pH hesaplayıcı

pH hesaplayıcı nasıl çalışır?

Bu kullanışlı çevrimiçi araç, seçilen verilere dayalı olarak pH hesaplamanızı sağlar: madde tipi (asit veya baz/alkali) ve özellikleri (konsantrasyon veya kütle ve hacim). Kullanıcılar, mevcut listeden belirli bir maddeyi seçebilir veya hesaplamalar için gerekli sabiti sağlayarak kendi parametrelerini girebilir.

pH nedir ve nasıl hesaplanır?

pH, bir çözeltinin asitlik veya alkalilik ölçüsüdür. Çözeltideki hidrojen iyonlarının konsantrasyonunu temsil eder ve 0’dan 14’e kadar olan sayısal bir formatta ifade edilir. 7’nin altındaki pH değerleri asidik çözeltileri (örneğin, sirke) gösterir, pH 7 nötr bir değerdir (örneğin, saf su) ve 7’nin üzerindeki değerler alkali çözeltileri (örneğin, kabartma tozu) gösterir.

”pH” teriminin kökeni

“pH” terimi ilk kez Danimarkalı kimyager Søren Peter Lauritz Sørensen tarafından 1909 yılında tanıtıldı. Bu terimi, bir çözeltideki hidrojen iyonlarının gücünü tanımlamak için kullandı. Sørensen, Latince ve Yunanca’da “potansiyel” veya “güç” anlamına gelen “p” notasyonunu seçti ve bunun yanı sıra ortamın asitlik ve alkalinitesini kontrol eden hidrojen iyonlarının konsantrasyonunu belirtmek için hidrojenin “H” sembolünü ekledi. Bu, çözeltilerin asit-baz dengesinin ana göstergesi olarak pH’nın temelini oluşturdu.

Günlük hayatta pH’nın önemi

pH, günlük hayatımızda önemli bir rol oynar. İçme suyunun kimyasal yapısından cilt sağlığına kadar birçok alanı etkiler. 7’nin altında bir pH değerine sahip su, boruları aşındırabilir, yüksek asitlik veya alkalinite ise tarım ürünlerinin gelişimini etkileyebilir. Örneğin, akvaryumculukta doğru pH seviyesini korumanın balıkların ve diğer deniz organizmalarının sağlığı için hayati olduğu yerlerde, doğru pH’nın belirlenmesi önemlidir.

Biyolojik sistemlerde pH

pH, biyolojik sistemlerde de kritik öneme sahiptir. Örneğin, insan kanı, vücudun normal işlevi için gerekli olan 7.35-7.45 arasında dar bir pH aralığını korur. Kan pH’ındaki değişiklikler, asidoz veya alkaloz gibi ciddi tıbbi sonuçlara yol açabilir. Bu nedenle, pH hesaplayıcılar, hastaların fizyolojik durumunu izlemek için tıbbi uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Terimlerin tanımı

Asit

Bir asit, bir proton ( $H^+$ ) bağışlayabilecek veya bir elektron çifti ile kovalent bir bağ oluşturabilecek bir kimyasal maddedir. Sulu çözeltilerde, asitler hidrojen iyonlarının konsantrasyonunu artırır.

Zayıf asit

Zayıf bir asit, sulu bir çözelti içinde kısmen iyonlarına ayrılan bir asittir. Bu, tüm asit moleküllerinin iyonlara ( $H^+$ ) dönüşmediği ve bu tür çözeltilerin pH’sını hesaplamak için bir iyonlaşma sabiti ( $K_a$ ) kullanılmasını gerektirir.

Baz (alkali)

Bir baz (alkali), sulu bir çözeltide bir proton kabul eden veya bir hidroksit iyonu ( $OH^-$ ) serbest bırakan bir maddedir. Alkaliler, çözeltide kendine özgü yüksek bir pH seviyesi sağlayan çözünür bazlardır.

İyonlaşma

Kimyada, iyonlaşma, moleküllerin veya iyonların daha küçük moleküllere veya iyonlara ayrışma sürecidir. Asitler ve bazlar için, iyonlaşma, iyonlar ( $H^+$ ) veya ( $OH^-$ ) ve karşılık gelen konjuge iyonlarına ayrışma anlamına gelir.

Asit Ka İyonlaşma Sabiti ( $K_a$ )

Asit iyonizasyon sabiti ( $K_a$ ), bir çözeltideki bir asidin gücünü nicel olarak ölçer. Asidin, hidrojen iyonları ( $H^+$ ) ve konjuge baz oluşturmak için sulu çözeltide ne ölçüde iyonize olduğunu tanımlar. Daha yüksek bir $K_a$ değeri, tamamen veya büyük ölçüde iyonlaşan güçlü bir asidi gösterir. $K_a$ hesaplama formülü şudur:

K_a = \frac{[H^+][A^-]}{[HA]}

burada:

$[H^+]$ , hidrojen iyonları konsantrasyonunu temsil eder.
$[A^-]$ , konjuge baz konsantrasyonunu temsil eder.
$[HA]$ , iyonlanmamış asit konsantrasyonunu temsil eder.

Baz Kb İyonlaşma Sabiti ( $K_b$ )

Baz iyonizasyon sabiti ( $K_b$ ), benzer şekilde, bir bazın, hidroksit iyonları ( $OH^-$ ) ve konjuge asit oluşturmak için sulu çözelti içinde ne ölçüde iyonize olduğunu gösterir. Asitler gibi, daha yüksek bir $K_b$ , tamamen iyonlaşma olasılığı daha yüksek olan güçlü bir baz olduğunu gösterir. $K_b$ hesaplama formülü:

K_b = \frac{[OH^-][B^+]}{[BOH]}

burada:

$[OH^-]$ , hidroksit iyonlarının konsantrasyonunu temsil eder.
$[B^+]$ , konjuge asit konsantrasyonunu temsil eder.
$[BOH]$ , iyonlanmamış baz konsantrasyonunu temsil eder.

$K_a$ ve $K_b$ Arasındaki İlişki

Herhangi bir asit ve onun konjuge bazı için, suyun iyon ürününden, yani 25°C’de $1.0 \times 10^{-14}$ olan $K_w$ üzerinden bir ilişki vardır.

K_w = K_a \times K_b

Böylece, bir asidin $K_a$ değerini bilerek, onun konjuge bazının $K_b$ değerini hesaplayabilirsiniz ve tersi de mümkündür. Bu, bileşiklerin asit-baz özelliklerinin ve çözeltideki potansiyel davranışlarının anlaşılmasını derinleştirmeye yardımcı olur.

Hesaplamalarda uygulama

Zayıf asit ve bazları içeren pH hesaplamalarında $K_a$ ve $K_b$ kullanımı önemlidir. Bu sabitler, bir maddenin bir çözeltideki hidrojen veya hidroksit iyonlarının konsantrasyonunu ne kadar güçlü bir şekilde değiştireceğini belirlemeye yardımcı olur, bu da doğrudan pH değerini etkiler.

Fazladan sorularınız varsa veya daha fazla bilgiye ihtiyacınız varsa, lütfen bana bildirin, ve bu kapsamlı konuyu anlamanız için gereken ayrıntıları sağlamaktan mutluluk duyarım.

Asitler Tablosu

İsim	Formül	$K_a$	Mol Kütlesi (g/mol)
Asetik Asit	$\text{C}_2\text{H}_4\text{O}_2$	$1.75 \times 10^{-5}$	60.05
Borik Asit	$\text{H}_3\text{BO}_3$	$5.75 \times 10^{-10}$	61.84
Karbonik Asit	$\text{H}_2\text{CO}_3$	$4.3 \times 10^{-7}$	62.025
Sitrik Asit	$\text{C}_6\text{H}_8\text{O}_7$	$1.6 \times 10^{-3}$	192.12
Hidroflorik Asit	$\text{HF}$	$6.5 \times 10^{-4}$	20.0064
Nitrik Asit	$\text{HNO}_3$	$2.4 \times 10^{1}$	63.01
Oksalik Asit	$\text{C}_2\text{H}_2\text{O}_4$	$3.5 \times 10^{-2}$	90.03
Fosforik Asit	$\text{H}_3\text{PO}_4$	$7.1 \times 10^{-3}$	97.995
Arsenik Asit	$\text{H}_3\text{AsO}_4$	$10^{-2.19}$	141.94
Benzoik Asit	$\text{C}_7\text{H}_6\text{O}_2$	$6.3 \times 10^{-5}$	122.12
Formik Asit	$\text{HCOOH}$	$1.77 \times 10^{-4}$	46.03
Hidrosiyanik Asit	$\text{HCN}$	$1.32 \times 10^{-9}$	27.03
Hidrosülfürik Asit	$\text{H}_2\text{S}$	$1.0 \times 10^{-7}$	34.08
Hidroklorik Asit	$\text{HCl}$	$7.9 \times 10^{5}$	36.46
Perklorik Asit	$\text{HClO}_4$	$10^{8}$	100.46
Klorik Asit	$\text{HClO}_3$	$10^{3}$	84.46
Sülfürik Asit	$\text{H}_2\text{SO}_4$	$1 \times 10^{3}$	98.079
Nitröz Asit	$\text{HNO}_2$	$6.9 \times 10^{-4}$	47.013
Fosforöz Asit	$\text{H}_3\text{PO}_3$	$5.0 \times 10^{-2}$	82.00
Fenol	$\text{C}_6\text{H}_5\text{OH}$	$1.3 \times 10^{-10}$	94.11

Bazlar (alkaliler) Tablosu

İsim	Formül	$K_b$	Mol Kütlesi (g/mol)
Amonyak	$\text{NH}_3$	$1.8 \times 10^{-5}$	17.031
Anilin	$\text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_2$	$4.0 \times 10^{-10}$	93.13
Dimetilamin	$(\text{CH}_3)_2\text{NH}$	$5.4 \times 10^{-4}$	45.08
Etilamin	$\text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_2$	$7.41 \times 10^{-4}$	45.08
Metilamin	$\text{CH}_3\text{NH}_2$	$4.38 \times 10^{-4}$	31.057
Piridin	$\text{C}_5\text{H}_5\text{N}$	$1.7 \times 10^{-9}$	79.10
Trimetilamin	$(\text{CH}_3)_3\text{N}$	$6.3 \times 10^{-5}$	59.11
Sodyum Hidroksit (kostik soda)	$\text{NaOH}$	$6.3 \times 10^{-1}$	40.00
Potasyum Hidroksit	$\text{KOH}$	$1.23 \times 10^{-11}$	56.11
Lityum Hidroksit	$\text{LiOH}$	$1.10$	23.95

Asitler ve bazlar için hesap makinesinde kullanılan ayrışma katsayıları tabloda verilmiştir. Sıcaklık, ayrışma aşaması ve konsantrasyona bağlı olarak farklılık gösterebileceğini unutmayın. Bunu hesaplamalarınıza dahil etmek önemlidir ve gerekli olduğunda, özel seçeneği seçerek gerekli katsayının bilinen verilerini girin.

pH Hesaplama Formülü

Seçilen madde ve parametrelerine bağlı olarak, pH’ı hesaplamak için farklı formüller kullanılır.

Asitler için:

\text{pH} = -\log[H^+]

Bazlar için:

\text{pOH} = -\log[OH^-]

\text{pH} = 14 - \text{pOH}

Örnekler

Örnek 1: Asetik asit pH’ı

0.01 mol/litre asetikasit konsantrasyonuna sahip bir çözeltimiz olduğunu varsayalım. pH’ı hesaplamak için $K_a = 1.75 \times 10^{-5}$ iyonlaşma sabitini kullanıyoruz.

Hidrojen iyonları konsantrasyonunu hesapla $[H^+]$ :
$[H^+] = \sqrt{K_a \times C} = \sqrt{1.75 \times 10^{-5} \times 0.01} = 1.32 \times 10^{-3}$
pH’ı hesapla:
$\text{pH} = -\log(1.32 \times 10^{-3}) \approx 3.388$

Örnek 2: Sodyum hidroksit çözeltisinin pH’ı

Sodyum hidroksitin konsantrasyonu 0.05 mol/litredir. Güçlü bir alkali olarak, tamamen iyonlaşır, bu nedenle $[OH^-]$ sodyum hidroksit konsantrasyonuna eşittir.

pOH’ı hesapla:
$\text{pOH} = -\log(0.05) \approx 1.3$
pH’ı hesapla:
$\text{pH} = 14 - \text{pOH} = 14 - 1.3 = 12.7$

Adım adım pH hesaplaması

Bir çözeltinin pH’sini hesaplamak için aşağıdaki adımları izleyin:

Hidrojen iyonlarının [H+] konsantrasyonunu belirleyin.

Örneğin, hidroklorik asit (HCl) konsantrasyonu 0.01 M olan bir çözeltiye sahip olduğunuzu varsayalım. HCl güçlü bir asit olduğundan, çözelti içinde tam olarak H+ ve Cl- iyonlarına ayrışır.
$[H^+] = 0.01 \, \text{M}$
Logaritmik formülü kullanarak pH’yi hesaplayın.

pH’yi hesaplamak için formül:
$\text{pH} = -\log [H^+]$
Hidrojen iyon konsantrasyonu değerini yerine koyun:
$\text{pH} = -\log(0.01)$
Logaritma değerini hesaplayın.

0.01’in logaritması -2 olduğu için:
$\text{pH} = -(-2) = 2$

Böylece, 0.01 M konsantrasyonunda bir hidroklorik asit çözeltisinin pH değeri 2’dir ve bu, yüksek asitliğini doğrular.

Farklı çözeltilerin asitlik veya alkalilik düzeyleri örnekleri

Limon suyu: pH yaklaşık 2 — asidik bir çözelti.
Saf su: pH yaklaşık 7 — nötr bir çözelti.
Süt: pH yaklaşık 6.5 — hafif asidik bir çözelti.
Deniz suyu: pH yaklaşık 8 — hafif alkalin bir çözelti.
Amonyak çözeltisi: pH yaklaşık 11 — alkalin bir çözelti.

Notlar

Zayıf asitler ve bazlar için hesaplamalar başlangıç konsantrasyonunu ve iyonlaşma derecesini hesaba katmayı gerektirebilir.
Güçlü asitler ve bazlar için tam iyonlaşma %100 olarak varsayılır.
pH, logarithmik bir ölçektir, yani bir birim değer artsa dahi hidrojen iyon konsantrasyonunda on kat bir değişiklik olur.
pH ölçümü yapılırken sıcaklık dikkate alınmalıdır, çünkü sıcaklık sonuçları etkileyebilir.

Sıkça sorulan sorular

pH nedir?

pH, bir çözeltideki hidrojen iyonu konsantrasyonunun logaritmik ölçüsüdür ve çözeltinin asitlik veya alkalilik durumunu belirtir.

Sadece maddenin kütlesini bildiğimizde pH nasıl hesaplanır?

Önce maddenin molar kütlesini kullanarak kütleyi molariteye çevirin, ardından asit veya bazlar için uygun formülü kullanın.

Bir çözeltinin pH’ını bilmek neden önemlidir?

pH bilgisi, birçok endüstriyel süreç, kimyasal reaksiyon ve biyolojik sistemler (örneğin, kan pH’ı) için kritik öneme sahiptir.

Hangi pH nötr kabul edilir?

Nötr bir pH, saf suyun standart koşullar altında karakteristik olan 7’dir.

pH biliniyorsa pOH nasıl bulunur?

pOH, pH’tan 14 çıkarılarak bulunabilir: $\text{pOH} = 14 - \text{pH}$

pH 0’dan küçük veya 14’ten büyük olabilir mi?

Evet, pH yüksek yoğunluklu güçlü asitlerde veya bazlarda standart aralık 0-14’ün dışında çıkabilir.

Sıcaklık pH’yi nasıl etkiler?

Sıcaklık, çözeltideki iyon ayrışma hızını etkilediği için pH değerini değiştirebilir. Genel olarak, sıcaklık arttıkça su için pH düşebilir çünkü daha fazla su molekülü ayrışır.

pH doğrudan ölçülebilir mi?

Evet, elektronik pH metreleri ve indikatör kağıtları, bir çözeltinin pH’sini ölçmek için kullanılabilir. pH metreleri, indikatör kağıtlarına kıyasla daha doğru ve güvenilir sonuçlar sağlar.

pH hesaplayıcı

Hesaplayıcıyı paylaş

Hata bildirimi