If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Bağlandığınız bilgisayar bir web filtresi kullanıyorsa, *.kastatic.org ve *.kasandbox.org adreslerinin engellerini kaldırmayı unutmayın.

Ana içerik

Konu: Kimya Kütüphanesi > Ünite 13

Ders 1: Asitler, Bazlar ve pH
Fen
Kimya Kütüphanesi
Asitler ve Bazlar
Asitler, Bazlar ve pH
© 2024 Khan AcademyKullanım ŞartlarıGizlilik PolitikasıÇerez Politikası

pH, pOH ve pH ölçeği

Google Classroom
pH, pOH ve pH ölçeğinin tanımını, güçlü bir asit veya baz çözeltisinin pH'ını hesaplamayı ve asidin kuvveti ile bir çözeltinin pH'ı arasındaki ilişkinin ne olduğunu öğrenelim.

Önemli noktalar

  • Aşağıdaki denklemleri kullanarak [H+] ve pH arasında geçiş yapabiliriz:
pH=−log⁡[H+][H+]=10−pH
  • Aşağıdaki denklemleri kullanarak [OH−] ve pOH arasında geçiş yapabiliriz:
pOH=−log⁡[OH−][OH−]=10−pOH
  • 25∘C'deki herhangi bir sulu çözelti için:
pH+pOH=14.
  • [H+] derişiminde 10 faktörlük her artış için, pH 1 birim azalacaktır, aynı durum, bunun tam tersi için de geçerlidir.
  • [H+] ve pH'ı, asidin hem kuvveti hem derişimi belirler.

Giriş

Sulu bir çözeltide, asitler, H+(aq) derişimini yükselten; bazlar ise OH−(suda) derişimini yükselten herhangi türler olarak tanımlanmıştır. Bu iyonların çözeltideki tipik derişimleri son derece küçük olabileceği gibi, ayrıca geniş bir aralıkta da olabilir.
Pembemsi mor ortancaların yanında mor mavi ortancalar.
Ortancaların rengi büyük ölçüde toprağın pH'ına bağlıdır. Mavi çiçekli ortancalar, pH'ı 6'dan az olan asidik topraklarda; pembe çiçekli ortancalar ise pH'ı 6'nın üstünde olan topraklarda yetişir. Fotoğraf, Wikimedia Commons, CC BY 2,0
Örneğin, 25∘C'deki bir saf su numunesi, 1,0×10−7 M H+ ve OH− içerir. Buna kıyasla, mide asidindeki H+ derişimi yaklaşık oalrak 1,0×10−1M'ye kadar olabilir. Bu, mide asidinin [H+]'ının, saf suyunkinden yaklaşık 6 kat büyük olduğu anlamını taşır!
Bilim insanları, böyle zor sayılarla uğraşmamak için bu derişimleri pH veya pOH değerlerine çevirir. Haydi hemen pH ve pOH'ın tanımlarını inceleyelim.

pH ve pOH'ın tanımı

[H+] ile pH arasındaki ilişki

Bir sulu çözeltinin pH'ı, [H+] değerinden yola çıkılarak, aşağıdaki denklemle hesaplanır:
pH=−log⁡[H+](Denklem 1a)
Küçük p harfi, ‘‘−log10"u belirtir. İnsanlar genelde daha basit olması adına, 10 tabanını yazmazlar.
Örneğin, eğer [H+]=1×10−5 M olan bir çözeltimiz varsa, pH'ı Denklem 1a'yı kullanarak hesaplayabiliriz:
pH=−log⁡(1×10−5)=5,0
pH'ı verilen bir çözeltinin, [H+] değerini de bulabiliriz:
[H+]=10−pH(Denklem 1b)

[OH−] ve pOH arasındaki ilişki

Sulu bir çözelti için pOH, [OH−] ile aynı şekilde tanımlanır:
pOH=−log⁡[OH−] (Denklem 2a)
Örneğin, eğer [OH−]=1×10−12 M olan bir çözeltimiz varsa, pOH'ı Denklem 2a'yı kullanarak hesaplayabiliriz:
pOH=−log⁡(1×10−12)=12,0
pOH'ı verilen bir çözeltinin, [OH−] değerini de bulabiliriz:
10−pOH=[OH−](Denklem 2b)

pH ve pOH arasındaki ilişki

H+ and OH−'nin sudaki denge derişimlerine göre, aşağıdaki ilişki 25∘C'deki herhangi bir sulu çözelti için doğrudur:
pH+pOH=14  (Denklem 3)
Bu ilişki, pH ve pOH'ı birbirine çevirmek için kullanılabilir. Denklem 1a/b ve Denklem 2a/b ile birlikte, daima pOH ve/veya pH ile [OH−] ve [H+] arasındaki ilişkiyi bulabiliriz. Bu denklemin nasıl elde edildiğini görmek isterseniz, suyun kendiliğinden iyonlaşmasına ilişkin makaleye göz atın.

Örnek 1: Kuvvetli bir bazik çözeltinin pH'ını hesaplayalım

25∘C'de 1,0 L sulu çözelti yapmak için eğer 1,0 mmol NaOH kullanırsak, bu çözeltinin pH'ı ne olur?
NaOH çözeltimizin pH'ını [OH−], pH ve pOH arasındaki ilişkiyi kullanarak bulabiliriz. Şimdi, hesaplamanın üzerinden adım adım geçelim.

1. Adım: NaOH'nin molar derişimini hesaplayın

Molar derişim, litre başına kaç mol çözünen bulunduğunu verir:
Molar derişim=çözünen maddenin mol sayısıçözeltinin litre cinsinden hacmi
NaOH'nin molar derişimini hesaplamak için, bildiğimiz, NaOH'ın mol sayısı ve çözelti hacmi değerlerini kullanabiliriz:
[NaOH]=1,0 mmol NaOH1,0 L=1,0×10−3 mol NaOH1,0 L=1,0×10−3 M NaOH
Çözeltideki NaOH derişimi 1,0×10−3 M'dir.

2. Adım: NaOH2nin ayrışmasına bağlı olarak [OH−]'yi hesaplayın

NaOH kuvvetli bir baz olduğundan, sulu çözeltide bileşen iyonlarına tamamen ayrışır:
NaOH(aq)→Na+(aq)+OH−(aq)
Dengelenmiş bu denklem bize her NaOH molünun sulu çözeltide bir mol OH− ürettiğini söyler. Dolayısıyla, [NaOH] ve [OH−] arasında aşağıdaki ilişkiyi elde ederiz:
[NaOH]=[OH−]=1,0×10−3 M

3. Adım: Denklem 2a'yı kullanarak [OH−]'den pOH'ı hesaplayın

OH− derişimi bildiğimize göre, Denklem 2a'yı kullanarak pOH'ı hesaplayabiliriz:
pOH=−log⁡[OH−]=−log⁡(1,0×10−3)=3,00
Çözeltimizin pOH'ı 3,00'tür.

4. Adım: Denklem 3'ü kullanarak pOH'dan pH'ı hesaplayın

Denklem 3'ü kullanarak, pOH'dan pH'ı hesaplayabiliriz. Denklemi, bilinmeyeni yani pH'ı bulmak için yeniden düzenlersek:
pH=14−pOH
pH'ı bulmak için, Adım 3'te bulduğumuz pOH değerini denkleme yerleştirebiliriz:
pH=14−3,00=11,00
Buna göre, NaOH çözeltimizin pH'ı 11,00'dir.

pH ölçeği: Asidik, bazik ve nötr çözeltiler

Bir çözeltinin göreli asitliğini veya bazlığını ölçmek için [H+]'yı pH 'a çevirmek kullanışlı bir yöntemdir. pH ölçeği, farklı maddeleri, pH değerlerine göre kolayca sıralamamızı sağlar.
pH ölçeği, bir negatif logaritma ölçeğidir. Logaritma kısmı, H+ derişiminde her 10 faktörlük bir değişim için pH'ın 1 birim değiştiği anlamına gelir. Logaritmanın önündeki eksi işareti bize pH ve [H+] arasında ters bir ilişki olduğunu söyler: pH yükseldiğinde, [H+] düşer; ve bunun tam tersi de geçerlidir.
Aşağıdaki görselde, evde sık kullanılan bazı maddelerin pH değerlerini gösteren bir pH ölçeği görülmektedir. Bu pH değerleri, 25∘C'deki çözeltilere aittir. pH değerinin negatif olabileceğine dikkatinizi çekmek istiyoruz.
-1'den 14'e pH ölçeği.
pH ölçeği. Asidik çözeltilerin pH değerleri 7'den küçük, bazik çözeltilerin pH değerleri ise 7'den büyüktür Görsel UCDavis ChemWiki, CC BY-NC-SA 3,0 US.
25∘C'deki sulu çözeltiler için aklımızda tutmamız gereken bazı önemli terminolojiler:
  • Nötr bir çözelti için pH=7'dir.
  • Asidik çözeltilerde pH<7'dir.
  • Bazik çözeltilerde pH>7'dir.
pH değeri ne kadar düşükse çözelti o kadar asidik ve H+ derişimi o kadar yüksek olur. pH değeri ne kadar yüksekse, çözelti o kadar bazik ve H+ derişimi o kadar düşük olur. Bir çözeltinin asitliğini veya bazlığını pOH cinsinden de tanımlayabiliriz, ancak genelde pH kullanılır. Neyse ki pH ve pOH değerleri arasında geçiş yapmak pek de zor değildir.
Kavram kontrolü: Yukarıda verilen pH ölçeğine göre, hangi çözelti daha asidiktir−portakal suyu mu yoksa sirke mi?

Örnek 2: Seyreltilmiş kuvvetli asit çözeltisinin pH'ını belirleyelim

pH'ı 4,0 olan 100 mL nitrik asit çözeltimiz var. Çözeltiyi toplam hacmi 1,0 L olacak şekilde suyla seyreltiyoruz.
Seyreltilmiş çözeltinin pH'ı nedir?
Bu problemi çözmenin pek çok yolu bulunmaktadır. Biz iki farklı yöntemin üzerinden geçeceğiz.

1. Yöntem: Logaritma ölçeğinin özelliklerini kullanın

pH ölçeğinin, bir negatif logaritmik ölçek olduğunu hatırlayın. Buna göre, eğer H+ derişimi 10 faktörüyle azaldığında, pH 1 birim artacaktır.
Başlangıçtaki hacim (100 mL) seyreltmeden sonraki hacmin onda biri olduğundan, çözeltideki H+ derişimi 10 faktörüyle azalmıştır. Buna göre, çözeltinin pH'ı 1 birim artacaktır:
pH=ilk pH+1,0=4,0+1,0=5,0
Buna göre, seyreltilmiş çözeltinin pH'ı 5,0'dır.

2. Yöntem: pH'ı hesaplamak için H+'nın mol sayısını kullanın

1. Adım: H+'nın mol sayısını hesaplayın

Çözeltideki H+'nın mol sayısını hesaplamak için, orijinal çözeltinin pH'ını ve hacmini kullanabiliriz.
H+’nın mol sayısı=[H+]başlangıç×hacim=10−pHM×hacim=10−4,0M×0,100 L=1,0×10−5mol H+

2. Adım: Seyreltmeden sonraki H+ molaritesini hesaplayın

Seyreltilmiş çözeltinin molaritesi, orijinal çözeltideki H+ mol ve seyreltmeden sonraki toplam hacim kullanılarak hesaplanabilir.
[H+]son=(H+)’nın mol sayısıL çözelti=1,0×10−5mol H+1,0L=1,0×10−5M

3. Adım: [H+]'dan pH'ı hesaplayın

Son olarak, pH'ı hesaplamak için Denklem 1a'yı kullanabiliriz:
pH=−log⁡[H+]=−log(1,0×10−5)=5,0
2. Yöntem bize 1. Yöntem ile aynı sonucu veriyor, yaşasın!
Genel olarak, 2. Yöntem birkaç adım fazla sürer, ancak pH'taki değişimleri bulmak için her zaman kullanılabilir. 1. Yöntem, derişimindeki değişimler, 10'un katları olarak oluştuğunda kullanılacak kısa bir yoldur. 1. Yöntem ayrıca pH değişimlerini kestirmenin hızlı bir yolu olarak da kullanılabilir.

pH ve asit kuvveti arasındaki ilişki

pH denklemine göre, pH'ın [H+] ile ilişkili olduğunu biliyoruz. Bununla birlikte, pH'ın daima asit kuvvetiyle doğrudan bağlantılı olmadığını aklımızdan çıkarmamalıyız.
Bir asidin kuvveti, asidin bir çözeltide çözünen miktara bağlıdır: asit ne kadar kuvvetliyse, belirli bir asit derişimindeki [H+] o kadar yüksektir. Örneğin, kuvvetli bir asit olan HCl'in 1,0M'lık bir çözeltisi, zayıf bir asit olan HF'nin 1,0M'lık bir çözeltisinden daha yüksek H+ derişime sahip olacaktır. Dolayısıyla, aynı derişime sahip iki monoprotik asit çözeltisi için, pH, asidin kuvvetiyle orantılı olacaktır.
Bununla birlikte, daha genel olarak, hem asit kuvveti hem de derişimin [H+]'yı belirlediğini söylemek mümkündür. Bu nedenle, kuvvetli bir asit çözeltisinin pH'ının her zaman zayıf bir asit çözeltisinin pH'ından daha düşük olacağını varsayamayız. Asidin derişimi de önemlidir!

Özet

Dört şeritli ıslak pH kağıdını tutan el (soldan sağa renkler: turuncu, yeşil-kahverengi, sarı ve kırmızı-turuncu). Kağıt, pH değerleri ve renklerdem oluşan bir referans tablosuyla karşılaştırma yapmak için kullanılmaktadır. Islak kağıt, referans tablosunda pH 7 ile eşleşmektedir.
Sulu çözeltilerin pH'ını ölçmek için turnusol kağıdı kullanılabilir. Bu resimde turnusaol kağıdının rengi, 7 pH değeriyle eşleşmektedir. Fotoğraf, Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.5
  • Aşağıdaki denklemleri kullanarak [H+] ve pH arasında geçiş yapabiliriz:
pH=−log⁡[H+][H+]=10−pH
  • Aşağıdaki denklemleri kullanarak [OH−] ve pOH arasında geçiş yapabiliriz:
pOH=−log⁡[OH−][OH−]=10−pOH
  • [H+] derişiminde 10 faktörlük her artış için, pH 1 birim azalacaktır, aynı durum, bunun tam tersi için de geçerlidir.
  • 25∘C'deki herhangi bir sulu çözelti için:
pH+pOH=14.
  • [H+] ve pH'ı, asidin hem kuvveti hem derişimi belirler.

1. Problem: 25∘C'deki kuvvetli bir bazik çözeltinin pH'ını hesaplayalım

Ca(OH)2 derişimi 0,025 M olan 200 mL'lik bir çözelti hazırlıyoruz. Bu çözelti, daha sonra su eklenerek hacmi 1,00 L olacak şekilde seyreltiliyor.
Seyreltmeden sonra çözeltinin pH'ı nedir?
1 cevap seçin:

Tartışmaya katılmak ister misiniz?

Giriş Yap
Henüz gönderi yok.
İngilizce biliyor musunuz? Khan Academy'nin İngilizce sitesinde neler olduğunu görmek için buraya tıklayın.