pH ve tamponlar: adım adım çözümlü alıştırma soruları

Diğer adları: pH hesaplama · tampon çözeltiler · Henderson-Hasselbalch denklemi

Şekiller, ipuçları ve ayrıntılı çözümlerle ücretsiz pH ve tamponlar alıştırma soruları. Her seferinde yeni değerler, üç seviyede: kuvvetli asitler ve bazlar, zayıf asitler, tamponlar.

Ücretsiz alıştırma sorusuKolay
02468101214asidiknötrbazikpH = ?

Kuvvetli bir baz olan NaOH'nin 0,05 mol/L'lik çözeltisinin 25 °C'deki pH'ı pH'ı bulun.

c = 0,05 mol/L
Sonraki soru →

Neler çalışırsınız

  1. Kolaykuvvetli asitler ve bazlar
  2. Ortazayıf asitler
  3. Zortamponlar

pH ve tamponlar soruları nasıl çözülür

  1. Asit veya bazın kuvvetli (tamamen iyonlaşmış) mı yoksa zayıf mı olduğuna karar verin.
  2. Kuvvetli asit: [H⁺] derişimine eşittir. Kuvvetli baz: önce [OH⁻]’yi bulun.
  3. Zayıf asit: x = [H⁺] için Ka = x²/(c − x)’i çözün.
  4. pH = −log[H⁺] ve 25 °C’de pH + pOH = 14.

Sık yapılan hatalar

  • Zayıf bir asidi kuvvetli gibi ele almak.
  • Bir baz için pOH’yi pH’ye çevirmeyi unutmak.
  • log yerine ln kullanmak.

Temel formüller

pH
pH = −log[H⁺]
pOH
pOH = −log[OH⁻], pH + pOH = 14
Zayıf asit
[H⁺] ≈ √(Ka·c)
Tampon
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
Seyreltme
c1V1 = c2V2

pH ve tamponlar konusunu sıfırdan öğrenin

Bundan önce: Kimyasal denge

1pH nedir?

Bir asit suda hidrojen iyonları, H⁺ verir. Bir baz hidroksit iyonları, OH⁻ verir veya H⁺ alır. Limon suyu asidiktir, sabun baziktir.

H⁺ derişimi yaklaşık 1 mol/L ile 10⁻¹⁴ mol/L arasında değişebilir. Bu tür sayılar elverişsizdir, bu yüzden kimyacılar pH kullanır:

pH = −log[H⁺]

pH’taki her 1’lik adım, [H⁺]’da 10 kat demektir. [H⁺] = 0,01 = 10⁻² mol/L olan bir çözeltinin pH’ı 2’dir.

01234567891011121314H⁺OH⁻
  • pH 7’nin altı: asidik. pH ne kadar düşükse H⁺ o kadar çoktur.
  • pH 7: nötr, 25 °C’deki saf su gibi.
  • pH 7’nin üstü: bazik (alkali).

Aynı fikir OH⁻ için de çalışır: pOH = −log[OH⁻]. 25 °C’deki suda ikisi her zaman 14 eder:

pH + pOH = 14
Kendini sına [H⁺] = 0,001 mol/L olan bir çözeltinin pH’ı nedir?
  1. 0,001
  2. 11
  3. 3
  4. −3

Cevap: 3. 0,001 = 10⁻³ ve pH = −log(10⁻³) = 3. Eksi işaretini unutmak −3, 11 ise pOH’dır, pH değil.

2Kuvvetli asitler ve bazlar

Kuvvetli bir asit veya baz suda tamamen ayrışır. Örnekler HCl, HNO₃, NaOH ve KOH’dur.

Yani kuvvetli bir asidin H⁺ derişimi asit derişimine eşittir. 0,01 mol/L HCl, [H⁺] = 0,01 mol/L ve pH 2 verir.

Kuvvetli bir baz için önce [OH⁻]’yi, sonra pOH’ı, sonra pH’ı bulun:

  1. [OH⁻] = bazın derişimi × formül başına OH⁻ sayısı. Ba(OH)₂ iki verir.
  2. pOH = −log[OH⁻].
  3. pH = 14 − pOH.

Örnek: 0,01 mol/L NaOH, [OH⁻] = 0,01, pOH = 2 ve pH = 14 − 2 = 12 verir.

Kendini sına 25 °C’de 0,1 mol/L’lik bir NaOH çözeltisinin pH’ı nedir?
  1. 0,1
  2. 13
  3. 1
  4. 7

Cevap: 13. [OH⁻] = 0,1 mol/L, yani pOH = 1 ve pH = 14 − 1 = 13. 1 vermek pOH’da durmaktır: bir bazın pH’ı 7’nin üstünde olmalıdır.

3Zayıf asitler ve tamponlar

Asetik asit veya HF gibi zayıf bir asit yalnızca biraz ayrışır. Bir denge oluşturur:

HA ⇌ H⁺ + A⁻ Ka = [H⁺][A⁻] / [HA]

Ka asit sabitidir: ne kadar büyükse asit o kadar kuvvetlidir. Çoğu zaman pKa = −log Ka görürsünüz.

c derişimli bir asidin x mol/L’si ayrışırsa [H⁺] = [A⁻] = x ve [HA] = c − x olur. Yani Ka = x² / (c − x).

x, c’ye göre küçük olduğunda c − x ≈ c kullanabilirsiniz:

[H⁺] ≈ √(Ka · c)

x, c’nin yaklaşık %5’inden büyük çıkarsa bunun yerine ikinci derece denklemi x² + Kax − Kac = 0 çözün.

Bir tampon, zayıf bir asit HA ile onun eşlenik bazı A⁻’nin, örneğin sodyum tuzundan gelen, bir karışımıdır. Biraz asit veya baz eklendiğinde pH’ı hemen hemen sabit tutar. pH’ı Henderson–Hasselbalch denklemini izler:

pH = pKa + log([A⁻] / [HA])

Kuvvetli bir baz eklemek HA’nın bir kısmını A⁻’ye çevirir: HA eklenen bazın mol sayısı kadar azalır ve A⁻ artar.

Kendini sına Bir tampon, zayıf bir asit ve eşlenik bazını eşit derişimlerde içerir. pKa 4,75’tir. pH nedir?
  1. 4,75
  2. 5,75
  3. 7
  4. 9,25

Cevap: 4,75. [A⁻] = [HA] ile oran 1’dir ve log 1 = 0, yani pH = pKa = 4,75. Bir tampon kendiliğinden nötr değildir.

4Adım adım yöntem

  1. Neyiniz olduğuna karar verin: kuvvetli bir asit, kuvvetli bir baz, zayıf bir asit veya bir tampon (zayıf bir asit ve tuzu birlikte).
  2. Kuvvetli asit: [H⁺] = c. Kuvvetli baz: [OH⁻] = c × OH⁻ sayısı, sonra pOH ve pH = 14 − pOH.
  3. Zayıf asit: [H⁺] ≈ √(Ka · c). x’in c’nin %5’inden az olduğunu kontrol edin; değilse ikinci derece denklemi çözün.
  4. Tampon: pKa’yı bulun, sonra pH = pKa + log([A⁻]/[HA]). Asit veya baz eklenirse önce HA ve A⁻’nin mollerini güncelleyin.
  5. pH = −log[H⁺] alın ve cevabı kontrol edin: asitler 7’nin altında, bazlar 7’nin üstünde, bir tampon pKa’sına yakın.

5Çözümlü bir örnek

Her adımı izleyin. Açmadan önce bir sonrakini tahmin etmeye çalışın.

Çözümlü örnek

0,2 mol/L’lik bir benzoik asit çözeltisinin (Ka = 6,3 × 10⁻⁵) pH’ını bulun.

1

Asidi tanıyın

Ka küçüktür, yani benzoik asit zayıf bir asittir. Yalnızca küçük bir kısmı H⁺ ve A⁻’ye ayrışır.

2

Dengeyi kurun

x = [H⁺] = [A⁻] ve [HA] = 0,2 − x ile:

6,3 × 10⁻⁵ = x² / (0,2 − x)
3

Yaklaşımı kullanın

x’in küçük olduğunu varsayın, yani 0,2 − x ≈ 0,2.

x ≈ √(6,3 × 10⁻⁵ · 0,2) = √(1,26 × 10⁻⁵) = 0,00355 mol/L
4

Yaklaşımı kontrol edin

0,00355 / 0,2 = %1,8, bu %5’ten azdır. Yaklaşım uygundur. İkinci dereceyi tam çözmek 0,00352 mol/L verir, neredeyse aynı.

5

pH’ı bulun

pH = −log(0,00352) = 2,45
01234567891011121314H⁺OH⁻

pH, bir asit için olması gerektiği gibi 7’nin altındadır, ama 0,2 mol/L kuvvetli bir asitinkinden (pH 0,70) yüksektir.

Cevap

pH ≈ 2,45

6Sık yapılan hatalar

  • pH istenirken pOH vermek. Bir baz için her zaman pH = 14 − pOH ile bitirin.
  • Ba(OH)₂ ve Ca(OH)₂’nin formül birimi başına iki OH⁻ verdiğini unutmak.
  • Zayıf bir asidi kuvvetli saymak, yani [H⁺] = c almak.
  • pH = −log[H⁺] içindeki eksi işaretini unutmak.
  • Tampon oranını ters çevirmek: o [A⁻]/[HA]’dır, baz bölü asit.
  • x, c’nin %5’inden büyükken √(Ka·c) kestirmesini kullanmak.
Kendini sına Kuvvetli bir baz olan 0,02 mol/L’lik Ba(OH)₂ çözeltisinin 25 °C’deki pH’ı nedir?
  1. 1,40
  2. 1,70
  3. 12,30
  4. 12,60

Cevap: 12,60. Her Ba(OH)₂ iki OH⁻ verir, yani [OH⁻] = 0,04 mol/L, pOH = 1,40 ve pH = 12,60. 12,30 2 çarpanını unutur; 1,40 ise pOH’dır.

7Sınav soruları nasıl görünür

  • Kolay: kuvvetli asitler ve bazlar. HCl, NaOH veya Ba(OH)₂ çözeltisinin pH’ı.
  • Orta: zayıf asitler. HF veya benzoik asit gibi zayıf bir asidin pH’ı, Ka ve derişiminden.
  • Zor: tamponlar. Henderson–Hasselbalch’tan pH veya kuvvetli bir baz eklendikten sonraki yeni pH.

Zor bir soru örneği: 0,25 mol HF ve 0,10 mol F⁻ içeren 1,00 L’lik bir tampona (Ka = 0,00068) 0,05 mol NaOH ekleniyor. HF 0,20 mol, F⁻ 0,15 mol olur; yani pH = 3,17 + log(0,15/0,20) = 3,04.

Uygulamada adım adım öğreninUygulamada adım adım öğrenin

Çözümlü örnekler

Örnek 1Kolay
02468101214asidiknötrbazikpH = ?

Kuvvetli bir asit olan hidroklorik asidin (HCl) 0,5 mol/L'lik çözeltisinin pH'ı pH'ı bulun.

c = 0,5 mol/L

İstenen: pH

İpuçlarını göster
  1. Kuvvetli asit tamamen iyonlaşır, bu yüzden [H₃O⁺] asit konsantrasyonuna eşittir.
  2. pH = −log₁₀[H₃O⁺].
  3. [H₃O⁺] = 0,5 mol/L.
Cevabı ve adım adım çözümü göster

pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] ve pOH = −log₁₀[OH⁻]; 25 °C'de pH + pOH = 14. Kuvvetli asitler ve bazlar tamamen iyonlaşır. Zayıf asit yalnızca kısmen: Ka = x²/(c − x), x = [H₃O⁺]. Zayıf asit ve konjuge bazından oluşan tampon Henderson–Hasselbalch denklemine uyar: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).

Konsantrasyondan pH

pH = −log(0,5) = 0,301

Cevap

pH = 0,301
Örnek 2Orta
02468101214asidiknötrbazikpH = ?

0,1 mol/L'lik hipokloröz asit çözeltisinin (Ka = 3 × 10⁻⁸) pH'ı pH'ı bulun.

c = 0,1 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

İstenen: pH

İpuçlarını göster
  1. Ka = x²/(c − x) yazın; x = [H₃O⁺].
  2. Ka küçük olduğu için x, c'den çok daha küçüktür; bu yüzden x ≈ √(Ka·c) iyi bir yaklaşımdır.
  3. √(3 × 10⁻⁸·0,1) = 5,477 × 10⁻⁵.
Cevabı ve adım adım çözümü göster

pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] ve pOH = −log₁₀[OH⁻]; 25 °C'de pH + pOH = 14. Kuvvetli asitler ve bazlar tamamen iyonlaşır. Zayıf asit yalnızca kısmen: Ka = x²/(c − x), x = [H₃O⁺]. Zayıf asit ve konjuge bazından oluşan tampon Henderson–Hasselbalch denklemine uyar: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).

Denge

HA ⇌ H⁺ + A⁻: asidin x mol/L'si iyonlaşır.

Ka = x²/(0,1 − x) → x = 5,476 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(5,476 × 10⁻⁵) = 4,262

Cevap

pH = 4,262
Örnek 3Zor
02468101214asidiknötrbazikpH = ?

1,00 L'lik bir tampon 0,3 mol hipokloröz asit ve 0,2 mol konjuge bazını içeriyor (Ka = 3 × 10⁻⁸). 0,05 mol NaOH ekleniyor. Yeni pH pH'i bulun.

n(HA) = 0,3 moln(A⁻) = 0,2 moln(OH⁻) = 0,05 molKa = 3 × 10⁻⁸

İstenen: pH

İpuçlarını göster
  1. Eklenen hidroksit zayıf asitle tepkimeye girer: HA + OH⁻ → A⁻ + H₂O.
  2. Böylece HA eklenen miktar kadar azalır, A⁻ aynı miktar kadar artar.
  3. n(HA) = 0,25, n(A⁻) = 0,25.
Cevabı ve adım adım çözümü göster

pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] ve pOH = −log₁₀[OH⁻]; 25 °C'de pH + pOH = 14. Kuvvetli asitler ve bazlar tamamen iyonlaşır. Zayıf asit yalnızca kısmen: Ka = x²/(c − x), x = [H₃O⁺]. Zayıf asit ve konjuge bazından oluşan tampon Henderson–Hasselbalch denklemine uyar: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).

Nötrleşme

n(HA) = 0,3 − 0,05 = 0,25 mol
n(A⁻) = 0,2 + 0,05 = 0,25 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 7,523 + log(0,25/0,25) = 7,523

Cevap

pH = 7,523

Sorular ve cevaplar

pH ve tamponlar nedir?

Bir asit suda hidrojen iyonları, H⁺ verir. Bir baz hidroksit iyonları, OH⁻ verir veya H⁺ alır. Limon suyu asidiktir, sabun baziktir.

H⁺ derişimi yaklaşık 1 mol/L ile 10⁻¹⁴ mol/L arasında değişebilir. Bu tür sayılar elverişsizdir, bu yüzden kimyacılar pH kullanır:

pH ve tamponlar soruları adım adım nasıl çözülür?
  1. Asit veya bazın kuvvetli (tamamen iyonlaşmış) mı yoksa zayıf mı olduğuna karar verin.
  2. Kuvvetli asit: [H⁺] derişimine eşittir. Kuvvetli baz: önce [OH⁻]’yi bulun.
  3. Zayıf asit: x = [H⁺] için Ka = x²/(c − x)’i çözün.
  4. pH = −log[H⁺] ve 25 °C’de pH + pOH = 14.
pH ve tamponlar konusunda en sık yapılan hatalar nelerdir?
  • Zayıf bir asidi kuvvetli gibi ele almak.
  • Bir baz için pOH’yi pH’ye çevirmeyi unutmak.
  • log yerine ln kullanmak.
pH ve tamponlar alıştırmaları neleri kapsar?
  • Kolay: kuvvetli asitler ve bazlar
  • Orta: zayıf asitler
  • Zor: tamponlar

Her soruda yeni değerler olur; böylece bir cevabı değil, yöntemi öğrenirsiniz. Takıldınız mı? Önce küçük bir ipucu açın, tam açıklamayı ise yalnızca gerektiğinde.

Çalışma nasıl işler

  • Her soruda yeni değerler olur; böylece bir cevabı değil, yöntemi öğrenirsiniz.
  • Takıldınız mı? Önce küçük bir ipucu açın, tam açıklamayı ise yalnızca gerektiğinde.
  • İlerlemeniz, hatalarınız ve kaydettiğiniz sorular saklanır; böylece sınavdan önce gözden geçirebilirsiniz.

Bu konudan önceki ve sonraki konular

Önce öğrenin

Hesaplayıcılar

Bu konuyu içeren dersler

Fen bilimleri alanında diğer konular

Yazdırılabilir çalışma kâğıdı