Bu Araç Ne İşe Yarar?
Tek protonlu güçlü bir asidi (örneğin HCl) tek hidroksilli güçlü bir bazla (örneğin NaOH) karıştırdığınızda, bunlar mol mol birbirini nötrleştirir. Bu araç, hangi maddenin fazla kaldığını ve nötrleşmeden sonra ne kadarının arttığını belirleyerek oluşan çözeltinin pH'ını hesaplar. Hesaplama; tam iyonlaşma, tek protonlu/tek hidroksilli türler, sıcaklık düzeltmesinin olmaması ve hacimlerin toplanabilir olduğu varsayımlarına dayanır.
Nasıl Kullanılır?
Önce asit derişimini (Ca) ve hacmini (Va), ardından baz derişimini (Cb) ve hacmini (Vb) girin. Araç her birinin mol sayısını hesaplar, küçük olanı büyük olandan çıkararak fazla miktarı bulur, bunu toplam karışım hacmine bölerek arta kalan iyonun derişimini elde eder ve bu değeri pH'a çevirir.
Formülün Açıklaması
Asit mol sayısı = \(\text{Ca} \times \text{Va}\); baz mol sayısı = \(\text{Cb} \times \text{Vb}\). Fazla mol miktarı = \(|\text{Ca}\cdot\text{Va} - \text{Cb}\cdot\text{Vb}|\). Bu fazlayı toplam hacme (\(\text{Va} + \text{Vb}\)) böldüğünüzde arta kalan iyonun molaritesini bulursunuz. Eğer asit fazlaysa bu değer [H+] olur ve $$\text{pH} = -\log_{10}[\text{H}^+].$$ Eğer baz fazlaysa bu değer [OH-] olur; bu durumda \(\text{pOH} = -\log_{10}[\text{OH}^-]\) ve \(\text{pH} = 14 - \text{pOH}\). İkisi tam olarak eşitse karışım nötrdür (25 °C'de pH 7).
Örnek Çözüm
0,05 L 0,1 mol/L HCl ile 0,05 L 0,05 mol/L NaOH'ı karıştıralım. Asit molü = 0,005, baz molü = 0,0025. Fazla = 0,0025 mol H+. Toplam hacim = 0,1 L olduğundan [H+] = 0,025 mol/L. $$\text{pH} = -\log_{10}(0{,}025) = 1{,}602.$$ Çözelti asidiktir.
Sıkça Sorulan Sorular
Zayıf asit veya bazlar için de geçerli mi? Hayır. Zayıf asit ve bazlar yalnızca kısmen iyonlaşır ve hesaplama için Ka/Kb değerleri ile tampon (buffer) hesabı gerektirir. Bu araç sadece güçlü asit ve güçlü bazlar içindir.
Asit ve baz birbirini tam olarak nötrleştirirse ne olur? Sonuç pH 7'dir; çünkü 25 °C'de geriye yalnızca su ve nötr bir tuz kalır.
Neden toplam hacme bölüyoruz? İki çözeltiyi karıştırmak her şeyi seyreltir; bu nedenle arta kalan iyonlar birleşik hacme (\(\text{Va} + \text{Vb}\)) yayılır.
