Ana içerik
Kimya Kütüphanesi
Konu: Kimya Kütüphanesi > Ünite 13
Ders 1: Asitler, Bazlar ve pH- Arrhenius Asit ve Bazları
- Arrhenius Asit ve Bazları
- pH, pOH ve pH ölçeği
- Brønsted-Lowry Asit Baz Kuramı (Teorisi)
- Asit ve Bazların Bronsted-Lowry Tanımı
- Suyun Otoiyonizasyonu
- Suyun Otoiyonizasyonu ve Kw
- pH Nedir?
- Kuvvetli Asit Çözeltileri
- Kuvvetli Baz Çözeltileri
- Asit Kuvveti, Anyon Hacmi ve Bağ Enerjisi
- Zayıf ve Güçlü Asitleri Belirleyelim
- Zayıf ve Güçlü Bazları Belirleyelim
- Asit Baz Tepkimelerine Giriş
© 2023 Khan AcademyKullanım ŞartlarıGizlilik PolitikasıÇerez Politikası
pH, pOH ve pH ölçeği
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 open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket ve start text, p, H, end text arasında geçiş yapabiliriz:
- Aşağıdaki denklemleri kullanarak open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket ve start text, p, O, H, end text arasında geçiş yapabiliriz:
- 25, degrees, start text, C, end text'deki herhangi bir sulu çözelti için:
start text, p, H, end text, plus, start text, p, O, H, end text, equals, 14.
- open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket derişiminde 10 faktörlük her artış için, start text, p, H, end text 1 birim azalacaktır, aynı durum, bunun tam tersi için de geçerlidir.
- open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket ve start text, p, H, end text'ı, asidin hem kuvveti hem derişimi belirler.
Giriş
Sulu bir çözeltide, asitler, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis derişimini yükselten; bazlar ise start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, s, u, d, a, right parenthesis derişimini yükselten herhangi türler olarak tanımlanmıştır. Bu iyonların çözeltideki tipik derişimleri son derece küçük olabileceği gibi, ayrıca geniş bir aralıkta da olabilir.
Örneğin, 25, degrees, start text, C, end text'deki bir saf su numunesi, 1, comma, 0, times, 10, start superscript, minus, 7, end superscript, start text, space, M, end text start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript ve start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript içerir. Buna kıyasla, mide asidindeki start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript derişimi yaklaşık oalrak 1, comma, 0, times, 10, start superscript, minus, 1, end superscript, start text, M, end text'ye kadar olabilir. Bu, mide asidinin open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket'ının, saf suyunkinden yaklaşık 6 kat büyük olduğu anlamını taşır!
Bilim insanları, böyle zor sayılarla uğraşmamak için bu derişimleri start text, p, H, end text veya start text, p, O, H, end text değerlerine çevirir. Haydi hemen start text, p, H, end text ve start text, p, O, H, end text'ın tanımlarını inceleyelim.
start text, p, H, end text ve start text, p, O, H, end text'ın tanımı
open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket ile start text, p, H, end text arasındaki ilişki
Bir sulu çözeltinin start text, p, H, end text'ı, open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket değerinden yola çıkılarak, aşağıdaki denklemle hesaplanır:
Küçük start text, p, end text harfi, `, `, minus, start text, l, o, g, end text, start subscript, 10, end subscript, "u belirtir. İnsanlar genelde daha basit olması adına, 10 tabanını yazmazlar.
Örneğin, eğer open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, equals, 1, times, 10, start superscript, minus, 5, end superscript, start text, space, M, end text olan bir çözeltimiz varsa, start text, p, H, end text'ı Denklem 1a'yı kullanarak hesaplayabiliriz:
start text, p, H, end text'ı verilen bir çözeltinin, open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket değerini de bulabiliriz:
open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket ve start text, p, O, H, end text arasındaki ilişki
Sulu bir çözelti için start text, p, O, H, end text, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket ile aynı şekilde tanımlanır:
Örneğin, eğer open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, equals, 1, times, 10, start superscript, minus, 12, end superscript, start text, space, M, end text olan bir çözeltimiz varsa, start text, p, O, H, end text'ı Denklem 2a'yı kullanarak hesaplayabiliriz:
start text, p, O, H, end text'ı verilen bir çözeltinin, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket değerini de bulabiliriz:
start text, p, H, end text ve start text, p, O, H, end text arasındaki ilişki
start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript and start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript'nin sudaki denge derişimlerine göre, aşağıdaki ilişki 25, degrees, start text, C, end text'deki herhangi bir sulu çözelti için doğrudur:
Bu ilişki, start text, p, H, end text ve start text, p, O, H, end text'ı birbirine çevirmek için kullanılabilir. Denklem 1a/b ve Denklem 2a/b ile birlikte, daima start text, p, O, H, end text ve/veya start text, p, H, end text ile open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket ve open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket arasındaki ilişkiyi bulabiliriz. Bu denklemin nasıl elde edildiğini görmek isterseniz, suyun kendiliğinden iyonlaşmasına ilişkin makaleye göz atın.
Örnek 1: Kuvvetli bir bazik çözeltinin start text, p, H, end text'ını hesaplayalım
25, degrees, start text, C, end text'de 1, comma, 0, start text, space, L, end text sulu çözelti yapmak için eğer 1, comma, 0, start text, space, m, m, o, l, end text start text, N, a, O, H, end text kullanırsak, bu çözeltinin start text, p, H, end text'ı ne olur?
start text, N, a, O, H, end text çözeltimizin start text, p, H, end text'ını open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, start text, p, H, end text ve start text, p, O, H, end text arasındaki ilişkiyi kullanarak bulabiliriz. Şimdi, hesaplamanın üzerinden adım adım geçelim.
1. Adım: start text, N, a, O, H, end text'nin molar derişimini hesaplayın
Molar derişim, litre başına kaç mol çözünen bulunduğunu verir:
start text, N, a, O, H, end text'nin molar derişimini hesaplamak için, bildiğimiz, start text, N, a, O, H, end text'ın mol sayısı ve çözelti hacmi değerlerini kullanabiliriz:
Çözeltideki start text, N, a, O, H, end text derişimi 1, comma, 0, times, 10, start superscript, minus, 3, end superscript, start text, space, M, end text'dir.
2. Adım: start text, N, a, O, H, end text2nin ayrışmasına bağlı olarak open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket'yi hesaplayın
start text, N, a, O, H, end text kuvvetli bir baz olduğundan, sulu çözeltide bileşen iyonlarına tamamen ayrışır:
Dengelenmiş bu denklem bize her start text, N, a, O, H, end text molünun sulu çözeltide bir mol start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript ürettiğini söyler. Dolayısıyla, open bracket, start text, N, a, O, H, end text, close bracket ve open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket arasında aşağıdaki ilişkiyi elde ederiz:
3. Adım: Denklem 2a'yı kullanarak open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket'den start text, p, O, H, end text'ı hesaplayın
start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript derişimi bildiğimize göre, Denklem 2a'yı kullanarak start text, p, O, H, end text'ı hesaplayabiliriz:
Çözeltimizin start text, p, O, H, end text'ı 3, comma, 00'tür.
4. Adım: Denklem 3'ü kullanarak start text, p, O, H, end text'dan start text, p, H, end text'ı hesaplayın
Denklem 3'ü kullanarak, start text, p, O, H, end text'dan start text, p, H, end text'ı hesaplayabiliriz. Denklemi, bilinmeyeni yani start text, p, H, end text'ı bulmak için yeniden düzenlersek:
start text, p, H, end text'ı bulmak için, Adım 3'te bulduğumuz start text, p, O, H, end text değerini denkleme yerleştirebiliriz:
Buna göre, start text, N, a, O, H, end text çözeltimizin start text, p, H, end text'ı 11, comma, 00'dir.
start text, p, H, end text ölçeği: Asidik, bazik ve nötr çözeltiler
Bir çözeltinin göreli asitliğini veya bazlığını ölçmek için open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket'yı start text, p, H, end text 'a çevirmek kullanışlı bir yöntemdir. start text, p, H, end text ölçeği, farklı maddeleri, start text, p, H, end text değerlerine göre kolayca sıralamamızı sağlar.
start text, p, H, end text ölçeği, bir negatif logaritma ölçeğidir. Logaritma kısmı, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript derişiminde her 10 faktörlük bir değişim için start text, p, H, end text'ın 1 birim değiştiği anlamına gelir. Logaritmanın önündeki eksi işareti bize start text, p, H, end text ve open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket arasında ters bir ilişki olduğunu söyler: start text, p, H, end text yükseldiğinde, open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket düşer; ve bunun tam tersi de geçerlidir.
Aşağıdaki görselde, evde sık kullanılan bazı maddelerin start text, p, H, end text değerlerini gösteren bir start text, p, H, end text ölçeği görülmektedir. Bu start text, p, H, end text değerleri, 25, degrees, start text, C, end text'deki çözeltilere aittir. start text, p, H, end text değerinin negatif olabileceğine dikkatinizi çekmek istiyoruz.
25, degrees, start text, C, end text'deki sulu çözeltiler için aklımızda tutmamız gereken bazı önemli terminolojiler:
- Nötr bir çözelti için start text, p, H, end text, equals, 7'dir.
- Asidik çözeltilerde start text, p, H, end text, is less than, 7'dir.
- Bazik çözeltilerde start text, p, H, end text, is greater than, 7'dir.
start text, p, H, end text değeri ne kadar düşükse çözelti o kadar asidik ve start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript derişimi o kadar yüksek olur. start text, p, H, end text değeri ne kadar yüksekse, çözelti o kadar bazik ve start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript derişimi o kadar düşük olur. Bir çözeltinin asitliğini veya bazlığını start text, p, O, H, end text cinsinden de tanımlayabiliriz, ancak genelde start text, p, H, end text kullanılır. Neyse ki start text, p, H, end text ve start text, p, O, H, end text değerleri arasında geçiş yapmak pek de zor değildir.
Kavram kontrolü: Yukarıda verilen start text, p, H, end text ölçeğine göre, hangi çözelti daha asidiktirminusportakal suyu mu yoksa sirke mi?
Örnek 2: Seyreltilmiş kuvvetli asit çözeltisinin start text, p, H, end text'ını belirleyelim
start text, p, H, end text'ı 4, comma, 0 olan 100, start text, space, m, L, end text nitrik asit çözeltimiz var. Çözeltiyi toplam hacmi 1, comma, 0, start text, space, L, end text olacak şekilde suyla seyreltiyoruz.
Seyreltilmiş çözeltinin start text, p, H, end text'ı nedir?
Bu problemi çözmenin pek çok yolu bulunmaktadır. Biz iki farklı yöntemin üzerinden geçeceğiz.
1. Yöntem: Logaritma ölçeğinin özelliklerini kullanın
start text, p, H, end text ölçeğinin, bir negatif logaritmik ölçek olduğunu hatırlayın. Buna göre, eğer start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript derişimi 10 faktörüyle azaldığında, start text, p, H, end text 1 birim artacaktır.
Başlangıçtaki hacim (100, start text, space, m, L, end text) seyreltmeden sonraki hacmin onda biri olduğundan, çözeltideki start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript derişimi 10 faktörüyle azalmıştır. Buna göre, çözeltinin start text, p, H, end text'ı 1 birim artacaktır:
Buna göre, seyreltilmiş çözeltinin start text, p, H, end text'ı 5, comma, 0'dır.
2. Yöntem: start text, p, H, end text'ı hesaplamak için start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript'nın mol sayısını kullanın
1. Adım: start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript'nın mol sayısını hesaplayın
Çözeltideki start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript'nın mol sayısını hesaplamak için, orijinal çözeltinin start text, p, H, end text'ını ve hacmini kullanabiliriz.
2. Adım: Seyreltmeden sonraki start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript molaritesini hesaplayın
Seyreltilmiş çözeltinin molaritesi, orijinal çözeltideki start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript mol ve seyreltmeden sonraki toplam hacim kullanılarak hesaplanabilir.
3. Adım: open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket'dan start text, p, H, end text'ı hesaplayın
Son olarak, start text, p, H, end text'ı hesaplamak için Denklem 1a'yı kullanabiliriz:
2. Yöntem bize 1. Yöntem ile aynı sonucu veriyor, yaşasın!
Genel olarak, 2. Yöntem birkaç adım fazla sürer, ancak start text, p, H, end text'taki değişimleri bulmak için her zaman kullanılabilir. 1. Yöntem, derişimindeki değişimler, 10'un katları olarak oluştuğunda kullanılacak kısa bir yoldur. 1. Yöntem ayrıca start text, p, H, end text değişimlerini kestirmenin hızlı bir yolu olarak da kullanılabilir.
start text, p, H, end text ve asit kuvveti arasındaki ilişki
start text, p, H, end text denklemine göre, start text, p, H, end text'ın open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket ile ilişkili olduğunu biliyoruz. Bununla birlikte, start text, p, H, end text'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 open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket o kadar yüksektir. Örneğin, kuvvetli bir asit olan start text, H, C, l, end text'in 1, comma, 0, start text, M, end text'lık bir çözeltisi, zayıf bir asit olan start text, H, F, end text'nin 1, comma, 0, start text, M, end text'lık bir çözeltisinden daha yüksek start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript derişime sahip olacaktır. Dolayısıyla, aynı derişime sahip iki monoprotik asit çözeltisi için, start text, p, H, end text, asidin kuvvetiyle orantılı olacaktır.
Bununla birlikte, daha genel olarak, hem asit kuvveti hem de derişimin open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket'yı belirlediğini söylemek mümkündür. Bu nedenle, kuvvetli bir asit çözeltisinin start text, p, H, end text'ının her zaman zayıf bir asit çözeltisinin start text, p, H, end text'ından daha düşük olacağını varsayamayız. Asidin derişimi de önemlidir!
Özet
- Aşağıdaki denklemleri kullanarak open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket ve start text, p, H, end text arasında geçiş yapabiliriz:
- Aşağıdaki denklemleri kullanarak open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket ve start text, p, O, H, end text arasında geçiş yapabiliriz:
- open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket derişiminde 10 faktörlük her artış için, start text, p, H, end text 1 birim azalacaktır, aynı durum, bunun tam tersi için de geçerlidir.
- 25, degrees, start text, C, end text'deki herhangi bir sulu çözelti için:
start text, p, H, end text, plus, start text, p, O, H, end text, equals, 14.
- open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket ve start text, p, H, end text'ı, asidin hem kuvveti hem derişimi belirler.
1. Problem: 25, degrees, start text, C, end text'deki kuvvetli bir bazik çözeltinin start text, p, H, end text'ını hesaplayalım
start text, C, a, left parenthesis, O, H, right parenthesis, end text, start subscript, 2, end subscript derişimi 0, comma, 025, start text, space, M, end text olan 200, start text, space, m, L, end text'lik bir çözelti hazırlıyoruz. Bu çözelti, daha sonra su eklenerek hacmi 1, comma, 00, start text, space, L, end text olacak şekilde seyreltiliyor.
Seyreltmeden sonra çözeltinin start text, p, H, end text'ı nedir?
Tartışmaya katılmak ister misiniz?
Henüz gönderi yok.