Adım adım pH hesaplama
pH hesaplama için elinizdekini seçin: derişimi bilinen kuvvetli veya zayıf bir asit ya da baz – veya dönüştürmek istediğiniz bir pH, pOH ya da derişim. Sonuçta pH, pOH, [H₃O⁺], [OH⁻] ve çözümün tüm adımları yer alır.
Nasıl hesaplanır?
pH nasıl hesaplanır?
pH, hidronyum iyonu derişiminin 10 tabanında eksi logaritmasıdır: pH = −log [H₃O⁺] (tam olarak aktivitesinin – seyreltik çözeltilerde ikisi pratikte eşittir). Benzer şekilde pOH = −log [OH⁻]. Su da çok az miktarda kendiliğinden iyonlaşır; 25 °C’de suyun iyonlaşma sabiti Kw = [H₃O⁺] · [OH⁻] = 1,0 × 10⁻¹⁴ olduğundan pH + pOH = 14 olur. Kw sıcaklıkla değişir – buradaki tüm hesaplar 25 °C’yi esas alır.
Kuvvetli asit ve bazlar
HCl, HNO₃ veya HClO₄ gibi kuvvetli asitler protonlarını tamamen verir, yani [H₃O⁺] = c. Örnek: 0,01 M hidroklorik asidin pH’ı = −log 0,01 = 2. NaOH gibi kuvvetli bazlarda [OH⁻] = c: 0,001 M sodyum hidroksit çözeltisinde pOH = 3, dolayısıyla pH = 14 − 3 = 11. Ca(OH)₂ formül birimi başına iki OH⁻ verir.
Çok seyreltik çözeltiler: yaklaşık 10⁻⁶ mol/L’nin altında H₃O⁺ iyonlarının önemli bir kısmını su sağlar. Tam sonuç [H₃O⁺] = (c + √(c² + 4 · Kw)) / 2’dir; bu yüzden 10⁻⁸ M HCl’nin pH’ı 8 değil, 6,98’dir.
Sülfürik asit (H₂SO₄): “2 – basitleştirilmiş” seçeneği iki protonu da tamamen verilmiş sayar. Bu yalnızca yaklaşıktır, çünkü ikinci basamak (HSO₄⁻, pKa ≈ 2) kısmen iyonlaşır. Hesaplayıcı bunu ayrıca belirtir.
Zayıf asitler: tam çözüm ve yaklaşık formül
Zayıf bir asit HA yalnızca kısmen iyonlaşır. x = [H₃O⁺] = [A⁻] alındığında denge ifadesi Ka = x² / (c − x), x² + Ka·x − Ka·c = 0 ikinci dereceden denklemine yol açar; çözümü:
x = (−Ka + √(Ka² + 4 · Ka · c)) / 2
x, c’ye göre çok küçükse bilinen yaklaşık formül elde edilir: pH = ½ · (pKa − log c). Örnek: asetik asit, c = 0,1 M, pKa = 4,76: Ka = 10^(−4,76) = 1,738 × 10⁻⁵; x = (−1,738 × 10⁻⁵ + √(3,02 × 10⁻¹⁰ + 6,951 × 10⁻⁶)) / 2 = 1,310 × 10⁻³ M → pH = 2,88. Yaklaşık formül ½ · (4,76 + 1) = 2,88 verir – burada işe yarar, çünkü asidin yalnızca yaklaşık %1’i iyonlaşır. Yaklaşık %5’in üzerinde (görece kuvvetli zayıf asitler, çok düşük c) sonuç sapar ve hesaplayıcı uyarı gösterir.
Zayıf bazlar
Zayıf bir baz B için aynı yol Kb ve [OH⁻] ile izlenir: x = (−Kb + √(Kb² + 4 · Kb · c)) / 2, ardından pOH = −log x ve pH = 14 − pOH. Örnek: 0,1 M amonyak, pKb = 4,75: tam hesapla [OH⁻] = 1,325 × 10⁻³ M, pOH = 2,878, pH = 11,12. Yaklaşık formül pOH = ½ · (4,75 + 1) = 2,875 ile pH 11,125 bulunur; bu değer çoğu kaynakta 11,13 olarak verilir. Eşlenik asit-baz çifti için pKa + pKb = 14’tür (NH₄⁺: pKa = 9,25).
pKa ve pKb değerleri (25 °C)
| Asit | pKa | Baz | pKb |
|---|---|---|---|
| Fosforik asit H₃PO₄ (1. basamak) | 2,16 | Dimetilamin | 3,27 |
| Hidroflorik asit HF | 3,20 | Metilamin | 3,34 |
| Nitröz asit HNO₂ | 3,25 | Etilamin | 3,35 |
| Formik asit HCOOH | 3,75 | Trimetilamin | 4,20 |
| Benzoik asit | 4,204 | Amonyak NH₃ | 4,75 |
| Asetik asit CH₃COOH | 4,756 | Hidrazin N₂H₄ | 5,9 |
| Karbonik asit H₂CO₃ (1. basamak) | 6,35 | Piridin | 8,77 |
| Hipokloröz asit HOCl | 7,40 | Anilin | 9,4 |
| Hidrosiyanik asit HCN | 9,21 |
Kaynak: CRC Handbook of Chemistry and Physics, 84. baskı (2004), Chemistry LibreTexts E1/E2 tablolarında aktarıldığı şekliyle. Başka kaynaklarda ölçüme bağlı olarak biraz farklı değerler bulunabilir (ör. asetik asit için 4,75 veya 4,76).
Sıkça sorulan sorular
Kuvvetli asidin pH’ı nasıl hesaplanır?
Tek protonlu kuvvetli bir asitte [H₃O⁺] derişime eşittir, yani pH = −log c. 0,01 M HCl’nin pH’ı = −log 0,01 = 2; 0,001 M HCl’nin pH’ı 3’tür.
Zayıf asitte pH nasıl hesaplanır?
Tam olarak x = (−Ka + √(Ka² + 4·Ka·c)) / 2 formülü ve pH = −log x ile. İyonlaşma yaklaşık %5’in altında kaldıkça pH = ½ · (pKa − log c) kısayolu yeterlidir. 0,1 M asetik asit: pH ≈ 2,88.
pH ve pOH nasıl hesaplanır, derişime nasıl çevrilir?
25 °C’de pH + pOH = 14, [H₃O⁺] = 10^(−pH) ve [OH⁻] = 10^(−pOH). Yani pH 4 ise [H₃O⁺] = 10⁻⁴ M, pOH = 10 ve [OH⁻] = 10⁻¹⁰ M olur.
pKa nedir, Ka ile farkı ne?
Ka asitlik sabitidir, pKa = −log Ka. pKa ne kadar küçükse asit o kadar kuvvetlidir. Ka = 1,75 × 10⁻⁵, pKa = 4,76’ya karşılık gelir. Hesaplayıcı her ikisini de kabul eder.
Çok seyreltik HCl’nin pH’ı neden 8 olmaz?
Çünkü su kendisi 10⁻⁷ M H₃O⁺ sağlar. 10⁻⁸ M HCl’de hidronyum iyonlarının çoğu sudan gelir ve tam sonuç pH 6,98’dir. Asit eklemek bir çözeltiyi asla bazik yapmaz.
pH + pOH her zaman 14 mü?
Yalnızca 25 °C’de, çünkü Kw sıcaklığa bağlıdır. Daha yüksek sıcaklıklarda Kw büyür ve nötr pH 7’nin altına düşer. Bu hesaplayıcı Kw = 1,0 × 10⁻¹⁴ (25 °C) kullanır.
Kaynaklar ve yasal dayanak
- IUPAC Compendium of Chemical Terminology (Gold Book): pH
- IUPAC Compendium of Chemical Terminology (Gold Book): autoprotolysis constant – Kw = 1.0 × 10⁻¹⁴ at 25 °C
- Chemistry LibreTexts, Table E1: Acid Dissociation Constants at 25 °C (CRC Handbook, 84th ed.)
- Chemistry LibreTexts, Table E2: Base Dissociation Constants at 25 °C (CRC Handbook, 84th ed.)
Güncelleme:
Benzer araçlar
- Mol Kütlesi HesaplamaMol kütlesini her kimyasal formülden g/mol olarak hesaplayın: parantezler, CuSO4·5H2O gibi hidratlar, element yüzdeleri ve n = m/M ile.
- Etkileşimli Periyodik TabloPeriyodik tablo: 118 elementin IUPAC atom kütlesi, elektron dizilimi, erime ve kaynama noktası, yoğunluğu ve keşif yılı. Arayın, filtreleyin.
- Bilimsel gösterim hesaplama (adım adım)Bilimsel gösterim hesaplama: sayıları a · 10ⁿ biçimine ve geri çevirin – E gösterimi, SI önekli mühendislik gösterimi ve ondalık yazımla, adım adım ve kesin.
- Üslü sayı hesaplama adım adımÜslü sayı hesaplama: üs, n. dereceden kök ve her tabanda logaritma hesaplayın – negatif ve kesirli üslerle, adım adım çözüm ve bilimsel gösterimle.
- Yoğunluk hesaplama: yoğunluk, kütle ve hacimYoğunluk (özkütle) hesaplama: d = m/V formülüyle yoğunluk, kütle veya hacim – adım adım, g/cm³ ve kg/m³ birim dönüşümü ve maddelerin yoğunluk tablosu.
- Anlamlı rakamlar hesaplayıcıAnlamlı rakamlar: sayın, n anlamlı rakama yuvarlayın, çarpma ve toplama kurallarını uygulayın – işaretli rakamlar, adım adım çözüm ve bilimsel gösterimle.