Konu anlatımı
Asit ile baz karıştırıldığında birbirlerinin etkisini giderir. Bu tepkimede hangi miktarların tam olarak tepkimeye gireceğini ve sonunda ortamın asidik mi bazik mi olacağını bulmak, sorulardaki en önemli beceridir. Bu alt başlıkta nötralleşmeyi asidin ve bazın mol sayıları üzerinden göreceksin.
Asit + baz → tuz + su
Asit ile baz tepkimeye girerek tuz ve su oluşturur; bu tepkimeye nötralleşme denir: HCl + NaOH → NaCl + H₂O, H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O, 2HCl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + 2H₂O. Tepkimenin özünde asidin oluşturduğu H₃O⁺ iyonları ile bazın oluşturduğu OH⁻ iyonlarının birleşerek su oluşturması vardır: H₃O⁺ + OH⁻ → 2H₂O. Tuz, bazın katyonu ile asidin anyonundan oluşan iyonik bileşiktir. Sodyum hidroksit ile sülfürik asidin tepkimesinden sodyum sülfat elde edilmesi programdaki deneydir.
Mol sayıları üzerinden hesap
Tam nötralleşme için asidin verdiği H₃O⁺ iyonlarının mol sayısı, bazın verdiği OH⁻ iyonlarının mol sayısına eşit olmalıdır. Bir mol HCl ya da HNO₃ bir mol, bir mol H₂SO₄ iki mol H₃O⁺ verir; bir mol NaOH ya da KOH bir mol, bir mol Ca(OH)₂ iki mol OH⁻ verir. Hesapta önce verilen kütleler mole çevrilir, sonra H₃O⁺ ve OH⁻ mol sayıları karşılaştırılır. Fazla olan iyon ortamın asidik ya da bazik olacağını belirler. TYT'de nötralleşme bu yolla, mol sayıları üzerinden hesaplanır.
Grafik soruları
Bir bazın çözeltisine azar azar asit eklenirken oluşan tuzun ya da suyun mol sayısı eklenen asitle birlikte artar; baz tükendiği anda grafik yataylaşır. Kırılma noktası tam nötralleşme anıdır. Bu noktadan önce ortamda tepkimeye girmemiş baz kaldığı için karışım bazik, sonra eklenen asit arttığı için asidiktir. Grafiklerde kırılma noktasındaki değerler, asit ile bazın tam tepkimeye girdiği mol sayılarını verir.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. 14,8 g kalsiyum hidroksiti (Ca(OH)₂) tamamen nötralleştirmek için kaç gram hidroklorik asit gerekir? Kaç gram kalsiyum klorür oluşur? (H: 1, O: 16, Cl: 35,5, Ca: 40)
Çözüm. Kalsiyum hidroksitin mol kütlesi 74 g/mol'dür; 14,8 g, 0,2 mol eder ve 0,4 mol OH⁻ verir. Tam nötralleşme için 0,4 mol H₃O⁺, yani 0,4 mol HCl gerekir: 0,4 · 36,5 = 14,6 g. Ca(OH)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂O denklemine göre 0,2 mol kalsiyum klorür oluşur: 0,2 · 111 = 22,2 g.
Örnek 2. 0,2 mol HNO₃ ve 0,1 mol H₂SO₄ içeren bir asit karışımını tamamen nötralleştirmek için kaç gram KOH gerekir? (H: 1, O: 16, K: 39)
Çözüm. Nitrik asit 0,2 mol, sülfürik asit 0,1 · 2 = 0,2 mol H₃O⁺ verir; toplam 0,4 mol H₃O⁺ vardır. Tam nötralleşme için 0,4 mol OH⁻, yani 0,4 mol potasyum hidroksit gerekir. Potasyum hidroksitin mol kütlesi 56 g/mol olduğundan 0,4 · 56 = 22,4 g bulunur.
Örnek 3. Bir NaOH çözeltisine azar azar H₂SO₄ ekleniyor. Oluşan sodyum sülfatın mol sayısı artarak 0,15 mol'de sabitleniyor. Başlangıçta kaç mol NaOH vardı? 0,1 mol H₂SO₄ eklendiği anda karışım asidik mi, bazik midir?
Çözüm. H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O denklemine göre 0,15 mol sodyum sülfat, 0,3 mol NaOH ile 0,15 mol asidin tam tepkimesinden oluşur; başlangıçta 0,3 mol NaOH vardı. 0,1 mol asit eklendiğinde 0,2 mol H₃O⁺ verir ve 0,2 mol OH⁻ harcanır; 0,3 − 0,2 = 0,1 mol OH⁻ artar. Karışım baziktir.
Sık yapılan hatalar
- Asit ve bazın mol sayılarını doğrudan eşitlemek; H₂SO₄ ve Ca(OH)₂ ikişer iyon verir.
- Nötralleşmede yalnızca tuz oluştuğunu düşünmek; su da oluşur.
- Grafiğin kırılma noktasından sonra da tuz oluştuğunu sanmak.
- Asit + baz → tuz + su; özü H₃O⁺ + OH⁻ → 2H₂O.
- Tam nötralleşme: mol H₃O⁺ = mol OH⁻.
- Fazla H₃O⁺ asidik, fazla OH⁻ bazik ortam demektir.