19Konu 19 / 34
Kimyasal Tepkimelerde Denge

Titrasyon, Tampon ve Tuz Çözeltileri

Asit ile bazın nötrleşmesinden tuz çözeltilerinin asitliğine, büret ve erlenle yapılan titrasyondan eşdeğerlik noktasına ve titrasyon eğrisine, oradan da pH’yi koruyan tampon çözeltilere adım adım ilerliyoruz.

11. sınıf
AYT sıklığı
40 dk

Görsel anlatımla başla15 adım · sıfırdan başlar · az yazı, bol 3B

LevhaTitrasyon, Tampon ve Tuz ÇözeltileriTitrasyon, Tampon ve Tuz Çözeltileri

Bir erlende derişimi bilinmeyen HCl çözeltisi ve birkaç damla fenolftalein var; üstteki büretten $0{,}1$ M NaOH damlıyor. Sıvı damla damla renksiz kalıyor, sonra tek bir damlada pembeleşiyor.

Bu damlanın yerini bilen, erlendeki asidin derişimini bulur. Bu sayfada o damlayı yakalamayı ve tuzların, tamponların pH’sini yorumlamayı öğreneceksin.

Isınma

Başlamadan: mol, pH ve konjuge baz

Puansız. Takıldığın yer olursa ön koşul konuya göz at.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

0{,}2

M NaOH çözeltisinin

50

mL’sinde kaç mol NaOH vardır?

Açıklama

$n = M \cdot V = 0{,}2 \cdot 0{,}05 = 0{,}01$ mol. Ayrıntı: Çözünme ve Derişim Birimleri.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

25\,^\circ\text{C}

’de

0{,}01

\text{HNO}_3

çözeltisinin pH’si kaçtır?

Açıklama

Kuvvetli asit tamamen iyonlaşır: $[\text{H}^+] = 10^{-2}$ M, pH $= 2$ . Ayrıntı: Asit-Baz Dengesi ve pH.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

\text{CH}_3\text{COOH}

’in konjuge bazı hangisidir?

Açıklama

Asetik asit protonunu verince $\text{CH}_3\text{COO}^-$ (asetat) kalır. Tamponu bu çift kuracak.

Temel

Nötrleşme ve tuz çözeltileri

1. Nötrleşme: $\text{H}^+ + \text{OH}^- \longrightarrow \text{H}_2\text{O}$

Asit ile baz karşılaşınca asidin $\text{H}^+$ ’sı ile bazın $\text{OH}^-$ ’i birleşip su oluşturur. Geriye kalan katyon ve anyon tuzu oluşturur.

Erlenin içine yaklaş: her $\text{OH}^-$ bir $\text{H}_3\text{O}^+$ ile çarpışıp iki su molekülüne dönüşüyor. $\text{Na}^+$ ve $\text{Cl}^-$ iyonları tepkimeye girmeden aralarda dolaşıyor.

Örnek

kolay

Eşit mol asit ve baz

$25\,^\circ\text{C}$ ’de $0{,}02$ mol HCl içeren bir çözelti ile $0{,}02$ mol KOH içeren bir çözelti karıştırılıyor. Hangi tuz oluşur, çözeltide hangi iyonlar kalır ve pH kaç olur?

HCl $0{,}02$ mol $\text{H}^+$ , KOH $0{,}02$ mol $\text{OH}^-$ verir. Mol sayıları eşit, ikisi de tamamen tükenir.

$\text{K}^+$ ve $\text{Cl}^-$ seyirci kalır; çözeltide KCl tuzu çözünmüş hâlde bulunur.

$\text{K}^+$ kuvvetli bazın, $\text{Cl}^-$ kuvvetli asidin iyonudur; ikisi de suyla proton alışverişi yapmaz. Çözelti nötrdür.

Sonuç

Tuz KCl; çözeltide $\text{K}^+$ ve $\text{Cl}^-$ kalır; pH $= 7$ .

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

HCl ile NaOH arasındaki tepkimenin net iyon denklemi hangisidir?

Açıklama

Tepkimeye giren yalnız $\text{H}^+$ ve $\text{OH}^-$ ’dir. Bütün kuvvetli asit-kuvvetli baz tepkimelerinin net iyon denklemi aynıdır.

2. Tuzun Asitliği, Geldiği Asit ve Baza Bağlıdır

Tuz suda iyonlarına ayrışır. Zayıf asidin anyonu sudan proton alır, zayıf bazın katyonu suya proton verir; kuvvetlilerin iyonları etkisizdir (Asit-Baz Dengesi ve pH).

Üç beher yan yana: NaCl, $\text{NH}_4\text{Cl}$ ve $\text{CH}_3\text{COONa}$ çözeltileri. $\text{NH}_4^+$ suya proton veriyor, asetat sudan proton alıyor; pH metreler $7$ , $7$ ’den küçük ve $7$ ’den büyük okuyor.

Tuzun türü: satır katyonun geldiği bazı, sütun anyonun geldiği asidi gösterir.

Anyonu zayıf baz olan tuzlar suyu bazik yapar: $\text{CH}_3\text{COONa}$ , NaF, KCN, $\text{NaNO}_2$ . Çamaşır sodası ( $\text{Na}_2\text{CO}_3$ ) ve yemek sodası ( $\text{NaHCO}_3$ ) da bu yüzden baziktir.

Örnek

kolay

Üç tuzu sınıflandır

$\text{KNO}_3$ , $\text{NH}_4\text{Cl}$ ve $\text{CH}_3\text{COONa}$ tuzlarının sulu çözeltileri asidik mi, bazik mi, nötr mü?

$\text{KNO}_3$ : $\text{K}^+$ KOH’tan, $\text{NO}_3^-$ $\text{HNO}_3$ ’ten gelir. İkisi de kuvvetli; çözelti nötr.

$\text{NH}_4\text{Cl}$ : $\text{Cl}^-$ kuvvetli HCl’den, $\text{NH}_4^+$ zayıf $\text{NH}_3$ ’ten gelir. $\text{NH}_4^+ + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_3 + \text{H}_3\text{O}^+$ ; çözelti asidik.

$\text{CH}_3\text{COONa}$ : $\text{Na}^+$ kuvvetli NaOH’tan, asetat zayıf asetik asitten gelir. $\text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COOH} + \text{OH}^-$ ; çözelti bazik.

Sonuç

$\text{KNO}_3$ nötr, $\text{NH}_4\text{Cl}$ asidik, $\text{CH}_3\text{COONa}$ bazik.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Aşağıdaki tuzlardan hangisinin sulu çözeltisi baziktir?

Açıklama

HF zayıf asittir; $\text{F}^-$ sudan proton alır: $\text{F}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HF} + \text{OH}^-$ . Çözelti baziktir.

3. $\text{NH}_4^+$ ve $\text{HSO}_4^-$ İçeren Tuzlar Asidiktir

Bu iki iyon suya proton verir. $\text{HSO}_4^-$ bir anyondur ama $\text{H}_2\text{SO}_4$ kuvvetli asit olduğundan proton almaz, ikinci protonunu verir.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

\text{NaHSO}_4

çözeltisiyle ilgili hangisi doğrudur?

Açıklama

$\text{HSO}_4^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{SO}_4^{2-} + \text{H}_3\text{O}^+$ . Program bu iyonun asitliği üzerinde özellikle durur.

Orta

Titrasyon: düzenek, eşdeğerlik noktası ve hesap

1. Titrasyon Düzeneği: Büret, Erlen, İndikatör

Derişimi bilinen çözelti büretten, derişimi aranan çözeltinin üstüne damla damla eklenir. Tepkimenin tamamlandığı anı indikatörün renk değişimi haber verir.

Kamera düzeneğin çevresinde dolaşıyor: statif, kıskaç, bölmeli büret, musluk ve beyaz zemin üstündeki erlen. Büretin bölmelerinde ilk ve son okuma işaretleniyor; aradaki fark harcanan hacimdir.

Titrasyon düzeneği: büretteki standart çözelti, erlendeki çözeltiye musluktan damla damla eklenir.

Uygulamada büret standart çözeltiyle doldurulup ilk hacim okunur. Erlene ölçülü hacimde çözelti ve birkaç damla indikatör konur; erlen çalkalanarak musluk açılır, renk kalıcı değişince kapanır.

2. Eşdeğerlikte Mol Sayıları Eşittir

Hesabın tamamı tek eşitliktir: asidin verdiği $\text{H}^+$ molü, bazın verdiği $\text{OH}^-$ molüne eşittir.

İki pul yığını: erlendeki $\text{H}^+$ ve büretten gelen $\text{OH}^-$ mol sayıları. Her damla iki yığını birbirine yaklaştırıyor; eşitlendikleri anda gelen küçük bir damla indikatörü pembeleştiriyor.

Örnek

orta

Kireç suyunun derişimi

Laboratuvarda kireç suyunun ( $\text{Ca(OH)}_2$ çözeltisi) derişimi bulunmak isteniyor. $25$ mL kireç suyu, $0{,}05$ M HCl ile titre ediliyor; dönüm noktasına kadar $20$ mL HCl harcanıyor. $\text{Ca(OH)}_2$ derişimi ve çözeltinin pH’si kaçtır? ( $\log 2 = 0{,}3$ )

Harcanan $\text{H}^+$ : $0{,}05 \cdot 0{,}020 = 1 \times 10^{-3}$ mol. Eşdeğerlikte $\text{OH}^-$ de $1 \times 10^{-3}$ mol’dür.

Her $\text{Ca(OH)}_2$ iki $\text{OH}^-$ verir ( $b = 2$ ): $n_{\text{Ca(OH)}_2} = 5 \times 10^{-4}$ mol.

Derişim: $M = \dfrac{5 \times 10^{-4}}{0{,}025} = 0{,}02$ M. Sağlama: $0{,}05 \cdot 20 \cdot 1 = 0{,}02 \cdot 25 \cdot 2 = 1$ .

$[\text{OH}^-] = 2 \cdot 0{,}02 = 0{,}04$ M; pOH $= 2 - \log 4 = 2 - 0{,}6 = 1{,}4$ , pH $= 12{,}6$ .

Sonuç

$[\text{Ca(OH)}_2] = 0{,}02$ M, pH $= 12{,}6$ .

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

0{,}1

M HCl çözeltisinin

30

mL’sini nötrleştirmek için

0{,}05

\text{Ba(OH)}_2

çözeltisinden kaç mL gerekir?

Açıklama

$0{,}1 \cdot 30 \cdot 1 = 0{,}05 \cdot V_b \cdot 2 \Rightarrow V_b = 30$ mL.

3. Titrasyon Eğrisi: Uzun Düzlük, Ani Sıçrama

Her eklemeden sonra pH ölçülür ve eklenen hacme karşı çizilir. Bu grafiğe titrasyon eğrisi denir.

Düzeneğin yanında pH–hacim grafiği büyüyor; her damla yeni bir nokta. Uzun süre yavaş yükselen eğri, eşdeğerlikte birkaç damlayla dikleşiyor ve sonra yeniden yataylaşıyor.

100

0{,}1

M HCl’nin

0{,}1

M NaOH ile titrasyonu: eşdeğerlikten önce fazla

\text{H}^+

, sonra fazla

\text{OH}^-

vardır.

Eşdeğerlikten önce erlende artan asit, sonra artan baz pH’yi belirler. Eşdeğerlik çevresinde tek damla pH’yi birkaç birim değiştirir; indikatör bu sıçramada renk değiştirir.

Örnek

orta

Eğri üzerindeki dört nokta

$25\,^\circ\text{C}$ ’de $100$ mL $0{,}1$ M HCl, $0{,}1$ M NaOH ile titre ediliyor. $0$ , $50$ , $100$ ve $150$ mL NaOH eklendiğinde pH kaçtır? ( $\log 2 = 0{,}3$ ; $\log 3 = 0{,}48$ )

Başlangıçta $\text{H}^+$ : $0{,}1 \cdot 0{,}1 = 0{,}01$ mol. $0$ mL’de $[\text{H}^+] = 0{,}1$ M, pH $= 1$ .

$50$ mL’de $0{,}005$ mol $\text{OH}^-$ eklendi; $0{,}005$ mol $\text{H}^+$ kaldı, hacim $150$ mL: $[\text{H}^+] = \dfrac{0{,}005}{0{,}15} = \dfrac{1}{30}$ M, pH $= \log 30 = 1{,}48$ .

$100$ mL’de $\text{H}^+$ ve $\text{OH}^-$ molleri eşit: eşdeğerlik. NaCl nötr olduğundan pH $= 7$ .

$150$ mL’de $0{,}005$ mol $\text{OH}^-$ arttı, hacim $250$ mL: $[\text{OH}^-] = 0{,}02$ M, pOH $= 2 - 0{,}3 = 1{,}7$ , pH $= 12{,}3$ .

Sonuç

pH sırasıyla $1$ ; $1{,}48$ ; $7$ ; $12{,}3$ . İlk $50$ mL pH’yi yalnız $0{,}48$ artırdı; eşdeğerlik çevresinde pH beş birimden fazla sıçradı.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Erlene NaOH çözeltisi konup büretten HCl eklenirse titrasyon eğrisi nasıl olur?

Açıklama

Erlende önce fazla $\text{OH}^-$ vardır (pH yüksek). Asit eklendikçe pH azalır, eşdeğerlikte $7$ ’ye iner ve birden düşer; sonra fazla $\text{H}^+$ pH’yi düşük tutar.

4. İndikatör Seçimi

İndikatör, rengi pH’ye göre değişen zayıf bir organik asit ya da bazdır. Her indikatörün kendine özgü bir dönüşüm aralığı vardır.

İndikatör	Dönüşüm aralığı (pH)	Renk
Metil oranj	$3{,}1$ – $4{,}4$	kırmızı → sarı
Bromtimol mavisi	$6{,}0$ – $7{,}6$	sarı → mavi
Fenolftalein	$8{,}2$ – $10{,}0$	renksiz → pembe

Kuvvetli asit ile kuvvetli bazın titrasyonunda sıçrama geniştir ( $0{,}1$ M’de yaklaşık pH $4$ ’ten $10$ ’a); üçü de kullanılabilir. Eşdeğerlik noktası $7$ ’den büyükse fenolftalein, küçükse metil oranj seçilir.

5. Karıştırma: Önce Artanı Bul

Asit ile baz karıştırılınca önce tepkime tamamlanır, sonra artan iyonun derişimi toplam hacimle hesaplanır.

Örnek

orta

Artan asit pH’yi belirler

$25\,^\circ\text{C}$ ’de $100$ mL $0{,}2$ M $\text{HNO}_3$ ile $100$ mL $0{,}05$ M $\text{Ca(OH)}_2$ çözeltisi karıştırılıyor. Son çözeltinin pH’si kaçtır? Oluşan tuz çözeltiyi etkiler mi? ( $\log 5 = 0{,}7$ )

$\text{H}^+$ : $0{,}2 \cdot 0{,}1 = 0{,}02$ mol. $\text{OH}^-$ : $0{,}05 \cdot 0{,}1 \cdot 2 = 0{,}01$ mol.

$0{,}01$ mol $\text{OH}^-$ tükenir, $0{,}01$ mol $\text{H}^+$ artar. Toplam hacim $200$ mL.

$[\text{H}^+] = \dfrac{0{,}01}{0{,}2} = 0{,}05$ M; pH $= 2 - \log 5 = 1{,}3$ .

Oluşan $\text{Ca(NO}_3)_2$ kuvvetli asit ile kuvvetli bazın tuzudur; nötrdür, pH’ye katkısı yoktur.

Sonuç

pH $= 1{,}3$ . Bu pH’yi artan $\text{HNO}_3$ belirler; tuz nötrdür.

İleri

Tampon çözeltiler ve birleşik sorular

1. Tampon: Zayıf Asit ile Konjuge Bazı Birlikte

Saf suya bir damla asit eklemek pH’yi birkaç birim düşürür. Bazı çözeltiler ise aynı damlaya neredeyse hiç tepki vermez.

İki beher: biri saf su, öteki asetik asit ve asetat iyonları içeren tampon. İkisine aynı damla HCl ekleniyor; suyun pH göstergesi $7$ ’den $2$ ’ye düşerken tampondaki asetat iyonları $\text{H}^+$ ’yı yakalıyor ve gösterge neredeyse kımıldamıyor.

100

mL saf suya ve

100

mL tampona (

0{,}1

\text{CH}_3\text{COOH}

0{,}1

\text{CH}_3\text{COONa}

)

1

1

M HCl ya da NaOH ekleniyor.

Seyreltmede ise $K_a = \dfrac{[\text{H}^+][\text{CH}_3\text{COO}^-]}{[\text{CH}_3\text{COOH}]}$ ifadesindeki asit ve konjuge baz derişimleri aynı oranda azalır. Oranları değişmediği için $[\text{H}^+]$ neredeyse aynı kalır.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Aşağıdaki çiftlerden hangisi aynı çözeltide bulunduğunda tampon oluşturur?

Açıklama

$\text{NH}_3$ zayıf bazdır, $\text{NH}_4^+$ onun konjuge asididir. $\text{NH}_4^+$ eklenen $\text{OH}^-$ ’i, $\text{NH}_3$ eklenen $\text{H}^+$ ’yı tüketir.

Örnek

zor

Kısmi nötrleşme tampon kurar mı?

$1$ L suda $0{,}2$ mol $\text{CH}_3\text{COOH}$ ile $0{,}1$ mol NaOH çözülüyor. Çözeltide hangi türler kalır, çözelti tampon mudur? Aynı işlem $0{,}2$ mol HCl ile yapılsaydı ne olurdu?

NaOH tamamen tükenir: $\text{CH}_3\text{COOH} + \text{OH}^- \longrightarrow \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}_2\text{O}$ .

Geriye $0{,}1$ mol $\text{CH}_3\text{COOH}$ ve $0{,}1$ mol $\text{CH}_3\text{COO}^-$ kalır: zayıf asit ile konjuge bazı. Bu bir tampondur.

HCl ile: $0{,}1$ mol HCl artar, $0{,}1$ mol NaCl oluşur. $\text{Cl}^-$ proton almadığından eklenen asidi tutacak tür yoktur; tampon değildir.

Sonuç

Zayıf asidin yarısını kuvvetli bazla nötrleştirmek tampon kurar; kuvvetli asitte aynı işlem kurmaz.

2. Canlılarda Tampon: Kanın pH’si

Kanın pH’si $7{,}35$ – $7{,}45$ aralığında tutulur; bunun dışına çıkmak enzimlerin çalışmasını bozar. Bu işi büyük ölçüde $\text{H}_2\text{CO}_3/\text{HCO}_3^-$ tamponu yapar; hücre içinde $\text{H}_2\text{PO}_4^-/\text{HPO}_4^{2-}$ çifti de görev alır.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Kana bir miktar asit karıştığında bu asidin

\text{H}^+

iyonlarını büyük ölçüde hangi tür tüketir?

Açıklama

Konjuge baz $\text{HCO}_3^-$ eklenen $\text{H}^+$ ’yı alır ve $\text{H}_2\text{CO}_3$ ’e dönüşür; pH çok az değişir.

3. Eşdeğerlik Noktasının pH’si Tuza Bağlıdır

Eşdeğerlikte erlende yalnız tuz ve su vardır. Bu yüzden o andaki pH’yi tuzun türü belirler.

Aynı derişimde HCl ve $\text{CH}_3\text{COOH}$ titre ediliyor; iki eğri üst üste çiziliyor. Asetik asit eğrisi daha yüksekten başlıyor, tampon bölgesinde yatık ilerliyor; eşdeğerlik noktası $7$ ’nin üstünde, pH $8{,}7$ dolayında.

50

0{,}1

M asidin

0{,}1

M NaOH ile titrasyonu: zayıf asidin eğrisinde tampon bölgesi vardır, eşdeğerlik noktası

7

’nin üstündedir.

Titrasyon	Eşdeğerlikteki tuz	pH ( $25\,^\circ\text{C}$ )
HCl + NaOH	NaCl	$= 7$
$\text{CH}_3\text{COOH}$ + NaOH	$\text{CH}_3\text{COONa}$	$> 7$
$\text{NH}_3$ + HCl	$\text{NH}_4\text{Cl}$	$< 7$

Örnek

zor

Sirkedeki asetik asit

Bir sirkenin $10$ mL’si fenolftalein eklenerek $0{,}5$ M NaOH ile titre ediliyor; çözelti $16$ mL’de kalıcı olarak pembeleşiyor. Sirkedeki $\text{CH}_3\text{COOH}$ derişimi kaç M’dir? Bu titrasyonda metil oranj neden uygun değildir?

Mol eşitliği asidin kuvvetine bağlı değildir: $n_{\text{NaOH}} = 0{,}5 \cdot 0{,}016 = 8 \times 10^{-3}$ mol $= n_{\text{CH}_3\text{COOH}}$ .

Derişim: $\dfrac{8 \times 10^{-3}}{0{,}010} = 0{,}8$ M.

Eşdeğerlikte erlende $\text{CH}_3\text{COONa}$ vardır; asetat bazik olduğundan pH $7$ ’den büyüktür. Fenolftalein ( $8{,}2$ – $10{,}0$ ) tam bu bölgede döner.

Metil oranj $3{,}1$ – $4{,}4$ arasında döner; bu pH’ye eşdeğerlikten çok önce, tampon bölgesinde ulaşılır. Renk erken değişir, harcanan hacim az okunur.

Sonuç

$[\text{CH}_3\text{COOH}] = 0{,}8$ M. İndikatörün dönüşüm aralığı, eşdeğerlik noktasının pH’sini içermelidir.

4. Bağlam: Mide Asidi ve Antiasit

Örnek

zor

Bir antiasit tablet ne kadar asit nötrleştirir?

Bir hastanın mide özsuyundan alınan $20$ mL örnek, $0{,}05$ M NaOH ile titre ediliyor; dönüm noktasına kadar $16$ mL harcanıyor. Mide özsuyundaki HCl derişimi ve pH kaçtır? $0{,}29$ g $\text{Mg(OH)}_2$ içeren bir antiasit tablet bu mide özsuyunun kaç mL’sini nötrleştirir? ( $\text{Mg(OH)}_2 = 58$ g/mol; $\log 2 = 0{,}3$ )

$n_{\text{NaOH}} = 0{,}05 \cdot 0{,}016 = 8 \times 10^{-4}$ mol $= n_{\text{HCl}}$ ; derişim $\dfrac{8 \times 10^{-4}}{0{,}020} = 0{,}04$ M.

pH $= -\log(4 \times 10^{-2}) = 2 - 2\log 2 = 1{,}4$ .

$n_{\text{Mg(OH)}_2} = \dfrac{0{,}29}{58} = 5 \times 10^{-3}$ mol; her birim iki $\text{OH}^-$ verir: $0{,}01$ mol $\text{OH}^-$ .

$0{,}01$ mol HCl nötrleşir: $V = \dfrac{0{,}01}{0{,}04} = 0{,}25$ L.

Sonuç

$[\text{HCl}] = 0{,}04$ M, pH $= 1{,}4$ ; tablet $250$ mL mide özsuyunu nötrleştirir.

Az çözünen tuzların çözünme dengesi sıradaki konudur: Çözünme-Çökelme Dengesi.

Özet

Bu konudan aklında kalacaklar

Nötrleşme: $\text{H}^+ + \text{OH}^- \longrightarrow \text{H}_2\text{O}$ ; geriye kalan iyonlar tuzu oluşturur.
Tuz türü: kuvvetli + kuvvetli nötr; zayıf asit + kuvvetli baz bazik; kuvvetli asit + zayıf baz asidik.
Asidik iyonlar: $\text{NH}_4^+$ ve $\text{HSO}_4^-$ suya proton verir; $\text{NH}_4\text{Cl}$ ve $\text{NaHSO}_4$ asidiktir.
Titrasyon: büretteki standart çözeltiyle erlendeki derişim bulunur; indikatör dönüm noktasını gösterir.
Eşdeğerlik: $M_a V_a a = M_b V_b b$ ; değerliği ( $a$ , $b$ ) unutma.
Eğri: uzun düzlük, eşdeğerlikte ani sıçrama; kuvvetli-kuvvetli titrasyonda eşdeğerlikte pH $= 7$ .
Tampon: zayıf asit + konjuge bazı (ya da zayıf baz + konjuge asidi); eklenen asidi ve bazı tüketir.
Canlılar: kanda $\text{H}_2\text{CO}_3/\text{HCO}_3^-$ tamponu pH’yi $7{,}35$ – $7{,}45$ ’te tutar.

Çıkmış Sorular

Sınavda nasıl soruldu?

4 çıkmış soru5 özgün soru

2021 AYTSoru 20

Kolay

Titrasyon düzeneği ve derişim için gereken nicelikler

Derişimi bilinmeyen bir HCl çözeltisinin derişimini bulmak için NaOH sulu çözeltisiyle titrasyon yapılıyor. Şekildeki düzenekte erlene bir miktar HCl çözeltisi ve birkaç damla indikatör konmuş, büret ise NaOH çözeltisiyle doldurulmuştur.

HCl derişimini mol/L biriminde hesaplayabilmek için aşağıdaki niceliklerden hangilerinin bilinmesi gerekir?

I. Büretteki NaOH çözeltisinin molar derişimi
II. HCl’nin tamamını tepkimeye sokmak için harcanan NaOH çözeltisinin hacmi
III. Erlendeki HCl çözeltisinin hacmi

ÖSYM kitapçığında gör (s. 42)

Çözüm

Tepkime $\text{HCl} + \text{NaOH} \longrightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}$ ; mol oranı $1:1$ . Eşdeğerlikte $n_{\text{HCl}} = n_{\text{NaOH}}$ .
$n_{\text{NaOH}} = M_{\text{NaOH}} \cdot V_{\text{NaOH}}$ : NaOH’nin derişimi (I) ve harcanan hacmi (II) gerekir.
$M_{\text{HCl}} = \dfrac{n_{\text{HCl}}}{V_{\text{HCl}}}$ : HCl çözeltisinin hacmi (III) de gerekir.
$M_a V_a = M_b V_b$ bağıntısında aranan dışındaki üç nicelik bilinmelidir: I, II ve III.
Tuzak: yalnız büretle ilgili nicelikleri yeterli sanmak (C). Mol bulunur ama hacmi bilinmeyen çözeltinin derişimi bulunamaz.

Cevap: E

2020 AYTSoru 21

Orta

Titrasyon eğrisinden asidin kuvveti ve çözelti hacmi

$25\,^\circ\text{C}$ ’de derişimi $0{,}1$ M olan monoprotik bir asidin sulu çözeltisi, $0{,}1$ M NaOH çözeltisiyle titre ediliyor. Elde edilen titrasyon eğrisi şekilde verilmiştir.

Bu deney ve eğriyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

İpucu

Eşdeğerlik hacmini eğriden oku ve $n_{\text{H}^+} = n_{\text{OH}^-}$ eşitliğinden asidin hacmini hesapla.

ÖSYM kitapçığında gör (s. 41)

Çözüm

Başlangıç pH’si $1{,}0$ : $[\text{H}^+] = 0{,}1$ M, asit derişimine eşit. Asit tamamen iyonlaşmış, kuvvetlidir (A doğru); eşdeğerlikte pH $7$ (D doğru).
Eşdeğerlik $25{,}0$ mL’de: $n_{\text{NaOH}} = 0{,}1 \cdot 0{,}025 = 2{,}5 \times 10^{-3}$ mol $= n_{\text{asit}}$ .
Asidin hacmi $\dfrac{2{,}5 \times 10^{-3}}{0{,}1} = 0{,}025$ L $= 25$ mL’dir; $50$ mL değildir. B yanlıştır.
$\text{HX} + \text{NaOH} \longrightarrow \text{NaX} + \text{H}_2\text{O}$ : tuz oluşur (C doğru). $25$ mL eşdeğerlik noktasıdır; asit tükenmiştir (E doğru).
Kısa yol: derişimler eşit ve ikisi de tek değerli; eşdeğerlikte hacimler de eşittir.
Tuzak: eğrinin yatay ekseninde $25{,}0$ ’ın ortada durmasından toplam hacmi $50$ mL sanmak.

Cevap: B

2019 AYTSoru 21

Orta

Titrasyon verilerinden eşdeğerlik noktası ve derişim

Monoprotik kuvvetli bir asidin $50$ mL’lik sulu çözeltisi, $25\,^\circ\text{C}$ ’de $0{,}1$ M NaOH çözeltisiyle titre ediliyor. Eklenen NaOH hacmine karşı ölçülen pH değerleri tabloda verilmiştir.

Buna göre aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

İpucu

pH’nin birden sıçradığı hacmi bul; o hacimde eklenen $\text{OH}^-$ molü asidin molüne eşittir.

ÖSYM kitapçığında gör (s. 42)

Çözüm

pH $24$ mL’de $2{,}87$ , $26$ mL’de $11{,}12$ ; sıçramanın ortası pH $7{,}00$ olan $25$ mL’dir. Eşdeğerlik $25$ mL’de (C yanlış).
$n_{\text{NaOH}} = 0{,}1 \cdot 0{,}025 = 2{,}5 \times 10^{-3}$ mol $= n_{\text{asit}}$ . Derişim $\dfrac{2{,}5 \times 10^{-3}}{0{,}050} = 0{,}05$ M (A doğru). Sağlama: $-\log 0{,}05 = 1{,}30$ .
Kuvvetli asit ile kuvvetli bazın tuzu nötrdür; buharlaşınca nötr tuz kalır (B yanlış).
Tampon için zayıf asit ile konjuge bazı gerekir; kuvvetli asidin kısmen nötrleşmesi tampon kurmaz (D yanlış).
Eşdeğerlikten sonra fazla $\text{OH}^-$ var: pH $> 7$ , pOH $< 7$ (E yanlış).
Tuzak: tablonun son satırındaki $50$ mL’yi eşdeğerlik sanmak (C).

Cevap: A

2018 AYTSoru 21

Orta

Titrasyon hesabı ve bazın değerliği

Kuvvetli bir baz olan $\text{B(OH)}_2$ ’nin $200$ mL’lik sulu çözeltisi, $0{,}2$ M HCl çözeltisiyle titre ediliyor.

Dönüm noktasına ulaşıncaya kadar $100$ mL HCl çözeltisi harcandığına göre $\text{B(OH)}_2$ çözeltisinin molar derişimi kaçtır?

İpucu

Bir $\text{B(OH)}_2$ birimi kaç $\text{OH}^-$ verir? Eşdeğerlikte eşit olan, $\text{H}^+$ ve $\text{OH}^-$ molleridir.

ÖSYM kitapçığında gör (s. 43)

Çözüm

Harcanan $\text{H}^+$ : $0{,}2 \cdot 0{,}100 = 0{,}02$ mol. Dönüm noktasında $n_{\text{OH}^-} = 0{,}02$ mol.
Her $\text{B(OH)}_2$ iki $\text{OH}^-$ verir: $n_{\text{B(OH)}_2} = \dfrac{0{,}02}{2} = 0{,}01$ mol.
Derişim: $\dfrac{0{,}01}{0{,}200} = 0{,}05$ M.
Bağıntıyla: $0{,}2 \cdot 100 \cdot 1 = M_b \cdot 200 \cdot 2 \Rightarrow M_b = 0{,}05$ M.
Tuzak: bazın iki değerli olduğunu unutmak $0{,}10$ M’yi (B) seçtirir.

Cevap: A

Özgün sorular

Özgün soru1

Kolay

Asidik, bazik ve nötr tuzlar; NH₄⁺ ve HSO₄⁻ içeren tuzlar

Aşağıdaki tuzlar ayrı ayrı suda çözülüyor:

I. $\text{NH}_4\text{NO}_3$
II. $\text{NaHSO}_4$
III. KCN

Buna göre hangilerinin sulu çözeltisi asidiktir?

Çözüm

I: $\text{NO}_3^-$ kuvvetli asitten gelir, etkisizdir. $\text{NH}_4^+ + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_3 + \text{H}_3\text{O}^+$ ; asidik.
II: $\text{Na}^+$ etkisizdir. $\text{HSO}_4^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{SO}_4^{2-} + \text{H}_3\text{O}^+$ ; asidik.
III: $\text{K}^+$ etkisizdir. $\text{CN}^-$ zayıf HCN’nin anyonudur, sudan proton alır ve $\text{OH}^-$ oluşturur; bazik.
Tuzak: $\text{HSO}_4^-$ anyon olduğu için onu bazik saymak (A). Bu iyon proton almaz, verir.

Cevap: C

Özgün soru2

Orta

Kısmi nötrleşmeyle tampon çözelti oluşumu

$25\,^\circ\text{C}$ ’de aşağıdaki madde çiftlerinin her biri ayrı ayrı $1$ ’er L suda çözülerek beş çözelti hazırlanıyor.

Bu çözeltilerden hangisi tampon çözeltidir?

İpucu

Önce nötrleşmeyi tamamla. Geriye zayıf bir asit ya da baz, konjuge çiftiyle birlikte kalıyor mu?

Çözüm

C: $\text{NH}_3 + \text{HCl} \longrightarrow \text{NH}_4\text{Cl}$ ; $0{,}1$ mol $\text{NH}_3$ artar, $0{,}1$ mol $\text{NH}_4^+$ oluşur. Zayıf baz ve konjuge asidi birlikte: tampon.
B: mol sayıları eşit; asit tamamen tükenir, yalnız bazik $\text{CH}_3\text{COONa}$ kalır. Tampon değil.
A ve D: kuvvetli asit ile nötr tuz kalır; $\text{Cl}^-$ ve $\text{NO}_3^-$ proton almaz.
E: kuvvetli baz NaOH ortamı belirler; asetatın konjuge asidi yoktur.
Tuzak: eşit mol zayıf asit ve NaOH’yi tampon sanmak (B). Tampon için zayıf asidin bir kısmı artmalıdır.

Cevap: C

Özgün soru3

Orta

Asit-baz karışımında artan iyon ve pH

$25\,^\circ\text{C}$ ’de $100$ mL $0{,}3$ M $\text{HNO}_3$ çözeltisi ile $400$ mL $0{,}05$ M $\text{Ba(OH)}_2$ çözeltisi karıştırılıyor.

Oluşan çözeltinin pH değeri kaçtır? ( $\log 2 = 0{,}3$ )

İpucu

$\text{Ba(OH)}_2$ iki $\text{OH}^-$ verir. Artan iyonun derişimini toplam hacimle hesapla.

Çözüm

$\text{H}^+$ : $0{,}3 \cdot 0{,}1 = 0{,}03$ mol. $\text{OH}^-$ : $0{,}05 \cdot 0{,}4 \cdot 2 = 0{,}04$ mol.
$0{,}03$ mol nötrleşir, $0{,}01$ mol $\text{OH}^-$ artar. Toplam hacim $500$ mL.
$[\text{OH}^-] = \dfrac{0{,}01}{0{,}5} = 0{,}02$ M; pOH $= 2 - \log 2 = 1{,}7$ ; pH $= 12{,}3$ . Oluşan $\text{Ba(NO}_3)_2$ nötrdür.
Tuzak: değerliği unutmak $\text{H}^+$ ’yı artan sanıp $1{,}7$ ’yi (A), toplam hacme bölmemek $12{,}0$ ’ı (C), çıkarma yapmamak $12{,}9$ ’u (E) verir.

Cevap: D

Özgün soru4

Orta

Bazın asitle titrasyon eğrisini yorumlama

$25\,^\circ\text{C}$ ’de $25$ mL NaOH çözeltisi, $0{,}05$ M HCl çözeltisiyle titre ediliyor ve şekildeki titrasyon eğrisi elde ediliyor.

Buna göre,

I. NaOH çözeltisinin derişimi $0{,}1$ M’dir.
II. $50$ mL HCl eklendiğinde erlendeki çözelti asidik bir tuz içerir.
III. $25$ mL HCl eklendiğinde çözeltinin pH değeri $7$ ’den büyüktür.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

İpucu

Eşdeğerlik hacmini eğriden oku; başlangıç pH’si bulduğun derişimi doğrular.

Çözüm

Eşdeğerlik $50$ mL’de: $n_{\text{HCl}} = 0{,}05 \cdot 0{,}05 = 2{,}5 \times 10^{-3}$ mol $= n_{\text{NaOH}}$ ; derişim $\dfrac{2{,}5 \times 10^{-3}}{0{,}025} = 0{,}1$ M. Başlangıç pH’si $13$ de bunu doğrular. I doğru.
Eşdeğerlikte NaCl oluşur; kuvvetli asit ve kuvvetli bazın tuzu nötrdür. II yanlış.
$25$ mL’de bazın yarısı nötrleşmiştir; fazla $\text{OH}^-$ vardır, pH $> 7$ (yaklaşık $12{,}4$ ). III doğru.
Tuzak: titrant asit olduğu için eşdeğerlikteki tuzu asidik sanmak (II).

Cevap: D

Özgün soru5

Zor

Örnek alarak yapılan titrasyonla çözünen kütleyi bulma

Bir miktar $\text{Ca(OH)}_2$ katısı suda tamamen çözülerek $250$ mL çözelti hazırlanıyor. Bu çözeltiden alınan $25$ mL’lik örnek $0{,}1$ M HCl ile titre ediliyor ve dönüm noktasına kadar $20$ mL HCl harcanıyor.

Buna göre başlangıçta suda çözülen $\text{Ca(OH)}_2$ kaç gramdır? ( $\text{Ca(OH)}_2 = 74$ g/mol)

İpucu

Titre edilen yalnız $25$ mL’dir. Bulduğun molü bütün çözeltiye taşımayı ve $\text{Ca(OH)}_2$ ’nin iki $\text{OH}^-$ verdiğini unutma.

Çözüm

Harcanan $\text{H}^+$ : $0{,}1 \cdot 0{,}020 = 2 \times 10^{-3}$ mol $= n_{\text{OH}^-}$ ( $25$ mL örnekte).
Her $\text{Ca(OH)}_2$ iki $\text{OH}^-$ verir: örnekte $1 \times 10^{-3}$ mol $\text{Ca(OH)}_2$ .
Örnek, çözeltinin onda biridir: bütün çözeltide $1 \times 10^{-2}$ mol.
Kütle: $0{,}01 \cdot 74 = 0{,}74$ g.
Tuzak: örneği bütün çözelti sanmak $0{,}074$ ’ü (A), değerliği unutmak $1{,}48$ ’i (E), ikisini birden yapmak $0{,}148$ ’i (B) verir.

Cevap: D

1. Nötrleşme: H++OH−⟶H2O\text{H}^+ + \text{OH}^- \longrightarrow \text{H}_2\text{O}H++OH−⟶H2​O

Eşit mol asit ve baz

2. Tuzun Asitliği, Geldiği Asit ve Baza Bağlıdır

Üç tuzu sınıflandır

3. NH4+\text{NH}_4^+NH4+​ ve HSO4−\text{HSO}_4^-HSO4−​ İçeren Tuzlar Asidiktir

1. Titrasyon Düzeneği: Büret, Erlen, İndikatör

2. Eşdeğerlikte Mol Sayıları Eşittir

Kireç suyunun derişimi

3. Titrasyon Eğrisi: Uzun Düzlük, Ani Sıçrama

Eğri üzerindeki dört nokta

4. İndikatör Seçimi

5. Karıştırma: Önce Artanı Bul

Artan asit pH’yi belirler

1. Tampon: Zayıf Asit ile Konjuge Bazı Birlikte

Kısmi nötrleşme tampon kurar mı?

2. Canlılarda Tampon: Kanın pH’si

3. Eşdeğerlik Noktasının pH’si Tuza Bağlıdır

Sirkedeki asetik asit

4. Bağlam: Mide Asidi ve Antiasit

Bir antiasit tablet ne kadar asit nötrleştirir?

Özgün sorular

1. Nötrleşme: $\text{H}^+ + \text{OH}^- \longrightarrow \text{H}_2\text{O}$

3. $\text{NH}_4^+$ ve $\text{HSO}_4^-$ İçeren Tuzlar Asidiktir