Online Kolej
Kayıt Ol

11. Sınıf Kimya · Ünite 2

Saf Suyun Gizli Dansı: Otoiyonizasyon

Saf suyun mikroskobik düzeydeki hareketliliğini keşfedecek, kendi kendine nasıl iyonlaştığını ve pH kavramının buradan nasıl doğduğunu öğreneceğiz.

Kazanım KİM.11.2.6 · 40 dk okuma

Su Gerçekten Sadece H2O mudur?

Bir bardak saf suya baktığımızda sadece hareketsiz, durağan bir sıvı görürüz. Ancak alt mikro seviyede, yani moleküllerin dünyasında muazzam bir hareketlilik vardır. Su molekülleri sürekli olarak birbirleriyle çarpışır. Bu çarpışmaların bazıları o kadar etkilidir ki, bir su molekülü diğerinden bir hidrojen iyonu (H+) koparır.

Tepkime Denklemi

Bu süreci sembolik seviyede bir kimyasal denklemle ifade edebiliriz:

2H2O(s)⇌H3O+(suda)+OH−(suda)2H_2O(s) \rightleftharpoons H_3O^+(suda) + OH^-(suda)

Burada H3O+ hidronyum iyonunu, OH- ise hidroksit iyonunu temsil eder. Su bu tepkimeyi sürekli gerçekleştirir ancak bu iyonlaşma çok küçük bir oranda olur. Deneylerde hassas iletkenlik cihazları (veya dijital simülasyonlar) kullandığımızda, saf suyun bile çok çok az miktarda elektrik akımını ilettiğini görürüz. İşte bu zayıf iletkenliğin tek sorumlusu, bu otoiyonizasyon sonucu oluşan iyonlardır.

İyonlar Çarpımı Sabiti (Kw)

Bilim insanları, 25 °C (oda sıcaklığı) koşullarında saf suda bulunan H3O+ ve OH- iyonlarının derişimlerini ölçtüklerinde her zaman sabit bir sayıyla karşılaşırlar. Bu iki iyonun molar derişimlerinin çarpımına 'Suyun İyonlaşma Sabiti' (Kw) denir.

Kw=[H3O+][OH−]=1.0×10−14K_w = [H_3O^+][OH^-] = 1.0 \times 10^{-14}

Her bir tepkime sonucu 1 adet H3O+ ve 1 adet OH- oluştuğu için, saf suda bu iki iyonun derişimi birbirine eşittir:

[H3O+]=[OH−]=1.0×10−7 M[H_3O^+] = [OH^-] = 1.0 \times 10^{-7} \text{ M}

pH Kavramı ve H3O+ İlişkisi

Günlük hayatta 10 üssü -7 gibi çok küçük sayılarla işlem yapmak pratik değildir. Bu yüzden, bu derişim değerlerini daha anlaşılır tam sayılara çeviren bir matematiksel fonksiyon kullanılır: Logaritma! pH, hidronyum iyonu derişiminin eksi logaritmasıdır:

pH=−log⁡[H3O+]pH = -\log[H_3O^+]

25 °C'deki saf su için bu değeri hesaplayalım:

pH=−log⁡(1.0×10−7)=7pH = -\log(1.0 \times 10^{-7}) = 7
auto_awesome

Saf Suyun Gizli Dansı: Otoiyonizasyon: Alıştırma Soruları

  1. 1. Suyun otoiyonizasyon tepkimesi sonucunda hangi iki iyon oluşur?

    • A) Sodyum ve klorür
    • B) Hidronyum ve hidroksit
    • C) Sülfat ve nitrat
    • D) Karbonat ve hidroksit
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) Hidronyum ve hidroksit

    Su molekülleri kendi aralarında çarpışarak hidrojen iyonu transferi yapar ve bunun sonucunda hidronyum (H3O+) ile hidroksit (OH-) iyonları oluşur.

  2. 2. 25 °C sıcaklıkta saf suyun iyonlar çarpımı sabiti (Kw) değeri aşağıdakilerden hangisidir?

    • A) 1.0 x 10^-7
    • B) 1.0 x 10^-14
    • C) 1.0 x 10^14
    • D) 7.0
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) 1.0 x 10^-14

    Oda sıcaklığında (25 °C) hidronyum ve hidroksit iyonlarının derişimleri çarpımı sabit olup 1.0 x 10^-14 değerine eşittir.

  3. 3. 25 °C'de saf suyun pH değerinin 7 olmasının matematiksel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

    • A) Suyun moleküller arası bağlarının çok zayıf olması
    • B) Saf suyun elektrik akımını hiç iletmemesi
    • C) Saf sudaki H3O+ iyonu derişiminin 1.0 x 10^-7 M olması ve pH'ın eksi logaritma formülüyle hesaplanması
    • D) Hidrojen bağlarının bu sıcaklıkta kopmaya başlaması
    Cevabı göster

    Doğru cevap: C) Saf sudaki H3O+ iyonu derişiminin 1.0 x 10^-7 M olması ve pH'ın eksi logaritma formülüyle hesaplanması

    pH formülü pH = -log[H3O+] şeklindedir. Saf suda [H3O+] = 1.0 x 10^-7 M olduğundan, eksi logaritması 7 sonucunu verir.

  4. 4. Simülasyonda saf suyu inceleyen Mert, suyun elektrik akımını hiç iletmeyeceğini iddia ederken, Ece çok zayıf da olsa ileteceğini savunur. Olayları çok yönlü değerlendiren bir öğrenci, simülasyondaki verilere bakarak hangi sonuca ulaşmalıdır?

    • A) Mert haklıdır, saf su %100 moleküler bir yapıdır ve iyon barındırmaz.
    • B) Ece haklıdır, su kendi kendine iyonlaşarak çok düşük miktarda da olsa (10^-7 M) iyon oluşturur, bu da zayıf iletkenlik sağlar.
    • C) İkisi de yanılmaktadır, su sadece tuz eklendiğinde iletken olur.
    • D) Mert haklıdır ancak cihaz bozuk olduğu için ekranda yanlış veriler görünmektedir.
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) Ece haklıdır, su kendi kendine iyonlaşarak çok düşük miktarda da olsa (10^-7 M) iyon oluşturur, bu da zayıf iletkenlik sağlar.

    Kanıtlara dayalı değerlendirme yapıldığında (E2.1, SDB2.1), suyun saf haldeyken de otoiyonizasyon sayesinde iyonlaştığı ve zayıf iletkenlik gösterdiği anlaşılır.

  5. 5. 25 °C'de saf suya dışarıdan bir miktar asit eklendiğinde [H3O+] derişiminin 1.0 x 10^-4 M'a yükseldiği tespit ediliyor. Sıcaklık sabit olduğuna göre, bu yeni durumda çözeltideki hidroksit iyonu [OH-] derişimi kaç M olur? (Kw = 1.0 x 10^-14)

    • A) 1.0 x 10^-4
    • B) 1.0 x 10^-7
    • C) 1.0 x 10^-10
    • D) 1.0 x 10^-14
    Cevabı göster

    Doğru cevap: C) 1.0 x 10^-10

    Sıcaklık değişmediği sürece Kw sabittir. (1.0 x 10^-4) x [OH-] = 1.0 x 10^-14 eşitliğinden [OH-] = 1.0 x 10^-10 M olarak hesaplanır.

1 soru daha seni bekliyor

Ücretsiz kaydol; Saf Suyun Gizli Dansı: Otoiyonizasyon testini puanlı çöz, XP kazan ve takıldığın yeri yapay zeka öğretmenine sor.

Ücretsiz Kaydol