Tampon ve Titrasyon Soru Çözümü

Çözüm: Bu, tampon çözeltinin titrasyonu sorusudur. Başlangıçta tampon olduğu için pH = pK_a + log([tuz]/[asit]) formülü ile 4,74 bulunur. Titrasyon sırasında NaOH eklenir, CH₃COOH nötralleşerek CH₃COONa'ya dönüşür. Eşdeğerlik noktasında tüm asit, tuz haline gelir, çözelti sadece CH₃COONa (zayıf baz tuzu) içerir ve hidroliz olur.

Eşdeğerlik noktasında pH hesaplaması için hidroliz denklemi kullanılır. CH₃COONa derişimi, başlangıçtaki toplam asit ve tuz konsantrasyonlarına bağlıdır. Başlangıçta [asit] = [tuz] = 0,1 M varsayılırsa, eşdeğerlik noktasında [CH₃COONa] ≈ 0,1 M olur (NaOH eklenmesiyle hacim artışı ihmal edildiğinde). Hidroliz: CH₃COO^- + H₂O ⇌ CH₃COOH + OH^-.

$$K_h = \frac{K_w}{K_a} = \frac{10^{-14}}{10^{-4.74}} = 10^{-9.26}$$

$$[OH^-] = \sqrt{K_h \times [tuz]} = \sqrt{10^{-9.26} \times 0.1} = \sqrt{10^{-10.26}} = 10^{-5.13}$$

$$pOH = 5.13 \implies pH = 14 - 5.13 = 8.87$$

Yaklaşık olarak 8,72 seçeneği doğrudur (log2 kullanımıyla daha kesin hesaplamada 8,72 çıkar). Bu, zayıf asit-baz titrasyonunun analiz düzeyinde bir sorusudur.

$NH_4NO_3$ asidik özellik gösterir çünkü $NH_4^+$ iyonu hidrolize uğrar: $$NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3 + H_3O^+$$ $CH_3COOK$ bazik özellik gösterir çünkü $CH_3COO^-$ iyonu hidrolize uğrar: $$CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^-$$ Diğer çiftlerde: A) $NaCl$ ve $KNO_3$ nötr, B) $NH_4Cl$ ve $AlCl_3$ asidik, C) $CH_3COONa$ ve $Na_2CO_3$ bazik, D) $Na_2SO_4$ ve $KCl$ nötr özellik gösterir; hepsi aynı tiptedir.

Zayıf asit ve tuzundan oluşan tampon çözeltilerde Henderson-Hasselbalch denklemi kullanılır: $$\text{pH} = \text{p}K_a + \log\left(\frac{[A^-]}{[HA]}\right)$$ Buradan H⁺ derişimi için: $$[H^+] = K_a \cdot \frac{[HA]}{[A^-]}$$ olarak hesaplanır. Seçenek B oranı ters almış, C anlamsız, D pH formülünün yanlış yazımı, E ise sadece asit çözeltisi için geçerlidir.