Zayıf Asit pH Hesaplayıcı (Ka — ICE Tablosu) – Konu Anlatımı

Zayıf Asit pH Hesabı Nedir?

Zayıf asitler (HA), suda tam ayrışmaz; sadece bir kısmı H⁺ ve A⁻ iyonlarına dönüşür. Bu yüzden güçlü asitlerdeki gibi “direkt derişim = [H⁺]” diyemezsin. pH, mutlaka denge (equilibrium) yaklaşımı ile bulunur.

Temel Denge Tepkimesi

Zayıf bir asidin suda ayrışması şöyle yazılır:

HA ⇌ H⁺ + A⁻

Bu denge için asit ayrışma sabiti (Ka) şu şekilde tanımlanır:

Ka = ([H⁺][A⁻]) / [HA]

ICE Tablosu Mantığı (I-C-E)

ICE tablosu, denge problemlerinde en sistemli yöntemdir:

• I (Initial): Başlangıç derişimleri
• C (Change): Tepkime ilerlerken değişimler
• E (Equilibrium): Dengedeki derişimler

Adım Adım ICE

Başlangıçta yalnızca asit var diyelim (HA = C molar), iyonlar yok:

• I: [HA] = C, [H⁺] ≈ 0, [A⁻] = 0
• C: -x, +x, +x
• E: [HA] = C - x, [H⁺] = x, [A⁻] = x

Denge Denklemini Kurma

Denge ifadesine E satırını yazarsak:

Ka = (x · x) / (C - x) = x² / (C - x)

Buradan düzenlersek:

Ka(C - x) = x²

Ka·C - Ka·x = x²

x² + Ka·x - Ka·C = 0

Yani problem bir ikinci dereceden denklem çözümüne indirgenir. Bu hesaplayıcı da tam olarak bunu yapar.

İkinci Dereceden Denklem Çözümü

Genel form: ax² + bx + c = 0

• a = 1
• b = Ka
• c = -Ka·C

Diskriminant: Δ = b² - 4ac
Kökler: x = (-b ± √Δ) / (2a)

Fiziksel olarak [H⁺] negatif olamayacağı için pozitif kök seçilir. Bu araç da pozitif kökü alır.

pH Hesabı

Denge [H⁺] derişimi bulunduğunda:

pH = -log₁₀([H⁺])

%5 Yaklaşımı (Approximation) Nedir?

Bazı sorularda “x çok küçük” denip C - x ≈ C yapılır. Bu yaklaşım, hesaplamayı kolaylaştırır:

Ka ≈ x² / C → x ≈ √(Ka·C)

Ama bu ancak x, C’ye göre yeterince küçükse geçerlidir. Standart kriter:

(x / C) × 100 < 5%

Bu hesaplayıcı:

• Önce tam çözüm (ikinci derece) yapar.
• Sonra ayrışma yüzdesini (x/C)×100 hesaplar.
• %5’ten küçükse: “Yaklaşım geçerli” der.

Sonuç Ekranındaki Değerler Ne Anlama Gelir?

• [H⁺] (denge): Dengedeki hidrojen iyonu derişimi (M)
• pH: Asitliğin logaritmik ölçüsü
• Ayrışma yüzdesi: Asidin yüzde kaçının ayrıştığını gösterir
• Yaklaşım geçerli mi?: %5 kuralı kontrolü

Tipik Hatalar ve Dikkat Edilecekler

• Ka birim yazımı: 1.8e-5 gibi bilimsel gösterim kullanabilirsin.
• Ka yerine pKa girme: pKa = -log(Ka). Bu hesaplayıcı Ka ister.
• Derişim çok büyükse: İyonik etkileşimler artar; ideal yaklaşım sapabilir.
• Çok küçük derişimler: Suyun otoiyonizasyonu (10⁻⁷) etkili olabilir.
• Sıcaklık: Ka sıcaklığa bağlıdır; burada 25°C varsayımı kullanılır.

Örnek (Mantığı Oturtmak İçin)

Ka = 1.8×10⁻⁵ ve C = 0.10 M için, hesaplayıcı ikinci derece çözümle x = [H⁺] değerini bulur, ardından pH’ı hesaplar. Son olarak ayrışma yüzdesi %5’ten küçükse yaklaşık yöntemin de uygun olacağını belirtir.

Not: Bu araç eğitim amaçlıdır. Derişik çözeltiler, aktivite katsayıları ve iyonik şiddet etkileri hesaba katılmaz.