asitler-bazlar çözünürlük dengeleri

Transkript

ASİTLER-BAZLAR
ÇÖZÜNÜRLÜK DENGELERİ
Konular ve Sorular
Mustafa Atalay
2/3/2011
ASİTLER ve BAZLAR
Tüm kimyasal bileşikler içerisinde en çok bilinenler asitler ve bazlardır. Sirkede asetik asit, limonda sitrik asit, ev
temizlik ürünlerinde amonyak asit ve bazların en çok bilinenleridir. Hidroklorik asit mide özsuyunda bulunan ve
günde 1,5-2 litre salgılanan bir asittir.
Asit ve bazların genel özellikleri yüzyıllardan beri bilinmektedir. Asitler demir ve çinko gibi metallerle
etkileşerek hidrojen gazı oluşturabilirler, turnusol boyasının rengini maviden kırmızıya çevirirler. Bazlar,
kayganlık hissi verirler, turnusol boyasının rengini kırmızıdan maviye çevirirler. Asitler ve bazlar belirli oranlarda
karıştırıldiklarinda, kimyasal tepkimelerin en önemlilerinden sayılan nötrleşme tepkimeleriyle, asit ve bazların
genel özelliklerine sahip olmayan yeni maddeleri(tuzlar) oluştururlar.
Asit Baz Kavramı:
Arrhenius Asit Baz Teorisi
1777 yılında Fransız bilim insanı Antoine Lavoisier bütün asitlerin oksijen elementi içerdiğini ileri sürmüştür.
Gerçekte oksijen kelimesi Latincede “asit oluşturucu” deyiminden türetilmiştir. 1810 yılında İngiliz bilim insanı
Hamprey Davy, Lavoisierin tanımını değiştirmiştir. Davy yaptığı çalışmalarda muriatik asitin(hidroklorik asit),
hidrojen ve klor elementlerinden oluştuğunu bulmuş ve yeni yaptığı tanımda asitlerdeki temel elementin
oksijen değil hidrojen olduğunu ileri sürmüştür. 1887 yılında İsveçli bilim insanı Svante Arrhenius hidrojen
bulunduran bileşiklerin asit davranışlarını inceleyerek kendi adıyla anılan tanımı oluşturmuştur. Arrhenius’a
+
göre, asitler suda çözündüklerinde çözeltiye hidrojen iyonu(H ) veren maddeler, bazlar ise suda
çözündüklerinde çözeltiye hidroksit iyonu(OH ) veren maddelerdir.
Yukarıdaki deklemlerde HA asiti, MOH ise bir bazı temsil etmektedir.Buna göre HCl ve H 2 SO 4 bileşikleri asit,
NaOH ve Ca(OH)2 bileşikleri bazdır. Arrhenius asit baz teorisi pek çok asiti ve bazı doğru tanımlamaktadır; ancak
teorinin iki temel sınırlaması vardır.
1
i.
ii.
Arrhenius teorisini sulu çözeltilerle sınırlandırmıştır.
Tanıma göre, H içeren maddeler asit, OH içeren maddeler bazdır. NH3 bileşiğinin yapısında OH
grubu bulunmamasına rağmen baz özellik göstermesini ise açıklayamamıştır.
BrØnsted-Lowry Asit Baz Kuramı
1923 yılında asit ve bazlarla ilgili daha genel bir tanım Danimarkalı kimyacı Johannes Br Ønsted ve İngiliz kimyacı
Thomas Lowry tarafından birbirlerinden bağımsız yaptıkları çalışmalar sonucunda oluşturulmuştur. BrØnsted+
Lowry asit baz teorisi olarak bilinen teoriye göre, asitler başka bir maddeye proton(H ) veren maddeler(molekül
ya da iyon), bazlar ise başka maddelerden proton alan maddelerdir. Başka bir deyişle, asitler proton veren,
bazlar proton alan maddelerdir.
BrØnsted-Lowry asiti
→
H+ veren madde
BrØnsted-Lowry bazı
→
H+ alan madde
+
-
-
+
Yukarıdaki denkleme göre, HA maddesi H vererek A bazını oluşturmakta, A maddesi de H alarak HA asitini
+
+
+
+
oluşturmaktadır. Aynı şekilde B maddesi H alarak BH asitini oluşturmakta, BH maddesi de H vererek B bazını
oluşturmaktadır. Formüllerindeki proton sayısı bir değişen bu tür kimyasal madde türlerine konjuge asit baz
-
+
çifti(eşlenik asit baz çifti) denir. A maddesi HA asitinin eşlenik bazı, BH maddesi de B bazının eşlenik asitidir.
+
Bir asit baz tepkimesinde nelerin olduğunu açıklayabilmek için proton(H ) davranışının incelenmesi gerekir.
Örneğin, bir BrØnsted-Lowry asiti(HA) suya konulduğunda, suyla tersinir tepkimeye girerek asit çözünme
+
dengesi oluşturur. Asit çözücüye bir proton verir ve ürün olarak H 2 O’nun konjuge asiti hidronyum iyonu(H 3 O )
+
ve HA’nın konjuge bazı A iyonu oluşur. Ters yönde tepkimede ise hidronyum iyonu(H 3 O ), A iyonuna bir
proton vererek asit gibi davranır ve H2 O konjuge bazını oluşturur. A iyonuda protonu alarak HA konjuge asitini
oluşturur.
2
BrØnsted-Lowry asit bazları yalnızca HCl, HNO 3 gibi nötr moleküllerden oluşmaz. Tuzların
,
atyonları ya da anyonları proton verebilme ya da alabilme özelliğine sahip oldukları için BrØnstedLowry asit bazları olarak tanımlanırlar.
Bir BrØnsted-Lowry bazı(NH3 ) suda çözündüğünde, asit gibi davranan sudan bir proton alarak
konjuge
asitini oluşturur. Proton veren su molekülleri ise OH konjuge bazını oluştururlar. Ters yöndeki tepkimede ise
iyonu bir protonu OH iyonuna vererek NH3 bazını oluşturur.
Proton alan bir molekülün ya da iyonun proton ile bağ yapacak atomunun en azından bir çift bağ yapmamış
elektronu bulunmalıdır. Aşağıda BrØnsted-Lowry bazı olarak adlandırdığımız bazı maddelerin protonla bağ
yapan atomlarının bağ yapmamış elektronlarıyla formülleri verilmiştir.
Bazı BrØnsted-Lowry bazları
Örnek: HNO 2 (nitröz asit) asitinin asitlik özelliğini Arrhenius teorisi ve BrØnsted-Lowry teorisini kullanarak
açıklayınız. HNO 2 asitinin konjuge bazını belirleyiniz.
+
Çözüm: HNO 2 bir Arrhenius asitidir; çünkü suda çözündüğünde H iyonu vermektedir.
3
(
)
(
)
(
)
HNO 2 bir BrØnsted-Lowry asitidir; çünkü suda çözündüğünde su molekülüne bir proton vermekte ve H 3 O
iyonunu oluşturmaktadır. HNO 2 asitinin bir proton kaybetmesiyle oluşan konjuge bazı
dir.
+
Örnek: Aşağıda verilen BrØnsted-Lowry asitlerin denkleştirilmiş çözünme denklemlerini yazınız ve konjuge asit
baz çiftlerini gösteriniz.
a) H2 SO4
b)
c) H3 O
+
d)
e)
f)
Örnek: Aşağıda verilen BrØnsted-Lowry bazlarının denkleştirilmiş çözünme denklemlerini yazınız ve konjuge
asit baz çiftlerini gösteriniz.
a)
b)
-
c) OH
d)
e)
f)
Örnek: Aşağıdaki denklemdeki konjuge asit baz çiftlerini belirleyiniz.
Çözüm:
Örnek: Sulu çözeltide gerçekleşen aşağıdaki tepkime için konjuge asit baz çiftlerini belirleyiniz.
Örnek: Aşağıda verilen tepkimeler için, BrØnsted-Lowry asit bazlarını ve konjuge asit baz çiftlerini belirleyiniz.
4
Örnek: Aşağıda verilen tepkimeler için, BrØnsted-Lowry asit bazlarını ve konjuge asit baz çiftlerini belirleyiniz.
Asit Kuvveti-Baz Kuvveti
Bir asitin asit çözünme dengesini aşağıdaki denklemle ifade edebiliriz.
+
HA(suda) + H2 O(s)
Asit
-
H3 O (suda) +
Baz
A (suda)
Asit
Baz
-
+
-
Eğer H2 O bazı A iyonundan daha kuvvetli proton alıcısı olursa, bu durumda çözelti temel olarak H3 O ve A
iyonlarını içerecektir. Tam tersi durumda ise çözeltide HA ve H 2 O çoğunlukta olacaktır. Eşit derişimlerde
girenlerden ve ürünlerden oluşturulan bir sistemde proton daima daha kuvvetli olan baz tarafından
alınacaktır. Böyle bir durumda dengenin oluşabilmesi için tepkimenin protonu veren kuvvetli asit ile protonu
alan kuvvetli bazın oluşturduğu taraftan, daha zayıf asit ve daha zayıf bazın bulunduğu tarafa gerçekleştiği
görülecektir.
Kuvvetli asit
+
Kuvvetli proton veren
+
Kuvvetli Baz
Kuvvetli proton alan
→
→
Zayıf Asit
Zayıf proton veren
+
+
Zayıf Baz
Zayıf proton alan
Farklı asitlerin farklı proton alma kuvvetleri vardır(Tablo 1). Kuvvetli bir asit suda tamamiyle iyonlarına ayrışır.
Bu nedenle kuvvetli bir asitin çözünmesi %100’ yakın iyonlaşma ya da ürünler yönündedir. Yukar ıdaki
+
denkleme göre çözelti temel olarak H3 O ve A iyonlarını içerecektir. Çözeltinin içereceği iyonlaşmamış HA
molekülleri ihmal edilebilecek kadar az olacaktır. Kimyada bilinen bazı kuvvetli asitler, perklorik asit(HclO 4),
hidroklorik asit(HCl), hidrobromik asit(HBr), hidroiyodik asit(HI), nitrik asit(HNO 3 ) ve sülfürik asit(H2 SO 4 ) tür.
Yukarıda tanımdan çıkaracağımız önemli bir sonuç vardır. Kuvvetli asitlerin konjuge bazları zayıftır.
, Cl , Br ,
I,
,
iyonlarının sulu çözeltilerinde bir proton alma eğilimleri ihmal edilebilecek kadar az olduğu için
H2 O dan daha zayıf baz özelliktedirler.
5
Zayıf bir asit kısmen iyonlaşır. Zayıf asit moleküllerinin çok küçük bir kıs mı proton verir. Bu nedenle çözelti çok
+
büyük miktarda iyonlaşmamış HA molekülleri içerirken çok az miktarda H3 O ve konjuge bazı A yi içerir.Kimyada
bilinen bazı zayıf asitler nitroz asit(HNO 2 ), hidroflorik asit(HF) ve asetik asit(CH 3 COOH) tir. Çok daha zayıf asit
özellikte olan maddelerin(NH3 , OH , H2 ) suya proton verme eğilimleri yok denecek kadar azdır. Bu durumda
böyle maddelerin çözeltilerinde tepkime %100’e yakın oranda tepkimeye girenler yönünde gerçekleşecektir. Bu
durumda zayıf asitlerin konjuge bazları kuvvetli özellikte olacaktır. Örneğin,
, O2- ve H- iyonları sulu
çözeltilerinde %100 proton alacaklar ve H2 O’dan daha kuvvetli baz özellik göstereceklerdir.
6
+
-
Kuvvetli asit, zayıf asit ve çok zayıf asit çözeltilerinde HA, H3 O ve A taneciklerinin denge derişimlerinin şematik
gösterimi aşağıdaki gibi olur.
Örnek: Girenlerin ve ürünlerin eşit derişimlerde karıştırıldığı aşağıdaki tepkimelerde dengenin oluşabilmesi için
tepkimenin hangi yöne ilerleyeceğini bulunuz ve açıklayınız.(Tablo 1’de verilen değerler kullanılacaktır.)
Çözüm:
a) H2 SO4 ve
asit, NH3 ve
bazdır. Tablo 1’e göre, H2 SO 4 ,
ten daha kuvvetli asittir. NH3 ’te
‘ten daha kuvvetli bazdır. Bu durumda NH 3 proton alacak ve tepkime sağa ilerleyecektir.
b)
ve
asit,
ve
bazdır. Tablo 1’e göre
kuvvetli asit,
kuvvetli bazdır.
protonu alacak ve tepkime sola yönelecektir.
Örnek: Girenlerin ve ürünlerin eşit derişimlerde karıştırıldığı aşağıdaki tepkimelerde dengenin oluşabilmesi için
tepkimenin hangi yöne ilerleyeceğini bulunuz ve açıklayınız.(Tablo 1’de verilen değerler kullanılacaktır.)
7
Örnek: Aşağıdaki şekillerde iki HA(A=X veya Y) asitinin sulu çözeltisi verilmiştir. Buna göre;
a) HX ve HY asitlerinden hangisi daha kuvvetli asit özelliği gösterir?
-
-
b) X ve Y iyonlarından hangisi daha kuvvetli bazdır?
c) Girenlerin ve ürünlerin eşit derişimlerde karıştırıldığı tepkimede dengenin oluşabilmesi için tepkimenin hangi
yöne ilerleyeceğini bulunuz.
Örnek:Aşağıda verilen tepkimelerdeki BrØnsted-Lowry asit bazlarını belirleyiniz.
8
Örnek: Aşağıdaki şekillerde üç HA(A=X, Y veya Z) asitinin sulu çözeltisi verilmiştir. Buna göre;
a) HX. HY ve HZ asitlerinden hangisi daha kuvvetli asit özelliği gösterir?
-
-
-
b) X , Y ve Z iyonlarından hangisi daha kuvvetli bazdır?
c) HZ çözeltisinde iyonlaşma yüzdesi kaçtır?
Hidronyum İyonu(H3O+)
+
Proton(H ), Arrhenius ve BrØnsted-Lowry asit baz teorilerinin temelini oluşturmaktadır. Arrhenius HA asitinin
+
suda çözünmesi sırasında sulu H iyonu oluşacaktır.
+
+
Sulu çözeltide bulunan H iyonunun tepkimeye girme isteği çok fazladır. Bu durumda H iyonu çözücü su
+
molekülünün oksijen tarafıyla etkileşerek üçgen piramit geometriye sahip hidronyum iyonunu(H 3 O ) oluşturur.
+
H3 O iyonu diğer su molekülleriyle hidrojen bağları oluşturarak etkileşecektir. Konumuzun bundan sonraki
+
+
bölümlerinde kullanacağımız H ve H3 O sembolleri aynı yapıyı ifade edecektir. Asit baz tepkimelerinde proton
+
vereni daha iyi ifade edebilmek için H 3 O kullanılacaktır.
9
Suyun İyonlaşması
Suyun en önemli özelliklerin birisi asit ya da baz gibi davranabilmesidir. Ortamda bir asit bulunması durumunda
su baz gibi, ortamda bir baz bulunduğunda su asit gibi davranabilmektedir. Bu şaşırtıcı bir durum değildir; çünkü
suda, su moleküllerinden biri proton vererek asit gibi davranırken, diğer su molekülü de proton alarak aynı anda
baz gibi davranır.
Suyun denge konumunda iyonlaşma denklemi aşağıdaki gibi gösterilebilir.
+
2 H2 O(s)
H3 O (suda) +
-
OH (suda)
Suyun denge durumundaki iyon çarpımı(K su)
+
-
Ksu = [H3 O ][OH ]
şeklinde yazılır.
Suyun dinamik denge durumunda iki önemli duruma dikkat etmek gerekir.
i.
ii.
İleri ve geri tepkimeler çok hızlı gerçekleşir.
Dengenin oluşmasında tepkime sürekli girenler yönünde olma eğilimindedir. Bu da denge
+
konumunda çok az H3 O ve OH iyonlarının oluşabileceğini gösterir. Moleküllerin büyük bir
çoğunluğu iyonlaşmama eğilimindedir.
o
+
-7
Suyun iyonlaşması ile ilgili yapılan deneylerde, suyun 25 C sıcaklıktaki H3 O iyonları derişimi 1.0x10 M olarak
0
ölçülmüştür. Başka bir deyişle 25 C sıcaklıkta,
+
-
-7
[H3 O ] = [OH ] = 1.0x10 M
o
Suyun 25 C sıcaklıkta özkütlesi ve mol kütlesi kullanılarak bulunan derişimi 55,4 M dır.
[H2 O] = (
) (
)
İyonlaşan su moleküllerinin, iyonlaşamayan su moleküllerine oranını bularak suyun iyonlaşmasının çok küçük
bir oran olduğunu görebiliriz.
10
o
Suyun denge durumundaki denge sabiti yukarıdaki değerlerle 25 C sıcaklıkta hesaplanırsa 1,0x10
+
-14
bulunur.
-
Ksu = [H3 O ][OH ]
-7
-7
= (1.0x10 ) . (1.0x10 )
= 1,0x10
+
-14
-
Çok sulu çözeltilerde H3 O ve OH iyonları derişimleri çarpımı çözünen maddeden etkilenmemesine rağmen
derişik çözeltilerde çözünenin varlığı bu çarpımı etkilemektedir. Bu nedenle, derişik çözeltilerdeki bu etkiyi yok
o
+
-14
varsayarak 25 C sıcaklıkta, H3 O ve OH iyonları derişimleri çarpımının(Ksu) tüm sulu çözeltilerde 1,0x10
olduğunu söyleyebiliriz.
+
-
Sulu çözeltilerin asidik, bazik ya da nötral olduklarını H 3 O ve OH iyonları derişimlerini karşılaştırarak bulabiliriz.
+
-
+
-
+
-
Asidik çözeltilerde [H3 O ] > [OH ]
Bazik çözeltilerde [H3 O ] < [OH ]
Nötral çözeltilerde [H3 O ] = [OH ]
o
+
-7
+
-7
25 C sıcaklıkta, asidik çözeltilerde [H3 O ] > 1,0x10 M, bazik çözeltilerde [H3 O ] < 1,0x10 M ve nötral
+
-7
+
çözeltilerde [H3 O ] = [OH ] = 1,0x10 M olur. Bir çözeltideki [H3 O ] ya da [OH + bilinirse çözeltinin özellikleri ve
diğer iyonun sayısal değeri bulunabilir.
+
-
Ksu = [H3 O ][OH ] = 1,0x10
[
]
[
]
[
[
-14
değeri bilindiğine göre,
eşi tliği ile,
]
eşi tliği i le hesaplanabilir.
]
11
o
+
-
Tablo. 25 C sıcaklıkta, asidik, bazik ve nötr çözeltilerdeki H3 O ve OH derişimleri
+
-3
-
Örnek: Limon suyunda H3 O iyonları derişimi 2,5x10 M olduğuna göre, OH iyonları derişimini hesaplayınız.
Limon suyunun özelliğini verilen değerleri kullanarak belirleyiniz.
Çözüm:
[
]
+
[
=
]
= 4,0x10-12 M
-
[H3 O ] > [OH + olduğunu göre limon suyu asidik özelliktedir.
-
-6
+
Örnek: Deniz suyunda OH iyonları derişimi 5,0x10 M olduğuna göre, H3 O iyonları derişimini hesaplayınız.
+
-
Örnek: Suyun iyonlaşması endotermiktir. Suyun H 3 O ve OH iyonları derişimleri çarpımı(K su) sıckalıkla değişir.
o
-14
+
50 C sıcaklıkta K su değeri 5,5x10 olduğuna göre bu sıcaklıktaki H3 O ve OH iyon derişimlerini hesaplayınız.
pH Ölçeği
+
H3 O iyonları derişimini molarite cinsinden ifade etmek yerine, logaritmik bir ölçek olan pH ile ifade etmek daha
uygundur. pH terimi (fransızca ‘puissance d’hydrogene’-ingilizce ‘power of hydrogen’), hidrojenin gücü
+
anlamına gelmektedir ve H3 O iyonları derişimini 10 sayısının üstleri olarak açıklamaktadır. Bir çözeltinin pH
+
değeri H3 O iyonları derişiminin –logaritması alınarak bulunur.
+
+
pH = - log [H3 O ] ya da [H3 O ] = antilog(-pH) = 10
+
-2
-
-pH
-2
+
-12
Örneğin, *H3 O ] = 1,0x10 M olan çözeltinin pH değeri 2, *OH ] = 1x10 M olan çözeltinin [H3 O ] = 1,0x10 M
+
-7
ve pH değeri 12, nötr bir çözeltinin [H3 O ] = 1,0x10 M ve pH değeri 7’dir. Çözeltilerdeki pOH değeride aynı
-
şekilde OH iyonları derişiminin –log değeri hesaplanarak bulunabilir. Ya da,
+
- -
Ksu Ksu = [H3 O ][OH ] ]
1,0x10
-14
+
-
= [H3 O ][OH ]
-14
+
-
-log(1,0x10 )
= -log([H3 O ][OH ])
-14
+
(-log 1,0) + (-log10 ) = (-log [H3 O ]) + (-log [OH ])
0
+
14
=
pH
+
pOH
pH + pOH = 14
12
+
Tablo: pH Ölçeği- pH ölçeğindeki 1 birimlik değişim, [H3 O + değerinin 10 kat değiştiğini gösterir.
pH ölçeği logaritmik olduğu için pH değeri 1 birim
+
+
değiştiğinde [H3 O + 10 kat değişir. *H3 O + değeri 100 kat
değiştiğinde pH değeri 2 birim değişir. pH değerinin 6
+
6
birim değişmesi [H3 O + değerinin 1x10 kat değiştiğini
gösterir. Bazı maddeler ve pH değerleri yandaki tabloda
+
gösterilmiştir. pH değeri azaldıkça [H3 O ] artar. pH
arttıkça pOH değeri azalır.
Asidik çözeltilerde pH < 7
Bazik çözeltilerde pOH > 7
Nötr çözeltilerde pH = 7
olur.
-3
Örnek: OH iyonları derişimi 1,0x10 M olan çözeltide pH
değeri kaçtır?
Çözüm:
[
]
+
[H3 O ]
[
]
=
+
[H3 O ] = 1,0x10
-11
+
pH = - log [H3 O ]
-11
pH = -log(1,0x10 )
pH = 11
+
-5
Örnek: *H3 O ] = 3,0x10 M olan yağmur suyunun pH
değerini hesaplayınız.(log 3,0 = 0,5)
Örnek: Aşağıda verilen çözeltilerin pH değerlerini
hesaplayınız.
-6
a) [OH ] = 2,0x10 M olan çözelti.(log 2,0 = 0,3)
+
-5
b) [H3 O ] = 6,0x10 ) M olan çözelti.(log 6,0=0,75)
13
pH değerinin
ölçülmesi
Bir çözeltinin pH değeri
yaklaşık olarak
ölçülecekse bu ölçüm asit
baz indikatörleri
gösterilerek
gerçekleştirilebilir.
İndikatörler belirli bir pH
aralığında renk değiştirme
özelliğine sahip
maddelerdir. Örneğin,
Bromtimal mavisi pH
değerinin 6,0-7,6 olduğu aralıkta asit ortamda sarı renkliyken baz ortamda mavi renkli olur. Phenolphtaelein
çözeltisi pH değerinin 8,2-9,8 olduğu aralıkta renksizden pembeye renk değiştirir. Aşağıda belirli aralıklarda
renk değiştiren ve pH değerini ölçmemize yarayan bazı indikatörlerin renk değiştirdikleri pH aralıkları
gösterilmektedir.
Tablo: Bazı asit baz indikatörleri ve renk değiştirdikleri pH aralıkları
Yukarıdaki indikatörlerin karışımıyla oluşturulan indikatöre
evrensel indikatör adı verilir. Günümüzde pH değerinin ölçülmesi
elektronik aletlerle gerçekleştirilmektedir. Elektronik
pHmetrelerle yapılan ölçümlerde çok daha kesin sonuçlar elde
edilmektedir.
Şekil. Evrensel İndikatör
14
Asit Kuvveti ve Asit İyonlaşma Sabiti(Ka)
Elektrolit özellik gösteren bir çözeltinin kuvveti, o çözeltide çözünen veti, o çözeltide çözünen maddenin
iyonlarına ayrışma derecesiyle ilişkilidir. Kuvvetli elektrolit çözeltide madde tamamıyla iyonlarına ayrışır. Zayıf
elektrolit çözeltide ise çözünen madde kısmen iyonlarına ayrışır. Kuvvetli ya da zayıf asitleri işte bu iyonlaşma
yüzdelerine göre belirleyebiliriz. Kuvvetli asitler, suda tümüyle iyonlaşabilen asitlerdir. Zayıf asitler suda az
iyonlaşabilen asitlerdir. başka bir deyişle bir asitin kuvveti onun denge durumuna bağlıdır.
+
HA(suda) + H2 O(s)
-
H3 O (suda) + A (suda)
Yukarıdaki denklemde, HA formülü bir asiti göstermektedir. Eğer denge tümüyle sağa ilerliyorsa, asit kuvvetli bir
asittir; çünkü tamamıyla iyonlarına ayrışmaktadır ve çözeltide HA asiti derişimi sıfıra yakındır. Denge sola doğru
yönelmişse, iyonlaşma eğilimi çok az olduğu için asit zayıftır ve HA derişimi çok fazladır .
Tablo. Bazı kuvvetli asitler ve zayıf asitler
Kuvvetli asitler
Hidroklorik asit(HCl) bir kuvvetli asit örneğidir.
HCl(suda) + H2 O(s)
+
-
→ H3 O (suda) + Cl (suda)
Denklemdeki ok işaretinin tek yönlü olması asitin tümüyle iyonlaştığını
+
belirtir. HCl çözeltisindeki HCl taneciklerinin tümü iyonlaşarak H3 O (suda) ve
+
Cl (suda) iyonlarını oluşturmuştur. Örneğin, 1,0 M HCl çözeltisinde H3 O ve
Cl iyonları derişimi 1,0 M’dır. Yukarıdaki tabloda çeşitli kuvvetli asitler ve
zayıf asitler verilmiştir. Bu kuvvetli asitlerden bazıları iyonlaştığında bir
proton verebilen monoprotik asitler (HCl, HBr, HI, HNO 3 , HClO 4 ) olarak
adlandırılır. Tablodaki kuvvetli asitlerden H2 SO 4 ise iyonlaştığında iki
iyonlaşabilen proton verdiği için diprotik asit olarak adlandırılır.
15
Zayıf asitler
Tabloda verilen asitlerden HF asiti suda tümüyle iyonlaşmadığı için zayıf asittir.
+
HF(suda) + H2 O(s)
-
H3 O (suda) +F (suda)
HF çözeltisinde çok fazla sayıda iyonlaşmamış HF molekülü bulunur. Çok az
+
iyonlaşabildiği için çözeltide az miktarda da olsa H 3 O ve F iyonları da vardır.
+
Örneğin, 1,0 M HF çözeltisinde H3 O iyonları derişimi 1,0 M’dan daha azdır,
çünkü HF moleküllerinin çok az bir kısmı iyonlarına ayrışır.
Bir asitin kuvvetli ya da zayıf olmasının derecesi, suyun çekim kuvvetine göre,
asitin anyonu(konjuge bazı) ile hidrojen iyonu arasındaki çekimin kuvvetine
bağlıdır. Hidrojen iyonu ile asitin anyonu arasındaki çekim kuvveti zayıf ise su
ile daha kolay etkileşecek ve iyonlaşacaktır. Böylece madde kuvvetli asit
özellik gösterecektir. Hidrojen iyonu ile asitin anyonu arasındaki çekim
kuvveti fazla ise su ile daha zor etkileşecek ve az miktarda iyonlaşacaktır.
Böylece madde zayıf asit özellik gösterecektir.
+
HA(suda) + H2 O(s)
-
+
-
Yukarıdaki denkleme göre,HA asitindeki H iyonu ile A iyonu arasındaki çekim kuvveti zayıf olursa denge
+
tepkimesi sağa doğru yönelecek ve ve asit tümüyle iyonlaşacaktır. Bu asitler kuvvetli asitlerdir. HA asitindeki H
iyonu ile A iyonu arasındaki çekim kuvveti fazla olursa denge tepkimesi sola doğru yönelecek ve ve asit az
miktarda iyonlaşmış olacaktır. Bu asitler zayıf asitlerdir.
Kuvveti ve Zayıf asitler tablosu incelendiğinde, monoprotik, diprotik ve triprotik(H 3 PO 4 gibi iyonlaşabilen üç
proton içeren asitler) olan zayıf asitler görülecektir.
Asit İyonlaşma Sabiti(Ka)
Zayıf asitlerin birbirlerine göre kuvvetlerini belirlerken iyonlaşma sabitleri göz önüne alınır. Asit iyonlaşma
sabiti(Ka) bir zayıf asitin iyonlaşma tepkimesindeki denge sabitidir. Bir zayıf asitin iyonlaşma tepkimesini,
birbirine eşdeğer ik denklemle gösterebiliriz.
+
HA(suda) + H2 O(s)
-
+
HA(suda)
-
H (suda) + A (suda)
Zayıf asitin iyonlaşma denklemini kullanarak denge sabitini,
[
][
[
]
[
]
][
[
16
]
]
[
] ile [ ] eşdeğer olduğuna göre, denklem olarak yukarıdakilerden birini kullanmamız yeterli olacaktır.
Zayıf asitlerin iyonlaşma sabitleri çok küçük sayısal değerlerdir. Bu sayısal değerler zayıf asitlerin çok az
iyonlaştığını göstermektedir. Ka değeri küçüldükçe asit daha az iyonlaşır.
Örnek: Aşağıda iki asitin K a değerleri veriliyor.
HF asiti için K a = 3,5x10
-4
HClO asiti için K a = 2,9x10
-8
Buna göre,
a) hangisi daha zayıf asittir?
-
-
b) F ve ClO konjuge bazlarından hangisi daha kuvvetlidir?
Çözüm:
a) HClO asitinin iyonlaşma sabiti daha küçük olduğuna göre HClO daha zayıf asittir.
-
b) Zayıf bir asitin konjuge bazı ise daha kuvvetlidir. Bu nedenle ClO konjuge bazı kuvvetlidir.
Kuvvetli ve Zayıf Asit çözeltilerinde [
Kuvvetli asit ya da baz çözeltilerinde iki temel
suyun iyonlaşmasından oluşan
] ve pH bulunması
kaynağı vardır; asitin iyonlaşmasından oluşan
ve
iyonları. HA kuvvetli ya da zayıf asitinin ve suyun iyonlaşma denklemleri
aşağıdaki gibidir.
+
-
HA(suda) + H2 O(s)
H2 O(s) + H2 O(s)
H3 O (suda) + OH (suda)
+
-
Kuvvetli ya da zayıf asit
K su = 1,0x10
-14
Çok seyreltik sulu çözeltiler ihmal edildiğinde, tüm sulu çözeltilerde suyun iyonlaşmasından gelen
miktarı asitten gelen
oluşan
iyonları
iyonları yanında ihmal edilebilecek kadar küçük olur. Saf suda, suyun iyonlaşmasıyla
-7
iyonları derişimi 1,0x10 M’dır. Kuvvetli ya da zayıf asitten gelen
iyonları derişimi bu
değerden çok daha fazla olacağı için , Le Chataliers’ ilkesine göre fazladan gelen
iyonları suyun iyonlaşma
dengesinin sola kaymasına neden olacaktır. Böylece suyun iyonlaşmas ıyla oluşan
iyonları derişimi daha
da küçük olacağından ihmal edilebilecektir. Genel olarak kuvvetli ya da zayıf asit çözeltilerinde, suyun
iyonlaşmasıyla oluşan
iyonları derişimi ihmal edilecek ve oluşan
iyonları derişiminin asitt en geldiği
varsayılacaktır.
Kuvvetli asit çözeltilerinde
0,10 M HCl çözeltisindeki
iyonları derişimi, çözeltiyi oluşturan asitin derişimine eşit olacaktır. Örneğin
iyonları derişimi 0,10 M, pH değeri ise 1,00 olacaktır.
Örnek: 0,025 M HNO 3 kuvvetli asit çözeltisinin pH değeri kaçtır?(log 2,50 = 0,40)
Çözüm:
HNO 3 (suda) + H2 O(s)
pH = -log [
→
(
)+
(suda)
] = -log(2,5x10 -2 ) = 1,60
Zayıf asit çözeltilerinde
iyonları derişimi, çözeltiyi oluşturan asitin derişimine eşit değildir. Bu durumda
[
] derişiminin hesaplanması denge problemlerindeki gibi bir çözümü gerektirmektedir. Yani [
]
bulunması daha karmaşık işlemlerin yapılmasını gerektirmektedir. Örneğin, 0,10 M HA zayıf asitinin iyonlaşma
17
sabiti Ka olsun. Suyun iyonlaşmasından gelen
iyonları ihmal edildiğine göre çözeltideki
iyonları
derişimi aşağıdaki denge tepkimesinden hesaplanabilir.
+
HA(suda) + H2 O(s)
Başlangıç
Değişim
Denge
Başlangıçtaki
-
0,10 M
≈0,00
≈0,00
+x
+x
-x
0,10-x
x
x _____________
iyonları derişimi yaklaşık sıfır kabul edilmiştir; çünkü suyun iyonlaşmasından gelen derişim
ihmal edilmiştir. X, iyonlaşabilen HA derişimini göstermektedir. Bu durumda denge sabiti,
[
][
[
]
]
bulunur. Denge denkleminde denge derişimleri yerine
yazıldığında,
Ka =
eşitliği elde edilir. Genel olarak HA başlangıç derişiminin yanında
iyonlaşabilen miktar(x) çok küçük olduğundan ihmal edilebilir. İhmal etmenin hataya neden olmaması için
oranının 0,05’ten(%5) küçük olması gerekir .
+
Örnek: 0,100 M HCN çözeltisinin H3 O iyonları derişimini bulunuz.(HCN için K a = 4,9x10
HCN(suda) + H2 O(s)
+
-10
)
-
H3 O (suda) + CN (suda)
-4
Örnek: 0,200 M HNO 2 çözeltisinin pH değeri kaçtır?(HNO 2 için Ka = 5,0x10 )
HNO 2 (suda) + H2 O(s)
+
H3 O (suda) +
(suda)
Örnek: 0,100 M HA zayıf asit çözeltisinin pH değeri 5 olduğuna gör e HA zayıf asitinin K a değeri kaçtır?
Örnek: 0,200 M HA zayıf asit çözeltisinin pH değeri 4 olduğuna göre HA zayıf asitinin K a değeri kaçtır?
Zayıf asitlerin iyonlaşma yüzdesi
Bir zayıf asitin iyonlaşmasını yüzde iyonlaşma değeri olarakta ifade edebiliriz. Bir zayıf asitin iyonlaşma yüzdesini
iyonlaşabilen asit derişimini, zayıf asitin başlangıç derişimine oranlayıp 100 ile çarparak bulabiliriz.
[
İyonlaşma Yüzdesi =
=[
]
]
-4
Örnek: 2,0 M HNO 2 çözeltisindeki iyonlaşma yüzdesini hesaplayınız.(HNO 2 için Ka = 5,0x10 )
Zayıf asit çözeltilerinde asit derişimi artırıldığında,
iyonları derişimi de artar, ancak asit derişimindeki artış
iyonları derişimindeki artıştan daha fazla olur; çünkü asit derişimi artarken bu derişimin çok az bir kısmı
iyonlaşır. Bu davranışı Le Chataliers’ ilkesine göre şöyle açıklayabiliriz.
+
HA(suda)
-
H (suda) + A (suda)
1 mol çözünmüş parçacık
2 mol çözünmüş parçacık
18
Yukarıdaki denkleme göre denge durumunda bulunan çözeltinin seyreltilmesi(su eklenerek) durumunda sistem
bu etkiyi azaltacak yönde tepki gösterecektir. Denge derişimler azaldığı için sağa yönelecektir; çünkü denklemin
sağ tarafı daha fazla parçacık bulundurmaktadır. Sistem sağa kayınca iyonlaşma yüzdesi de artmış olacaktır.
Dengedeki zayıf asit çözeltisine su eklenmesi daha seyreltik bir çözelti oluşmasına neden olurken asitin
iyonlaşma yüzdesini de artıracaktır.

Zayıf asitlerde asitin başlangıç derişimi arttıkça dengedeki

Zayıf asitlerde asitin başlangıç derişimi arttıkça iyonlaşma yüzdesi azalır.
derişimi de artar.
Örnek: Aşağıda verilen zayıf asit çözeltilerinden hangisinin iyonlaşma yüzdesi en büyüktür? Hangi çözeltinin pH
değeri en küçüktür(daha asidiktir)?
a) 0,100 M HC2 H3 O 2
b) 0,500 M HC2 H3 O 2
c) 0,0100 M HC2 H3 O 2
Çözüm: 0,0100 M HC2 H3 O 2 çözeltisinin iyonlaşma yüzdesi en büyüktür. Zayıf asitin derişimi azaldıkça iyonlaşma
yüzdesi artar. Asit derişimi arttıkça
iyonları derişimi de artar.
iyonları derişiminin fazla olduğu
çözeltinin pH değeri daha küçük olur.
Kuvvetli ve Zayıf Bazlar
Kuvvetli Bazlar
Kuvvetli bazlar, suda tamamıyla iyonlaşabilen
bazlardır. Örneğin, NaOH çözeltisinde bazın tamamı
+
-
Na ve OH iyonlarına ayrışır.
NaOH(suda) →
+
-
Na (suda) + OH (suda)
1,0 M’lık NaOH çözeltisinde NaOH’ın tamamı
+
iyonlaştığı için *OH ] = 1,0 M ve [Na ] = 1,0 M olur.
Bazı kuvvetli bazlar ve zayıf bazlar tabloda verilmiştir.
Tablo. Kuvvetli ve Zayıf Bazlar
Tabloda görüldüğü gibi, kuvvetli bazlar 1A ve 2A grubu metallerinin hidroksitleridir. 1A grubu metallerinin
hidroksitleri suda çok iyi iyonlaşırlar ve derişik baz çözeltileri oluştururlar. 2A grubu metallerinin hidroksitlerinin
19
-
sudaki çözünürlükleri daha azdır. Suda çözündüklerinde mol başına 2 mol OH iyonu oluştururlar. Örneğin,
Sr(OH)2 suda aşağıdaki gibi çözünür.
Sr(OH)2 (suda)
2+
→
-
Sr (suda) + 2 OH (suda)
Diprotik asitler iki basamakta iyonlaşabilirken, bazlar iyonlaşmalarını tek basamakta tamamlarlar.
Zayıf Bazlar
-
Zayıf bazlar, zayıf asitlerle benzer davranışlar gösterirler. OH iyonu içeren kuvvetli bazlardan farklı olarak, zayıf
bazlar suyun iyonlaşmasını sağlayarak sudan bir proton alırlar ve suda OH oluşmasını sağlarlar. Zayıf bazların
genel iyonlaşma denklemi aşağıdaki gibidir.
+
B(suda) + H2 O(s)
-
BH (suda) + OH (suda)
B yukarıdaki denklemde bir zayıf bazı sembolize etmektedir. Amonyak suda aşağıdaki gibi iyonlaşır.
-
NH3 (suda) + H2 O(s)
(suda) + OH (suda)
Çift yönlü ok iyonlaşmanın çok az olduğunu vurgulamaktadır.
NH3 çözeltisinde çoğunlukla NH3 molekülleri çözünmüş halde
bulunurken, çok az miktarda da
ve OH iyonları bulunur.
Örneğin, 1,0 M NH3 çözeltisinde OH iyonları derişimi 1,0
M’dan çok küçük olur. Bir zayıf asitin iyonlaşmasının ölçüsü
bazın iyonlaşma sabiti(K b) ile ifade edilir. Bir zayıf bazın
iyonlaşma sabiti denge denklemi yazılarak ifade edilebilir.
+
B(suda) + H2 O(s)
-
BH (suda) + OH (suda)
Kb =
[
][
]
[ ]
Kb değeri küçüldükçe, baz da daha zayıf olur.
Kuvvetli ve Zayıf Baz çözeltilerinde [
] ve pOH bulunması
Kuvvetli ve Zayıf asitlerde gerçekleştirilen hesaplamalar, kuvvetli ve zayıf bazlar için de geçerlidir.
-
Örnek: 0,225 M kuvvetli baz KOH çözeltisindeki OH iyonları derişimi kaç M’dır?
-
Örnek: 0,0015 M Sr(OH)2 çözeltisindeki OH iyonları derişimi kaç M’dır?
-
Örnek: 0,005 M Ba(OH)2 çözeltisindeki OH iyonları derişimini ve pH değerini bulunuz.
-
Örnek: 0,1 M NH3 zayıf baz çözeltisindeki OH iyonları derişimini, iyonlaşma yüzdesini ve pH değerini
-5
bulunuz.(log1,3 = 0,1, NH3 için Kb = 1,69x10 )
Örnek: 0,01 mol HNO3 ile 10 litre çözelti hazırlanıyor. Buna göre, çözeltideki OH - iyonları derişimi kaç molardır?
Örnek: 0,04 mol HCl ile 4 litre çözelti hazırlanıyor. Buna göre, çözeltideki OH - iyonları derişimi kaç molardır?
20
Örnek: 27 oC sıcaklık ve 1,2 atm basınçta 4,1 litre hacim kaplayan HCl gazı 200 ml suda çözünüyor. Buna göre,
çözeltinin pH ve pOH değerlerini bulunuz.
Örnek: 4 gram NaOH bileşiğinin 10 litre suda çözünmesiyle hazırlanan çözeltinin pH ve pOH değerlerini
bulunuz. (NaOH=40)
Örnek: pH değeri 12 olan 20 litre çözelti hazırlamak için kaç gram Ca(OH) 2 gereklidir? (Ca(OH)2=74)
Örnek: pH değeri 2 olan HCl çözeltisinin 400 mililitresine kaç ml su katılırsa pH değeri 3 olur?
Örnek: pH değeri 0 olan HCl çözeltisinin 500 mililitresine kaç ml su katılırsa pH değeri 2 olur?
Örnek: NK'da 8,96 litre hacim kaplayan HCl gazı ile 4 litre çözelti hazırlanıyor. Çözeltinin pH ve pOH değerlerini
bulunuz.
Örnek: pH değeri 13 olan 20 litre NaOH çözeltisi için,
a) kaç gram NaOH çözünmüştür? (NaOH=40)
b) H+ ve OH - iyonları molar derişimleri kaçtır?
c) pH/pOH oranı kaçtır?
Örnek: pH değeri 1 olan 10 litre HCl çözeltisi için,
a) NK'da kaç litre hacim kaplayan HCl gazı çözünmüştür?
b) H+ ve OH - iyonları molar derişimleri kaçtır?
c) pH/pOH oranı kaçtır?
Örnek: 0,4 M 100 ml NaOH sulu çözeltisine 300 ml su ilave ediliyor. Buna göre, oluşan çözelti için,
a) pH ve pOH değerleri kaçtır?
b) kaç gram NaOH çözünmüştür? (NaOH=40)
Örnek: 0,8 M 400 ml HNO3 sulu çözeltisine su ilave edilerek 3,2 litre çözelti hazırlanıyor. Buna göre, oluşan
çözelti için,
b) kaç gram HNO3 çözünmüştür? (HNO3=63)
Örnek: HA zayıf asiti için asitin iyonlaşma sabiti(K a) 5x10 -6'dır. Buna göre, 0,2 M HA asit çözeltisinin,
a) pH değeri kaçtır?
b) iyonlaşma yüzdesi kaçtır?
Örnek: HA zayıf asiti için asitin iyonlaşma sabiti(K a) 1x10 -5'dır. Buna göre, 0,1 M 400 ml HA asit çözeltisinin,
c) H+ iyonlarının mol sayısı kaçtır?
-7
Örnek: HA zayıf asiti için asitin iyonlaşma sabiti(Ka) 4x10 'dır. Buna göre, pH değeri 4 olan HA asit çözeltisinin,
a) molar derişimi kaçtır?
21
c) A- iyonlarının molar derişimi kaçtır?
d) pH/pOH değeri kaçtır?
Örnek: HA zayıf asiti için asitin iyonlaşma sabiti(Ka) 1,8x10 -7'dır. Buna göre, 0,5 M HA asit çözeltisinin,
a) H+ ve OH - iyonları molar derişimi kaçtır?
-
c) A iyonlarının molar derişimi kaçtır?
Örnek: Asetik asit(CH 3COOH) zayıf asitinin belirli bir sıcaklıktaki iyonlaşma sabiti(Ka) 4x10 -6'dır. 1,5 gram
CH3COOH bileşiğinin 10 litre suda çözünmesiyle hazırlanan çözeltinin,
a) CH 3COOH molar derişimi kaçtır? (CH 3COOH=60)
c) A- iyonlarının molar derişimi kaçtır?
-5
+
-3
Örnek: XOH zayıf bazının iyonlaşma sabiti(K b) 8,1x10 'tir. XOH çözeltisindeki X iyonları derişimi 9x10 M
olduğuna göre,
a) XOH çözeltisinin derişimi kaç molardır?
b) Zayıf bazın çözeltideki iyonlaşma yüzdesi kaçtır?
c) H+ iyonları derişimi kaç molardır?
Örnek: 0,01 M XOH zayıf baz çözeltisinin pH değeri 8 olduğuna göre,
a) iyonlaşma sabiti(Kb) kaçtır?
Örnek: 0,01 M XOH zayıf baz çözeltisinin pH değeri 10 olduğuna göre,
a) iyonlaşma sabiti(Kb) kaçtır?
Örnek: 0,01 M HA zayıf asit çözeltisinde iyonlaşma yüzdesi 0,1 olduğuna göre,
a) iyonlaşma sabiti(Ka) kaçtır?
b) pH ve POH değerleri kaçtır?
Örnek: 0,1 M HA zayıf asit çözeltisinde iyonlaşma yüzdesi 0,1 olduğuna göre,
b) pH ve POH değerleri kaçtır?
Örnek: HA zayıf asiti için iyonlaşma sabiti(K a) 1x10 -7'dır. Buna göre, 0,001 M 400 ml HA asit çözeltisinin,
c) H+ iyonlarının mol sayısı kaçtır?
22
Örnek: 0,01 M HCl çözeltisinin 200 mililitresi su ile 2 litreye seyreltiliyor. Buna göre, oluşan çözelti için,
b) H+ /OH- kaçtır?
Örnek: NH 3 için belirli bir sıcaklıkta K b=2x10 -5'tir. NK'da 2,24 litre hacim kaplayan NH 3 gazının suda
çözünmesiyle hazırlanan 2 litre çözelti için,
a) NH 3 derişimi kaç molardır?
c) N
ve OH - iyonları derişimi kaçtır?
d) pH ve pOH değerleri kaçtır?
Örnek: HNO2 için belirli bir sıcaklıkta K a=5x10 -4'tür. 0,04 mol HNO2 bileşiğinin suda çözünmesiyle hazırlanan 200
ml çözelti için,
a) HNO2 derişimi kaç molardır?
c) H+ ve OH - iyonları derişimi kaçtır?
-6
Örnek: XOH zayıf bazı için belirli bir sıcaklıkta K b=4x10 'dır. 0,5 mol XOH'ın suda çözünmesiyle hazırlanan 2
litre çözelti için,
a) XOH derişimi kaç molardır?
c) X+ ve OH - iyonları derişimi kaçtır?
Örnek: Asetik asit(CH 3COOH) zayıf asitinin belirli bir s ıcaklıktaki iyonlaşma sabiti(K a) 1,8x10 -5'dir. 0,2 mol
CH3COOH bileşiğinin 3,6 litre suda çözünmesiyle hazırlanan çözeltinin,
a) CH 3COOH molar derişimi kaçtır?
-
c) CH 3COO iyonlarının molar derişimi kaçtır?
Örnek: 0,1 M HA zayıf asit çözeltisinde pH değeri 5 olduğuna göre,
b) pOH değeri kaçtır?
c) iyonlaşma yüzdesi kaçtır?
23
Poliprotik asitler
Birden fazla iyonlaşabilen proton içeren asitlere poliprotik asitler denir. Poliprotik asitlerin iyonlaşması
basamaklar halinde gerçekleşir. Her iyonlaşma basamağındaki asit iyonlaşma sabiti de farklıdır. Örneğin,
Karbonik asit(H2 CO 3) diprotik asiti, CO 2 gazının suda çözünmesiyle oluşur. Karbonik asit, suda çözündüğünde iki
basamaklı iyonlaşma gerçekleştirir.
+
H2 CO 3 (suda) + H2 O(s)
H3 O (suda) +
(suda) + H2 O(s)
H3 O (suda) +
[
(suda)
+
][
[
[
(suda)
]
]
][
[
]
]
Asitin iyonlaşma basamağı ilerledikçe iyonlaşma sabiti küçülür (Ka1>Ka2 ) . Birinci iyonlaşmadan sonra oluşan
negatif iyonlu yapıdan bir protonun koparılması daha zor hale gelir; Böylece yukarıdaki örnekte olduğu gibi
iyonundan bir proton koparmak, H2 CO 3 molekülünden bir proton koparmaktan daha zor hale gelir; çünkü
+
negatif yüklü iyon, pozitif yüklü iyonu nötr moleküle göre çok daha sıkı tutar. Bu tür asitler için çözeltideki H3 O
+
+
iyonları derişimi hesaplanırken ikinci iyonlaşmada oluşan H 3 O iyonları derişimi, ilk iyonlaşmada oluşan H 3 O
+
iyonları derişiminden çok çok az olacağı için, ihmal edilebilir. Başka bir deyişle çözeltideki H 3 O derişimi birinci
+
iyonlaşmada oluşan H3 O iyonları gözönüne alınarak bulunur. Bazı poliprotik asitlerin iyonlaşma
basamaklarındaki iyonlaşma sabitleri aşağıdaki gibidir.
İyonların ve Tuzların Asit-Baz Özellikleri
Bazı iyonların baz gibi davranabildiklerini görmüştük. Örneğin, bikarbonat iyonları aşa ğıdaki gibi baz özellik
gösterir.
(suda) + H2 O(s)
-
H2 CO 3 (suda) + OH (suda)
Bikarbonat iyonları, başka iyonlar gibi kendi başına kararlı olmayan ve serbest halde tek başına bulunamayan
iyonlardır. Bikarbonat iyonu nötr hale gelebilmek için bir karşıt iyon(bu tepkimede katyon) ile birleşerek iyonik
bir bileşik(tuz) oluşturur. Sodyumbikarbonat sodyum iyonlarıyla bikarbonat iyonlarının birleşerek oluşturduğu
bir tuzdur. Bikarbonat iyonunun sodyum tuzu olan sodyum bikarbonat, bütün diğer çözünebilen tuzlar gibi suda
çözündüğünde iyonlaşarak sodyum katyonunu ve bikarbonat anyonlarını oluşturur.
NaHCO 3 (k)
+
Na (suda) +
24
(suda)
+
Çözeltideki Na iyonları asit ya da baz özellik göstermez(suyu iyonlarına ayrıştırmaz). Aynı çözeltideki bikarbonat
iyonları ise bir zayıf baz gibi davranarak suyun iyonlaşmasına neden olacak ve etkileşme sonucunda bazik
özellikte bir çözeltinin oluşmasına neden olacaktır.
-
(suda) + H2 O(s)
H2 CO 3 (suda) + OH (suda)
Çözeltinin pH değeri ölçüldüğünde 7’den büyük olduğu görülecektir. Bu bölümde, iyonların ve tuzların asit-baz
özellikleri incelenecektir. Yapısında yer alan iyonların özelliklerine göre bazı tuzlar asidik, bazıları bazik, diğerleri
de nötr özellik gösterir. Genel olarak, anyonlar nötr ya da bazik çözeltiler oluşturma, katyonlar ise nötr ya da
asidik çözeltiler oluşturma eğilimindedirler.
Zayıf Bazların Anyonları
Anyonlar, asitlerin konjuge bazlarıdır.
……………..
…….. asitinin konjuge bazıdır.
-
HCl
-
HF
Cl
F
anyonu
HNO 3
-
Genel olarak asit formülü HA kabul edilirse, bu asitin konjuge bazı A anyonudur. Her anyonun bir asitin konjuge
bazı olduğu varsayılırsa, her anyonun baz gibi davranabilme potansiyelinin olabileceği ortaya çıkar; ancak, bu
davranış asitin kuvvetine bağlı olduğu için her anyon bu davranışı gösteremez.


Bir zayıf asitin konjuge bazı olan anyon zayıf baz özellik gösterir.
Kuvvetli bir asitin konjuge bazı olan anyon nötr özellik gösterir.
-
-
-
Cl iyonu HCl kuvvetli asitinin konjuge bazıdır. Cl iyonu sulu çözeltisinde nötr özellik gösterecektir. F anyonu ise
HF zayıf asitinin konjuge bazıdır. F iyonu kendi başına bir baz gibi davranacak ve suyu iyonlaştırarak aşağıdaki
tepkimeyi gerçekleştirecektir.
-
-
F (suda) + H2 O(s)
HF(suda) + OH (suda)
Bir zayıf asitin konjuge bazının neden bazik özellik gösterdiğini daha iyi aşıklayabilmek için zayıf asitin
iyonlaşmasından başlayarak açıklama yapmak gerekir. HF bir zayıf asit olduğu için sudaki denge tepkimesi sola
yönelme eğilimindedir.
+
HF(suda) + H2 O(suda)
-
H3 O (suda) + F (suda)
-
+
Tepkime sola yönelme eğilimindedir; çünkü F iyonunun H iyonunu yakalama eğilimi oldukça fazladır. Buna
+
+
bağlı olarak, F iyonu suya tek başına konulursa, H iyonunu yakalama isteği fazla olduğu için sudan H iyonlarını
çekecek, daha çok su molekülünün iyonlaşmasına neden olacaktır. Böylece çözeltide OH iyonları artacak ve F
iyonları bir zayıf baz gibi davranmış olacaktır. Aşağıdaki tabloda görüldüğü gibi asitlerin zayıflığı arttıkça,
konjuge bazlarının baz kuvveti artacaktır. Kuvvetli bir asit olan HCl’nin konjuge bazı olan Cl ise nötr özellik
+
+
gösterecektir; çünkü Cl iyonunun H yakalama ilgisi çok azdır ve suya tek başına bırakıldığında sudan H iyonu
koparamaz ve suyu iyonlaştıramaz.
25
Örnek: Aşağıdaki anyonları zayıf baz ya da
nötr olarak sınıflandırınız.
a)
b)
c)
d)
e)
Bir anyonun zayıf baz gibi davrandığı bir çözeltideki pH değerinin bulunması, herhangi bir zayıf bazın
çözeltisindeki pH değerinin bulunmasındaki gibi hesaplanır. Bu hesaplamanın yapılabilmesi için, zayıf baz gibi
davranan anyonun iyonlaşma sabitinin(Kb) bulunması için, anyonu oluşturan asitin iyonlaşma sabitinin de(Ka)
bilinmesi gerekir. Bir HA zayıf asitinin K a değeri aşağıdaki şekilde hesaplanır.
+
HA(suda) + H2 O(s)
-
[
][
[
]
]
-
Zayıf HA asitinin konjuge bazı olan A iyonunun iyonlaşma denklemi aşağıdaki gibidir.
-
-
A (suda) + H2 O(s)
HA(suda) + OH (suda)
-
A bazının Kb değeri de aşağıda verilen eşitlikle bulunur.
[
][
[
]
]
Denklemler toplanarak, Ka ve Kb değerlerini birbiriyle çarpılırsa Ksu değeri elde edilir.
Ka x Kb =
ya da,
[
][
[
]
][
][
[
]
]
=[
Ka x Kb = Ksu
][
] = Ksu
değerine ulaşılır.
Yukarıdaki sonuç, bir zayıf asitin K a değeriyle, asitin konjuge bazının K b değerinin çarpımının K su değerine eşit
olduğunu gösterir.
26
o
Örnek: Asetik asitin(
-5
) 25 C sıcaklıkta K a değeri 1,8x10 olduğuna göre, asetik asitin konjuge bazı olan
asetat iyonlarının K b değerini bulunuz.
Çözüm:
Ka x Kb = Ksu
= 5,6x10 -10
Örnek:HCN bileşiği için K a değeri 4,9x10
-10
-
olduğuna göre CN için Kb değeri kaçtır?
Örnek: 0,100 M NaHCO 2 çözeltisinin pH değerini hesaplayınız. NaHCO 2 tuzu suda tamamen iyonlaşarak nötr
+
özellkteki Na ve zayıf baz özellikteki
iyonlarını oluşturur.
-4
( HCHO 2 zayıf asiti için K a = 1,8x10 , Ksu = 1,0x10
-14
√
= 2,4, log4,2 = 0,62)
Zayıf Asit Katyonları
Katyonlardan bazıları sulu çözeltilerinde zayıf asit gibi davranabilirler. Burada katyonları davranışları
bakımından üç farklı grupta toplamak gerekir.
-
Kuvvetli bazların yapısındaki katyonlar: Kuvvetli bazlar suda tümüyle iyonlaşarak yapısındaki katyonları ve OH
iyonlarını oluşturur. Oluşan katyonlar su molekülleri ile iyon-dipol etkileşimim kurar. Bu durumda suyun
iyonlaşması gerçekleşmez. Katyonlar suyu iyonlaştırmadıkları için çözelti nötr özellik gösterir. Kuvvetli bazların
yapısını oluşturan katyonlar nötr özelliktedir. Örneğin, NaOH, KOH ve Ca(OH)2 kuvvetli bazlarının yapısında yer
+
+
+2
alan Na , K , Ca iyonların sulu çözeltileri nötr özellik gösterir.
Zayıf bazların konjuge asiti olan katyonlar: İyonik olmayan bir zayıf bazın katyon oluşturabilmesi için
+
formülüne bir proton(H ) eklemesi gerekir. Oluşan katyon zayıf bazın konjuge asiti olur. Aşağıda bazı zayıf
bazların konjuge asitleri listelenmiştir.
……. Zayıf bazının
………….konjuge asitidir.
NH3
C2 H5 NH2
CH3 NH2
+
Yukarıda verilen katyonları BH genel formülüyle gösterirsek, katyonun zayıf asit özellikteki denge denklemini
aşağıdaki gibi yazabiliriz.
+
+
BH (suda) + H2 O(s)
H3 O (suda) + B(suda)
Bir zayıf bazın konjuge asiti zayıf asit özellik gösterir. Yukarıda verilen denkleme göre katyonun K a değerini,
anyonların zayıf baz özellik göstermesindeki gibi hesaplayabiliriz.
Ka x Kb = Ksu
Oluşan çözeltinin pH değerinin hesaplanması da zayıf asitlerdeki pH hesaplamaları gibi yapılır.
+3
+3
Çapı küçük, yükü büyük olan metal katyonları: Al , Fe gibi çapı küçük, yükü büyük olan metallerin katyonları
+3
zayıf asit çözeltileri oluştururlar. Örneğin, Al iyonları suda çözündüğünde, su ile hidrat yapısı oluşturur ve
Bronsted-Lowry asiti gibi davranarak zayıf asit özellik gösterir.
+3
Al (suda) + 6 H2 O(s)
27
→
(
)
(suda)
(
)
(suda) + H2 O(suda)
(
) (
+
) (suda) + H3 O (suda)
Alkali metal ve toprak alkali metal katyonları suda yukarıda verilen örnekteki gibi iyonlaşmazlar. Ancak pekçok
metal kayonu suda yukarıdaki gibi iyonlaşabilmektedir. Metal katyonun çapı küçüldükçe ve yükü arttıkça asidik
davranabilme özelliği de artar.
Örnek: Aşağıdaki katyonları zayıf asit veya nötr olarak sınıflandırınız.
a)
+2
)
c) Cr
d) Li
+3
+
e)
+3
f) Fe
Tuz Çözeltilerinin sınıflandırılması
1. Katyonu ya da anyonu asit ya da baz gibi davranmayan tuzların sulu çözeltileri nötr özelliktedir.
2. Katyonu asit gibi davranmayan ancak anyonu baz gibi davranan tuzları sulu çözeltileri baz özellikt edir.
3. Katyonu asit gibi davranan ancak anyonu baz gibi davranmayan tuzların sulu çözeltileri asit özelliktedir.
4.Katyonu asit gibi davranan, anyonu da baz gibi davranan tuzları sulu çözeltilerinin nasıl davranacağı asit ve
bazın kuvvetlerine bağlı olarak belirlenir. Böyle bir çözeltide, çözeltinin pH değerinin belirlenmesi için asitin K a
değeri ile bazın K b değerine bakılır. Ka > Kb ise çözelti asidik, K b > Ka ise çözelti baziktir.
KATYON
ANYON
Kuvvetli asitin konjuge bazı
Zayıf asitin konjuge bazı
Zayıf Bazın Konjuge asiti
Asidik
Ka ve Kb değerlerine bağlı
Çapı küçük, yükü büyük metal iyonu
Asidik
Ka ve Kb değerlerine bağlı
Kuvvetli bazın yapısındaki katyon
Nötr
Bazik
Tablo. Tuz çözeltilerinin pH değeri
Örnek: Aşağıdaki tuz çözeltilerinin hangileri asidik, hangileri bazik, hangileri nötr özelliktedir?
a) SrCl 2
(Kuvvetli asit-Kuvvetli Baz, Nötr)
28
b) AlBr 3
(Asidik katyon-nötr anyon, Asidik)
c) CH3 NH3 NO 3
( Asidik katyon-nötr anyon, asidik)
d) NaCHO 2
(nötr katyon-bazik anyon, bazik)
e) NH4 F
Ka(
) = 5,68x10
-10
-
Kb(F ) = 2,9x10
-11
(asidik katyon- bazik anyon, Ka > Kb asidik)
-5
Örnek: 0,2 M CH3 COONa çözeltisinin pH'ı kaçtır? (CH 3 COOH için K a = 2 x10 )
-5
Örnek: 0,18 molarlık CH3 COONa tuzu çözeltisinin pOH değeri kaçtır? (CH 3 COOH için K a =1,8x10 )
-7
Örnek:
0,1 M N 2 H5 Br çözeltisinin pH değeri kaç olur?( N 2 H4 için Kb=1x10 )
Örnek:
NaOH kuvvetli baz, NH3 zayıf bazdır. HNO 3 kuvvetli asit, CH3 COOH zayıf asittir. Buna göre:
I. CH3 COONa
II. NaNO 3
III.NH4 NO 3
o
sulu çözeltilerinin, 25 C sıcaklıkta, hangisi ya da hangilerinde pH değeri 7'den büyük olur?
-5
Örnek: 0,2 M NH4 NO 3 çözeltisinin pOH değeri kaçtır?(NH 3 için Kb=2x10 )
Örnek: 0,2 M NaCN çözeltisinin pH değeri 10 olduğuna göre, HCN zayıf asiti için iyonlaşma sabiti(K a ) kaç olur?
Örnek:
X : Kuvvetli asit-zayıf baz
Y : Zayıf asit-kuvvetli baz
Z : Kuvvetli asit-kuvvetli baz
ile oluşturulmuş tuzlardır. Bu tuzların sulu çözeltileri için,
I. Üçü de elektrik akımını iletir.
II. X ve Z baz özelliği gösterir.
III.Y asit özelliği gösterir.
Yargılarından hangileri doğrudur?
29
Asit Kuvveti ve Moleküler Yapı
Bir bronsted-Lowry asiti proton veren maddedir. Bununla birlikte, bazı asit içeren maddeler asit gibi
davranırken bazıları asit özellik göstermemektedir. Bazı asitler kuvvetli asit olarak adlandırılmakta, bazıları zayıf
asit olarak davranmaktadırlar. Hidrojen içeren H 2 S bir asit gibi davranırken, CH4 aynı özelliği göstermemektedir.
HF çok az iyonlaşarak zayıf asit özellik gösterirken HCl suda tamamıyla iyonlarına ayrışarak kuvvetli asit özellik
göstermektedir. Hidrojen içeren bu bileşiklerin asit özelliklerini iki gruba ayırarak incelemek gerekir.
Hidrojenli İkili Asitler: Hidrojen yanında sadece bir element içeren asitlerdir. Genel formül olarak H – Y
sembolü kullanılır. Bu moleküler yapıdaki hidrojenin verilmesini kolaylaştıran faktörler, bağın polarlığı ve bağın
kuvvetidir.
Bağın polarlığı: H – Y asitinin asit özellik gösterebilmesi için atomlar arasındaki bağın polar olması ve hidrojen
atomunun pozitif kutup olması gerekir.
Kısmen pozitif yüklenmiş durumda olan hidrojen atomu bu molekülden H + iyonu şeklinde ayrılırsa
madde asit özellik göstermiş olur.
Asidik değil
Asidik değil
Asidik
LiH iyonik bir maddedir ve hidrojen tarafı negatif kutup olduğu için asit özellik göstermez. C -H bağı ise apolar
yapıdadır; çünkü C ve H atomlarının elektronegativite değerleri yaklaşık olarak birbirine eşittir. H-F molekülünde
ise F elementinin elektronegativite değeri çok yüksektir. Bu nedenle bağın H tarafı pozitif kutup olduğu için HF
+
asit özellik gösterir. Bağın H tarafının kısmen pozitif olması H iyonu oluşmasını sağlar.
Bağın Kuvveti: H-Y bağının kuvveti asitin kuvvetini etkiler. Bağın kuvveti arttıkça hidrojen atomunun ayrılma
+
olasılığı ve H oluşma olasılığı azalır. Madde zayıf asit özellik gösterir. Hidrojen halojenür bileşikleri incelenirse,
bağ kuvvetinin asit kuvvetine etkisi daha iyi anlaşılabilir.
Asit
Bağ Enerjisi(kJ/mol)
Asitin türü
H-F
565
Zayıf
H-Cl
431
Kuvvetli
H-Br
364
Kuvvetli
HCl ve HBr bileşiklerinin bağları daha zayıf olfuğu için ikisi de kuvvetli asit özelliği gösterirler. HF bileşiğinin bağı
kuvvetli olduğu için zayıf asit özelliği gösterir.
Elektronegativite artar, asitlik artar
Bağ kuvveti
6A
7A
H2 O
HF
azalır,
H2 S
HCl
H2 Se
HBr
Asitlik artar.
H2 Te
HI
Tablo. 6A ve 7A grubu hidrojenli bileşiklerinin asit özellikleri. Soldan sağa gidildikçe hidrojenli bileşiklerin asit
özelliği H-Y bağının polarlığı arttığı için artar. Yukarıdan aşağı inildiğinde H-Y bağının kuvveti azaldığı için
hidrojenli bileşiklerin asit özelliği artar.
30
Oksiasitler: Oksijen atomuna bağlı hidrojen içeren asitlerdir. Oksijen atomu hidrojen atomunun yanında
başka bir atoma da bağlıdırlar(Genel formülde Y ile gösterilen atom). Y atomu başka atom yada atomlara bağlı
olabileceği gibi, başka hiçbir atoma bağlı olmayabilir.
+
Yukarıdaki oksiasit bileşiğinde H elementinin ayrılarak H iyonu oluşturmasında iki önemli etken vardır.


Y element atomunun elektronegativite değeri
Y element atomu ile bağ yapan oksijen atomu sayısı
Y elementinin elektronegativite değeri: Y elementinin elektronegativite değeri arttıkça H-O bağının polarlığı
artar ve madde daha asidik olur. Aşağıda Y elementinin elektronegativite değerine bağlı olarak bazı
oksiasitlerin iyonlaşma sabitleri(K a büyüdükçe asitlik kuvveti artar) verilmiştir.
Asit
Y’nin elektronegativitesi
Ka
-11
H– O –I
2,5
2,3x10
-9
H – O – Br
2,8
2,0x10
-8
H – O - Cl
3,0
2,9x10
Cl elementinin elektronegativite değeri en büyük olduğu için oluşturduğu oksiasitin kuvveti daha fazladır.
Y atomuna bağlanan oksijen atomu sayısı: Oksiasitler Y atomuna bağlı birden fazla oksijen atomu içerebilrler.
Moleküle eklenen diğer oksijen atomlarının elektronegativi te değerleri yüksek olduğu için, elektron
yoğunluğunun Y atomundan uzaklaşmas ına neden olurlar. Elektron yoğunluğu Y atomundan uzaklaştıkça H – O
+
bağından da uzaklaşır ve oksiasitin asitliği artar. Oksijen sayısı arttıkça oksiasitin H oluşturma olasılığı da artar
ve asit kuvveti artar.
Buna göre, H2 SO 4 asiti H2 SO 3 asitinden, HNO 3 asiti HNO 2 asitinden daha kuvvetlidir. Asit baz ile ilgili verilen
tablolarda H2 SO 4 ve HNO 3 kuvvetli asitler grubunda yer alırken, H 2 SO 3 ve HNO 2 zayıf asit grubunda yer alırlar.
31
Lewis Asit ve Bazları
Arrhenius ve Bronsted-Lowry asit baz tanımlarından sonra, asitlere daha geniş bir bakış açısı getiren yeni asit
baz tanımı Amerikalı kimyacı G. N. Lewis tarafından yapılmıştır. Lewis tarafından oluşturulan modele Lewis
modeli denir. Lewis elektron nokta gösterimi ile kimyasal bağları açıklamıştır. Bronsted-Lowry modeli proton
+
transferi ile asit baz tanımı yaparken, Lewis elektron çifti transferi ile aist baz tanımını yapmıştır. H iyonu ve
NH3 arasında gerçekleşen aşağıdaki tepkimeyi inceleyelim.
+
H
+ : NH3 → * H : NH3 ]
Bronsted-Lowry hidrojene odaklanır.
+
Lewis modeli elektron çiftine
Bronsted_lowry modeline göre amonyak(NH 3 ) proton alarak bir baz gibi davranır. Lewis modeline göre,
amonyak elektron çiftini vererek baz gibi davranır. Lewis modelinin genel asi t baz tanımı bu nedenle elektron
çiftine dayalı olarak yapılabilir.
Lewis asiti : elektron çiftini alan maddedir.
Lewis bazı : elektron çiftini veren maddedir.
+
Lewis asit baz tanımına göre, H elektron çiftini alarak asit gibi davranmış, : NH 3 ise elektron çiftini vererek baz
gibi davranmıştır. Lewis modeline göre, bir maddeni asit özellik göstermesi için hidrojen içermesi gerekmez.
Lewis modeline göre, asit olan maddenin elektron çiftini alan taraf olması yeterlidir.
BF3
Lewis asiti
+
: NH3
→
F3 B : NH3
Lewis bazı
Yukarıdaki örnekte Boron triflorür molekülünde merkez atomunun elektron çiftini alabilecek boş bir orbitali
bulunur. Bu nedenle amonyaktan elektron çiftini alır ve asit özellik gösterir. Bu tepkime, Lewis asitlerinin bir
boş orbitallerinin olduğunu( ya da elektronlarını yeniden düzenleyerek boş bir orbital oluşturduğunu) ve
elektron çiftini aldığını göstermektedir. Lewis modelinin bu tanımı yeni bir asit sınıfını kapsamaktadır.
Lewis asiti gibi davranan moleküller
Oktetini tamamlamamış olam moleküller boş orbitaller içerirler ve birer Lewis asiti gibi davranabilirler. Örneğin,
AlCl 3 ve BCl 3 moleküllerinin ikisi de oktetini tamamlamamış ve boş orbital içerirler.
Maddelerin ikisi de Lewis asidi gibi davranırlar ve aşağıdaki tepkimelerde olduğu gibi elektron çiftini alırlar.
32
Bazı moleküller başlangıçta boş orbital içermediği halde Lewis asiti gibi davranabilmek için elektronlarını
yeniden düzenleyerek boş orbital oluşturur ve elektron çiftini alır.
Yukarıdaki örnekte C atomundaki çift bağlardaki elektron uçtaki oksijen atomuna taşınır ve C
üzerindeki boş orbital, sudan elektron çiftini alarak Lewis asiti gibi davranır. Bundan sonra molekül yeni bir
düzenlemeye giderek, içteki oksijene bağlı(bağ sayıs ı 3’ten ikiye ineceği için) hidrojenlerden birini uçtaki
oksijene aktarır ve karbonik asit oluşur.
Lewis asiti gibi davranan katyonlar
Pozitif yüklü, elektronlarını kaybetmiş ve boş orbitali bulunan bazı katyonlar Lewis asiti gibi davranabilirler.
Aluminyumun hidratlaşması olayında aluminyum iyonu Lewis asiti gibi davranır.
Aluminyum iyonları su moleküllerinden elektron çiftlerini alır ve hidratlaşmış iyonları oluştururlar. Çapı küçük,
yükü fazla olan bazı metal iyonları yukarıdakine benzer şekilde Lewis asiti özelliği gösterirler.
33
Örnek: Aşağıda bazı asitlerin moleküler görünümleri verilmiştir. Bu asitleri Kuvvetli veya zayıf asit olarak
sınıflandırınız.
Örnek: Aşağıda bazı bazların moleküler görünümleri verilmiştir. Bu asitleri Kuvvetli veya zayıf baz olarak
sınıflandırınız.
34
Tampon Çözeltiler: pH değişmelerine direnç gösteren çözeltiler
Pek çok çözeltinin pH değeri üzerine asit ya da baz eklendiğinde değişir. Tampon çözeltiler üzerlerine asit ya da
baz eklendiğinde eklenen asitin ya da bazın etkisini nötrleştirecek şekilde pH değişimine direnç gösterirler. Bir
tampon çözeltiyi oluşturan bileşenler zayıf asit ile onun konjuge bazı ya da zayıf baz ile onun konjuge asiti ile
oluşturulmuş çözeltilerdir. Örneğin, tampon çözelti olan kanımız zayıf karbonik asit(H2 CO 3) ile onun konjuge
bazı bikarbonat iyonunu(
) içerir. Bu tampon çözeltiye bir baz eklendiğinde, çözeltinin zayıf asit bileşeni
eklenen baz ile etkileşerek onu nötrleştirir ve etkisini yok etmeye çalışır. Baz özellik gösteren bir tampon
çözeltiye asit eklendiğinde ise, zayıf baz kısmı eklenen asit ile etkileşerek onu nötrleştirir. Bu durumda tampon
çözeltinin pH değerinde çok büyük bir değişme olmaz.
Bir zayıf asit kendi başına bir çözelti
oluşturduğunda, çözeltide çok az
iyonlaşma olacağı için oluşan konjuge
baz çözeltinin tampon özellik
göstermesini sağlayamaz. Bir çözeltinin
tampon özellik gösterebilmesi için,
çözeltiye zayıf asitin yanında konjuge
bazındanda yeterli miktarda ekleme
yapmak gerekir. Aynı şekilde bir zayıf
baz ile tek başına hazırlanan çözeltinin
de tampon özellik gösterebilmesi için
çözeltiye yeterli miktarda o bazın
konjuge asitinin de eklenmesi gerekir.
Yandaki şekil asetik asit(HC2 H3 O 2) ile
onun konjuge bazını içeren NaC 2 H3 O 2
tuzu ile oluşturulan bir tampon
çözeltiyi göstermektedir.
Şekil. Bir zayıf asitle(eklenecek bazı nötrleştirecek),
onun konjuge bazının(eklenecek asiti nötrleştirecek)
oluşturduğu tampon çözelti
Yukarıdaki şekilde hazırlanan tampon çözeltiye kuvvetli baz olan NaOH eklendiğinde asetik asit gelen bazı
nötleştirecektir.
NaOH(suda) + HC2 H3 O 2 (suda) →
H2 O(s) + NaC2 H3 O 2 (suda)
Eklenen NaOH çözeltideki HC 2 H3 O 2 miktarının azalmasına neden olacaktır.Tampon çözelti gelen NaOH’ı
nötrleştirdiği için çözeltinin pH değerinde fazlaca bir değişme olmayacaktır.
HCl(suda) + NaC2 H3 O 2 (suda) → HC2 H3 O 2 (suda) + NaCl(suda)
Aynı çözeltiye yukarıdaki gibi kuvvetli bir asit olan HCl eklendiğinde ise, NaC 2 H3 O 2 konjuge bazı gelen asiti
nötrleştirecek ve çözeltinin pH değerinin çok fazla değişmesini engelleyecektir.
Tampon çözeltilerin karakteristik özellikleri aşağıdaki şekilde özetlenebilir.

Tamponlar pH değişmelerine direnç gösterirler.
35

Tampon çözeltiler bir zayıf asit ve yeterli miktarda konjuge bazı yada bir zayıf baz ve yeterli miktarda
konjuge asiti ile oluşturulur.


Tampon çözeltinin zayıf asiti eklenen bazı nötrleştirir.
Tampon çözeltinin konjuge bazı eklenen asiti nötrleştirir.
Etkili bir tampon çözelti, aşırı olmayacak şekilde eklenen asiti ya da bazı nötrleştirebilir. Başka bir deyişle,
tampon çözeltinin etkin olabilmesi için eklenen asit ya da bazın aşırı olmaması gerekir. Çok yüksek miktarda asit
ya da bazın bir tampon çözeltiye eklenmesi durumunda çözelti tampon özelliğini kaybedecektir. Bu nedenle bir
tampon çözeltinin etkinliğinin sürebilmesi, çözeltideki zayıf asit ve konjuge bazının ya da zayıf baz ile konjuge
asitinin birbirlerine bağlı olarak miktarlarına ve mutlak derişimlerine bağlıdır. Bir tampon çözeltide, asit ve
konjuge bazının ya da baz ile konjuge asitinin derişimleri birbirine eşitse pH değişmelerine enbüyük direnci
gösterir. Başka bir deyişle en etkili tampon bu durumda oluşur. Bir tampon çözeltinin etkinliğinin kaybolmaması
için asit ile konjuge bazının derişimlerinin oranının(
) 0,10 ile 10 arasında olması gerekir.
Tampon çözeltilerin kapasitesi,asit ya da baz eklemesi yapıldığında, ne kadar asiti ya da bazı etkili bir biçimde
nötrleştirdiğiyle ilişkilidir. Bir tampon çözeltinin pH aralığı ise, çözeltideki zayıf asit ve konjuge bazı yada zayıf
baz ile konjuge asitinin etkinliğine bağlıdır. Bir tampon çözeltide, asit ve konjuge bazının ya da baz ve konjuge
asitinin derişimleri yüksek olursa, pH değişimlerine daha fazla direnç gösterir. Tampon çözeltiyi oluşturan
bileşenlerin derişimleri arttıkça, tamponun kapasitesi de artmış olur.
Yukarıda anlatılanları bir cümlede toparlamamız durumunda tampon çözeltilerin kapasitesini şu şekilde
özetleyebiliriz:
Tampon çözeltiyi oluşturan bileşenlerin derişimleri arttıkça ve mutlak derişim değerleri birbirine yaklaştıkça
tamponun kapasitesi de artar.
İnsan yaşamı için çok önemli olan kan içerisinde pH sürekli uygun bir değerde tutulur. Bu durumtampon
özellikte olan kanımızın tampon kapasitesinin yüksek olduğunu gösterir. 0,01 mol HCl’nin kana eklenmesi
durumunda pH değeri yalnızca 7,4’ten 7,2’ye düşer. Aynı miktar HCl, kan ile aynı derişimde olan NaCl çözeltisine
konulursa pH değeri 7,0’den 2,0’ye düşer. Bunun nedeni kanımızın tampon kapasitesinin yüksek olmasıdır. NaCl
çözeltisinin ise tampon özelliği yoktur.
Örnek: 1,0 Litre tampon çözeltide HF zayıf asiti derişimi 0,10 M, NaF derişimi 0,05 M’dır. Bu çözeltiye
aşağıdakilerden hangisi eklenirse çözeltinin tampon özelliği kaybolur?
a) 0,050 mol HCl eklenmesi
b) 0,050 mol NaOH eklenmesi
c) 0,05 mol NaF eklenmesi
Çözüm: (a) 0,050 mol HCl eklendiğinde, NaF tuzunun tamamıyla tepkimeye girecek ve NaCl tuzuyla HF zayıf
asitini oluşturacaktır. Çözletide yeteri nce konjuge baz olamayacağı için çözeltinin tampon özelliği kaybolmuş
olacaktır.
Örnek: 0,2 mol HCN ve 0,8 mol NaCN maddelerinin çözünmesiyle oluşan 1 litre çözeltide pH kaçtır?(HCN için
-10
Ka =4x10 )
36
Örnek: 1 mol HA asiti ile 1 mol NaOH karıştırılarak 1 litre çözelti hazırlanıyor. Bu çözelti için
I. Tampon çözeltidir.
II. pH>7 dir.
III.HA ile NaOH tam nötrleşmiştir.
-6
yargılarından hangileri doğrudur? (HA için K a =1x10 )
-5
Örnek: 1 litresinde 0,25 mol NH3 ve 0,25 mol NH4 Br içeren çözeltinin pH değeri kaçtır? (NH3 için Kb=2x10 )
Örnek: I. 0,1 M 100 ml NH3 + 0,1 M 100 ml NH4 Cl
II. 0,1 M 100 ml NH3 + 0,05 M 100 ml HCl
III. 0,1 M 100 ml NH3 + 0,1 M 200 ml HCl
karışımlarından hangileri tampon çözelti özelliği taşımaz?
-4
Örnek: Ka = 2x10 olan HX asitinin 0,2 M çözeltisi ile 0,4 M NaX çözeltisi eşit hacimlerde karıştırılıyor. Karışımın
pH değeri kaç olur?
Örnek: 0,2 M HCl çözeltisi ile 0,4 M HCN çözeltisi eşit hacimlerde karıştırılıyor. Karışım dengeye ulaştığında CN
-
-5
molaritesi kaç olur? (HCN için K a =2x10 )
Örnek 0,15 mol CH3 COONa ve 0,1 mol CH3 COOH kullanılarak 1 litre tampon çözelti hazırlanıyor. Çözeltinin pH
değeri kaçtır?
Nötrleşme Tepkimeleri
Bir asitle bir bazın tepkimeye girerek tuz ve su
oluşturmaları olayına nötrleşme denir. HCl
kuvvetli asiti ile NaOH kuvvetli bazı arasında
gerçekleşen nötrleşme tepkimesi sonucunda
NaCl ve H2 O oluşur.
Asit + Baz
→
Tuz + Su
HCl + NaOH
→
NaCl + H 2 O
HCl, NaOH ve NaCl maddeleri suda tümüyle
iyonlaştıkları için nötrleşme tepkimesinde
gerçekleşen kimyasal olay aşağıdaki gibi olur.
+
-
H3 O (suda)+OH (suda)
2 H2 O(s)
Nötrleşme olayında eşit mollerde HCl ve NaOH
+
nötrleştirirldiğinde H3 O ve OH iyonları
derişimi sudaki değerine ul aşır.
+
-
-7
[H3 O ] = [OH ] = 1.0x10 M
37
Asit Baz Titrasyonları
Asit baz nötrleşme tepkimelerini laboratuvarda gerçekleştirdiğimizde yapılan işleme Titrasyon denir. Titrasyon
işleminde derişimini bildiğimiz bir bileşenle, derişimini bilemediğimiz bileşeni karıştırarak nötrleşme
gerçekleştirilir ve derişimi bilinmeyen bileşenin derişimi bulunmaya çalışılır.
Bir asit baz titrasyonunda, derişimi bilinmeyen asidik(ya da bazik) bir çözelti, derişimi bilinen bir bazik(ya da
asidik) çözeltiyle tepkimeye girer. Derişimi bilinen çözelti azar azar, derişimi bilinmeyen ve çeşitli
indikatörlerle(rengi bulunduğu ortamın pH’ına bağlı madde) gözlenen çözeltinin üzerine eklenir. Eklemede asit
baz birleşmesi gerçekleşir ve maddeler birbirini nötrleştirmeye başlar. Eşdeğerlik noktasına ulaşıldığında
titrasyon tamamlanmış olur. Eşdeğerlik noktası asitin mol sayısının, bazın mol sayısına eşit olduğu noktadır.
Eşdeğerlik noktasına ulaşıldığında tepkimeye giren asit ve bazın tamamı kullanılmış olur. Yukarıdaki şekilde
verilen grafikte, 0,100 M 50,0 ml HCl çözeltisinin 0,100 M NaOH ile titrasyonunda, pH değerinin eklenen NaOH
hacmine bağlı değişimi gösterilmektedir. NaOH eklendikçe, asit çözeltisinin pH değeri artar. Eklenen NaOH
hacmi 50,0 ml değerine ulaştığında eşdeğerlik noktasına ulaşılmış olur. Bundan sonra eklenecek çok az
miktardaki NaOH ph değerinin çok fazla değişmesine neden olacak, eşdeğerlik noktasının üstüne çıkıldığı için
çözelti bazik olacaktır.
38
Tesir Değeri

Asit baz tepkimelerinde, alınan ya da verilen proton sayısına tesir değeri denir.
H3 PO 4 + 3 NaOH → Na 3 PO 4 + 3 H2 O asit baz tepkimesinde alınan ya da verilen proton sayısı 3 olduğu
için tesir değeri 3 olur.

Redoks tepkimelerinde alınan ya da verilen elektron sayısına tesir değerliği denir. Redoks tepkimeleri
daha sonra görüleceği için, bu tepkimelerdeki tesir değeri bulunma işlemi şu anda işlenmeyecektir.

Çözünme çökelme tepkimelerinde, tepkimeye giren kimyasal türün yüküne tesir değeri denir.
+
-
Ag (suda) + Cl (suda) → AgCl(k) tepkimesinde tesir değeri iyonların yüküne yani 1’e eşittir.
Eşdeğer Kütle
Bir maddenin atom veya molekül kütlesinin tesir değerine bölümüne o maddenin eşdeğer kütlesi denir.
Maddelerin eşdeğer kütleleri bulunurken maddenin girdiği tepkime esas alınır.
Eşdeğer Sayısı
Bir maddenin kütlesinin o maddenin eşdeğer kütlesine oranına, o ma ddenin eşdeğer sayısı denir.
Titrasyonla ilgili işlemlerde tepkimeye giren asit ve bazın eşdeğer sayılarının eşitliği ilkesinden yararlanılır.
Örnek: 25,0 ml 0,100 M HCl çözeltisinin 0,100 M Na OH çözeltisinin titrasyonunu inceleyelim. Başlangıçta
eşdeğerlik noktasına ulaşabilmek için gerekli olan NaOH çözeltisinin hacmini hesaplamak gerekir.
Eşdeğerlik noktasına ulaşmak için gerekli olan NaOH çözeltisinin hacmi:
Titrasyon işleminde eklenen NaOH, HCl çözeltisini nötrleştirecektir.
HCl(suda) + NaOH(suda)
→
NaCl(suda) + H 2 O(s)
Çözeltideki asitin mol sayısı ile eklenen bazın mol sayısı birbirine eşit olduğu anda eşdeğerlik noktasına ulaşılmış
olacaktır. Başlangıçtaki asit çözelti sinde bulunan HCl mol sayısını molar derişimini ve hacmini kullanarak
aşağıdaki gibi bulabiliriz.
Başlangıçtaki HCl mol sayısı =
= 0,00250 mol
gereken NaOH çözeltisi hacmi,
Eklenen NaOH hacmi =
= 0,0250 L olacaktır.
NaOH eklenmeden önceki asit çözeltisinin pH değeri:
+
HCl kuvvetli asit olduğu için H3 O iyonları derişimi 0,100 M olur. pH değeri ise,
+
pH = - log [H3 O ]
39
= - log(0,100)
= 1,00 olur.
5,00 ml NaOH eklendikten sonra pH:
+
NaOH eklenmeye başladıktan sonra H3 O iyonları nötrleşir.
+
-
H3 O (suda)+OH (suda)
2 H2 O(s)
+
Eşdeğerlik noktasından önceki bu aşamada H 3 O iyonları derişimini hesaplayabilmek için nötrleşmeden sonra
+
çözeltide kalan H3 O iyonlarının mol sayısını bulmamız gerekir. 5,00 ml NaOH çözeltisi ekledğimizde, eklenen
NaOH mol sayısını aşağıdaki gibi bulabiliriz.
Eklenen NaOH mol sayısı =
= 0,000500 mol
-
+
Eklenen NaOH kuvvetli bazından gelen OH çözeltideki H3 O iyonlarını nötrleştirir.
+
H3 O (suda)
Eklenmeden önce
Ekleme
+
2 H2 O(s)
0,0025 mol
-
Eklemeden sonra
-
OH (suda)
0,000500 mol
0,00200 mol
+
+
Çözeltideki H3 O iyonları derişimini, kalan H3 O iyonlarının mol sayısını çözeltinin toplam hacmine(HCl hacmi ve
eklenen NaOH çözeltisi hacminin toplamı) bölerek bulabiliriz.
+
[H3 O ] =
log(6,67) = 0,82 verildiğine göre, pH= -log 0,0667
pH= 1,18 olur.
10,0 , 15,0 , 20,0 ml NaOH eklendikten sonra pH:
+
Eklenen NaOH çözeltisinin hacmi arttıkça, nötrleşen H3 O çoğalacak ve yukarıdaki işlemlere benzer işlemlerle
belirtilen hacimlerde NaOH eklenmesinden sonra pH değerleri aşağıdaki gibi olacaktır.
Eklenen NaOH hacmi(ml)
10,0
15,0
20,0
pH
1,37
1,60
1,95
30,00 ml NaOH eklendikten sonra pH:
-
+
Eşdeğerlik noktasının üzerine çıkacak şekilde NaOH çözeltisi eklendiğinde OH iyonları mol sayısı, H3 O iyonları
mol sayısından fazla olacaktır. Eklenen NaOH mol sayısını ya da OH mol sayısını hesaplayalım.
-
Eklenen NaOH(ya da OH ) mol sayısı =
= 0,00300 mol
-
Nötrleşme işleminden sonra kalacak OH iyonları mol sayısını ise aşağıdaki gibi bulabiliriz.
40
+
H3 O (suda)
Eklenmeden önce
Ekleme
+
-
OH (suda)
2 H2 O(s)
0,0025 mol
-
0,00300 mol
Eklemeden sonra
0,00050 mol
-
-
Buradan OH iyonları derişimi kalan OH mol sayısının eklemeden sonraki toplam hacme bölünmesiyle bulunur.
-
[OH ] =
= 0,00909 M
+
H3 O iyonları derişimini aşağıdaki gibi hesaplayabiliriz.
+
-
[H3 O ].[OH ] = 1,0x10
-14
+
[H3 O ] =
log(1,10) = 0,04 olduğuna göre,
[
= 1,10x10
]
pH = - log(1,10x10
-12
-12
M
)
pH = 11,96 olur.
35,0 , 40,0 , 50,0 ml NaOH eklendikten sonra pH:
+
Eklenen NaOH çözeltisinin hacmi arttıkça, nötrleşen H3 O çoğalacak, eşdeğerlik noktasının üzerine çıkıldığı için
+
OH iyonları mol sayısı H3 O iyonları mol sayısından fazla olacak ve yukarıdaki işlemlere benzer işlemlerle
belirtilen hacimlerde NaOH eklenmesinden sonra pH değerleri aşağıdaki gibi olacaktır.
Eklenen NaOH hacmi(ml)
pH
35,0
12,22
40,0
12,36
50,0
12,52
Bir kuvvetli asitin kuvvetli bir baz ile, ya da bir kuvvetli bazın kuvvetli asit ile titrasyonunda elde edilecek
titrasyon grafiklerinin genel özellikleri aşağıdaki gibi olacaktır.
41
Örnek: 50,0 ml 0,200 M NaOH çözeltisi 0,200 M nitrik asit çözeltisiyle titre ediliyor. Aşağıdaki eklemeler
yapıldığında oluşan çözeltinin pH değerini hesaplayınız. (log5=0,7)
a) 30,0 ml HNO 3 ekleniyor.
b) eşdeğerlik noktasına ulaşacak şekilde ekleme yapılıyor.
SORULAR
1.
0,2 M 400 ml H 2SO4 çözeltisini nötrleştirmek
için 0,1 M'lık KOH çözeltisinden kaç ml
kullanmak gerekir?
2.
14,8 gram Ca(OH)2 bileşiğinin suda
çözünmesiyle oluşan 500 ml çözeltiyi
nötrleştirmek için kaç gram H 3PO4 gerekir?
(H3PO4=98, Ca(OH)2=74)
3.
Özkütlesi 1,47 gr/ml olan kütlece %10'luk
H3PO4 çözeltisinin 50 ml'sini nötrleştirmek için
300 ml NaOH çözeltisi kullanıldığına göre,
NaOH çözeltisinin molar derişimi kaçtır?
(H3PO4=98)
4.
300 ml 0,5 M HNO3 çözeltisi ile 200 ml 0,5 M
Mg(OH)2 çözeltisi karıştırıldığında, karışımın
5.
200 ml 0,8 M HCl çözeltisi ile 100 ml NaOH
çözeltisi karıştırıldığında, karışımın pH değeri 2
olduğuna göre, NaOH çözeltisinin başlangıç
derişimi kaç molardır?
6.
7.
11. 0,4 M 800 ml HNO3 çözeltisi ile 0,3 M'lık NaOH
çözeltisi karıştırıldığında, karışımın pH değeri
13 olduğuna göre, NaOH çözeltisinden kaç ml
kullanılmıştır?
12. 2 değerlikli bir asitin 6,4 gramını nötrleştirmek
için 1 M'lık KOH çözeltisinden 200 ml
kullanıldığına göre, asit mol kütlesi kaçtır?
13. İki ayrı kapta hazırlanmış 0,1 M 100 ml HCl
çözeltilerinden birine 900 ml su diğerine ise
0,01 mol NaOH katılıyor. Oluşan çözeltiler için
son pH değerlerini bulunuz.
14. İki ayrı kapta hazırlanmış 0,1 M 100 ml HCl
çözeltilerinden birine 900 ml su diğerine ise
0,01 mol NaOH katılıyor. Oluşan çözeltiler
birbirine karıştırıldığında son karışımdaki H +
iyonları derişimi kaç M olur?
15. Üç ayrı kapta hazırlanan çözeltilerin molar
derişimleri ve hacimleri aşağıda verilmiştir.
1x10 -4 M 200 ml HCl çözeltisi ile pH değeri 10
olan 200 ml çözelti karıştırılıyor. Karışımın pH
değeri kaç olur?
I. kapta 0,2 M 100 ml NaOH çözeltisi
500 ml 0,2 M HNO3 çözeltisi ile 500 ml 0,2 M
Mg(OH)2 çözeltisi karıştırıldığında, karışımın
III. kapta 0,2 M 100 ml NaCl çözeltisi
8.
3 değerlikli bir asitin 160 mililitresini
nötrleştirmek için 1 M'lık KOH çözeltisinden 60
ml kullanıldığına göre, asit çözeltisinin molar
derişimi kaçtır?
9.
500 ml 0,4 M HCl çözeltisi ile 500 ml Mg(OH) 2
çözeltisi karıştırıldığında, karışımın pH değeri
13 olduğuna göre, Mg(OH) 2 çözeltisinin
başlangıç derişimi kaç M'dır?
II. kapta 0,2 M 100 ml Ba(OH) 2 çözeltisi
Kapların herbirine 0,2 M HCl çözeltisinden 100
ml ekleniyor. Son durumda kaplardaki pH
değerlerini karşılaştırınız.
16. Üç ayrı kapta hazırlanan çözeltilerin molar
derişimleri ve hacimleri aşağıda verilmiştir.
I. kapta 0,1 M 100 ml NaOH çözeltisi
II. kapta 0,2 M 100 ml NaOH çözeltisi
III. kapta 0,4 M 100 ml NaOH çözeltis i
10. 200 ml 1 M Ca(OH)2 çözeltisini nötrleştirmek
için kullanılan HNO3 çözeltisinin özkütlesi 1,6
gr/ml ve kütlece yüzdesi 63 olduğuna göre,
HNO3 çözeltisinden kaç ml kullanılmıştır?
Kapların herbirine 0,2 M HCl çözeltisinden 100
ml ekleniyor. Son durumda kaplardaki pH
değerlerini karşılaştırınız.
42
17. Üç ayrı kapta belirli bir sıcaklıkta hazırlanan
çözeltilerin molar derişimleri ve hacimleri
aşağıda verilmiştir.
25. 0,2 M 300 ml NaOH çözeltisi ile 100 ml H 2SO4
çözeltisi karıştırılıyor. Karışımın pH değeri 13
olduğuna göre, H 2SO4 çözeltisinin başlangıç
I. kapta 0,2 M 100 ml HCl çözeltisi
26. İki ayrı kapta belirli bir sıcaklıkta hazırlanan
çözeltilerin H + iyonları derişimleri ve hacimleri
aşağıda verilmiştir.
II. kapta 0,2 M 100 ml NaOH çözeltisi
III. kapta 0,2 M 100 ml NaCl çözeltisi
I. kapta [H +]=1x10 -11 M, 50 ml
Kapların herbirine aynı sıcaklıktaki 0,2 M HCl
çözeltisinden 100 ml ekleniyor. Son durumda,
II. kapta [H +]=1x10 -3 M, 50 ml
a) kaplardaki pH değerlerini karşılaştırınız.
Buna göre, aşağıdaki soruları yanıtlayınız.
b) hangi kap ya da kaplarda pH değeri
değişmez?
a) Kaplardaki çözeltilerin pH değerlerini
bulunuz.
c) hangi kap ya da kaplarda pH değeri
küçülür?
b)Kapların herbirine aynı sıcaklıktaki 0,01 M
HCl çözeltisinden 100 ml eklendiğinde hangisi
ya da hangilerinde pH değeri düşer?
18. Bir değerlikli asitin 1,26 gramını nötrleştirmek
için 0,1 M Ba(OH)2 çözeltisinin 100 mililitresi
kullanılıyor. Buna göre, asitin mol kütlesi
kaçtır?
c) Kaplardaki çözeltiler birbiriyle karıştırılırsa
27. pH değeri 1 olan 1 litre HNO3 çözeltisinin
bulunduğu üç ayrı kaba aşağıdaki maddeler
ekleniyor.
19. 9,3 gram C 6H5 - NH 2(anilin) bileşiğinin suda
çözünmesiyle oluşan 10 litrelik çözeltide H +
iyonları derişimi 5x10 -9 M olduğuna göre,
a) 1. kaba 9 litre su
a) C6H5 - NH2 için bazlık sabiti(Kb) kaçtır?
(H=1, C=12, N=14)
b) 2. kaba 0,1 M 1 litre NaOH çözeltisi
c) 3. kaba 0,2 M 400 ml NaOH çözeltisi
Kaplardaki son pH değerlerini bulunuz.
20. 0,5 M 400 ml HCl çözeltisini nötrleştirmek için
X(OH)2 bileşiğinden 5,8 gram kullanıldığına
göre, X elementinin atom kütlesi kaçtır? (H=1,
O=16)
28. pH değeri 0 olan 1 litre HNO3 çözeltisinin
ekleniyor.
b) 2. kaba 0,1 M 10 litre NaOH çözeltisi
21. 0,2 M 200 ml HI çözeltisi ile 0,2 M 300 ml
NaOH çözeltisi karışımına 1,5 litre su
ekleniyor. Oluşan karışımın pH/pOH değeri
kaçtır?
c) 3. kaba 0,2 M 4 litre NaOH çözeltisi
29. pH değeri 2 olan 100 ml HNO3 çözeltisinin
ekleniyor.
22. 0,5 M 400 ml H 2SO4 çözeltisini nötrleştirmek
için, kütlece %40 NaOH içeren çözeltiden kaç
gram kullanılmalıdır? (NaOH=40)
23. pH değeri 2 olan çözelti ile pH değeri 11 olan
çözelti eşit hacimlerde karıştırıldığında
+
karışımdaki H iyonları derişimi kaç M olur?
a) 1. kaba 900 ml su
24. pH değeri 2 olan çözelti ile pH değeri 11 olan
çözelti hangi hacim oranında karıştırılırsa
karışımdaki H + iyonları derişimi 1x10 -7 M olur?
c) 3. kaba 0,04 gram NaOH katısı
b) 2. kaba 0,1 M 10 ml NaOH çözeltisi
(NaOH=40)
43
30. pH değeri 13 olan 100 ml NaOH çözeltisinin
ekleniyor.
35.
Aşağıdaki madde çiftlerinin hangilerinden H 2 gazı
elde edilemez?
I.
a) 1. kaba 900 ml su
CaCO 3 + H2SO 4 
b) 2. kaba 0,1 M 10 ml NaOH çözeltisi
II. Zn + HCl 
c) 3. kaba 0,3 M 100 ml HCl çözeltisi
III. NaOH + Al 
Kaplardaki pH değerleri nasıl değişir?
IV. Na + H2O 
31. pH değeri 14 olan 1 litre NaOH çözeltisinin
ekleniyor.
V. C2H5OH + Na 
b) 2. kaba 0,1 M 10 litre HCl çözeltisi
c) 3. kaba 1 M 2 litre NaOH çözeltisi
36.
Kütlece %49 luk 50 gram H 2SO 4 çözeltisinin bakır
metaline etkisiyle en çok kaç gram CuSO 4 elde
edilebilir?(CuSO 4=160, H2SO 4=98)
Cu + 2H2SO 4  CuSO 4 + SO 2 + 2H2O
-
-
32.
F (suda) + H2O(s)  HF(suda ) + OH (suda )
tepkimesinde hangi maddeler asittir?
33.
Aşağıdaki olaylardan hangisi ya da hangilerinde
hidrojen gazı çıkışı gözlenmez?
I.
37.
Cu, Zn, Au metallerinden oluşan bir alaşımın 25
gramı önce HCl, daha sonra sıcak derişik H 2SO 4 ile
tepkimeye sokulduğunda normal koşullar altında
2,24 litre H2 ve 2,24 litre SO 2 gazı elde ediliyor.
Alaşımda kaç gram Au vardır? (Cu=64, Zn=65,
Au=197)
38.
Aşağıda verilen madde çiftlerinin hangisinden bir
tuz elde edilemez?
Cu + HCl 
II. Zn + NaOH 
III. Na + H2O 
IV. MgO + HCl 
V. Cu + HNO 3 
34.
X + KOH  Tuz + Y
tepkimesi veriliyor.
I.
X maddesi Zn olursa, Y maddesi H 2 gazıdır.
I. Mg + HCl
II. X maddesi bir asit ise, Y maddesi H 2O olur.
II. CuO + HCl
III. X maddesi bir asit oksit ise, Y maddesi H 2O olur.
III. Ba(OH)2 + HNO 3
yargılarından hangileri doğrudur?
IV.
CH3COOH + HCl
V. NH3 + HNO 3
44
39.
Asit ya da baz olduğu bilinen, eşit derişimli I, II, III
çözeltilerinin bazı özellikleri tabloda verilmiştir.
Çözelti I
Çözelti II
Cu ya etkisi Etkir
Etkimez
Elektrik
İyi iletken Zayıf
iletkenliği
iletken
Kendi
III ile
I ile
aralarındaki tepkime
tepkime
tepkimeler verir
vermez
48. HA kuvvetli asit olduğuna göre, 0,001 M HA
çözeltisinin pH değeri kaçtır?
Çözelti III
Etkimez
İyi iletken
49.
10,8 gram Aluminyumun tamamını
2Al + 6HCl  2AlCl 3 + 3H2
tepkimesine sokmak için 600 ml HCl çöçzeltisi
kullanılıyor. Buna göre HCl çözeltisinin pH'sı
kaçtır? (Al=27)
II ile tuz
oluşturur
50.
I, II, III , sırasıyla aşağıdakilerin hangisinde verilen
maddelerin çözeltileri olabilir?
A) H2SO 4, NaOH, CH3COOH
51.
B) NaOH, H2SO 4, CH3COOH
1,3 gram Zn metalini tamamen tepkimeye
sokmak için 400 ml HCl çözeltisi kullanılıyor.
Buna göre HCl çözeltisinin pH değeri
kaçtır?(Zn=6 5 )
I.
0,1 M HNO 3 çözeltisi
II. pOH=13 olan çözelti
C) H2SO 4, CH3COOH, NaOH
III. 0,2 mol HCl içeren 200 ml çözelti
D) CH3COOH, H2SO 4, NaOH
Yukarıdaki çözeltileri asitlik kuvvetine göre
büyükte n küçüğe doğru sıralayınız.
E) CH3COOH, NaOH, H2SO 4
52.
+
40.
0,1 M HCl çözeltisinde, H derişimi kaç molardır?
41.
25 C sıcaklıkta 4 miligram NaOH kullanılarak
hazırlanan 1 litre sulu çözeltideki OH iyonları
derişimi, aynı sıcaklıktaki saf suda bulunan OH
iyonları derişiminin kaç katıdır?(NaOH=40)
+
pOH değeri 1 olan çözeltinin H iyonları
derişimi kaçtır?
o
53. Bir değerli kuvvetli asitin 1,62 gramı ile 2 litre
çözelti hazırlanıyor. Çözeltinin pH değeri 2
olduğuna göre asitin molekül kütlesi nedir?
54.
42.
43.
500 ml arı suya 500 ml KOH çözeltisi katıldığında
karışımın pH değeri 11 olduğuna göre KOH
çözeltisinin başlangıçtaki molar derişimi kaçtır?
100 ml 0,001 M HCl çözeltisine su katılarak
pH=4 olan çözelti elde ediliyor. Çözeltinin son
durumda ki hacmi kaç mililitredir?
55. 0,1 M 100 ml NaOH çözeltisine, 3,6 gram katı
NaOH katılıyor. Çözelti hacminin değişmediği
varsayılırsa, yeni durumda çözelti pH'ı kaç
o
25 C'de arı suyun pH'ı kaçtır?
olur?(NaOH=40)
44.
0,1 M NaOH çözeltisinin pOH'ı kaçtır?
45.
5x10 mol HBr ile 500 ml kuvvetli asit çözeltisi
+
hazırlanıyor. Bu çözeltideki H , OH molar
derişimlerini, pH ve pOH değerlerini
hesaplayınız.
46.
-4
56. 100 ml arı suya 100 ml HCl çözeltisi
katıldığında karışımın pH değeri 3 olduğuna
göre HCl çözeltisinin molar derişimi kaçtır?
1,12 gram KOH kuvvetli bazı ile hazırlanan 200
+
ml çözeltide H , OH molar derişimlerini, pH ve
pOH değerlerini hesaplayınız. (KOH=56 )
57. 2 lt 0,01 M NaCl çözeltisine 0,02 mol HCl(g)
katıldığında pH değeri kaç olur?
47.
pH=11 olan 100 ml Ca(OH)2 çözeltisinde kaç mg
Ca(OH)2 vardır?(Ca(O H)2 =7 4 )
45
70. Bir zayıf asitin 0,01 molarlık çözeltisinde
moleküllerinin %0,2'si iyonlaşmaktadır. Bu
58. 10 M HCl çözeltisinin pH ve pOH'ı kaçtır?
59.
40 mg NaOH kullanılarak, 100 mi çözelti
hazırlanıyor. Çözeltinin pH'ı kaç
olur?(NaO H=4 0 )
asitin asitlik sabiti(K a) kaçtır?
71.
60. pH 'ı 12 olan bir çözeltiye, hacmi 10 katına
çıkacak şekilde su ekleniyor. pH kaç olur?
Aşağıdaki sulu çözeltiler veriliyor.
I.
0,2 M HCl çözeltisi (K a çok büyük)
-5
61.
II. 0,2 M CH3COO H çözeltisi (K a =1,8x1 0 )
Na(katı)+ H2 O (sı vı )  NaOH(suda ) + 1/2 H2(g)
-1 0
III. 0,2 M HCN çözeltisi (K a =5,6x1 0 )
tepkimesi ile normal koşullarda 2,24 litre H 2
gazı ve 2 litre NaOH çözeltisi oluşuyor. Buna
göre, çözeltinin pH değeri kaçtır?
Buna göre verilen çözeltilerin pH değerlerini
karşılaştırınız.
+
62.
5 M CH3COO H çözeltisinde, H derişimi kaç
-5
molardır? (CH3COO H için Ka = 2 x 10 )
63.
0,2 molarlık çözeltisinde pH'si 6 olan bir değerli
asitin iyonlaşma sabiti(K a ) kaçtır?
72. 1 M HCOOH çözeltisinde asitin yüzde biri H
ve HCOO iyonlarına ayrışmaktadır. Bu
+
-
64.
çözeltide OH iyonu derişimi kaç molardır?
73. Bir zayıf asitin 0,4 M lık çözeltisinin 25
-6
+
mililitresinde 1x10 mol H iyonu bulunduğu
saptanmıştır. Bu asitin iyonlaşma sabitinin(K a)
0,05 M NH3 çözeltisinin pH'ı kaçtır? (NH 3 için
sayısal değeri kaçtır?
-5
Kb = 2 x 10 )
-7
74. Bir HA asiti için K a=4x10 dir. Bu asitin 0,001
+
M çözeltisinde H iyonları molar derişimi kaç
olur?
65. 0,1 M HX çözeltisinin pH'ı 5 olduğuna göre,
HX'in asitlik sabiti(K a ) kaçtır?
66.
67.
0,01 M HX çözeltisinin pH ' ı 2 olduğuna göre,
HX için Ka kaçtır?
75.
0
HA zayıf asitinin 25 C sıcaklıkta iyonlaşma sabiti
-4
Ka =2x10 'tür. 1 litresinde 0,23 gram HA zayıf
asiti bulundura n çözeltide,
+
-
0,1 M çözelti
pH değeri
X
1
Y
8
Z
13
-
a) H , A , OH iyon molar derişimleri nedir?
b) Çözeltinin pH ve pOH değerleri kaçtır?
c) HA asitinin iyonlaşma yüzdesi
kaçtır?(HA= 46 g/mol)
68.
Tabloda pH değerleri verilen X, Y, Z çözeltileri
için aşağıdakilerin hangisinde verilen sınıflama
doğrudur?
XOH zayıf bazı sulu çözeltisinde %2
-2
iyonlaştığına göre, bu bazın 1x10 molarlık
çözeltisinde,
X
Z
A) Kuvvetli asit
Zayıf Baz
Kuvvetli Baz
b) pH ve pOH değerlerini
B) Kuvvetli asit
Zayıf Asit
Kuvvetli Baz
c) XOH zayıf bazının iyonlaşma sabitini(K b)
hesaplayınız.(l og2= 0,3 )
C) Kuvvetli Baz
Zayıf Baz
Kuvvetli asit
D) Kuvvetli Baz
Zayıf Asit
Kuvvetli asit
-
+
+
a) OH , X , H iyonlarının molar derişimlerini,
69.
Y
0,01 M çözeltisinin pH değeri 9 olan bazın K b
değeri kaçtır?
E) Kuvvetli asit
46
Nötr
Kuvvetli Baz
76. 14,8 g Ca(OH)2 'i nötrleştirmek için, 0,1 M
HCl çözeltisinden kaç ml kullanılmalıdır?
[Ca(OH)2 : 74]
77. 400 ml 0,5 M Ca(OH)2 çözeltisini
nötrleştirmek için 500 ml HCl çözeltisi
harcandığına göre, HCl çözeltisinin derişimi
kaç molardır?
78. 500 ml 0,4 M NaOH çözeltisini nötrleştirmek
için, özkütlesi 1,4 gr/L olan, kütlece %36,5'lik
88.
0,1 M 300 ml iki değerli bazı, 0,2 M üç değerli
asitin kaç mililitresi nötrleştirir?
89.
H iyonları derişimi 1x10 M olan 100 ml HNO 3
+
-11
çözeltisi ile H iyonları derişimi 1x10 M olan
100 ml NaOH çözeltisi karıştırıldığında karışımın
90.
4x10 M 200 ml HCl çözeltisi ile 2x10 M 200 ml
NaOH çözeltisi karıştırıldığında karışımın pH
değeri kaç olur?
HCl çözeltisinden kaç ml gerekir?(HCl=36,5)
82.
3 litre 0,005 M Ba(OH)2 çözeltisini nötrleştirmek
için, 100 ml H3PO 4 çözeltisi kullanılıyor. H3PO 4
pH=2 olan bir kuvvetli asit çözeltisi ile bir NaOH
çözeltisi eşit hacimlerde karıştırılıyor. Karışımın
pH değeri 7 olduğuna göre, NaOH çözeltisinin
 Cu(NO 3 )2 + H2O
0,2 M KOH çözeltisinin 200 mililitresi üzerine 0,3
M HCl çözeltisinin 300 mililitresi ekleniyor.
Ortamın pH değeri kaç olur?
94.
3x10 M NaOH çözeltisinin 100 mililitresi
-3
üzerine 2x10 M HCl çözeltisinden kaç mililitre
katılırsa ortamın pH değeri 3 olur?
-3
95. x değerli bir asitin molekül kütlesi 192 gramdır.
Bu asitin yeterli NaOH ile oluşturduğu nötral
tuzun 516 gramında 6 mol Na bulunduğuna
tepkimesine göre tamamen nötrleştirme k için
bir HNO 3 çözeltisinden en az 200 mililitre
gerekme kte dir. Bu HNO 3 çözeltisinin pH değeri
kaçtır?
83.
-4
93.
0,1 mol CuO yu,
CuO + 2HNO 3
-4
200 ml 0,4 M KOH çözeltisi ile 300 ml 0,3 M HCl
çözeltisi karıştırılıyor. Karışım daha sonra su ile 1
litreye tamamlanıyor. Çözeltinin pH değeri kaç
olur?
92. 50 ml 0,08 M NaOH çözeltisi ile 50 ml 0,32 M
KOH çözeltileri karışımına 100 ml su ekleniyor.
Son durumdaki çözelti nin pH değeri kaç olur?
'ün derişimi kaç molardır?
81.
-3
91.
79. 0,4 M 100 ml H2 SO 4 çözeltisini nötrleştirmek
için pH=12 olan NaOH çözeltisinden kaç litre
gerekir?
80.
+
göre x kaçtır?(Na=23, H=1)
96. 3 değerli bir asitin 19,6 gramını tam
nötrleştirmek için x değerli bir bazın 22,2
gramı kullanılıyor. Asitin mol kütlesi 98 gram,
bazın mol kütlesi 78 gram olduğuna göre, x
10 ml 0,4 M HCl çözeltisi ile 90 ml 0,4 M NaOH
çözeltisi karıştırılıyor. Elde edilen yeni
çözeltideki OH iyonu derişimi kaç molardır?
kaçtır?
84.
200 ml 1 M NaOH çözeltisiyle, 500 ml 0,4
-2
97. 2,5x10 M HCl çözeltisinin 200 mililitresi ile
derişimi bilinmeyen NaOH çözeltisinin 150
mililitresi karıştırıldığında pH değeri 2 olan
çözelti elde ediliyor. Buna göre NaOH
M HCl çözeltisi karıştırılırsa, pH kaç olur?
85. 0,1 M 500 ml NaOH çözeltisine 0,12 M 500
ml HNO 3 çözeltisi karıştırıldığında, oluşan
çözeltide pH değeri kaç olur?
çözeltisinin başlangıç derişimi kaç molardır?
86. 0,5 M 100 ml HCl çözeltisine 0,1 M 400 ml
NaOH çözeltisi karıştırıldığında, oluşan
çözeltinin pH değeri kaç olur?(log5=0,7)
87.
98.
14,8 g Ca(OH)2 üzerine 1 lt HNO 3 çözeltisi
ekleniyor. İşlem sonunda pH = 1 olduğuna
göre, HNO 3 çözeltisinin derişimi kaç molardır?
[Ca(OH)2: 74]
Bir X bileşiğinin pH değeri 0 olan 1 M derişimli 1
litrelik sulu çözeltisine, aşağıdakilerden hangisi
katılırsa pH değeri 7 olan çözelti elde edilir?
I. 1 mol NaOH
II. 1 mol HCl
III. 1 litre arı su
IV. 1 lt 1 M HCl çözeltisi
V. 1 lt 2 M NaOH çözeltisi
47
99.
I.
50 mililitre 2 M NaOH
105. Al(OH)3 katısının çözünürlük çarpımı
-35
Kç=2,7x10 dir. pH değeri 11 olan Ca(OH) 2
çözeltisi içerisinde Al(OH) 3 katısının
çözünürlüğü kaç M dir?
II. 50 mililitre 1 M NaOH
III. 100 mililitre 0,5 M NaOH
çözeltilerinden hangileri, derişimi 1 M olan HCl
çözeltisinin 50 şer mililitresi ile karıştırılırsa, pH
değeri 7 olan çözelti elde edilir?
106. Cd(OH)2 bileşiğinin çözünürlük çarpımı
-14
Kç=1x10 tür. pH değeri 10 olan NaOH
çözeltisi ile Cd(NO 3 )2 çözeltisi eşit hacimlerde
karıştırılıyor. Bir çökelmenin başlayabilmesi
için Cd(NO 3 )2 çözeltisinin başlangıç derişimi
100. HB ve XOH bileşiklerinin, sulu çözeltilerinde
+
%100 iyonlaştıkları bilinmektedir. H iyonları
derişimi bu bileşiklerden,
kaç molar olmalıdır?
-3
HB ile hazırlanan çözeltide 1x10 M,
XOH ile hazırlanan çözeltide ise 1x10
-13
107. 100 ml'sinde 8 g NaOH içeren çözeltide, OH
M dır.
-
derişimi kaç molardır? (NaOH : 40)
Bu iki çözeltinin eşit hacimleri karıştırıldığında
oluşan çözelti için ne söylenebilir?
101. Bir X maddesi, oda sıcaklığında, su ile
+
-
X(suda) +H2O(sıvı)  XH (suda) + OH (suda)
I.
+
tepkimesini veriyor. Dengedeki çözeltide XH
-4
iyonları derişimi 1x10 M dır. Bu çözeltinin 100
mililitresi 0,01 mol HCl ile tamamen
nötrleştiğine göre, tepkimenin oda sıcaklığında
denge sabiti kaçtır?
108.
I.
H2CO 3 + H2O  HC
+ H3 O
+
 H2CO 3 + S
II. HC
+ HS
III. HC
+ NH3  N
+ C
tepkimeleri ni n hangisinde ya da hangilerinde
HC
asit özelliği gösterir?
102. Zayıf bir asit olan HA nın arı su ile hazırlanmış
sulu çözeltisinin pH değeri 5 tir. Bu çözeltinin
100 mililitresinin tamamını tepkimeye sokmak
için 0,01 mol NaOH gerekmekte dir. Buna göre,
HA nın asitlik sabiti(Ka ) değeri kaçtır?
103. Bir titrasyon işleminde 500 ml 1 M HCl çözeltisi
üzerine, a) 499 ml b) 499,9 ml c) 500 ml d)
500,1 ml e) 501 ml f) Çok miktarda 1 M NaOH
çözeltisi ekleniyor.
Her bir durumda, pH kaç olur?
104. 0,1 M NaOH çözeltisi ile 0,01 M HCl çözeltisinin
titrasyonunda,
a) Bürette NaOH çözeltisi bulunursa,
b) Bürette HCl çözeltisi bulunursa,
pH 'ın eklenen çözelti hacmiyle değişimi nasıl
olur?
48
ÇÖZÜNÜRLÜK DENGELERİ
Çevremizdeki kimyasal ve biyolojik olayların çoğunda suda çok az çözünebilen maddelerin oluşturduğu çökelme
olaylarını görürüz. Dişlerin çürümesi, diş minesinin yapıtaşı olan hidroksiapetit(Ca 5(PO 4 )3OH) maddesinin, çok
şekerli besinlerle beslenmede, ortamdaki bakterilerin ürettiği organik asitlerle tepkimes i sonucunda gerçekleşir.
Böbrek taşları, suda çok az çözünebilen kalsiyum tuzlarının(Kalsiyum okzalat-CaC2O 4 gibi) uzun zaman içerisinde
yavaş yavaş kristalleşmesi ile oluşur. Pek çok yerde su kaynakları çözünmüş durumda CaCO 3 ve MgCO 3 içerirler.
Yağmur sularının toprakta akmasıyla çözünen bu maddeleri içeren suya sert su denir. Sert sular yaşam için
tehlikeli olmamasına rağmen sıkıntı vericidir. Bu maddelerin sudaki çözünürlükleri çok az olduğu için suyun
buharlaşmasıyla çökelek oluştururlar. Bu çöken maddeler musluklarda, lavabolarda tıkanmalara neden olurlar.
+2
+2
Sert sular yumuşatıcı kullanılarak daha yumuşak hale getirilirler. Bu maddeler sudaki Ca ve Mg iyonlarının
+
+
yerine K ve Na iyonlarının geçmesini sağlarlar. Sodyum ve potasyum tuzları suda çözünebildikleri için kalsiyum
ve magnezyum iyonlarının yaptığı gibi çökelek birikmesine neden olmazlar. Çökelme ve çözünme olaylarını daha
iyi anlayabilmek için tuzların çözünürlük dengelerini incelemek gerekir.
CaF2 tuzu ile oluşturulmuş ve çözünme ile çökelmenin birbirine eşit hızda devam ettiği fazla miktarda CaF 2
katısını içeren çözeltiye doymuş çözelti denir. Çözelti içerisinde çözünme ve çökelme olayları devam ettiği için
oluşan denge dinamik dengedir. Belirli bir sıcaklıkta, belirli miktarda çözücüde maksimum miktarda çözünen
içeren çözeltinin denge konumu denge bağıntısıyla aşağıdaki gibi ifade edilir.
Verilen çözünme tepkimesi için denge bağıntısı,
+2
- 2
Kç = [Ca ].[F ]
Denge bağıntisindaki denge sabitine çözünürlük çarpımı sabiti(K ç) denir. Yukarıdaki denge denklemi heterojen
bir dengeyi göstermektedir ve CaF 2 katı maddesinin derişimi sabit olduğu için denge bağıntısında gösterilmez.
Çözünürlük dengeleri için denge denkl emini genel olarak aşağıdaki şekilde gösterebiliriz.
+n m
-m n
Tepkime için denge bağıntısı K ç = [M ] .[X ] şeklinde ifade edilebilir. K ç her zaman sağdaki iyon
derişimlerinin denkleşmiş denklemdeki katsayıları kadar üstleri nin alınıp çarpılmasıyla bulunur. Çözünürlük
çarpımı suda çok az çözünen tuzlar için kullanılır. İyonik maddelerin %100 çözünmemesi söz konusu değildir. Kç
değeri çözünürlüğün bir ölçüsüdür.
Örnek: Ag2 CrO 4 bileşiğinin çözünürlük çarpımı denklemini yazınız.
Çözüm:
Çözünme denklemi ve K ç ifadesi aşağıdaki gibidir.
+2
Kç = [Ag ] .[
]
Çözünürlük çarpımı sabitinin ölçülmesi ve çözünürlüğün K ç değeri kullanılarak hesaplanması:
Çözünürlük çarpımı sabitlerinin sayısal değerleri deneyler sonucunda elde edilmiş değerlerdir. Örneğin,
49
o
için 25 C sıcaklıkta K ç = 1,77x10
-10
o
değeri deneyler sonucunda elde edilmiştir. Bazı iyonik maddelerin25 C
sıcaklıkta ölçülen Kç değerleri aşağıdaki tabloda verilmiştir.
Bir bileşiğin belirli bir sıcaklıktaki çözünürlüğü, belirli miktar çözücüde çözünebilen maksimum madde
miktarıdır. Molar çözünürlük(mol/L) ise birim hacimde(Litre) çözünen maddenin mol sayısıd ır. Bir maddenin
molar çözünürlük değeri K ç değeri kullanılarak doğrudan hesaplanabilir. Yukarıdaki denklemde AgCl için K ç
değeri verildiğine göre, AgCl’nin çözünürlüğü K ç eşitliğinden hesaplanır.
+
AgCl(k)
[Ag ]
+
[Cl ]
0,00
0,00
Değişim
+s
+s
Denge
s
s
Başlangıçta
s değeri AgCl bileşiğinin molar
çözünürlüğünü ve doymuş çözeltideki
iyonların molar derişimlerini ifade
etmektedir. 1 mol AgCl suda
+
çözündüğünde 1 mol Ag iyonu ve 1
mol Cl iyonu oluşturur. Bu nedenle,
+
Ag ve Cl iyonları derişimleri birbirine
eşittir ve s’dir. Değerler denge
bağıntısında yerine yazılırsa,
+
-
Kç = [Ag ].[Cl ]
=sxs
=s
-
Ag (suda) + Cl (suda)
2
Kç değeri de tablodan bulunarak
yerine yazılırsa,
s=√
=√
-5
= 1,33x10 M
Sonuç olarak AgCl’nin molar
-5
çözünürlüğü 1,33x10 M bulunur.
50
-
Örnek: PbCl 2 tuzunun saf sudaki çözünürlüğü kaç M
doymuş Ag2 CO 3 çözeltisinde bulunan Ag
-5
olur? ( PbCl 2 için Kç = 1,17x10 )
iyonlarının sayısı kaçtır?
o
o
Örnek: 25 C sıcaklıkta AgCl katısının çözünürlük
çarpımı(Kç) 1x10
-10
+
Örnek. 25 C sıcaklıkta Ca 3 (PO 4 )2 katısının
-33
çözünürlük çarpımı(K ç) 1,08x10
alındığına
göre, 200 litre doymuş Ca 3 (PO 4 )2 çözeltisinde
toplam kaç mol iyon bulunur?
alındığına göre,
a) saf sudaki çözünürlüğü nedir?
b) 100 litre suda kaç gram AgCl çözünür?
o
Örnek. 25 C sıcaklıkta MgF2 katısının çözünürlük
-9
çarpımı(K ç) 4x10 alındığına göre, 2,48 gram
MgF2 bileşiğini çözmek için kaç litre su
(AgCl=143,5)
o
Örnek. 25 C sıcaklıkta PbSO 4 katısının çözünürlük
gerekir? (MgF2 =62)
-8
çarpımı(Kç) 1x10 alındığına göre,
o
Örnek. 25 C sıcaklıkta CaF2 katısının çözünürlük
-12
çarpımı(K ç) 4x10
alınmıştır. 5 litre suya 1
gram CaF2 atılıyor. CaF2 bileşiğinin kütlece %
b) 200 litre suda kaç gram PbSO 4 çözünür?
(PbSO 4 =303)
o
Örnek. 25 C
sıcaklıkta
Mg(OH)2
çözünürlük çarpımı(K ç) 4x10
-12
kaçı çözünür? (CaF2 =78)
o
Örnek. MgX2 bileşiğinin 25 C sıcaklıktaki
-9
çözünürlük çarpımı(Kç) 4x10 alındığına göre,
aynı sıcaklıkta 500 litre MgX 2 çözeltisi
hazırlamak için 31 gram MgX 2 kullanıldığına
göre, X elementinin atom kütlesi kaçtır?
(Mg=24)
katısının
alındığına göre,
b) 5,8 gram Mg(OH)2 bileşiğini çözmek için
kaç litre su gerekir? (Mg(OH) 2 =58)
Örnek. Doymuş
Ag2 CO 3
çözeltisinin
200
-5
+
mililitresinde 4x10
mol Ag
iyonu
bulunduğuna göre, bu sıcaklıkta Ag2 CO 3
o
Örnek. 25 C sıcaklıkta PbSO 4 katısının çözünürlük
-8
çarpımı(Kç) 1x10 alındığına göre, 3,03 gram
PbSO 4 bileşiğini çözmek için kaç litre su
katısının çözünürlük çarpımı(K ç) kaçtır?
gerekir? (PbSO 4 =303)
o
Örnek. 25 C
sıcaklıkta
Mg(OH)2
katısının
-12
çözünürlük çarpımı(K ç) 4x10 alındığına göre
20 litre doymuş Mg(OH) 2 çözeltisinde kaç mol
o
Örnek. X3 Y bileşiğinin 25 C sıcaklıktaki çözünürlük
-11
çarpımı(Kç) 2,7x10 olduğuna göre, 20 litre
doymuş çözeltide kaç mol X 3 Y çözünmüştür?
-
OH iyonu bulunur?
o
Örnek. XY2 bileşiğinin 25 C sıcaklıktaki çözünürlük
-11
çarpımı(Kç) 3,2x10 olduğuna göre, 100 litre
doymuş XY2 çözeltisindeki Y iyonlarının sayısı
o
Örnek. 25 C
sıcaklıkta
Pb(OH) 2
katısının
-15
çözünürlük çarpımı(K ç) 4x10 ' alındığına
göre, aynı sıcaklıkta, OH iyonları derişimi
-4
1x10 M olan bir çözeltide Pb(OH) 2 bileşiğinin
kaçtır?
-
çözünürlüğü kaç M olur?
Örnek. Doymuş PbI 2 çözeltisinde I iyonları molar
-3
derişimi 2x10
olduğuna göre, deneyin
yapıldığı sıcaklıkta PbI 2 için çözünürlük
o
Örnek. 25 C sıcaklıkta 200 ml suda en çok 12,4
miligram MgF2 çözünebildiğine göre, aynı
sıcaklıkta MgF2 bileşiğinin çözünürlük
çarpımı(Kç) kaçtır?
çarpımı(K ç) kaçtır? (Mg=24, F=19)
Örnek. 500 ml doymuş XY2 çözeltisi hazırlamak
için 0,29 miligram XY2 katısı kullanıldığına
göre, XY2 bileşiğinin çözünürlük çarpımı(K ç)
kaçtır? (XY2 =58)
Örnek. Belirli bir sıcaklıkta, 500 ml doymuş
-4
çözeltide 9x10 gram Fe(OH)2 çözünmüştür.
Buna göre, Fe(OH)2 tuzunun çözünürlük
o
çarpımı(K ç) kaçtır? (Fe=56, O=16, H=1)
Örnek. 25 C sıcaklıkta Ag2 CO 3 katısının çözünürlük
-12
çarpımı(Kç) 4x10 alındığına göre, 400 litre
51
Bağıl çözünürlük ve Kç :
Kç ve çözünürlük değerleri birbirlerine bağlı olarak hesaplanabilirler; ancak farklı maddelerin K ç değerlerine
bakarak maddelerin çözünürlüklerini doğrudan karşılaştırmak mümkün olmaz. Örneğin aşağıdaki tuzların aynı
sıcaklıktaki K ç ve çözünürlük değerlerini inceleyelim.
Madde
Kç
Çözünürlük
-13
-5
Mg(OH)2
2,06x10
3,72x10
-11
-6
FeCO 3
3,07x10
5,54x10
Mg(OH)2 bileşiğinin K ç değeri, FeCO 3 bileşiğinin K ç değerinden küçüktür; ancak çözünürlüğü daha fazladır.
Maddelerin K ç değerleri ve çözünürlükleri denge tepkimesindeki madde katsayılarına bağlı olduğu için böyle bir
sonuca ulaşılır. Farklı maddelerin bu bakımdan karşılaştırmalarının yapılabilmesi için , K ç değerleri verilen
maddelerin çözünme tepkimesindeki katsayılarının aynı olması gerekir. Aşağıdaki maddelerin verilen K ç
değerlerine bakılarak çözünürlükleri karşılatırılabilir; çünkü çözünme tepkimelerinde maddelerin katsayıları aynı
olur.
Madde
Kç
Çözünürlük
-13
-5
Mg(OH)2
2,06x10
3,72x10
-10
-4
CaF2
1,46x10
3,32x10
Yukarıda verilen maddelerin 1 molü , 3 mol çözünen iyon verebildiğine göre denklemdeki katsayıları aynı olur.
Böylece bu maddelerin K ç değerlerini kullanarak maddelerin bağıl çözünürlükleri karşılaştırılır.
Çözünürlüğe Ortak İyon Etkisi
Bir iyonik bileşiğin çözünürlüğü, bu bileşiğin iyonlarından birini içeren çözeltide nasıl değişir? Örneğin, CaF 2
iyonik bileşiğinin 0,100 M NaF çözeltisindeki molar çözünürlüğü kaçtır? Bu durumda çözünürlüğü
belirleyebilmek için ortak iyon etkisini göz önüne almak gerekir.
-
Le Chataliers’ ilkesine göre, çözeltideki F iyonlarının varlığı dengenin s ola kaymasına neden olur. Bu durumda
çözünebilen CaF2 azalır ve çözünürlüğü azalmış olur.
Bir iyonik bileşiğin ortak iyon içeren bir çözeltideki çözünürlüğü, saf sudaki çözünürlüğüne göre daha düşük
olur. Başka bir deyişle, ortak iyon çözünürlüğü azaltır.
Örnek: CaF2 iyonik bileşiğinin 0,100 M NaF çözeltisindeki molar çözünürlüğü kaçtır? (CaF 2 için Kç = 1,46x10
Çözüm:
+2
-
[Ca ]
[F ]
0,00
0,100
Değişim
+s
+2s
Denge
s
Başlangıç
0,100+2s
52
-10
)
+2
- 2
Kç = [Ca ].[F ]
2
= s. (0,100+2s)
s çok küçük bir değer olduğu için 0,100 sayısal
değerinin yanında 2s sayısal değeri çok küçük kalacağından ihmal edilir.
Kç = s . (0,100)
2
s=
o
-11
çarpımı(Kç) 3,2x10 'dir. Buna göre, aynı
-8
=
= 1,46x10 M
Ca(OH)2
katısının
çözünürlük
çarpımı(K ç)
kaçtır? (Ca(OH)2 =74)
sıcaklıkta,
a) CaF2 katısının saf sudaki çözünürlüğünü
bulunuz.
Örnek. 0,01 M KCl çözeltisindeki çözünürlüğü
-5
4x10 M olan MgCl 2 bileşiğinin saf sudaki
çözünürlüğü kaç M'dır?
b) 0,1 M NaF çözeltisindeki çözünürlüğünü
o
-12
bulunuz.
c) 0,2 M KF çözeltisinin 20 litresinde kaç mol
a) saf sudaki çözünürlüğü kaç mol/litre'dir?
CaF2 çözünebilir?
'dir.
b) 0,4 M NaF çözeltisindeki çözünürlüğü kaç
o
Örnek. 25 C sıcaklıkta AgCl katısının çözünürlük
-10
çarpımı(Kç) 1x10
olduğuna göre, aynı
sıcaklıkta,
mol /litre'dir?
Örnek. PbF2 tuzunun,
I. 0,1 M Pb(NO 3 )2 çözeltisi
b) 0,1 M NaCl çözeltisinin 50 litresinde kaç
gram AgCl çözünebilir? (AgCl=143,5)
II. 0,1 M BaF2 çözeltisi
III. saf su
c) 0,2 M AgNO 3 çözeltisindeki çözünürlüğünü
sıvılarındaki çözünürlüğünü karşılaştırınız.
bulunuz.
0
Örnek. 25 C sıcaklıkta 0,2 M 20 litre Mn(NO 3 )2
çözeltisinde çözünebilen Mn(OH) 2 mol sayısı
-5
2x10 olduğuna göre, aynı sıcaklıkta,
a) Mn(OH)2 bileşiğinin çözünürlük çarpımı(Kç)
kaçtır?
o
Örnek. 25 C sıcaklıkta AgI katısının çözünürlük
-16
çarpımı(K ç) 2x10 'dır. Buna göre, AgI
b) saf sudaki çözünürlüğünü bulunuz.
tuzunun,
I. 0,02 M AgNO 3 çözeltisi
Örnek. Ag2 SO 4 bileşiğinin 0,2 M K 2 SO 4
-4
çözeltisindeki çözünürlüğü 2x10 M olduğuna
II. 0,01 M AgNO 3 çözeltisi
göre, aynı sıcaklıkta,
III. 0,01 M CaI 2 çözeltisi
a) çözünürlük çarpımı(K ç) kaçtır?
IV. 0,02 M CaI 2 çözeltisi
b) saf sudaki çözünürlüğünü kaç M'dır?
V. saf su
sıvılarındaki çözünürlüğünü karşılaştırınız.
Örnek. 500 ml 0,1 M Ca(NO 3 )2 çözeltisinde 74
miligram Ca(OH)2 çözünebildiğine göre,
53
Örnek. Belirli bir sıcaklıkta, AgCl katısının
-10
-3
çözünürlük çarpımı(K ç) 1x10 'dur. 1x10 M
NaCl çözeltisinin 250 litresinde kaç mol AgCl
Örnek. NiCO 3 tuzunun 0,05 M Ni(NO 3 )2
-6
çözeltisindeki çözünürlüğü 3,2x10 M'dır.
Buna göre aynı sıcaklıkta,
çözünebilir?
b) saf sudaki çözünürlüğü kaç mol/li tre'dir?
-10
-4
-7
NaCl çözeltisinin kaç litresinde 1x10 mol
o
Örnek. CaSO 4 tuzunun 25 C sıcaklıkta, saf sudaki
-5
çözünürlüğü 1,5x10 'tir. Buna göre aynı
sıcaklıkta,
AgCl çözünebilir?
Örnek. Belirli bir sıcaklıkta CuBr tuzunun
-8
çözünürlük çarpımı(K ç) 4x10 'dir. Aynı
sıcaklıkta, 0,5 M NaBr çözeltisinin 800
b) 0,15 M Na 2 SO 4 çözeltisindeki çözünürlüğü
kaç mol/litre'dir?
litresinde kaç mol CuBr çözünebilir?
-2
c) 1,5x10 M Ca(NO 3 )2 çözeltisinin 5 litresinde
kaç gram CaSO 4 çözünür? (Ca=40, S=32,
-10
-2
-6
NaCl çözeltisinin kaç litresinde 1x10 mol
AgCl çözünebilir?
O=16)
o
Örnek. 25 C sıcaklıkta PbF2 katısının çözünürlük
Örnek. Belirli bir sıcaklıkta, PbCl 2 katısının
-5
çözünürlük çarpımı(K ç) 1,6x10 'tir. Buna göre,
-2
1x10 M NaCl çözeltisinin 500 litresinde en
çok kaç mol PbCl 2 çözünebilir?
-12
'dir. Aynı sıcaklıkta,
a) 2 litre doymuş PbF2 çözeltisinde kaç mol F
iyonu bulunur?
-
b) 0,02 M KF çözeltisinin 20 l itresinde kaç mol
PbF2 çözünür?
Çözünürlüğe pH Etkisi
Bir maddenin çözünürlüğü ekleneceği çözeltinin pH değerinden etkilenir. Örneğin, Mg(OH) 2 bileşiğinin suda
çözünme denklemi
şeklindedir. Bu maddenin pH değeri yüksek olan bir çözeltide çözünmesi durumunda çözünürlüğü, pH
değerinden etkilenecektir. Çözeltinin pH değeri yüksekse, çözeltideki OH iyonları derişimi fazla olacaktır.
Böylece, ortak iyon etkisinden dolayı denge sola kayacak ve maddenin çözünürlüğü azalacaktır.
+
pH değeri düşük olsaydı,çözeltideki H3 O iyonları derişimi yüksek olacak ve çözeltide Mg(OH) 2 çözünürken H3 O
iyonları gelen OH iyonlarını nötrleştirecekti. Böylece daha çok Mg(OH) 2 iyonlaşacak, denge sağa kayacak ve
çözünürlüğü artacaktı.
54
+
Mg(OH)2 bileşiğinin asit çözeltilerindeki çözünürlüğü bazik çözeltilerdeki çözünürlüğünden yüksek olacaktır.
Kuvvetli baz özellik gösteren ya da zayıf bazik anyon içeren iyonik bir bileşiğin çözünürlüğü, asitlik arttıkça(pH
küçüldükçe) artar.
-
-2
Genel olarak bazik anyonlar OH , S ,
iyonlarıdır. İyonik bileşiklerin hidroksitleri, sülfürleri ve karbonatları,
asidik çözeltilerde saf sudakine göre daha yüksek çözünürlüğe sahiptirler. Yağmur suyu içerdiği CO 2 ’den dolayı
asit özellikte olduğu için, kayaların yapıs ında bulunan CaCO 3 ’ü çözer ve çözünmüş madde ile mağaralarda ,
tavandan tabana damlalar halinde iner. Amlayan doymuş CaCO 3 çözleltisi halindeki damlalar mağaralarda sarkıt
ve dikitleri oluştururlar.
Örnek: Aşağıda verilen maddelerin saf sudaki ve asit çözel tilerindeki çözünürlüklerini karşılaştırınız.
a) BaF2
b) AgI
c) Ca(OH) 2
Çözüm:
-
a) F iyonu zayıf bir asit olan HF’nin konjuge bazı olduğu için BaF 2 bileşiğinin asit çözeltisindeki çözünürlüğü saf
sudaki çözünürlüğünden büyüktür.
-
b) I iyonu kuvvetli bir asit olan HI’nın konjuge bazı olduğu için çözeltisi nötr özelliktedir. Bu nedenle AgI’nın
çözünürlüğü hem saf suda hem de asit çözeltisinde aynıdır.
-
c) OH iyonu kuvvetli baz özelliği gösterdiği için asit çözeltisindeki çözünürlüğü daha fazladır.
Örnek: FeCO 3 ve PbBr 2 maddelerinden hangisi asitlerde bazlardakine göre daha fazla çözünür?
Çözüm:
-
iyonu bazik anyon olduğu için FeCO 3 asit çözeltilerinde daha fazla çözünür. (Br iyonu HBr kuvvetli
asitinin konjuge bazı olduğu için nötr özellik gösterir. PbBr 2 çözeltisi bu yüzden nötr özelliktedir.)
Çökelme
İyonik madde içeren iki çözelti karıştırıldığında, çözeltilerden birinden gelen katyon ile diğerinden gelen anyon
birleşerek suda çözünmeyen(çok az çözünebilen) bir katı madde oluşturabilirler. İki çözeltinin karıştırılmasıyla
suda çözünmeyen katı maddenin oluşması olayına çökelme denir. Çökelme olayının daha iyi anlaşılabilmesi için
çözünme tepkimesinin tepkime kesri(Q ç) kavramını irdelemek gerekir. Tepkime kesri bir iyonik maddenin suda
çözünmesi sırasında oluşan iyonların derişimlerinin, tepkimedeki katsayıları kadar üstlerinin alınmasıyla elde
edilen değerlerinin çarpılması sonucunda bulunan değerdir. Örneğin, CaF 2 suda çözündüğünde aşağıdaki gibi
iyonlarına ayrışır.
Qç = [Ca+2 ] . [F-]2
Bu nedenle Qç değerini Kç değeriyle karşılaştırarak, herhangi bir andaki tepkime durumunun, dengeye göre
hangi konumda olduğunu belirleyebiliriz.
Örneğin, Qç değeri Kç değerinden küçükse tepkime sağa kaymaktadır(ürünlere ya da çözünme yönüne
yönelmektedir). Tepkimede dipte katı madde varsa iyon derişimleri artacaktır. Dipte katı madde kalmamışsa ya
da yoksa iyon derişimleri artmayacaktır. Bu durumdaki çözeltiye doymamış çözelti denir. Doymamış çözeltiye
katı madde eklenirse, Q ç değeri Kç değerinden küçük olduğu sürece çözünme devam edecektir.
55
Qç değeri Kç değerine eşit olduğunda çözünme ve çökelme hızları eşt olur. Bu durumda sistem dengededir.
Böyle bir çözelti en azından görünebilir miktarda katı maddeyi ve katısıyla dengede olan iyonları içerir. Böyle
çözeltilere doymuş çözelti denir.
Qç değeri Kç değerinden büyükse tepkime sola(girenlere ya da çökelme yönüne) kayar. Bu durumda dipteki katı
madde artışı Q ç değeri Kç değerinden büyük olduğu sürece devam edecektir. Bazı özel durumlarda Q ç değeri Kç
değerinden büyük kalabilir ve çökelme devam etmeyebilir. Böyle çözeltilere aşırı doymuş çözelti denir. Aşırı
doymuş çözeltiler çok kararsızdır ve en ufak bir etkide fazlaca bulundurduğu miktar dibe çökebilir. Örneğin,
çözünmüş maddenin küçük bir parçası çözeltiye eklenirse, aşırı doymuş kısım çökelir ve denge oluşur. Qç değeri
Kç değerine eşitlenir.
İyonik bir bileşik içeren çözeltilerde Q ç değeri ile Kç değeri arasındaki ilişkiyi aşağıdaki gibi özetleyebiliriz.


Qç < Kç ise, çözelti doymamıştır ve daha fazla katı madde çözünebilir.
Qç > Kç ise, çözelti aşırı doymuş durumdadır ve fazladan çözünmüş gibi görünen katı madde dibe
çöker.

Qç = Kç ise, çözelti doymuş durumdadır ve dengededir. Çözelti, bulundurması gereken miktarda
iyonu içermekte ve eklenecek fazla katı maddeyi çözmeyecektir.
Qç değerine bakarak karıştırılan iki çözeltide çökelme olup olmayacağını belirleyebiliriz.
Örnek: Kurşun(II) nitrat çözeltisiyle, sodyum bromür çözeltileri karıştırılıyor. Karışımdaki çözeltide kurşun(II )
nitrat derişimi 0,0150 M, sodyum bromür derişimi 0,00350 M ölçülüyor. Oluşan karışım çözeltide bir çökelme
olur mu?
Çözüm: Oluşan karışımda çökelecek maddenin formülünü bulabilmek için başlangıç çözeltilerinden gelen
katyon ve anyonları çaprazlamak gerekir. Karışımda oluşacak tuzlar NaNO 3 ve PbBr 2 olacaktır. Bu tuzlardan
NaNO 3 suda çok iyi çözünebildiği için çökme olasılığı olan madde PbBr 2 olacaktır. PbBr 2 bileşiği suda çok az
-6
çözünebilen ve K ç değeri 4,67x10 olan bir maddedir. Bu durumda Q ç değerini hesaplayalım.
+2
- 2
Qç = [Pb ] . [Br ]
= (0,0150) . (0,00350)
2
= 1,84x10
-7
Qç < Kç
olduğu için çökelme olmayacaktır.
Örnek: Belirli bir sıcaklıkta AgCl tuzunun çözünürlük
-10
çarpımı 1,0x10 dur. Aşağıdaki çözeltilerin
hangilerine, çözelti hacmine eşit hacimdeki
-3
1,0x10 M AgNO 3 çözeltisi eklenirse çökelme
Örnek: Belirli bir sıcaklıkta, AgCl katısının
-10
çözünürlük çarpımı 1,0x10 dir. 100 ml 0,02
M AgNO 3 çözeltisi ile 100 ml 0,04 M NaCl
çözeltisi karıştırılıyor.
gözlenmez?
a) Çökelme olur mu?
-6
I. 2,0x10 M NaCl
b) Çökelme olursa, kaç mol AgCl çöker?
-5
II. 2,0x10 M KCl
c) Karışımda denge durumunda iyonların
-7
III. 1,0x10 M CaCl 2
molar derişimlerini hesaplayınız.
-4
IV. 1,0x10 M KCl
56
Örnek: Belirli bir sıcaklıkta, PbI 2 katısının
-9
çözünürlük çarpımı 8,0x10 dur. 400 ml 0,5 M
Pb(NO 3 )2 çözeltisi ile 600 ml 0,5 M NaI
Örnek: Belirli bir sıcaklıkta, PbCrO 4 tuzunun
-14
çözünürlük çarpımı 4,0x10 dir. 10 ml 0,2 M
Pb(NO 3 )2 çözeltisi ile 10 ml 0,1 M Na 2 CrO 4
çözeltisi karıştırılıyor. Çökelme
+2
tamamlandıktan sonra çözeltideki Pb
iyonları derişimi kaç M olur?
b) Çökelme olursa, kaç mol PbI 2 çöker?
Örnek: Belirli bir sıcaklıkta, Ag2 CO 3 tuzunun
-11
AgNO 3 çözeltisi ile 50 ml 0,1 M Na 2 CO 3
tamamlandıktan sonra çözeltideki tüm
Örnek: Belirli bir sıcaklıkta, PbCl 2 katısının
-9
çözünürlük çarpımı 1,21x10 dur. 100 ml 0,04
M Pb(NO 3 )2 çözeltisi ile 100 ml 0,06 M NaCl
iyonların iyonları derişimi kaç M olur?
Örnek: Belirli bir sıcaklıkta, AgBr katısının
-10
M NaBr çözeltisi ile 200 ml 0,006 M AgNO 3
b) Çökelme olursa, kaç mol PbCl 2 çöker?
Örnek: Belirli bir sıcaklıkta, PbSO 4 katısının
-8
çözünürlük çarpımı 1,3x10 dur. 400 ml
-4
2,0x10 M Pb(NO 3 )2 çözeltisi ile 400 ml
b) Çökelme olursa, kaç mol AgBr çöker?
-4
4,0x10 M Na 2 SO 4 çözeltisi karıştırılıyor.
b) Çökelme olursa, kaç mol PbSO 4 çöker?
-10
M AgNO 3 çözeltisi ile, 100 ml 0,04 M NaCl
Örnek: Belirli bir sıcaklıkta, AgOH katısının
-12
-5
çözünürlük çarpımı 2,0x10 dir. 2,0x10 M
-5
AgNO 3 çözeltisi ile 6,0x10 M NaI çözeltisi eşit
hacimlerde karıştırılıyor.
Tepkime sonucu dengeye ulaşan çözelti için
aşağıdakilerden hangii ya da hangileri
doğrudur?
-
I. Cl iyonları derişimi yarıya iner.
-
+
II. Cl ve Ag iyonları çarpımı K ç değerinden
büyüktür.
Örnek: Belirli bir sıcaklıkta, Ag2 CrO 4 tuzunun
-11
AgNO 3 çözeltisi ile100 ml 0,1 M Na 2 CrO 4
+
tamamlandıktan sonra çözeltideki Ag iyonları
derişimi kaç M olur?
III. AgCl çökeltisi oluşur.
57
-10
-4
-4
2,0x10 M AgNO 3 çözeltisi ile, 10 ml 4,0x10
Örnek: Belirli bir sıcaklıkta, SrCO 3 katısının
-5
çözünürlük çarpımı 3,6x10 dir. 200 ml
Sr(NO 3 )2 çözeltisi ile 200 ml 0,04 M K 2 CO 3
çözeltisi karıştırıldığında bir çökelmenin
olmaması için Sr(NO 3 )2 çözeltisinin başlangıç
M NaCl çözeltisi karıştırılıyor.
aşağıdakilerden hangisi ya da hangileri
derişimi en çok kaç M olmalıdır?
doğrudur?
-
-10
M AgNO 3 çözeltisi ile, 100 ml NaCl çözeltisi
karıştırılıyor. Bir çökelmenin başlayabilmesi
için NaCl çözeltisinin başlangıç derişimi en az
I. Cl iyonları derişimi yarıya iner.
-
+
II. Cl ve Ag iyonları çarpımı Kç değerinden
büyüktür.
III. AgCl çökeltisi oluşur.
kaç M olmalıdır?
Örnek: Belirli bir sıcaklıkta, Ca(OH) 2 katısının
-6
çözünürlük çarpımı 1,0x10 dır. 2000 ml 0,01
M Ca(NO 3 )2 çözeltisine bir miktar NaOH katısı
ekleniyor. Bir çökelmenin oluşmaması için
eklenecek NaOH kütlesi en fazla kaç gram
olmalıdır? (NaOH = 40 gram/mol)
Örnek: Belirli bir sıcaklıkta, CaSO 4 katısının
-10
-3
-4
2,0x10 M K2 SO 4 çözeltisi ile, 50 ml 2,0x10
M CaCl 2 çözeltisi karıştırılıyor.
doğrudur?
I. Ca
+2
Örnek: Belirli bir sıcaklıkta, CaF2 katısının
-11
Ca(NO 3 )2 çözeltisi ile 300 ml 0,04 M KF
başlayabilmesi için Ca(NO 3 )2 çözeltisinin
iyonları derişimi yarıya iner.
+2
II. Ca ve
iyonları çarpımı K ç değerinden
büyüktür.
başlangıç derişimi en az kaç M olmalıdır?
III. CaSO 4 çökeltisi oluşur.
Örnek: Belirli bir sıcaklıkta, Fe(OH) 2 katısının
-14
-4
Fe(NO 3 )2 çözeltisi ile 100 ml 4,0x10 M NaOH
başlayabilmesi için Fe(NO 3 )2 çözeltisinin
Örnek: Belirli bir sıcaklıkta, PbI 2 katısının
-9
-3
-3
2,0x10 M NaI çözeltisi ile, 50 ml 1,0x10 M
Pb(NO 3 )2 çözeltisi karıştırılıyor.
başlangıç derişimi en az kaç M olmalıdır?
doğrudur?
I. Pb
+2
Örnek: Belirli bir sıcaklıkta, MgCO 3 katısının
-5
çözünürlük çarpımı 2,4x10 dir. 100 ml 0,01
M MgCl 2 çözeltisi ile, 600 ml Na 2 CO 3 çözeltisi
karıştırılıyor. Bir çökelmenin başlamaması için
Na 2 CO 3 çözeltisinin başlangıç derişimi en çok
kaç M olmalıdır?
iyonları derişimi yarıya iner.
+2
- 2
II. [Pb ] . [I ] çarpımı Kç değerinden
büyüktür.
III. PbI 2 çökeltisi oluşur.
58
Seçmeli Çöktürme
Farklı metal katyonlarını içeren bir çözeltiden, metal katyonlarını birbirinden ayırmak için, çözeltiye
katyonlardan biri ile çökelek oluşturup diğerleriyle oluşturmayacak maddenin(anyon) eklenmesi yöntemine
+2
+2
seçmeli çöktürme denir. Örneğin, deniz suyunda bulunan Mg iyonları derişimi 0,059 M, Ca iyonları derişimi
0,011 M dır. Deniz suyunun içerdiği bu iyonları ayırmak için, çözeltiye bu iyonlardan biriyle çökecek, ancak
diğeriyle çökmeyecek olan bir madde eklemek gerekir. Bu madde KOH veya NaOH olabilir. Eklenecek
+2
+2
maddeden gelen OH iyonları Ca iyonları ile Ca(OH)2 , Mg iyonları Mg(OH)2 katı maddelerini oluşturabilir. Bu
-6
-13
maddelerin K ç değerleri tablodan bulunduğunda, Ca(OH) 2 için Kç = 4,68x10 , Mg(OH)2 için Kç = 2,06x10 olduğu
+2
+2
görülür. Bu değerler dikkate alındığında, Mg iyonlarının çökmesi için gereken OH miktarı, Ca iyonlarının
çökmeye başlaması için gereken miktardan çok azdır. Deniz suyuna NaOH ya da KOH eklenmeye başlandığında
Mg(OH)2 katısının çökmeye başlaması daha önce gerçekleşecektir. Mg(OH) 2 çökme işlemi, Ca(OH)2 maddesinin
çökmeye başlamasına kadar geçen aralıkta tek başına gerçekleşeceği için deniz suyundaki katyonlar büyük
oranda ayrıştırılmış olacaktır. Aşağıdaki örnek bu ayrıştırma işlemi ile ilgili işlemleri göstermektedir.
+2
+2
Örnek: Deniz suyunda bulunan Mg iyonları derişimi 0,059 M, Ca iyonları derişimi 0,011 M dır. Deniz
-6
suyundaki bu iyonları ayırmak için seçmeli çöktürme yapılır. (Ca(OH) 2 için Kç = 4,68x10 , Mg(OH)2 için Kç =
-13
2,06x10 )
-
+2
a) Deniz suyuna eklenen OH iyonları derişimi kaç M olduğunda Mg iyonları çökmeye başlar?
-
+2
b) OH iyonları derişimi hangi aralıkta iken yalnızca Mg iyonlarının çökmesi gerçekleşir?
+2
+2
c) Ca iyonlarının çökmeye başladığı anda Mg iyonları derişimi kaç M olur?
Çözüm:a) Mg(OH)2 tuzunun K ç değeri daha küçük olduğu için ilkönce Mg(OH) 2 katısı çökmeye başlayacaktır.
+2
- 2
Qç = [Mg ] . [OH ]
- 2
= (0,059) . [OH ]
Çökmenin başlayabilmesi için Q ç = Kç olmalıdır. Bu nedenle,
2,06x10
-13
- 2
= (0,059) . [OH ]
- 2
[OH ] =
-
-6
[OH ] = 1,9x10 M
+2
+2
b) Yalnızca Mg iyonlarının çökmesi için gerekli aralığı bulmak için Ca iyonlarının çökmeye başlaması için
gerekli olan OH iyonları derişimini bulmak gerekir.
+2
- 2
Qç = [Ca ] . [OH ]
- 2
= (0,011) . [OH ]
-6
Qç = Kç olduğu zaman,
- 2
4,68x10 = (0,011) . [OH ]
- 2
[OH ] =
-
-2
[OH ] = 2,06x10 M
+2
-
Bu durumda yalnızca Mg iyonlarının çökmesi için OH iyonları derişimi
59
-6
-
-6
1,9x10 M < [OH ] < 2,06x10 M
+2
c) Ca iyonları çökmeye başladığında
-
aralığında olmalıdır.
-2
*OH ] = 2,06x10 M olduğuna göre,
+2
- 2
Qç = [Mg ] . [OH ]
+2
-2 2
Qç = [Mg ] . (2,06x10 )
Qç = Kç olduğu zaman,
2,06x10
-13
+2
-2 2
= [Mg ] . (2,06x10 )
+2
[Mg ] =
+2
-10
+2
[Mg ] = 4,9x10 M olur. Bu işlem sonucunda Ca iyonları çökmeye
+2
-10
başlayıncaya kadar Mg iyonları derişimi 0,059 M’dan 4,9x10 M’a düşmüştür. Bu durumda seçmeli çöktürme
+2
işleminde %99,99 başarılı olunduğu görülür. Başka bir deyişle Mg iyonlarının %99,99’u çözeltiden tek başına
ayrılmıştır.
Kompleks İyon Dengesi
Buraya kadar içinde asit-baz dengesi ve
çözünürlük dengesinin de olduğu birçok
denge durumuna değinildi. Şimdi içerisinde
geçiş metallerinin iyonları içeren çözeltilerin
dengesinden bahsetmek gerekiyor. Geçiş
metallerinin iyonları iyi birer elektron
alıcısı(Lewis asiti) gibi davranırlar. Sulu
çözeltilerde, su elektron çiftini veren(Lewis
bazı) madde gibi davranarak, geçiş metali
iyonuyla hidratlaşır ve kompleks iyonlar
oluşturur. Örneğin, gümüş iyonları suyla
hidratlaşarak (
) (suda) kompleksini
oluşturur. Kimyacılar, hidratlaşmış gümüş
iyonunu gerçekte var olmayan bir şekilde,
+
kısaca Ag (suda) şeklinde gösterirler.
(
) türündeki yapılara komplek
iyonlar denir. Bir kompleks iyon, merkezinde
metal iyonu ve bu metal iyonuna bağlı nötr
molekül ya da anyon bulundurur. Kompleks
iyonda metal iyonuna bağlı, Lewis bazı gibi
davranan nötr molekül ya da anyonlara
ligand denir.
(
) kompleks iyonunda
-3
su ligand’dır.*Fe(CN)6 ] kompleks iyonunda
ise CN ligand’dır. (
) içeren bir
çözeltiye sudan daha kuvvetli bir Lewis bazı
eklendiğinde, kuvvetli Lewis bazı
kompleksteki su ile yer değiştirir. Örneğin,
amonyak(NH3 ), (
) ile tepkimeye
girerek su ile yer değiştirir.
(
) (
)
(
)
(
60
) (
)
( )
Denklemi basitleştirmek için, su denklemden çıkarılır ve tepkime basitleştirilmiş haliyle aşağıd aki gibi yazılabilir.
+
(
Ag (suda) + 2 NH3 (suda)
(
Tepkimede verilen Kol değeri
) (
) (
)
Kol = 1,7x10
7
) kompleks iyonunun oluşum değeridir. Oluşum sabiti(Kol)
kompleks iyonun kararlılığını gösterir. Oluşum sabiti büyüdükçe kompleks iyonun kararlılığı da artar.
(
Yukarıda verilen
) (
) oluşum denkleminin denge bağıntısı diğer denge bağıntıları gibi yazılabilir.
Kol =
(
)
[
][
[
](
)
]
o
Yukarıdaki tabloda bazı kompleks iyonların 25 C sıcaklıktaki oluşum değerleri verilmiştir.
-3
Örnek: 1,5x10 M Cu(NO 3 )2 çözeltisinin 200 ml’si ile 0,20 M 250 ml NH 3 çözeltisi karıştırılıyor. Karışım çözelti
dengeye ulaştığında, çözeltideki Cu
+2
(
iyonları derişimi kaç M olur? (
)
için Kol = 1,7x1013 )
Tepkime denklemi
(
+2
Cu (suda) + 4 NH3 (suda)
) (
)
Çözüm:
+2
Çözeltiler karıştırıldığında Cu ve NH3 derişimlerini bulmamız gerekir.
+2
-4
[Cu ] =
= 6,7x10 M
= 0,11 M
[NH3 ] = =
(
+2
Cu (suda) + 4 NH3 (suda)
+2
[Cu ]
Başlangıç
Değişim
Denge
6,7x10
[NH3 ]
-4
0,11
-4
≈(- 6,7x10 )
x
[
-4
-4
6,7x10
(
)
[
][
](
)
]
13
1,7x10 =
(
)
X = 2,7x10
+2
) ]
≈( + 6,7x10 )
0,11
[
(
)
0,0
≈4( - 6,7x10 )
Kol =
) (
[Cu ] = 2,7x10
-13
-13
M
61
-4
Kompleks iyon dengesinin çözünürlüğe etkisi
Kompleks iyon oluşturabilecek bir metal katyonu içeren iyonik bir bileşiğin çözünürlüğü, katyonla kompleks
iyon oluşturacak Lewis bazlarının varlığında artar. Metal katyonlarının çözünürlüğünü bu şekilde artıran bazı
Lewis bazları NH3 , CN ve OH dir. Örneğin AgCl suda çok az çözünebilen bir maddedir
Kç = 1,77x10
-10
Yukarıdaki çözeltiye NH3 eklenmesi durumunda AgCl tuzunun çözünürlüğü artmaya başlayacaktır. Amonyak
gümüş iyonları ile kompleks iyon oluşturacaktır ve çözünürlüğün artmasına neden olacaktır.
(
+
) (
)
Kol = 1,7x10
7
+
Kol değeri çok büyük olduğu için Ag iyonları derişimi azalacaktır. Böylece daha çok AgCl çözünecektir.
Kç = 1,77x10
(
+
) (
)
Kol = 1,7x10
-10
7
_________________________________________________________________________
(
AgCl(k) + 2 NH3 (suda)
) (
)
K = Kç . Kol = 3,0x10
-3
-3
-10
Amonyak eklenmesi, AgCl(k) çözünme ile ilgili denge sabitinin sayısal değerinde 3,0x10 / 1,77x10 =
7
1,7x10 (17 milyon) katlık bir değişime neden olur ve az çözünen AgCl tuzunun suda çok çözünebilmesini sağlar.
Kompleks iyonlar insan hayatında da önemli bir yer tutar. Kana kırmızı rengini veren hemoglobin bir
+2
komplekstir. Hemoglobin, hem ve globin proteininin biraraya gelmesiyle oluşmuştur. Fe iyonu, dört azot
atomuna koordinasyon bağıyla bağlanmıştır. Bu iyon beşinci koordinasyon bağını globin ile yaparken altıncı bağı
da solunum gazları ile yapar.
Hemoglobin + O 2
Oksihemoglobin
Oksijen, basıncı yüksek olan ortamda(akciğer kılcallarında) hemoglobinle kolayca birleşir ve oksihemoglobin
oluşur. Oksihemoglobin kan dolaşımı ile kalbe gelir. Kalpten tüm dokulara pompalanır. Doku kılcallarına gelir.
Doku kılcaldamarlarında oksihemoglobin yoğunluğu fazladır. Doku sıvılarının bulunduğu kısımlara geldiğinde,
oksijen, basıncı düşük olan doku sıvısına geçmek için hemoglobinden ayrılır ve serbest kalır. doku sıvı sından
gelen CO 2 ortamın asitliğini artırması da oksijenin hemoglobinden ayrılmasını hızlandırır.
Oksihemoglobin
Hemoglobin + O 2
Solunan havada karbonmonoksit(CO) gazı varsa hemoglobin CO ile öncelikli birleşir. Çünkü hemoglobin CO ile
oksijenle oluşturduğu kompleksten çok daha kararlı bir kompleks oluşturur. CO gazı ile oluşan kompleksten CO
gazının ayrılması çok zordur. CO’dan ayrılamayan hemoglobin, dokulara yeteri kadar oksijen taşıyamaz ve
dokular oksijensiz kalır. Buna karbonmonoksit zehirlenmesi denir.
Hemoglobin + CO
→
Karboksihemoglobin
Vücuttaki hemoglobinlerin yaklaşık yarısı CO ile birleşirse zehirlenme ölüme neden olur. Vücuda az miktarda CO
girdiğinde bu durum baş ağrısına neden olur. CO’nun hemoglobinle birleşmesi sırasında kişinin uykusu da gelir.
Bu nedenle CO zehirlenmesine uğrayan kişi, zaman geçirilmeden oksijen bakımından zengin bir ortama
götürülmeli ya da bulunduğu ortam hemen havalandırılmalıdır.
62

asitler-bazlar çözünürlük dengeleri

Transkript

Benzer belgeler

Asit-Baz Deney Foyu

Bölüm 5 Çalışma Soruları

Ali Arpat

Bileşik Formülü Yazma Kimyasal Tepkimeler 1.Yanma Tepkimeleri 2

ASİTLER VE BAZLAR

Gıdalarda C vitamini tayini - Erciyes Üniversitesi | Gıda Mühendisliği

gıdalarda boya maddeleri aranması