Sulu Çözelti Dengeleri: Asit-Baz Kuvveti ve pH — AYT örnek sorular ve çözümleri

Kısaca — ${\displaystyle \frac{K_b({\mathrm{X}}^{-})}{K_b({\mathrm{Y}}^{-})}}$ oranı 0,10’dur.

Öncelikle zayıf asitlerin asitlik denge sabitlerini hesaplayalım: $\mathrm{H}\mathrm{X}$ için $[{\mathrm{H}}^{+}]=10^{-2}\text{ M}$ olduğundan $K_a(\mathrm{H}\mathrm{X})\approx {\displaystyle \frac{(10^{-2}{)}^2}{0,10}}=10^{-3}$; $\mathrm{H}\mathrm{Y}$ için $[{\mathrm{H}}^{+}]=10^{-3}\text{ M}$ olduğundan $K_a(\mathrm{H}\mathrm{Y})\approx {\displaystyle \frac{(10^{-3}{)}^2}{0,010}}=10^{-4}$ bulunur. Aynı sıcaklıkta bir asit ile eşlenik bazı arasında $K_a\cdot K_b=K_{\mathrm{s}\mathrm{u}}$ eşitliği bulunduğundan, eşlenik bazların sabitleri oranı asitlik sabitleri oranının tersine eşittir:
${\displaystyle \frac{K_b({\mathrm{X}}^{-})}{K_b({\mathrm{Y}}^{-})}}={\displaystyle \frac{K_a(\mathrm{H}\mathrm{Y})}{K_a(\mathrm{H}\mathrm{X})}}={\displaystyle \frac{10^{-4}}{10^{-3}}}=0,10$
En yaygın hata, doğrudan asitlik sabitleri oranı olan 10 değerini bulup eşlenik bazlar arasındaki ters orantıyı gözden kaçırarak 10 sonucuna ulaşmaktır.

${\mathrm{H}}_2\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4^{-}$ proton vererek $\mathrm{H}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4^{2-}$ oluşturduğu için asit, $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$ ise proton alarak bazdır; dolayısıyla I yanlıştır. Bir proton farkıyla bağlı $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$–$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4^{+}$ ve ${\mathrm{H}}_2\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4^{-}$–$\mathrm{H}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4^{2-}$ çiftleri konjuge asit-baz çiftleridir.

Saf suda $[{\mathrm{H}}^{+}]=[\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}]$ olduğundan $[{\mathrm{H}}^{+}{]}^2=1\times 10^{-12}$ ve $[{\mathrm{H}}^{+}]=1\times 10^{-6}$ M olur; dolayısıyla pH $=6$’dır. Nötr pH’ın 7 olması yalnızca 25 °C’ye özgüdür.