ASİTLER VE BAZLAR SULU ÇÖZELTİLERDE ASİT BAZ TANIMLARI 1* ARHENİUS ASİT BAZ TANIMI: Suda çözündüklerinde H+ katyonu veren maddeler asit, OH– anyonu veren maddeler baz olarak tanımlanır. 2* LOWRY BRONSTED ASİT BAZ TANIMI: H+ iyonu (proton) verebilen maddelere asit, H+ iyonu alabilen maddelere de baz denir. 3* LEWİS ASİT BAZ TANIMI: Bir elektron çifti alabilen maddeler asit, bir elektron çifti verebilen maddeler baz olarak tanımlanır.
SUYUN İYONLAŞMA DENKLEMİ VE ON MİLYONDA BİR ORANINDA İYONLAŞMASININ FAYDALARI H2O(s) ⇌ H+1(suda) + OH–1(suda) 1* 10 000 000 H2O molekülünden 1 tanesi iyonlarına ayrışır. 2* Hiç ayrışmasaydı veya daha fazla oranda ayrışsaydı ne olurdu? 3* Saf su, çok hassas aletlerle anlaşılabilecek derecede iletkendir. 4* Elektrik kaçağının olduğu, içi su ile dolu bir çamaşır 1
makinesinde elimizi suyun içine sokarsak, bize zarar vermez, ancak elektrik kaçağını anlayabiliriz. H2O molekülü iyonlarına hiç ayrışmasaydı, elektrik kaçağını hissedemediğimizden tedbir alamayacaktık; su, sigorta görevini yapamadığından bir anda daha büyük zararlar, derecesine göre ortaya çıkacaktı, yaşam son bulacaktı. 5* Elektrikli aletin içine su kaçarsa kontak yapar. Bu bir sigortadır ve uyarıdır; tedbirli olmamız, elektrikli aletin tamirini yapmamız için bir ikazdır; çünkü tedbirsiz ve ihtiyatsız olarak aletin tamiriyle uğraşılırsa, elektrik çarparak öldürür. H2O molekülü iyonlarına hiç ayrışmasaydı, tedbirli olmamız için ikaz meselesi ortadan kalkacaktı. 6* H2O molekülü iyonlarına daha fazla ayrışsaydı, sayılamayacak kadar çok arıza ortaya çıkardı. Örneğin; su nötr olmayacaktı, hem asidik hem de bazik özellikte olduğundan dolayı hayatın canlılar için devamı mümkün olmayacaktı. Yine elektrikli aletin içine su kaçtığında, alet kendi kendini durduramayacak, kontak yapamadan, bir anda büyük ve ölümcül patlamalar, yangınlar meydana gelecekti.
SUYUN İYONLAŞMASI (SAF SUDA [H+1] VE [OH–] HESABI) 7* H2O(s) + H2O(s) ⇌ H3O+(suda) + OH–(suda) 8* Ksu = [H3O+(suda)] [OH–(suda)] 9* Ksu = 1,008 x 10–14 (25 °C’ta) 10* Denge bağıntısı yazılır. 11* [H+1] = [OH–] olduğuna göre; 12* [H+1] = 10–7 M olur. 13* [OH–] = 10–7 M olur.
SAF SUDA pH VE pOH HESABI 2
14* p, power kelimesinin kısaltılmışı olup herhangi bir sayının eksi logaritmasıdır. 15* pH = –log [H+1] formülünden; 16* [H+1] = 10–7 M olduğuna göre; 17* pH = 7 olur. 18* pOH = –log [OH–] formülünden; 19* [OH–] = 10–7 M olduğuna göre de; 20* pOH = 7 olur.
Ksu 21* 22* 23* 24* 25* 26* 27* 28*
Ksu, suyun denge sabitidir. 2H2O(s) ⇌ H3O+(suda) + OH–(suda) Bu denklemin denge bağıntısını yazalım: Ksu = [H3O+] [OH–] Ksu = 10–14 olduğuna göre şu iki formülü yazabiliriz: [H3O+] [OH–] = 10–14 [H3O+] = 10–14 / [OH–] [OH–] = 10–14 / [H3O+]
pH VE pOH 29* 30* 31* 32* 33* 34* 35* 36*
Ksu = 10–14 pKsu = –log [10–14] pKsu = 14 Ksu = [H+] [OH–] –log Ksu = –log [H+] [OH–] –log Ksu = (–log [H+]) + (–log [OH–]) pKsu = pH + pOH pH + pOH = 14
KUVVETLİ ASİT VE KUVVETLİ BAZLARIN 3
İYONLAŞMASI 37* Kuvvetli asitler ve kuvvetli bazlar suda tam olarak iyonlarına ayrışır. Bu nedenle suda çözünme denklemleri tek yönlü okla ifade edilir. Örneğin; 38* HCl(g) → H+(suda) + Cl–(suda) 39* NaOH(k) → Na+(suda) + OH–(suda)
KUVVETLİ ASİTLER 40* 41* 42*
HCl HNO3 H2SO4
KUVVETLİ BAZLAR 43* 44* 45* 46* 47* 48*
LiOH NaOH KOH RbOH CsOH FrOH
ÇÖZÜMLÜ pH PROBLEMLERİ 49* ÖRNEK: [H+1] = 10–1 M olan çözeltinin pOH’ını bulunuz. 50* ÇÖZÜM + [H ] [OH–] = 10–14 [H +] = 10–1 M [10–1] [OH–] = 10–14 [OH–] = 10–14 / [10–1] [OH–] = 10–13 M pOH = –log [OH–] [OH–] = 10–13 M olduğuna göre; 4
pOH = 13 olur. 51* ÖRNEK: pOH’ı 5 olan çözeltide H+1 molar derişimi kaçtır? 52* ÇÖZÜM pOH = 5 pH = 9 [H+1] = 10–9 M 53* ÖRNEK: 0,1 M NaOH çözeltisinde pH kaçtır? 54* ÇÖZÜM [NaOH] = [OH–] = 0,1 M = 1x 10–1 M pOH = 1 pH = 13 55* ÖRNEK: 0,05 M H2SO4 çözeltisinin pH’ını bulunuz. 56* ÇÖZÜM H2SO4(suda) → 2H+1(suda) + SO4–2(suda) [H2SO4] = 0,05 M [H+1] = 0,1 M = 1x 10–1 M pH = 1 57* ÖRNEK: Deniz suyundan alınan bir numunede OH– iyon derişimi 10–8 M olduğuna göre; deniz suyunun pOH’ını ve pH’ını bulunuz. 58* ÇÖZÜM: pOH = –log [OH–] [OH–] = 10–8 M pOH = 8 pH = 14 – pOH pH = 14 – 8 pH = 6
KUVVETLİ ASİT VEYA KUVVETLİ BAZIN 5
MOLAR DERİŞİMİ < 10–7 M İSE SORU FARKLI ÇÖZÜLÜR 59* ÖRNEK: 10–9 M HCl çözeltinin pH’ını bulunuz. 60* YANLIŞ ÇÖZÜM: Doğrudan doğruya formülden çözülürse yanlış sonuç çıkar. pH = –log [H+1] formülünden; [H+1] = 10–9 M olduğuna göre; pH = 9 olur.” denilemez. 61* DOĞRU ÇÖZÜM: Soruda [H+1] < 10–7 M ise çözüm ortak iyon etkisi düşünülerek çözülebilir; bu çözüm uzun bir yoldur. Sudan gelen [H+1] = 10–7 M’dır. Seyreltik asit çözeltisinden gelen [H+1] = 10–9 M’dır; bu çok küçük bir sayı olduğundan ihmal edilir, hesaplamaya katılmaz. Netice olarak asit çözeltisi, saf su gibi algılanıp çözüm yapılır. Saf suda; [H+1] = 10–7 M olduğuna göre; pH = 7 bulunur.
MATEMATİK İLE KİMYA FORMÜLÜNÜN UZLAŞMASI VEYA BİR KİMYA PARADOKSU 62* 10–8 M HCl çözeltisinin pH’ı 8 değildir. 63* 10–9 M HCl çözeltisinin pH’ı da 9 değildir. 64* Asit çözeltisinde sudan gelen H+ derişimi zaten 10–7 M’dır. Bir de ne kadar seyreltik olursa olsun asitten gelen H+ vardır. 65* İhmal edilmeden yapılan ince hesap sonucunda pH, 7’den küçük ama 7’ye çok yakın bir rakam çıkar. 66* Görüldüğü gibi hem matematiksel hem de kimyasal çözüm belli noktalarda yetersiz kalıyor; başka şeylerin de düşünülmesi gerekiyor. 67* ÖRNEK: 10–9 M HCl çözeltinin pOH’ını bulunuz. 68* ÇÖZÜM: [H+1] = 10–9 Bu soru bir önceki soru gibi çözülemez. Saf su gibi kabul edilerek çözüme gidilmelidir. 6
pOH = 7 olur. 69* ÖRNEK: 10–11 M HCl çözeltisinin pH’ını bulunuz. 70* ÇÖZÜM: [H+1] = 10–11 pOH = 7 71* ÖRNEK: 10–10 M NaOH çözeltinin pOH’ını bulunuz. 72* ÇÖZÜM – [OH ] = 10–10 M pOH = 7
ASİTLERİN VE BAZLARIN AYRIŞMA DENGELERİ ZAYIF ASİTLER VE ZAYIF BAZLAR Ksu, Ka, Kb 1* Ka, asitlik denge sabitidir. 2* Kb, bazlık denge sabitidir. 3* Ksu, suyun denge sabitidir.
ZAYIF ASİTLERİN VE ZAYIF BAZLARIN İYONLAŞMASI 4* Konjuge asit baz çiftlerinin K’larının çarpımı Ksu’yu verir. 5* HA(s) + H2O(s) ⇌ H3O+(suda) + A–(suda) 6* A–(suda) + H2O(s) ⇌ HA(s) + OH–(suda) 7* Bu iki denklem taraf tarafa toplanırsa aşağıdaki denklemi verir: 8* 2H2O(s) ⇌ H3O+(suda) + OH–(suda) 9* Bu denklemin denge bağıntısını yazalım: 10* Ksu = [H3O+] [OH–] 7
11* 12* 13* 14* 15* 16* 17* 18* 19*
Ksu = 10–14 olduğuna göre şu iki formülü yazabiliriz: [H3O+] [OH–] = 10–14 [H3O+] = 10–14 / [OH–] [OH–] = 10–14 / [H3O+] Konjuge asit baz çiftlerinin K’larının çarpımı Ksu’yu verir. Ksu = Ka Kb Ksu = 10–14 olduğuna göre şu iki formülü yazabiliriz: Ka = 10–14 / Kb Kb = 10–14 / Ka
EŞLENİK ASİT-BAZ ÇİFTLERİNDE Ka ve Kb İLİŞKİSİ 73* Konjuge asit baz çiftlerinin K’larının çarpımı Ksu’yu verir. 74* Ka Kb = Ksu 75* Soru: HCOOH’ın Ka değeri 1,8x10–4’tür. HCOOH’ın konjuge bazının Kb değerini bulunuz. 76* Cevap:10–14/1,8x10–4=5,56x10–11
pKsu, pKa, pKb 20* 21* 22* 23* 24* 25* 26* 27* 28* 29*
pKa, asitlik sabitinin eksi logaritmasıdır. pKa = –log Ka pKb, bazlık sabitinin eksi logaritmasıdır. pKb = –log Kb pKsu, suyun denge sabitinin eksi logaritmasıdır. pKsu = –log Ksu Ksu = 10–14 pKsu = –log [10–14] pKsu = 14 olur. pKsu = pKa + pKb 8
ZAYIF ASİT VE ZAYIF BAZLARIN İYONLAŞMASI 4* Zayıf asit ve bazlara şu örnekler verilebilir: HF, HCN, CH3COOH, H2S, H2CO3, H3PO4, NH3, AgOH, Fe(OH)3, Mg(OH)2, Cu(OH)2 5* Zayıf asit ve zayıf bazların suda az bir kısmı iyonlarına ayrılırken büyük bir kısmı molekül hâlinde kalır. 6* İyonlaşma denklemleri çift yönlüdür. 7* Örneğin HCN nin suda iyonlaşma denklemi; HCN(suda) ⇌ H+(suda) + CN–(suda) şeklindedir.
ZAYIF ASİT VE ZAYIF BAZLARDA DENGE BAĞINTISI 8* Ka asitlik sabitidir. 9* Ka (asitlik sabiti) değeri ne kadar büyükse asit o kadar kuvvetli, ne kadar küçükse asit o kadar zayıftır. 10* Ürünlerin molar derişimlerinin, girenlerin molar derişimlerine oranı Ka asitlik sabitine eşitse sistem dengededir. Kat sayılar üs olarak yazılır. Katı ve sıvılar alınmaz.
HİDROLİZ 1* Kuvvetli asitlerle zayıf bazların reaksiyonlarından oluşan asidik tuzların katyonu ve kuvvetli bazlarla zayıf asitlerin reaksiyonundan oluşan bazik tuzların anyonu suda hidroliz olur. 2* Nötr tuzlar, suda hidroliz olmazlar. 3* Bazik tuzlara KCN, NaF, CH3COONa örnek verilebilir. 4* Asidik tuzlara NH4Cl, FeCl3, AlCI3 örnek verilebilir. 9
5* Nötr tuzlara KCl, NaNO3, Na2SO4 örnek verilebilir. Nötr tuz çözeltilerinin pH’ı 7’dir.
ASİDİK TUZ ÇÖZELTİLERİNDE pH BULUNMASI 6* Asidik tuz çözeltilerinin pH bulunurken Kb verilmiştir. 7* 1,85 M’lık NH4Cl tuzu çözeltisinin (asidik tuz) pH’ı kaçtır? (NH3 için Kb=1,85x10-5) 8* Kh=Ksu/Kb 9* Kh=10-14/1,85x10-5 10* Kh=5,4x10-10 11* NH4Cl → NH4+ + Cl12* NH4+ + H2O ⇄ NH4OH + H+ 13* Başlangıç: 0,185 M 0 0 14* Değişim: -X +X +X 15* Dengede: (0,185-X) X X 2 16* Kh= X /0,185-X 17* (X ihmal edilir.) 18* 5,4x10-10= X2/0,185 19* X2=10-10 20* X=[H+]= 10-5 M 21* pH= 5
BAZİK TUZ ÇÖZELTİLERİNDE pOH BULUNMASI 22* Bazik tuz çözeltilerinin pOH bulunurken Ka verilmiştir. 23* 10-2 molar KCN tuzu çözeltisinde [OH-] ve pOH kaçtır? (HCN için Ka=10-10) (KCN, hidroliz olan asidik bir tuzdur.) 24* Kh=Ksu/Ka 25* Kh=10-14/10-10 10
26* 27* 28* 29* 30* 31* 32* 33* 34* 35* 36* 37* 38*
Kh=10-4 CH3COONa → Na+ + CH3COOKCN → K+ + CNCN- + H2O ⇄ HCN + OHBaşlangıç: 10-2 M 0 0 Değişim: -X +X +X Dengede: 10-2-X X X Kh= X2/10-2-X (X ihmal edilir.) 10-4= X2/10-2 X2=10-6 X=[OH-]= 10-3 M pOH= 3
ZAYIF ASİT VE BAZLARDA ORTAK İYON ETKİSİ (TAMPON ÇÖZELTİLER) 11* İki çeşit tampon çözelti vardır. 12* Birincisi (Asidik tampon): Zayıf bir asit ile bu asidin kuvvetli bir bazla olan –asidin anyonunu içeren– tuzu aynı kapta çözünürse oluşan çözelti asidik tampondur. 13* İkincisi (Bazik tampon): Zayıf bir baz ve bu bazın kuvvetli bir asitle olan –bazın katyonunu içeren– tuzu aynı kapta çözünürse oluşan çözeltiye bazik tampon çözelti denir.
BAZİK TAMPONLARDA pOH BULUNMASI 39* 0,54 mol NH3 ve 1 mol NH4Cl’nin çözünmesiyle 1 L tampon çözelti elde ediliyor. [H+] ve pH nedir? (NH3 için Kb=1,85x10-5) 40* [OH-]=Kb[Baz]/[Tuz] 41* [OH-]=1,85x10-5x0,54/1 M 42* [OH-]=10-5 M 11
43*
pOH=5
ASİDİK TAMPONLARDA pH BULUNMASI 44* 0,1 mol HCN ve 1 mol NaCN’nin çözünmesiyle 1 L tampon çözelti elde ediliyor. [H+] ve pH nedir? (Ka=10-10) 45* [H+] =Ka[Asit]/[Tuz] 46* [H+] = 10-10x0,1/1 M 47* [H+] = 10-10x10-1 M 48* [H+] = 10-11 M 49* pH =11
NÖTRALLEŞME 77* Asit ve baz çözeltilerinin karıştırılması ile nötrleşme ya tam ya da kısmen olur. 78* Karışım sonucunda arta kalan madde yoksa % 100 nötralleşme olmuştur. 79* Karışım sonucunda arta kalan madde varsa kısmen nötralleşme olmuştur.
ASİT VE BAZ ÇÖZELTİLERİNİN KARIŞTIRILMASI SONUCUNDA TAM NÖTRLEŞME VE pH 80* Kuvvetli asit ile kuvvetli bazın karıştırılması sonucunda % 100 nötralleşme olduysa pH=7’dir. 81* Kuvvetli asit ile zayıf bazın karıştırılması sonucunda % 100 nötralleşme olduysa pH, 7’nin altındadır. 82* Kuvvetli baz ile zayıf asit % 100 nötralleştiyse pH, 7’nin üstündedir. 83* Zayıf baz ile zayıf asit % 100 nötralleştiyse pH, 7’nin üstünde de olabilir, altında da olabilir. 12
ASİT VE BAZ ÇÖZELTİLERİNİN KARIŞTIRILMASI İLE HİDROLİZ İLİŞKİSİ 84* Asit veya bazdan birisi zayıf, birisi kuvvetliyse ve aynı zamanda % 100 nötralleşme gerçekleştiyse (arta kalan madde yoksa) ortamda yalnız hidroliz olan bir tuz var demektir. Önce bu tuzun molaritesi bulunur, sonra hidroliz denklemi yazılır, [H+1] hidroliz denge bağıntısından hesaplanır.
KARIŞTIRILAN ASİT VE BAZ ÇÖZELTİLERİNDEN BİRİSİ ZAYIFSA VE % 100 NÖTRALLEŞME OLMAMIŞSA BU KARIŞIMLARIN BİR KISMINDA TAMPON ÇÖZELTİ OLUŞUR 85* Kuvvetli asit ile zayıf bazın karışması sonucu arta kalan zayıf baz veya zayıf asit ile kuvvetli bazın karışması sonucu arta kalan zayıf asit ise oluşan tampondur. 86* Önce karışımdaki molar derişimler, sonra tampon çözelti formülünden [H+1] bulunur, son olarak da pH hesaplanır.
KARIŞTIRILAN ASİT VE BAZ ÇÖZELTİLERİNDEN BİRİSİ ZAYIFSA VE % 100 NÖTRALLEŞME OLMAMIŞSA BU KARIŞIMLARIN BİR KISMINDA TAMPON ÇÖZELTİ OLUŞMAZ 13
87* Kuvvetli asitle zayıf baz karışınca kuvvetli asit arta kalırsa veya zayıf asitle kuvvetli bazın karışınca kuvvetli baz arta kalırsa, tampon çözelti oluşmaz. 88* Böyle karışımlar kuvvetli asit veya kuvvetli baz çözeltisi gibi düşünülür. 89* Karışımda kuvvetli asit arta kaldıysa önce toplam hacimdeki kuvvetli asit molar derişimi, dolayısıyla H+1 molar derişimi, son olarak da pH bulunur. 90* Karışımda kuvvetli baz arta kaldıysa önce toplam hacimdeki kuvvetli baz molar derişimi, dolayısıyla OH– molar derişimi, son olarak da pH bulunur. 91* Ortamdaki asidik tuzun hidrolizinden gelen H+1 molü veya ortamdaki bazik tuzun hidrolizinden gelen OH– molü hesabına gerek yoktur; ihmal edilir.
HAYATIMIZDAKİ DOĞAL İNORGANİK ASİTLER 1* HCl (Hidroklorik asit): Mide asididir. 2* H2CO3 (Karbonik asit ): Doğal maden sodalarında en çok oranda bulunan maddedir.
HAYATIMIZDAKİ YAPAY İNORGANİK ASİTLER 3* HCl (Hidroklorik asit): Tuz ruhu adıyla bilinen ve temizlikte doğrudan kullanılan madde, % 36’lık derişik HCl (hidroklorik asit)’tir. Sıvı olup yoğunluğu 1,16 g/mL’dir. Fayans, taş vb. ıslak zeminde, ağır kirleri temizlemek için kullanılır. Tuvaletlerde de kullanılmaktadır; fakat sağlığa zararlıdır. 14
4* H3PO4 (Fosforik asit): Kolalarda bulunur. 5* H2CO3 (Karbonik asit): Meşrubatlarda bulunur. 6* H2SO4 (Sülfürik asit): Aküde kullanılan sıvıdır. 7* HNO3 (Nitrik asit): Kezzap da denir. Nitrat gübresinin elde edilmesinde kullanılır. TNT (trinitro toluen) ve nitro gliserin (dinamitin esas maddesi) patlayıcılarının imalinde nitrik asit gereklidir. 8* H3BO3 (Borik asit ): Alerjik göz kaşıntılarında borik asit çözeltisi kullanılır. Borik asit, beyaz toz hâlinde katı bir bileşiktir. Borik asit yapay bir bileşiktir. Kütahya Emet’te bulunan Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğüne ait devletin borik asit fabrikasında, yine Emet’te çıkarılan bor cevherinden borik asit elde edilmektedir. Bor, en çok borik asit olarak ihraç edilmektedir. Borik asit, pek çok sektörde yaygın olarak kullanılmaktadır. Yapay olduğundan ve toksik etkisinden dolayı hassas kişilerde yan etki olarak gözde ağrı, yanma ve kızarıklık görülür. Ayrıca baş ağrısı ve görmede geçici bozukluk da yapar.
HAYATIMIZDAKİ BAZLAR 9* Ca(OH)2(k): Sönmüş kireçtir. Yalnız kireç denince de sönmüş kireç anlaşılır. 10* Ca(OH)2(suda): Kireç suyu, kalsiyum hidroksitin doymamış veya doymuş çözeltisidir. CO2 gazının ayıracıdır. 11* Ca(OH)2(süspansiyon): Badana yapımında kullanılan kireç bulamacıdır. 12*
KOH: Potas kostik ismiyle bilinin maddedir. Gübre ve 15
arap sabunu yapımında kullanılır. 13* NaOH: Kostik adıyla bilinir. Sabun imalinde ve yeşil zeytinleri 5–6 günde sarartıp piyasaya sürmek için katkı maddesi olarak kullanılır. 14* Mg(OH)2(k) ve Al(OH)3(k): Antiasit mide pastilleridir. Yapay olduklarından kabızlık yaparlar ve uzun süreli kullanımlarda fosfat yetersizliği görülür. 15* NH3 (Amonyak): Gübre yapımında kullanılır. Amonyak, çoğu temizlik malzemesinin bileşimine girer. % 25’lik olan derişik amonyak 5–10 misli seyreltildikten sonra doğrudan temizlik maddesi olarak koltuk, döşeme, halı temizliğinde ve kumaş lekelerinin çıkarılmasında kullanılır. Gümüş eşyalar da amonyakla temizlenir. Amonyak, yüksek sıcaklık ve basınçta üretilir. N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 + 22 kcal
MİDE EKŞİMESİNDE KULLANILAN MİDE PASTİLLERİNİN GÖREVİNİN REAKSİYON DENKLEMİYLE GÖSTERİLMESİ Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O
MİDE EKŞİMESİNDE KULLANILAN KARBONATIN GÖREVİNİN REAKSİYON 16
DENKLEMİYLE GÖSTERİLMESİ NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2
MADEN SODASININ GÖREVİNİN REAKSİYON DENKLEMİYLE GÖSTERİLMESİ – + (HCO3) + H → H2O + CO2
ASİT YAĞMURU SO2 + ½ O2 → SO3 SO3 + H2O ⇌ H2SO4 Filtresi olmayan fabrika bacalarından çıkan SO2 gazı; havadaki O2 ile birleşir, SO3 gazı oluşur SO3gazı; yağmur yağdığında H2O ile birleşir. Asit yağmuru adıyla bilinen H2SO4 meydana gelir.
HNO3 ENDÜSTRİDE YÜKSEK BASINÇ VE SICAKLIKTA ELDE EDİLİR 92* Bütün yanma reaksiyonları ekzotermik olduğu hâlde azotun yanması endotermiktir. Endotermik reaksiyonlar, kendiliğinden gerçekleşmez. Endüstride yüksek sıcaklık ve basınçta gerçekleşir. N2 + 2,5O2 + yüksek sıcaklık + yüksek basınç ⇌ N2O5 93* Azot oksitlerin suyla birleşmesine ait reaksiyon da çift yönlü olup ileri reaksiyonun hızı çok yavaştır. 17
N2O5 + H2O ⇌ 2HNO3
EKZOTERMİK OLDUĞU HÂLDE GERÇEKLEŞMEYEN REAKSİYON (SULARIN ACILAŞMAMASI) 94* Havada N2 ve H2 bulunduğu ve tepkime ekzotermik olduğu hâlde NH3 oluşmaz. 95* Oluşsaydı sular acılaşacaktı. 96* NH3, suları acılaştıran bir maddedir. N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 + 22 kcal NH3 + H2O ⇌ NH4OH
ÇAMAŞIR SUYU VE TUZ RUHU BİRLEŞİNCE AÇIĞA ÇIKAN KLOR GAZI ÖLDÜRÜR NaOCl + 2HCl → NaCl + H2O + Cl2
VÜCUT SIVILARINDA pH’IN ÖNEMİ 97* Vücut sıvılarının belli pH değerlerinde olması gerekir. Aksi hâlde çeşitli hastalıklar meydana gelir. 98* Kanın pH’ı 7’ye düşerse veya 7,8’e çıkarsa insan ölür. 99* İdrarın pH’ı, alınan besin maddelerine göre değişir. 100* Tükürüğün pH’ı ağız mukozasının fonksiyonlarını en iyi yapabileceği seviyededir. 101* Mide öz suyu pH’ının 2’nin altına düşmesi ülser rahatsızlığındandır; pH’ın artması ise hazımsızlık demektir. 1* Sıhhatli durumlarda pH belli aralıklarda tutulmaktadır. 2* Hücre içinde her an asidik ya da bazik özellikte maddeler meydana gelmesine rağmen meydana gelen asitler, bazlarla; bazlar ise asitlerle birleşerek tuzları yapar. Böylece hücre içi 18
pH değeri sabit tutulur. 3* Hücre zarının seçici geçirgenlik özelliği vardır. 4* Görüldüğü gibi; hücrede, hayatın devamı için önemli tedbirler vardır. 5* pH’ın sabit tutulması için; zardan belli maddelerin hücre içine girmesi, bazen de pH’ı bozan maddelerin hücre dışına atılması gerekmektedir. 6* Bazı hücrelerde her an 2000 kimyasal reaksiyonun olduğu göz önüne alınırsa pH’ın sabit tutuluşundaki hassasiyet daha iyi anlaşılmış olur. 7* pH’ın değişmemesi için hücrenin ihtiyacı olan maddeler hücreye zamanında ve ihtiyaç miktarında girmekte, zararlı maddeler de hücreden atılmaktadır; böylece pH korunmaktadır. 8* Vücudun ihtiyacı olan moleküller, gerektiğinde hücre içinde de sentezlenebilir. Bu sentez esnasında pH’ın da korunduğu görülmektedir. 9* Her bir molekül için hücre zarında özel bir şifre vardır. Böylece hücreye girmek üzere gelen her çeşit molekülün faydalısı zararlısından ayrılmaktadır. Gereksinim duyuldukça da yeni şifrelemeler olmaktadır. Gereksinim; yeni ortaya çıkan, yapay olduğundan dolayı da sağlığa zararlı bazı moleküllere karşı duyulmaktadır. Bu şifreleme, elbette her zaman olmaz. İnsan, kendi isteğiyle zarara razı olmuş olabilir. Hastalıklarda ve ölümde sebeplerin perde olduğu da unutulmamalıdır. 10* Sağlığı bozacak ölçüde pH değişimine neden olan yabancı moleküllere karşı hücre zarı karşı koyar; karşı koyamazsa, hücre ya hastalanır ya da ölür. Ölen hücreler, vücudun dışına bilinen yollarla çıkarılır.
GASTROENTESTİNAL SİSTEM VE pH 19
102* Mide ve bağırsak asitliğinin derecesinin ayarlanmasında çok hassas dengeler gözetilir. Bu dengeler bozulursa değişik rahatsızlıklar ortaya çıkar. 103* Özellikle insanın ruhsal durumunun, mide hareketleri ve mide salgısına etkisi büyüktür. 104* Gıdalardan yalnız proteinlerin sindiriminin bir kısmı midede olur ve kuvvetli asidik ortamda yürütülür. 105* Midede pepsin enzimi ve hidroklorik asit etkisiyle proteinler peptonlara parçalanır. 106* İnce bağırsakta; yağlar, karbonhidratlar, bir de midede peptona parçalanan proteinler yapı taşına ayrışır. 107* İnce bağırsaktaki sindirimde ortamın; nötre yakın asidik veya nötre yakın bazik olması gerekir. 108* Her bir besin maddesinin sindirimi için gereken pH değerleri farklıdır. 109* İnce bağırsakta farklı pH değerlerinin ayarlanmasında; ince bağırsak duvarı, pankreas ve safra salgısı görevlidir. 110* Midenin çıkışında 4–7,2 arasında değişen pH değeri, ince bağırsağın başlangıcında 5,6 ile 7 arasında, ince bağırsağın ortalarında 6,8 ile 7,6 aralığında, ince bağırsağın sonlarında ise 7,2 ile 8,3 arasında olur. 111* Mide, salgı yaptığında koruyucu mukusun altındaki pH, 7’dir. Mukusun üstündeki pH, 2’dir. 112* Kör bağırsakta 5,8–7,6 olarak belirlenen pH derecesi, kalın bağırsakta 6,5–7,8’dir. 113* Dışkının (gaita) pH’ı 6 ile 7,3 arasında değişir. 114* Mide ve bağırsakta pH değerlerinin belli aralıklarda olması, hem sindirim ve hem emilmenin devamı hem de bağırsak bakterilerinin görevlerini yapabilmeleri için gereklidir. 115* Mideden yemek borusuna geri kaçan karışımın pH’ı düşük olduğundan reflü hastalığına sebep olur. 116* Reflü; yemek borusundaki ağrı, yanma ve iltihaptır. 20
YAŞAM VE TAMPON ÇÖZELTİLER 117* Bazı kimyasal deneylerde ortam pH’ının uzun süre sabit kalması istenir. Bu deneylerde tampon çözeltiler kullanılır. 118* Hücre ancak nötre yakın ortamda fonksiyonlarını yürütür. Hücre içi ve hücre dışı sıvının nötr ortamı kaybetmesi hücre çalışmasını imkânsız hâle getirir. Bu nedenle vücut sıvılarının nötr ortamda tutulması için denetim mekanizmaları kurulmuştur. 119* Bunlardan en önemlisi proteinlerdir. Proteinler, tampon görevi yaparak pH değişikliklerine mani olmakla görevlidir. 120* Denetim mekanizmalarından ikincisi ise mineral maddelerdir. 121* İyonların bazıları asit, bazıları da baz oluşturma özelliğine sahiptir. Asit oluşturanlar kükürt, fosfor ve klorür iyonları; baz oluşturanlar ise sodyum, potasyum, kalsiyum, magnezyum ve demir iyonlarıdır. Bu iyonları yiyeceklerle alırız. 122* Bunlar birbirleriyle birleşerek tuz oluşturup vücut sıvısının nötr ortamda kalmasına yardımcı olurlar. 123* Asit yağmurundan sonra deniz ve göl sularının pH’ında değişiklik olmaz. pH değişseydi yaşayan canlılar için tehlike söz konusuydu. Deniz ve göldeki tampon sistemler, asit yağmurundan dolayı pH düşmesine engel olur.
pH, KUVVETLİLİK VE ÇOKLUK İLİŞKİSİ 124* pH’ın kuvvetlilikle ilişkisi yoktur. Kuvvetli asit şayet seyreltik ise pH’ı yüksektir. HCl kuvvetli asit, CH3COOH ise – zayıf asittir. 10 6 M HCl çözeltisinin pH’ı 6’dır. 0,05 M CH3COOH çözeltisinin pH’ı ise 3’tür. 21
+
125* Kuvvetlilik çok H olmasına göre değildir. Kendinde mevcut olanın tamamını vermesi ile ilgilidir. + 126* pH ise H çokluğuyla ilgilidir.
ASİDİN KUVVETİYLE REAKSİYONA GİRME KABİLİYETİ FARKLIDIR 127* 128* 129*
Çaydanlıktaki kireç, limon suyu ile çözülür. Limon suyu, zayıf asit olan sitrik asittir. Kireci kuvvetli asitlerle bile çözemeyiz.
pH 0’DAN KÜÇÜK, pOH DA 14’TEN BÜYÜK OLABİLİR 130*
1’in logaritması 0’dır. 1’den büyük sayıların eksi +
logaritması 0’dan küçüktür (eksidir). H derişimi 1’den büyük asitlerin pH’ı eksidir. pH + pOH = 14 olduğuna göre pOH da 14’ten büyüktür. 131* Bu nedenle skalanın ucu açık olmalıdır.
ASİTLİK VE BAZLIK VARDIR, ASİT VE BAZ YOKTUR 132* Asitlik ve bazlık kimyasal bir özelliktir. 133* pH’ı 7’den küçük diye her maddeye asit, pH’ı 7’den büyük diye de her maddeye baz denmez. Örneğin; “Sabun bazdır.”, “NH4Cl asittir.” gibi söylemler yanlıştır; çünkü ikisi de tuzdur. Sabun, bazik özelliktedir. NH4Cl asidik özelliktedir. 134* Bununla beraber asit–baz denince HCl, NH3 vb. sadece bazı maddeler de anlaşılır. 22
ASİT–BAZ TİTRASYONLARI 30* Titrasyon, titrimetri demektir. Titrimetri; volumetrik (hacim ölçümüne dayanan) nicel (kantitatif) analiz metodudur. 31* Titrimetrik yöntemlerde kullanılan başlıca araçlar büret, mesnet, mesnet kıskacı, mesnet növesi, erlenmayer, balon joje, dereceli silindir, çözelti şişesi ve pipettir. 32* Titrant büretteki çözeltidir. Titre edilecek madde erlenmayere konulur. 33* Titrant, ayarlı çözeltidir. 34* Eşdeğerlik noktası (ekivalens nokta) ile dönüm noktası karıştırılmamalıdır. 35* Eşdeğerlik noktası (ekivalens nokta) ile dönüm noktası arasındaki fark titrasyon hatasından kaynaklanır. 36* Titrasyon hatası yoksa eşdeğerlik noktası (ekivalens nokta) ile dönüm noktası aynıdır. 37* Titrimetride, titrasyon hatasını önlemek için kör çözelti kullanılır. 38* Dönüm noktası titrasyonun bittiği noktadır. Dönüm noktasına titrasyon bitiş noktası da denir. 39* Eşdeğerlik noktası (ekivalens nokta) ise reaksiyon denklemine göre titrasyonun gerçekten bitmesinin gerektiği noktadır. 40* İndikatör, titrasyonun bitiş noktasında renk değiştiren fenolftalein, metil oranj vb. organik maddelerden hazırlanmış çözeltilerdir. 41* Büretteki ayarlı çözelti erlenmayerdeki karışıma damla damla ilave edilir ve sürekli çalkalanır. İlave edilen titrantın son bir damlasıyla dönüm noktasında ortamın rengi değişir. Bu anda büretin musluğu kapatılır, sarfiyat okunur. Hesaplamalar yapılır.
23
AYARLI ÇÖZELTİ HAZIRLANMASI 42* Ayarlı çözelti, kesin molaritesi bilinen çözeltidir; bir de yaklaşık molariteli çözelti vardır. 43* Ayarlı çözelti şöyle hazırlanır: Önce genelde 0,1 M’lık çözelti hazırlanır. Hazırlanan 0,1 M’lık bu çözeltiye yaklaşık molariteli çözelti denilir. Primer standart madde kullanılarak yapılan bir titrasyonla faktör bulunur. 44* Faktör, kesin molaritenin bulunması için yaklaşık molaritenin çarpılması gereken 1’e yakın bir sayıdır. 45* Primer standart madde, %100 yalnız kendisini içeren saf bir maddedir ve hava, rutubet, güneş vb. dış şartlardan etkilenmez. 46* Böylece ayarlı çözelti hazırlanmış olur.
TİTRİMETRİK YÖNTEMLER 47* 1. Asit–baz titrasyonları (Nötralimetri) 48* 2. Redoks titrasyonları 49* a. Potasyum permanganatla yapılan titrasyon (Permanganometri) 50* b. İyodür ile yapılan titrasyon (İyodimetri) 51* c. Seryum iyonuyla yapılan titrasyon (Serimetri) 52* 3. Cu+2 iyonunun EDTA (etilen di amin tetra asetik asit) ile fotometrik titrasyonu 53* 4. Çöktürme titrasyonları (Arjantimetri) 54* 5. Kompleksleştirme titrasyonları (Kompleksometri)
NÖTRALİMETRİ 55* Titrimetrik yöntemler içinde en çok kullanılanı nötralimetridir. 56* Asit–baz titrasyonlarına nötralimetri denir. Nötralimetri 24
asidimetri ve alkalimetri olmak üzere iki çeşittir. Asidimetri, büretteki ayarlı asit çözeltisiyle yapılan titrasyondur. Alkalimetri, büretteki ayarlı baz çözeltisiyle yapılan titrasyondur. 57* Nötralimetrik yöntemde titrant madde kuvvetli asit veya kuvvetli baz olmalıdır. Erlenmayerdeki analizi yapılacak madde ise zayıf asit veya zayıf baz olabilir. 58* Uygun indikatörün seçimi önemlidir; aynı titrasyon için birden fazla uygun indikatör olabilir. Ayarlı 0,1 M HCl çözeltisiyle yapılan asidimetrik titrasyonda indikatör olarak hem metil oranj çözeltisi hem de fenolftalein çözeltisi kullanılır. Ayarlı 0,1 M NaOH çözeltisiyle yapılan alkalimetrik titrasyon için de indikatör olarak hem fenolftalein çözeltisi hem de metil oranj çözeltisi kullanılır.
ASİTLER VE BAZLAR KONUSUNDA KARŞILAŞILAN DİĞER SÖYLEM HATALARI 135*
Bir maddenin baz olması için yapısında (OH)
–
–
bulunması gerekmez; örneğin, NH3(g), (OH) içermediği hâlde bazdır. + 136* Asit olması için de suya H vermesi gerekmez. Örneğin; +
CH3COOH(s), su olmadan da ortama H verir.
SOSYAL ALANDA KULLANILAN KİMYA KELİME VE DEYİMLERİ 137* Bazı hadiseler; sap ile samanın birbirinden nasıl ayrıldığını –bir turnusol kâğıdı gibi– gösteren önemli olaylardır.
25