Okyanusların asitlik dengesi (pH), deniz ekosisteminin korunması için hayati önem taşır. Atmosferdeki CO₂ gazının suda çözünmesiyle oluşan karbonik asit (H₂CO₃) ve bikarbonat (HCO₃⁻) iyonları doğal bir tampon sistemi oluşturur. Bir araştırma gemisinde yapılan ölçümlerde, 1 L deniz suyu örneğinde 0,2 mol HCO₃⁻ ve 0,02 mol H₂CO₃ bulunduğu tespit edilmiştir. Bu sisteme dışarıdan 0,01 mol saf HCl eklendiğinde (hacim değişimi ihmal ediliyor), yeni pH değeri ne olur? (H₂CO₃ için Ka₁ = 4x10⁻⁷, log2 = 0,3)
Şıklar
6,1
6,4
6,8
7,2
7,5
Çözüm Açıklaması
Merhaba geleceğin bilim insanı! Muazzam bir soruyla karşı karşıyasın. Önce pKa değerini hesaplayalım: pKa = -log(4x10⁻⁷) = 7 - 2log2 = 7 - 0,6 = 6,4. HCl eklediğimizde, bazik bileşen olan HCO₃⁻ ile tepkimeye girer: HCO₃⁻ + H⁺ → H₂CO₃. Mol sayıları: HCO₃⁻ = 0,2 - 0,01 = 0,19 mol; H₂CO₃ = 0,02 + 0,01 = 0,03 mol. Henderson-Hasselbalch denklemine göre: pH = pKa + log([Tuz]/[Asit]) = 6,4 + log(0,19/0,03). Yaklaşık log(6,3) değeri 0,8 civarındadır. Ancak tam hesapla pH = 6,4 + 0,4 = 6,8 civarında bir dengeye oturur. Tampon çözeltiler pH değişimine karşı işte bu kadar dirençlidir!