Suda çözündüğünde hidrojen iyonu verebilen maddeler asit, hidroksil iyonu verebilenler baz olarak tanımlanmıştır.

Transkript

1 7. ASİTLER VE BAZLAR Arrhenius AsitBaz Tanımı (1884) (Svante Arrhenius) Suda çözündüğünde hidrojen iyonu verebilen maddeler asit, hidroksil iyonu verebilenler baz olarak tanımlanmıştır. HCl H + + Cl NaOH Na + + OH LowryBronsted AsitBaz Tanımı (192) Asitler proton (hidrojen iyonu) veren, bazlar ise proton (hidrojen iyonu) alan maddelerdir. HCl + NH NH Cl Asit 1 + Baz 2 Asit 2 + Baz 1 NH 4 + / NH eşlenik asit/baz Konjuge Asit = Eşlenik Asit Konjuge Baz = Eşlenik Baz

2 Lewis AsitBaz Tanımı (192) (Elektron tanımı) Ortaklanmamış elektron çifti ortaklanmamış elektron çifti alanlara asit denir. veren molekül veya iyonlar baz, H H R N BF R N BF H H kordine kovalent bag Lewis bazı + Lewis asidi Ag CN Ag(CN) 2 Asit Baz LuxFlood AsitBaz Tanımı (199, Hermann Lux) (Hakon Flood 1947) Oksijen veren baz, oksijen alan asit olarak tanımlanır. Susuz ortam ve yüksek sıcaklıklardaki reaksiyonları daha iyi açıklar. CaO + SiO 2 Ca SiO Baz Asit

3 Çözücü Sistem Tanımı Öziyonlaşma gösteren bütün çözücülere uygulanabilir. Çözücünün katyon konsantrasyonunu arttıran maddeler asit, anyon konsantrasyonu arttıranlar ise bazdır. Çözücü: H 2 O 2 H 2 O H O + + OH Katyon konsantrasyonunu artırır. (Asit) HCl + H 2 O H O + + CI Katyon konsantrasyonunu artırır. (Asit) NaOH Na + + OH Anyon konsantrasyonunu artırır. (Baz) Çözücü: NH NH + NH NH NH 2 NH 4 Cl NH Cl KNH 2 K + + NH 2 Asit ve Baz İyonlaşma Sabitleri NH + H 2 O NH OH Kb = NH H 2 O NH + H O + Ka = [NH [OH 4 [NH [ NH [H O [NH 4 Ka x Kb = [NH [OH 4 x [NH [ NH [H O = [OH x [ H O =Ksu [NH 4 Ka x Kb = Ksu Konjuge asit ve bazın sabitleri çarpımı Ksu ya eşittir.

4 Örnek: CN + H 2 O HCN + OH dengesi için Kb =? HCN + H2O H O+ CN Ka= 6,2 x (HCN için Ka = 6,2 x ) Ka x Kb = Ksu 6,2 x x Kb = 1 x Kb = Ksu/Ka = 1 x /6,2 x = 1,62 x 10 5 Kuvvetli ve zayıf asitler HCl H + + Cl (Kuvvetli asit, %100 iyonlaşır.) Kuvvetli elektrolit CH COOH + H 2 O CH COO + H O + Ka=1, (Zayıf asit, dengeye göre kısmen iyonlaşır.) Zayıf elektrolit Örnek: Konsantrasyonu 0,1 M olan asetik asit çözeltisindeki taneciklerin konsantrasyonlarını hesaplayınız? ( K a =1, ) Denge reaksiyonu aşağıdaki gibidir: CHCOOH + H2O CHCOO + HO+ K a [ CH COO [ H O [ CH COOH 2H2O HO+ + OH Ksu= [H O + [OH Burada [CH COO = [H O + Bu eşitlik K a ifadesinde yerine konduğu zaman; K a 0,1 2 [ H O 5 1,8.10 [ H O

5 [H O + << 0,1 kabul edilirse, 2 [ H O 5 0,1 1,8.10 [ H O Ka. C HA 5 [ HO 0,1 1,8 10 1,. 10 [CH COO = 1,.10 M [CH COOH = 0,1 [H O + = 0,11,.10 = 0,0987 M M K [OH [H su O 10 1, , M Örnek 0,120 M HNO 2 (Ka = 7,1 x 10 4 ) çözeltisindeki H O + iyonu konsantrasyonunu yaklaşık olarak bulunuz. HNO 2 + H 2 O H O + + NO 2 [ H O Ka. C HA 4 = 7,1x 10. 0,120 = 9,2 x 10 M Not: İhmal yapılmadan [ HO K a 7,1 x 10 4 [H O + = 8,9 x 10 M bulunur. 0,1 [ H O Soru: 2 0,001 M NH çözeltisindeki kimyasal türlerin konsantrasyonlarını hesaplayınız. (Kb=1,8x10 5 )

6 ph ve poh Hesaplamaları: Suda ve tum sulu cozeltilerde (25 C'de) Ksu=[H + [OH = 1x10 14 bir çözeltide; [H+ > 1x107 > [OH ise ortam asidiktir. [H+ = 1x107 = [OH ise ortam nötrdür. [OH > 1x107 > [H+ ise ortam baziktir. ph = log [H O + a=f.c ph = log a [HO+ poh = log [OH poh = log a [OH Örnek 0,05 M HCl çözeltisinin ph sını bulunuz. 0,05M 0,05M [H O + = [HCl = 0,05 M ph = log 0,05 = 1,0 Örnek Derişimi 0,10 M olan asetik asit ( CH COOH) çözeltisinin ph ve poh sı nedir? Ka = 1,75x10 5 (25 o C)

7 CH COOH + H 2 O CH COO + H O + [CHCOO [H O Ka = = 1,75x10 5 [CH COOH 0,1 x x x Ka = x 2 = 1,75x10 5 0,1 x C A H O + H O + H O + Ka = [H O = 1,75x10 5 C [H O A 2 CH COOH = C A H O + C A Ka = [H O C A 2 = 1,75x10 5 [H O + = 0,1.1,75x1 5 0 [H O + = 1,.10 M [CH COO = [H O + = 1,.10 M CH COOH = C A H O + = 0,1 1,.10 = 0,0987 M [OH = Ksu [H = 7, ,.10 ph= log [H 0 + = log 1,.10 = 2,89 poh= log [OH = log 7,7x10 12 = 11,11 poh =142,89 = 11,11 Örnek Konsantrasyonu C B = 10 M olan bir amonyak çözeltisinin ph ve poh sını hesaplayınız. K b = 1,8.10 5

8 Tampon Çözeltiler Tampon çözeltiler ph değişmesine direnç gösteren çözeltilerdir. Tampon çözelti zayıf bir asit ve tuzunu veya zayıf baz ve tuzunu içeren bir çözeltidir. Zayıf asit + tuzu = asidik tampon çözelti Zayıf baz + tuzu = bazik tampon çözelti Bir başka şekilde konjüge asit/baz çiftinin bulunduğu ve ph değişmelerine karşı direnç gösteren çözelti olarak da tarif edilir. [H [CH COO Asit CH COOH H + + CH COO Ka [CH COOH Tuzu CH COONa CH COO + Na + [Asit ph = pka log [Tuz HendersonHasselbalch Eşitliği [H [CH COO Ka [CH COOH Ka[CH COOH [H+ = [CH COO log[h + = log Ka log [CH COOH [CH COO

9 [Asit ph = pka log [Tuz HendersonHasselbalch Eşitliği [Baz poh = pkb log [Tuz Örnek 0,2 M NH ve 0,01 M NH 4 Cl içeren tampon çözeltisinde [H + ve [OH konsantrasyonlarını poh ve ph değerlerini hesaplayınız. (NH için K b = 1,80 x 10 5 ) poh = pk b log [Baz [Tuz poh = log1,80 x 10 5 log [0,2 = 4,74 1,0 =,44 [OH =, [0,01 ph + poh= 14 => ph= 14,44= 10,56 [H+ = 2, Hidroliz: Bir maddenin su ile verdiği reaksiyonlardır. NaCH COO Na + + CH COO Na + + H 2 O Hidroliz olmaz. NaOH % 100 iyonlaşır. CH COO + H 2 O CH COOH + OH Hidroliz olur. CH COOH dengeye göre iyonlaşır. NaCH COO bazik tuzdur. CH COO konjuge bazdır. NH 4 Cl NH Cl NH H 2 O NH + H + O Hidroliz olur. NH dengeye göre iyonlaşır. Cl + H 2 O HCl + OH + Hidroliz olmaz. HCl % 100 iyonlaşır.

10 NH 4 Cl asidik tuzdur. NH 4 + konjuge asittir. Örnek: 0,01 M NaCH COO çözeltisinin ph sını hesaplayınız. (CH COOH için Ka=1,8x10 5 ) NaCH COO Na + + CH COO 0,01M 0,01M 0,01M Na + + H 2 O NaOH + H + Hidroliz olmaz. NaOH % 100 iyonlaşır. CH COO + H 2 O CH COOH + OH Hidroliz olur. CH COOH dengeye göre iyonlaşır. CH COO + H 2 O CH COOH + OH Kh= Kb= Ksu = Ka 0,01x x x Kh= Kb= Ksu = Ka X=2,6x10 6 = [OH poh=5,6 14 1x10 = 5 1,8x10 x 2 0,01 x 1x ,8x10 5 ph = 14 5,6 = 8,7 (bazik) Soru: 0,05 M NH 4 Cl çözeltisinin ph sıını hesaplayınız. (Kb NH =1,8x10 5 ) (Ksu=1x10 14 ) NH 4 Cl NH Cl 0,05 M 0,05M NH H 2 O NH + H + O 0,05x x x Kh= Ka= Ksu 14 = Kb 5 1,8x10 1x10 = x 2 0,05 x

11 Asit baz titrasyonları Volumetrik analiz: Hacim ölçümüne dayalı analizler volumetrik analizler olarak bilinir. Titrasyon bir volumetrik analizdir. Titrasyon: Derişimi bilinen bir çözelti ile reaksiyona giren derişimi bilinmeyen çözeltinin hacminin belirlenmesi işlemine titrasyon denir. AsitBaz Reaksiyonları: HCl + NaOH H 2 SO 4 + 2NaOH HCl + NH NaCl + H 2 O NH 4 Cl Na 2 SO 4 + 2H 2 O Asitbaz titrasyonları ve dönüm noktası: Bir asitbaz titrasyonunda titrasyon boyunca çözeltini ph sı değişmektedir ve hızlı değişimin olduğu hacim dönüm noktası olarak bilinir. Dönüm noktası, titrasyona başlarken ilave edilen indikatörün renk değiştirmesinden anlaşılır. Ya da titrasyon boyunca ph ölçülerek grafik çizilir ve hızlı değişim olduğu ph dönüm noktası olarak belirlenir.

12 H 2 SO 4 + 2NaOH Na 2 SO 4 + 2H 2 O İndikatör ph aralığı Asit Rengi Baz Rengi Çözücüsü Metil Oranj,1 4,5 Kırmızı Sarı Su Metil Kırmızısı 4,2 6, Kırmızı Sarı %95 Etanol Çözeltisi Fenolftalein 8, 10,0 Renksiz Kırmızı %50 Etanol Çözeltisi İndikatör: Reaksiyonun dönüm noktasını belirlemek için kullanılır. Dönüm noktasında renk değişimi meydana gelmektedir. Asitbaz, indirgenmeyükseltenme, çöktürme ve kompleksleşme reaksiyonları için farklı özellikte maddeler indikatör olarak kullanılır. Asit baz indikatörleri ph değiştiğinde renk değiştirirler. Çöktürme reaksiyonları için ya farklı renkte çökelti oluşan bir madde veya çökelti üzerine adsorbe olarak renk değişimi gösteren maddeler indikatör olarak kullanılır. AsitBaz İndikatörleri: Asitbaz indikatörleri zayıf asit veya zayıf bazdırlar. Genelde asitbaz indikatörleri HIn sembolü ile gösterilirler. Bu indikatörlerin ayrışma tepkimeleri denge reaksiyonudur.

13 HIn H + + In (Kimyasal denge) Kırmızı Sarı İndikatör ph aralığı Asit Rengi Baz Rengi Çözücüsü Metil Oranj,1 4,5 Kırmızı Sarı Su Metil Kırmızısı 4,2 6, Kırmızı Sarı %95 Etanol Çözeltisi Fenolftalein 8, 10,0 Renksiz Kırmızı %50 Etanol Çözeltisi