – Asit Tarafındaki Mol Hesabı
HNO₃ çözeltisinin molünü hesaplamak için molarite formülünden faydalanabiliriz. Ancak, başka bir bilgi verilmediği için titrasyon grafiğinden eklenen NaOH hacmi (V) ile döndürme hesaplaması yapmamız gerekecektir.
17) Soru: Oda koşullarında 200 mL HNO₃ çözeltisinin 0,05 M NaOH çözeltisi ile titre edilmesine ait titrasyon grafiği aşağıda verilmiştir. Buna göre, dönüm noktasında eklenen NaOH çözeltisinin hacmi (V) kaç mL’dir?
A) 200
B) 250
C) 300
D) 400
E) 450
İçindekiler
- Genel Bakış
- Teorik Arka Plan
- pH Bilgisi ve HNO₃ Derişimi Arasındaki İlişki
- Nötralleşme Tepkimesi ve Hesaplamalar
- Adım Adım Çözüm
- Özet Tablo
- Sonuç ve Kısa Özet
1. Genel Bakış
Bu soru, kuvvetli asit (HNO₃) ile kuvvetli baz (NaOH) arasındaki titrasyon deneyine dayanmaktadır. Verilen grafikte, başlangıçta güçlü asit özelliğinden dolayı pH düşüktür ve dönüm (eşdeğerlik) noktasına kadar baz eklenmesiyle pH hızla yükselerek yaklaşık 7 civarına ulaşır. Soru, bu dönüm noktasına ulaşmak için ne kadar 0,05 M NaOH çözeltisine ihtiyaç olduğunu bulmamızı ister.
2. Teorik Arka Plan
- Kuvvetli Asit (HNO₃): Çözeltide tamamen iyonlaşır. pH = 1 olduğunda asidin derişimi genellikle 0,1 M olarak kabul edilir (çünkü [H⁺] = 10⁻¹ M).
- Kuvvetli Baz (NaOH): Yine tamamen iyonlaşır ve OH⁻ iyonlarını serbest bırakır.
- Nötralleşme (Asit-Baz Tepkimesi): Bir mol H⁺ ile bir mol OH⁻ iyonu tepkimeye girerek su oluşturur. HNO₃ ile NaOH arasındaki reaksiyon denklemi:
$
\text{HNO}{3} + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaNO}{3} + \text{H}_{2}\text{O}
$
3. pH Bilgisi ve HNO₃ Derişimi Arasındaki İlişki
Soru metnindeki grafikte baştaki pH değerinin 1 civarında olduğu görülmektedir. pH = 1 → [H⁺] = 10^{-1} M = 0,1 M. Dolayısıyla, HNO₃ çözeltisinin derişiminin 0,1 M olduğu kabul edilir (HNO₃ güçlü bir asit olduğu için [H⁺] ≈ [HNO₃]).
4. Nötralleşme Tepkimesi ve Hesaplamalar
Kuvvetli asit ve kuvvetli bazın nötralleşmesi için kullanılan temel ilke:
Diğer bir ifadeyle,
Burada:
- M_{\text{asit}}: HNO₃ çözeltisinin molaritesi (M).
- V_{\text{asit}}: HNO₃ çözeltisinin hacmi (L cinsinden).
- M_{\text{baz}}: NaOH çözeltisinin molaritesi (M).
- V_{\text{baz}}: NaOH çözeltisinin dönüm noktasında eklenen hacmi (L cinsinden).
5. Adım Adım Çözüm
5.1. HNO₃ Derişimini Bulma
- Başlangıç pH değeri yaklaşık 1 olarak gözlemlenmiştir.
- pH = 1 olduğunda [H⁺] = 0,1 M.
- HNO₃ güçlü asit olduğu için HNO₃’ün derişimi de yaklaşık 0,1 M kabul edilir.
5.2. Toplam Asit Miktarını Belirleme
- HNO₃ çözeltisi hacmi: 200 mL = 0,200 L
- HNO₃ derişimi: 0,1 M
- Toplam mol sayısı (n_{\text{HNO₃}}):
$
n_{\text{HNO₃}}
= M_{\text{HNO₃}} \times V_{\text{HNO₃}}
= 0{,}1 \text{ mol/L} \times 0{,}200 \text{ L}
= 0{,}020 \text{ mol}
$
5.3. Denklik Noktası Hacmini Hesaplama
- NaOH derişimi: 0,05 M
- Nötralleşme için gerekli baz miktarı (mol cinsinden) = asidin mol sayısı = 0,020 mol
- Denklik noktasındaki NaOH hacmi (V_{\text{NaOH}}) aşağıdaki denklemle bulunur:n_{\text{NaOH}} = M_{\text{NaOH}} \times V_{\text{NaOH}}Nötralleşme içinn_{\text{NaOH}} = n_{\text{HNO₃}} = 0{,}020 \text{ mol}Dolayısıyla,0{,}020 = 0{,}05 \times V_{\text{NaOH}} \quad\Rightarrow\quad V_{\text{NaOH}} = \frac{0{,}020}{0{,}05} = 0{,}40 \text{ L} = 400 \text{ mL}
- Sonuç olarak, eklenmesi gereken NaOH hacmi 400 mL bulunur.
6. Özet Tablo
| Adım | İşlem | Hesaplama / Sonuç |
|---|---|---|
| 1. HNO₃ derişimini belirleme | pH=1 → [H⁺]=0,1 M, dolayısıyla [HNO₃]=0,1 M | - |
| 2. Toplam asit miktarı | n(HNO₃) = 0,1×0,200 = 0,020 mol | 0,020 mol HNO₃ |
| 3. Nötralleşme denkliği (1:1) | n(HNO₃) = n(NaOH) | 0,020 mol (her ikisi de) |
| 4. Gerekli NaOH hacmi | n(NaOH)=M(NaOH)×V(NaOH) → V=0,020/0,05=0,40 L | 400 mL |
| Sonuç | Dönüm noktasında eklenen NaOH hacmi | 400 mL |
7. Sonuç ve Kısa Özet
Bu titrasyon örneğinde, başlangıçta pH = 1 olması HNO₃’ün derişiminin 0,1 M olduğunu işaret eder. 200 mL (0,200 L) hacmindeki asit çözeltisi toplamda 0,020 mol HNO₃ içerir. Eşdeğerlik noktasına ulaşmak için 0,05 M NaOH çözeltisiyle gerçekleştirilen nötralleşme hesabı, 400 mL baz eklenmesi gerektiğini göstermektedir.
Bu nedenle sorunun doğru yanıtı D) 400 mL’dir.