Bu soruda, sülfürik asit (H₂SO₄) ve potasyum hidroksit (KOH) çözeltilerinin saf suya eklenmesiyle gerçekleşen tepkime ve bu tepkimeyle ilgili yargılar değerlendirilmektedir.
- I. Yargı: H₂SO₄ + 2KOH → K₂SO₄ + 2H₂O denklemine göre tepkime gerçekleşir.
H₂SO₄ kuvvetli bir asit, KOH ise kuvvetli bir bazdır. Bu ikisi arasında bir nötralleşme tepkimesi gerçekleşir ve tuz (K₂SO₄) ile su (H₂O) oluşur. Denklemi kontrol edelim:
Reaktifler: H₂SO₄ (2H, 1S, 4O) ve 2KOH (2K, 2O, 2H)
Ürünler: K₂SO₄ (2K, 1S, 4O) ve 2H₂O (4H, 2O)
Atom sayıları her iki tarafta da denktir (K:2, S:1, O:6, H:4). Dolayısıyla, verilen denklem doğru ve dengelenmiş bir nötralleşme tepkimesini ifade eder.
Bu yargı doğrudur.
- II. Yargı: Tepkimede zıt yüklü iyonlar arasında elektron alışverişi gerçekleşir.
Asit-baz nötralleşme tepkimeleri, bir asitten gelen H⁺ iyonları ile bir bazdan gelen OH⁻ iyonlarının birleşerek su oluşturması esasına dayanır. Bu tür tepkimelerde atomların yükseltgenme basamakları değişmez, yani elektron alışverişi (redoks) gerçekleşmez. H₂SO₄'teki S'in yükseltgenme basamağı +6, KOH'taki K'nin +1'dir ve ürünlerde de bu değerler korunur.
Bu yargı yanlıştır.
- III. Yargı: 0,2'şer mol H₂SO₄ ve KOH içeren sulu çözeltilerin tepkimesinden en fazla 17,4 gram K₂SO₄ oluşur. (K₂SO₄ = 174 g/mol)
Tepkime denklemi: H₂SO₄ + 2KOH → K₂SO₄ + 2H₂O
Başlangıç mol sayıları: H₂SO₄ = 0,2 mol, KOH = 0,2 mol
Sınırlayıcı bileşeni belirlemek için mol sayısını katsayıya böleriz:
- H₂SO₄ için: \( \frac{0,2 \text{ mol}}{1} = 0,2 \)
- KOH için: \( \frac{0,2 \text{ mol}}{2} = 0,1 \)
KOH'un oranı daha küçük olduğu için sınırlayıcı bileşen KOH'tur. Yani KOH tamamen tükenecektir.
Denkleme göre, 2 mol KOH'tan 1 mol K₂SO₄ oluşur.
0,2 mol KOH'tan oluşacak K₂SO₄ miktarı:
\( 0,2 \text{ mol KOH} \times \frac{1 \text{ mol K}_2\text{SO}_4}{2 \text{ mol KOH}} = 0,1 \text{ mol K}_2\text{SO}_4 \)
Oluşan K₂SO₄'ün kütlesini hesaplayalım:
Kütle (m) = mol (n) × Mol Kütlesi (M)
\( m = 0,1 \text{ mol} \times 174 \text{ g/mol} = 17,4 \text{ gram K}_2\text{SO}_4 \)
Bu yargı doğrudur.
Sonuç olarak, I ve III numaralı yargılar doğrudur.
Cevap D seçeneğidir.