Ortaöğretim kimya 11 sinif 6 ünite; tepkimelerde denge by Kimya Kulübü

ORTAÖĞRETİM KİMYA 11.SINIF 6.ÜNİTE; KİMYASAL TEPKİMELERDE DENGE

BAŞLIKLAR • 1.BÖLÜM: KİMYASAL DENGE • 2.BÖLÜM: DENGEYİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER • 3.BÖLÜM: SULU ÇÖZELTİ DENGELERİ

1.BÖLÜM: KİMYASAL DENGE

KİMYASAL DENGE • Ürün ve reaktiflerin derişim oranlarının sabit kalmasıdır. • Sabit sıcaklıkta kapalı kapta; A+B ⇌ C+D tepkimesini inceleyelim: Kaba önce bir miktar A ve B koyalım. Zamanla A ve B’nin tepkimeye girmesinden dolayı miktarı azalacak, C ve D’nin miktarı artacaktır. Oluşan C ve D tepkimeye girip tekrar A ve B oluşacaktır. 4

• Bir müddet sonra A ve B’den C ve D oluşma hızı ile C ve D’den A ve B oluşma hızı eşit olur. Bu duruma denge durumu denir. • Denge anında maddelerin konsantrasyonu değişmemekle birlikte her iki yönde tepkime eşit hızda sürmektedir (Dinamik denge). Denge tepkimelerinin çift okla gösterilmesinin sebebi budur. • Kimyasal denge iki yönlü tepkimelerde söz konusudur. 5

• İki yönlü tepkimelere tersinir tepkime, reversibl tepkime, çift yönlü tepkime de denir. • Tek yönlü tepkimeler ise geriye dönmeyen tepkime, tersinmez tepkime, irreversibl tepkime adlarıyla da biliniyordu.

KİMYASAL DENGE SABİTİ (K) • Sabit sıcaklıkta denge durumunda; ileri yöndeki tepkimenin hız sabitinin geri yöndeki tepkimenin hız sabitine oranı sabittir. K ile belirtilir. • Molar derişimler cinsinden denge sabiti ve kısmi basınç cinsinden denge sabiti olmak üzere iki çeşit K vardır.

DERİŞİM CİNSİNDEN KİMYASAL DENGE SABİTİ (Kc) • Molar derişimler cinsinden denge sabiti K c ile gösterilir. • K denildiğinde de Kc anlaşılmalıdır.

KISMİ BASINÇ CİNSİNDEN KİMYASAL DENGE SABİTİ (KP) • Kısmi basınç cinsinden denge sabiti ise K P ile gösterilir.

KİMYASAL DENGEDE DENGE BAĞINTISININ MOLAR DERİŞİMLER KULLANILARAK YAZILIŞI • 2A(g) + B(g) ⇌ C(g) + 2D(g) tepkimeu için molar derişim cinsinden denge ifadesi; [D]2 [C]’nin, [A]2 [B]’ye bölümünün Kc’ye eşitlenmesiyle elde edilir. 10

• Bir kimyasal tepkime sonucu oluşan gaz ve sulu çözeltilerin molar konsantrasyonları çarpımının (kat sayıların molar derişime üs olarak yazılması kaydıyla), tepkimeye giren gaz ve sulu çözeltilerin molar konsantrasyonları çarpımına (kat sayıların molar derişime üs olarak yazılması kaydıyla) bölünmesiyle çıkan sayısal değer, denge sabitine (Kc) eşittir. 11

• Denge sabiti hız sabitlerinden yola çıkılarak bulunduğundan katı ve sıvı fazdaki maddeler denge bağıntısında yer almaz, gaz fazındaki ve suda çözünmüş durumdaki maddeler yazılır.

KİMYASAL DENGEDE DENGE BAĞINTISININ KISMİ BASINÇLAR KULLANILARAK YAZILIŞI • 2A(g) + B(g) ⇌ C(g) + 2D(g) tepkimeu için kısmi basınç cinsinden denge ifadesi; PD2 PC’nin, PA2 PB’ye bölümünün KP’ye eşitlenmesiyle elde edilir. 13

• Bir kimyasal tepkime sonucu oluşan gazların kısmi basınçları çarpımının (kat sayıların kısmi basınca üs olarak yazılması kaydıyla), tepkimeye giren gazların kısmi basınçları çarpımına (kat sayıların kısmi basınca üs olarak yazılması kaydıyla) bölümü, KP denge sabitine eşittir.

MEKANİZMALI OLARAK GERÇEKLEŞEN TEPKİMELERİN DENGE BAĞINTISI • 2X(g) + Y(g) ⇌ X2Y(g) (Hızlı) X2Y(g) + Y(g) ⇌ 2XY(g) (Yavaş) mekanizmasına sahip, 2X(g) + 2Y(g) ⇌ 2XY(g) tepkimesinin denge bağıntısı nedir? 15

• Mekanizmalı olarak gerçekleşen tepkimelerin denge bağıntısı olarak toplu tepkimenin denge bağıntısı alınır.

KISMİ BASINÇLAR CİNSİNDEN DENGE SABİTİ (KP) İLE DERİŞİM CİNSİNDEN DENGE SABİTİ (Kc) İLİŞKİSİ • Gaz fazında gerçekleşen kimyasal tepkimelerde kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti ile derişim cinsinden denge sabiti ilişkisini belirten bağıntı şu şekildedir: KP = Kc (RT)Δn 17

• • • •

Bağıntı şöyle de yazılır: Kc = KP / (RT)Δn T = Mutlak sıcaklık (K) R = İdeal gaz sabiti Δn = Gaz fazındaki ve çözelti hâlindeki ürünlerin kat sayıları toplamı – Gaz fazındaki ve çözelti hâlindeki girenlerin kat sayıları toplamı

GAZLARIN KISMİ BASINÇLAR CİNSİNDEN DENGE SABİTİ (KP) DEĞERLERİ TABLOLARI • Gazların kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti (KP) değerlerinin yazıldığı tablolar atm’ye göre ayarlanmıştır. • Farklı birimlere göre de KP değerleri olabilir. 19

DENGE SABİTİNE ETKİ EDEN FAKTÖRLER 1. Sıcaklık 2. Kat sayıların değişimi • K denge sabitinin sayısal değerini dış etkilerden yalnız sıcaklık değiştirir. • K denge sabitinin sayısal değerine derişim, hacim, basınç ve katalizörün etkisi yoktur. 20

DENGE SABİTİNE SICAKLIK DEĞİŞİMİNİN ETKİSİ • Ekzotermik tepkimelerde sıcaklığın arttırılmasıyla denge, girenler lehine kayar. Bağıntıda girenlerin molar derişimi paydaya yazıldığından K denge sabitinin sayısal değeri küçülür. Ekzotermik tepkimelerde sıcaklığın azaltılmasıyla denge, ürünler lehine kayar. Bağıntıda ürünlerin molar derişimi paya yazıldığından K denge sabitinin sayısal değeri büyür. 21

• Endotermik tepkimelerde sıcaklığın arttırılmasıyla denge, ürünler lehine kayar. Bağıntıda ürünlerin molar derişimi paya yazıldığından K denge sabitinin sayısal değeri büyür. Endotermik tepkimelerde sıcaklığın azaltılmasıyla denge, girenler lehine kayar. Bağıntıda girenlerin molar derişimi paydaya yazıldığından K denge sabitinin sayısal değeri küçülür.

FARKLI İKİ SICAKLIKTAKİ K1 VE K2 DEĞERLERİNDEN ΔH HESAPLANMASI • log K2/K1= ΔH/2,303R.(T2–T1)/(T2.T1) • R=8,314 J/mol.K

K1 VE ΔH DEĞERLERİ BİLİNİYORSA K2 HESAPLANABİLİR • log K2/K1= ΔH/2,303R.(T2–T1)/(T2.T1) • R=8,314 J/mol.K

DENGE SABİTİNE KAT SAYI DEĞİŞİMİNİN ETKİSİ (DENGE TEPKİMELERİNE HESS PRENSİPLERİNİN UYGULANMASI) • Sabit sıcaklıkta bir kimyasal tepkimenin denge sabiti K ise; denklem ters çevrilirse denge sabiti 1/K olur. 25

• Denge denkleminin kat sayıları bir sayı ile çarpılırsa aynı sayı denge sabitine üs olarak alınır. • Denge denkleminin kat sayıları 2’ye bölünürse, denge sabitinin karekökü alınır. • Denge tepkime denklemi birden fazla tepkime denkleminin toplamından elde ediliyorsa bu denge denkleminin denge sabiti, toplanan tepkime denklemlerinin denge sabitlerinin çarpımına eşittir. 26

NİÇİN DENGE? • Maddelerin tümünün yapısında minimum enerjiye yönelme eğilimi ve maksimum düzensizlik eğilimi mevcuttur. MİNİMUM ENERJİYE EĞİLİM • Bütün maddeler düşük potansiyel enerjili olmak isterler. Kimyasal tepkimelerde minimum enerjiye eğilim ısının olduğu tarafadır; örneğin A + B ⇌ C + ısı tepkimeninda minimum enerjiye eğilim ürünler yönünedir. 27

MAKSİMUM DÜZENSİZLİĞE EĞİLİM • Minimum enerjiye eğilim yönü ile maksimum düzensizlik yönü genelde birbirine zıttır.

MİNİMUM ENERJİ VE MAKSİMUM DÜZENSİZ EĞİLİMİ HANGİ YÖNDEDİR? • Maddenin katıdan gaza doğru düzensizliği artmaktadır. H2O(k) + ısı → H2O(s) H2O(s) + ısı → H2O(g) Yukarıdaki tepkimelerde maksimum düzensizliğe eğilim sağa doğrudur, başka bir ifadeyle ürünler lehinedir. 29

• Gaz tepkimelerinde mol sayısının çok olduğu yöne doğru düzensizlik artmaktadır. COCl2(g) ⇌ CO(g) + Cl2(g) Yukarıdaki tepkimede maksimum düzensizliğe eğilim sağa doğrudur. • Tuzların suda çözünmesi sırasında iyonlaşma yönünde düzensizlik artar. NaCI(k) + ısı + su → Na+(suda) + Cl–(suda) Yukarıdaki tepkimede maksimum düzensizliğe eğilim sağa doğrudur, çözünmenin lehinedir. 30

• Suda çözünen madde katı bir tuz olduğu gibi sıvı bir madde de olabilir. Alkol-su karışımında istisna olarak hem maksimum düzensizlik faktörü hem de minimum enerjiye meyil aynı yönde olup ürünler lehinedir; bu tür sıvılar, birbiriyle her oranda karışabilen sıvılardır. Alkol, suda çözünmek suretiyle alkol oranını azaltmak eğilimindedir. C2H5OH(s) → C2H5OH(suda) 31

• Suyun iyonlaşma denkleminde maksimum düzensizliğe eğilim, iyonların olduğu yöne yani sağa doğrudur, başka bir ifadeyle ürünler lehinedir. +1 –1 H2O(s) ⇌ H (suda) + OH (suda) • Gazların suda çözünmesi olayında düzensizlik azalır. O2(g) + su ⇌ O2(suda) + ısı CO2(g)+ H2O(s) ⇌ 2H+(suda)+ CO3 –2(suda) + ısı Yukarıdaki tepkimelerde maksimum düzensizliğe eğilim sola doğrudur. 32

• Bağ oluşumu ekzotermik tepkimedir. H + H → H2 + enerji Yukarıdaki tepkimede maksimum düzensizliğe eğilim sola doğrudur. • Bir tepkimede minimum enerjiye eğilim ilkesi denklemin bir tarafına doğru, maksimum düzensizliğe eğilim ilkesi denklemin diğer tarafına doğru ise olay denge tepkimesidir (çift yönlüdür), her iki eğilim de aynı yönü destekliyorsa olay tek yönlüdür. 33

• Tek yönlü tepkimelerde her iki eğilimin de aynı yönü desteklemesi; maksimum düzensizlik eğiliminin baskı altına alınması anlamına gelmektedir.

2.BÖLÜM: DENGEYİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER

KİMYASAL DENGEYE ETKİ EDEN FAKTÖRLER LE CHATELİER PRENSİBİNE GÖRE YORUMLANIR • Denge hâlindeki bir sisteme dışarıdan bir etki yapıldığında sistem bu etkiyi azaltıp yeniden dengeye gelecek şekilde tepki gösterir. 36

KİMYASAL DENGEYİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER 1. KONSANTRASYON (DERİŞİM) ETKİSİ 2. BASINÇ – HACİM ETKİSİ 3. SICAKLIK ETKİSİ

1. KONSANTRASYONUN (DERİŞİM) KİMYASAL DENGEYE ETKİSİ • Bir denge tepkimesinin denge bağıntısında olan maddelerden birinin derişimi arttırılırsa denge, derişimi arttırılan maddeyi azaltacak yönde; denge bağıntısında olan maddelerden birinin derişimi azaltılırsa denge derişimi azaltılan maddeyi arttıracak yönde tepki gösterir. 38

• Katı ve sıvı maddelerin derişimlerinin arttırılmasının veya azaltılmasının kimyasal dengeye etkisi yoktur; çünkü bu maddeler denge bağıntısında yer almazlar.

DENGE KESRİ (YALANCI DENGE SABİTİ) • Herhangi bir andaki denge bağıntısına Q dersek, sistemin dengede olup olmadığı K ile Q’nun karşılaştırılması ile bulunur. • K = Q ise sistem dengededir. • K < Q ise sistem dengeye ulaşmak için girenler lehinde yürür. • K > Q ise sistem dengeye ulaşmak için ürünler lehinde yürür. 40

2. BASINÇ – HACİM DEĞİŞİKLİĞİNİN KİMYASAL DENGEYE ETKİSİ Sabit sıcaklıkta bir miktar gazın hacmi azaltılırsa basıncı artar, hacmi arttırılırsa basıncı azalır. • Dengedeki bir sistemin hacmi azaltılırsa basıncı artacağından denge, sistemin basıncını azaltacak yöne (gazların mol sayısının az olduğu yöne) kayar. 41

• Dengedeki bir sistemin hacmi arttırılırsa basınç azalacağından denge, sistemin basıncını arttıracak yöne (gazların mol sayısının çok olduğu yöne) kayar. • Girenlerin ve ürünlerin gaz olarak molleri birbirine eşit ise hacim ve basınç değişimi bu tür tepkimelerde dengeye etki etmez. • Hacim etkisini derişime paralel olarak da düşünebiliriz. Hacim artarsa derişim azalır, hacim azalırsa derişim artar. Denge de derişime göre tepki gösterir. 42

3. SICAKLIK DEĞİŞİKLİĞİNİN KİMYASAL DENGEYE ETKİSİ Isı artışı dengeyi ısıyı harcayacak yöne, ısı azalması ise ısı üretecek yöne kaydırır. • Ekzotermik tepkimelerde sıcaklığın arttırılmasıyla denge, sıcaklığın azalacağı yön olan girenler lehine kayar. • Ekzotermik tepkimelerde sıcaklığın azaltılmasıyla denge, sıcaklığın artacağı yön olan ürünler lehine kayar. 43

• Endotermik tepkimelerde sıcaklığın arttırılmasıyla denge, sıcaklığın azalacağı yön olan ürünler lehine kayar. • Endotermik tepkimelerde sıcaklığın azaltılmasıyla denge, sıcaklığın artacağı yön olan girenler lehine kayar.

KATALİZÖRÜN DENGEYE ETKİSİ YOKTUR • Katalizörler, dengede olan bir sisteme etki etmez, ancak dengede olmayan sistemin (ileri ve geri yöndeki hızını arttırabileceğinden) daha kısa sürede dengeye ulaşmasını sağlar.

TEPKİMEYE GİRMEYEN HERHANGİ BİR MADDENİN EKLENMESİNİN DENGEYE ETKİSİ BAZEN YOKTUR, BAZEN VARDIR • Dengedeki bir sisteme hacim ve sıcaklık değiştirilmeden tepkimeye girmeyen herhangi bir maddenin eklenmesi denge durumunu değiştirmez. 46

• İdeal sürtünmesiz bir kapta cereyan eden herhangi bir denge tepkimesinin; dengedeki bir sisteme, tepkimeye girmeyen herhangi bir maddenin eklenmesi denge durumunu değiştirir; çünkü kap sürtünmesiz olduğundan, hacim genişler, gazların molaritesi ve kısmi basıncı azalır. Eklenen tepkimeye girmeyen helyum vb. gazın etkisi, molarite veya basınç azalmasının kimyasal dengeye etkisi olarak düşünülür. 47

Le Chatelier (Lö Şatölye) Prensibi • Bir sisteme dışarıdan bir etki yapıldığında sistem bu etkiyi azaltacak şekilde tepki gösterir. • Le Chatelier prensibi, evrendeki kanunlardan biridir. Hayatımızda bu prensiple iç içeyiz. Bazı konuları Le Chatelier prensibi ile açıklayabiliriz.

LE CHATELİER PRENSİBİ İLE AÇIKLANABİLEN BAZI KONULAR • Sıcak su içmenin bedenin doğal serinletme sistemini çalıştırması • Kemik erimesi ilaçlarının kemik erimesi hastalığı yapması • Sentetik erkeklik hormonlarının erkekliği azaltması 49

• Şeker düşürücü ilaçların şeker hastalığı yapması • Kan vermenin kanı arttırması • Kan yapıcı ilaçların kansızlık yapması • Antiasit ilaçların mide asidini arttırması • Astım ilaçlarının astımı kronikleştirmesi • Tansiyon ilaçlarının tansiyonu kronikleştirmesi • Ağrı kesicilerin ağrıyı müzminleştirmesi 50

• Depresyon ilaçlarının depresyonu arttırması • Mutlu olmak niyetiyle alınan ecstasy (ekstazi) hapının insanı mutsuz etmesi

BEDENİMİZDEKİ DOĞAL SERİNLETME SİSTEMİNİN LE CHATELİER PRENSİBİNE GÖRE YORUMLANMASI • Sıcak su içmek, bedenin doğal serinletme sistemini çalıştırır. Böylece başta kan dolaşımının hızlanması olmak üzere birçok fayda ortaya çıkar. • Hamam ve saunadan sonra sıcak içecekler tercih edilir. 52

• Yapılan etki sıcaklığı arttırmak olduğu hâlde, Le Chatelier prensibine göre zıddı olur ve vücudun sıcaklığı azalır. Böylece insan serinlemiş olur.

KEMİK ERİMESİ İLAÇLARININ KEMİK ERİMESİ HASTALIĞI YAPMASININ LE CHATELİER PRENSİBİNE GÖRE YORUMLANMASI • Örneğin; Fosamax ilacı, kemik erimesine karşı kullanılmaktadır. Başta çene kemiğinde erime olmak üzere vücutta kalsiyum azalması sonucu kemik erimesi yapmaktadır. 54

• U.S. FDA [United States Food & Drug Administration] (Yunaytıd Steyts Fuud end Drag Edministreyşın) (ABD Gıda & İlaç İşletimi) 2005 yılında Fosamax ilacına kemik erimesi yaptığına dair etiket koydurtmuştur. İlaçtan zarar görenler, ilacın piyasadan kaldırılmasını istemektedirler. Bu nedenle üretici firmayı dava etmişlerdir. Bu konuda mahkemeler devam etmektedir. 55

• Yapılan etki kemik erimesini durdurmak olduğu hâlde, Le Chatelier prensibine göre zıddı olmuş ve vücutta kemik erimesi artmıştır.

ERKEKLİĞİ ARTTIRMAK AMACIYLA KULLANILAN İLAÇLAR ERKEKLİĞİ AZALTIYOR • Sentetik erkeklik hormonlarına örnek olarak testosterondan üretilmiş steroitleri verebiliriz. Bu hormon alındığında; LH (lüteinleştirici hormon) ve FSH (folikül stümüle hormon) hormonlarının vücuttaki üretimi azalır. Bu azalma ilacı bıraktıktan sonra bile 12 hafta süreyle devam eder.

• LH ve FSH erkeklikle ilgili hormonlardır. FSH, erkeklerde spermin yapımında etkilidir. LH ise erkeklerde testosteron hormonunun salgılanmasını sağlar. • Steroitler genelde vücut geliştirme amaçlı olarak sporcular tarafından alınır. • Alınan steroitler aynı zamanda erkeklerde östrojen hormonunun artmasına neden olur. • Östrojen hormonunun artması, ömür boyu sürecek kalıcı zarar doğurur. 58

• Östrojen hormonunun erkeklerde artması sonucu göğüsler kadınlardaki gibi büyür, kıllar dökülür. • “İşleyen demir ışıldar.” atasözü konumuzla ilgilidir. İşletilmezse, örneğin; hormon dışarıdan verilirse, hormon yapan bez durgunluğa düşer. • Erkeklik hormonu, erkekliği arttırmak için verildiğinde silah geri tepmiştir. Le Chatelier prensibine göre zıddı olmuş ve erkeklik azalmıştır. 59

ŞEKER DÜŞÜRÜCÜ İLAÇLAR ŞEKER HASTASI YAPAR • Tip–2 şeker hastalığında kullanılan şeker düşürücü ilaçlar, tedaviye yönelik değildir. Hastalığı ortadan kaldırmaz. • Şeker düşürücü hap kullanan şeker hastaları 5 yıl içerisinde ensülin almak zorunda kalabilirler. Tip–1 şeker hastalığı ortaya çıkmış olur. • Pankreasın şeker düşürme görevi vardır. 60

• Pankreasın şeker düşürme görevi; mecbur olunmadığı hâlde, dışarıdan verilen bazı ilaçlarla yapılmaya kalkılınca pankreas atalete düşmektedir. En iyisi pankreası tembelliğe atmamaktır. • Yapılan etki şekeri düşürmek olduğu hâlde, Le Chatelier prensibine göre zıddı olmuş ve vücutta şeker artmıştır.

KAN VERMEK KANI ARTTIRIR • Kan veren kişinin vücudunda kan oluşumu hızlanır. Yapılan etki kanı azaltmak olduğu hâlde, Le Chatelier prensibine göre zıddı olmuş ve vücutta kan artmıştır. • Aynı şekilde kansızlık hastalığına, hiç kan vermeyen kişilerde daha çok rastlanır. • Kan alan kişilerde ise kanın oluşumu baskılanır. 62

KAN YAPICI İLAÇLAR KANSIZLIK YAPAR • Kan, kemik iliğinde yapılır. • Kansızlık hastalığında kullanılan kan yapıcı ilaçlar, kemik iliğinde zafiyete neden olur. Bunun sonucunda da kansızlık ilerler. • Yapılan etki kanı arttırmak amaçlı olduğu hâlde, Le Chatelier prensibine göre zıddı olmuş ve vücutta kan azalmıştır.

ANTİASİT İLAÇLAR MİDE ASİDİNİ ARTTIRIR • Mide ekşimelerinde kullanılan antiasitler, o anda iyi gelir. Ertesi gün daha fazla mide ekşimesi olur. Bundan dolayı da antiasit kullanımının arttırılması zorunluluğu ortaya çıkar. • Belli bir süre sonra hiçbir antiasit etki etmez. Bu nedenle de mide kanamalarında kullanılan ilaçlar antiasit amaçlı iki günde bir kullanılır. Böylece ancak mide ekşimesi geçer. 64

• Yapılan etki mide ekşimesini gidermek olduğu hâlde, Le Chatelier prensibine göre zıddı olmuş ve mide ekşimesi arttırılmıştır.

AĞRI KESİCİLER HAFTADA İKİ KEZDEN FAZLA KULLANILMAMALIDIR • Ağrı kesiciler haftada iki kereden fazla kullanılmamalıdır. Kullanılırsa ağrı müzminleşir. • Her bir insanın kendine özel bir ağrı eşiği vardır. Şayet insan, o ağrı eşiğine kadar sabır gösterip ağrıya dayanabilirse vücutta doğal ağrı kesici salgılanır. 66

• Vücudumuzdaki doğal ağrı kesicinin adı endorfin maddesidir. • Dışarıdan alınan ağrı kesici ilaçlar insanın ağrı eşiğini düşürür. Her bir alınan ağrı kesici ile insan ağrıya karşı daha tahammülsüz hâle gelir. • Ağrının kaynağını bulmak ve ağrıya neden olan sebebi ortadan kaldırmak gerekir. • Yapılan etki ağrıyı gidermek olduğu hâlde, Le Chatelier prensibine göre zıddı olmuş ve ağrı arttırılmıştır. 67

ASTIM İLAÇLARI, TANSİYON İLAÇLARI VE DEPRESYON İLAÇLARI HASTALIĞI KRONİKLEŞTİRİR • Astım ilaçları astımı kronikleştirir.Tansiyon ilaçları da tansiyonu kronikleştirir. Depresyon ilaçları depresyonu arttırır. • Bu hastalıklarda da Le Chatelier prensibine göre istenenin zıddı bir durum ortaya çıkmıştır. 68

• Astım ilaçları, tansiyon ilaçları ve depresyon ilaçları hastalığı ortadan kaldırmaya yönelik değildir. Tedavi edici özellikleri yoktur. Hastayı o anda rahatlatmak içindir.

MUTLU OLMAK NİYETİYLE ALINAN ECSTASY (EKSTAZİ) HAPI İNSANI MUTSUZ EDER • Ecstasy (ekstazi), yasa dışı sentetik bir maddedir. • Ecstasy (ekstazi), vücutta serotonin maddesinin salgılanmasını sağlar. Serotonin, mutluluk meydana getiren bir maddedir. Serotonin, mutluluk anında beynin arka kısmında bulunan beyin sapındaki sinir uçlarından salgılanır. 70

• Ecstasy (ekstazi) hapının yutulması suretiyle salgılanan serotonin sahte bir neşe sağlar. Hapı yutan kişi saatler boyunca hiper aktif ve uyanık olur. Hap, dikkati olağanüstü derece arttırır. İnsan kendisini güçlü ve enerjik hisseder. Bütün bu etkiler ecstasy (ekstazi) hapının, serotonin maddesinin bütün depolarını boşaltması suretiyle olmuştur. Vücudun dengesiyle oynanmıştır. Vücut, oyuncak değildir. 71

• Ertesi gün bir adet daha ecstasy (ekstazi) hapı almadan, kişi kafasını kaldırılamaz. Hapın etkisi geçtikten sonra ise aşırı yorgunluk ve tahmin edilemeyecek derecede bitkinlik görülür. • Hap almadığı anda kişi aşırı karamsar olur (ruhsal etki). Bu nedenle kendisini hap almaya mecbur hisseder. • Kişi hap aldığı zamandaki gibi hep enerjik kalmak için hapı tekrar tekrar istemeye başlar (fiziksel etki). 72

• Zanneder ki hapı alınca mutlu olacağım. Ne yazık ki vücutta serotonin kalmamıştır. Organizmanın dengesi bozulmuştur. Hapı almasına rağmen mutlu olamaz. Yapılacak bir şey kalmamıştır. Kişi kendisine, geriye dönüşü olmayan büyük bir zarar vermiştir. • Ecstasy hapı, kısa sürede ciddi bağımlılık yapar. • Uzun süre kullanan bağımlı kişilerde zaman içinde ölümler görülür. Bazı kişilerde ilk kullanımda ani ölüm riski dahi söz konusudur. 73

• Şayet kullanan kişide intikam ve nefret hissi varsa bu his açığa çıkar. Ecstasy (ekstazi) hapı, aşırı güven ve kontrolsüz cesaret de oluşturur. Kişi ölümü göze alarak gösterilen hedefe yönlendirilebilir. Ecstasy (ekstazi) hapının bu etkisini bilen çete, mafya, örgüt gibi menfaat şebekeleri ve şer odakları bu etkiyi terör maksadıyla kullanırlar. Kullandıkları adamı 8–10 saat sürecek bir eyleme ve bir takım kötü amaçlara yönlendirirler. Hatta onları intihar komandosu bile yapabilirler. 74

• Mutluluk hapı, mutluluğu bitirmiştir. İstenilenin zıddı bir durum Le Chatelier prensibi gereğince ortaya çıkmıştır. • Ecstasy (ekstazi) hapının toleransı yok denilebilecek kadar azdır. Tolerans; hoşgörü, müsamaha demektir. Ecstasy (ekstazi) hapının toleransının zayıf olması, kullanmaya başlayanların geriye dönüşü çok zor olan bir yola girdikleri anlamını taşır. 75

DOĞAL FİZİKSEL DENGE TEPKİMELERİ

YERYÜZÜNDEKİ FİZİKSEL DENGE • Yeryüzünde ne kadar H2O(s) (su) varsa atmosferde de o kadar H2O(g) (su buharı) vardır. • Yeryüzüne inen yağmur, her sene aynı miktardadır. • Yeryüzünden her sene ne kadar su buharlaşırsa; yine o ağırlıkta su yağmur, kar ve dolu olarak dünyaya yağar. 77

• SORU:

H2O(s) → H2O(g)

Dünyamızdaki suyun buharlaşması tepkimesi yukarıda verildiği gibi tek yönlü olsaydı ne olurdu? CEVAP: Dünyada su kalmazdı. • SORU: H2O(g) → H2O(s) Yukarıdaki tepkimede görülen dünyamızdaki değişim; tek yönlü olsaydı ne olurdu? CEVAP: Yeryüzünü su kaplardı. 78

• SORU: Bu olayın ölçülü, dengeli ve dinamik olması ne anlama gelir? • CEVAP: Ölçülü, yeryüzünde bulunan su kadar atmosferde su buharı bulunduğu anlamına gelir. Dengeli, tepkimenin denge tepkimesi (çift yönlü tepkime) olduğu anlamına gelir. Dinamik ise, bu olayın her an, yer–gök arasında devam ettiği anlamına gelir.

«Göğü de dengesini kaybetmekten korunmuş bir tavan durumunda yarattık.» • Dünyada suyun varlığı; güneşle aramızdaki uzaklığın hassaslığı ile de alakalıdır. • Dünya ile güneş arasındaki uzaklık şimdikinden farklı olsaydı su, ya buharlaşacaktı ya da donacaktı. 80

YAĞMURUN YAĞMASI VE ATMOSFERDE FİZİKSEL DENGENİN KORUNMASI • Sıcaklık, suyu buharlaştırmakla suyun bünyesini tahrip ettiği zaman, o tahrip sonucu oluşan su buharı yok olmaz. Belirli bir yere sevk edilir ve belli bir düzeye çıkar; icap ettiğinde yağmak için orada durur. 81

• Atmosferdeki su buharı molekülleri, atmosferdeki hava moleküllerinin onda birini teşkil edince su buharı yoğunlaşır. • Atmosferde bulunan belli bir düzeydeki su buharının yoğunlaşması suretiyle yağmur yağar. • Atmosferde fiziksel dengenin korunması için, yağan katrelerden boş kalan yerler, denizlerden ve yerlerden kalkan buharlarla doldurulur. 82

• Yağmur yağması hakkında en kısa yol şöyle tarif edilir: Su buharı molekülleri, emir aldıkları zaman, o moleküller her taraftan toplanmaya başlarlar ve bulut şeklini alıp, hazır vaziyette dururlar. Yine ikinci bir emirden sonra bir kısım moleküller yoğunlaşarak, katrelere dönüşürler. Sonra kanunların temsilcileri vasıtasıyla, çarpışmadan kolayca yere düşerler. 83

• Atmosfer, denizin rengini andırır. Havada, denizlerdeki sudan daha fazla su vardır. Bu nedenle, “atmosferde denizin bulunduğu teşbihi” mecaz olarak akıldan uzak değildir. Sanki, şu atmosfer boşluğu yağmur ile dolu bir havuzdur. • Bulutların bir kısmı negatif elektriği üzerlerinde taşımaktadır, bir kısmı da pozitif elektriği üzerlerinde taşımaktadır. Bu kısımlar birbirlerine yaklaşıp aralarında çarpışma olduğunda, şimşek çakar. 84

• Bulutların bir kısmının hücum ettiği, bir kısmının ise kaçtığı zaman aralarında havasız kalan yerleri doldurmak için atmosfer tabakası hareket ve heyecana geldiğinde gök gürlemesi (gök gürültüsü) meydana gelir. • Bu hâllerin olması bir nizam ve kanun altında olur ki, o nizam ve o kanunu temsil eden gök gürlemesi ve şimşek aracılarıdır. 85

KÜRESEL ISINMAYA BAĞLI KURAKLIKTAN SÖZ ETMEK HATTA BUNA DAİR SOMUT VERİ BULMAYA ÇALIŞMAK BİLİMSEL SKANDALDIR • Türkiye son senelerde kuraklık yaşıyor. Kuraklık; dünyada yağışlar azaldığından değildir. Çünkü; yeryüzüne inen yağış, her sene aynı miktardadır. Yağışlar yer değiştirmiştir. 86

• Dünyanın bazı bölgelerinin çok yağış aldığını duyarken, bazı bölgelerinin daha az yağış aldığını görüyoruz. Örneğin; özellikle Türkiye’de yağışlar azaldı, Amerika’da ise arttı. • Sorun da buradan çıkıyor. Bu sorunu doğuran, insandır. İnsanın canlı–cansız ekosisteme karşı olumsuz müdahalesi, yağış dağılımını bozmaktadır. • Kuraklığın insafımıza ve insanlığımıza olan uyarıcı görevini bir an önce anlayıp, gerekli çalışmaları yaparak bu problemin üstesinden gelmeliyiz.

SUYUN İYONLAŞMA DENKLEMİ VE ON MİLYONDA BİR ORANINDA İYONLAŞMASININ FAYDALARI H2O(s) ⇌ H

+1 (suda)

+ OH

–1 (suda)

• 10 000 000 H2O molekülünden 1 tanesi iyonlarına ayrışır. • Hiç ayrışmasaydı veya daha fazla oranda ayrışsaydı ne olurdu? 88

• Saf su, çok hassas aletlerle anlaşılabilecek derecede iletkendir. • Elektrik kaçağının olduğu, içi su ile dolu bir çamaşır 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. 89

• 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. H 2O molekülü iyonlarına hiç ayrışmasaydı, tedbirli olmamız için ikaz meselesi ortadan kalkacaktı.

DOĞAL KİMYASAL DENGE TEPKİMELERİ

ŞİMŞEK ÇAKTIĞINDA NADİREN OLUŞAN HNO3 İHMAL EDİLEBİLİRDİR • Şimşek çaktığında nadiren gerekli olan yüksek aktivasyon enerjisi sağlandığında bile tepkimenin sağa doğru cereyan yüzdesi çok düşük olduğundan az miktarda azot oksitleri oluşur ve toprağa geçer. N2 + 2,5O2 + yüksek sıcaklık ⇌ N2O5 92

• Azot oksitlerin suyla birleşmesine ait tepkime da çift yönlü olup ileri tepkimenin hızı çok yavaştır. N2O5 + H2O ⇌ 2HNO3 Her şimşek çakışında HNO3 (kezzap) oluşması için şartlar hazır olduğu hâlde hayat devam etmektedir. • Bütün yanma tepkimeleri ekzotermik olduğu hâlde azotun yanması endotermiktir. 93

EKZOTERMİK OLDUĞU HÂLDE GERÇEKLEŞMEYEN TEPKİME (SULARIN ACILAŞMAMASI) • Havada N2 ve H2 bulunduğu ve tepkime ekzotermik olduğu hâlde NH3 oluşmaz. Oluşsaydı sular acılaşacaktı. Çünkü NH 3 , suları acılaştıran bir maddedir. N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 + 22 kcal NH3 + H2O ⇌ NH4OH

OKSİJENİN OZONA DÖNÜŞMESİ KİMYASAL DENGE TEPKİMESİDİR • Oksijenin ozona dönüşmesi kimyasal denge tepkimesidir (3O2 ⇌ 2O3). • Ozon tabakası, stratosfer tabakasındadır. • Yüksek enerjili, zararlı ve tehlikeli ışınların aşağı geçerek yeryüzüne inmesine stratosfer tabakasındaki ozon vesilesi ile izin verilmez. 95

• Ozon, üç atomlu bir oksijen molekülüdür. Bu moleküller güneş ışınlarının zararlarını filtre eder. • Zararlı ultraviyole ışınları, oksijenin ozona dönüştürülmesinde kullanılır. • Güneşten gelen zararlı ışınlar ozon tabakasında yakalanır. • Böylece gökyüzü, korunmuş bir tavan kılınmıştır. • Kimyasal denge tepkimenindaki sağa doğru cereyan yüzdesi belirlenmiştir. 96

• Yine dengenin sola doğru kayması sonucunda, ozon molekülleri azalmış olsaydı; ultraviyole ışınları rahatça yere inecekti. Bu ise kanserlilerin sayısında anormal derecede artışın olmasını netice verecekti. Çünkü ultraviyole ışınları, kısa dalga boylu ve enerjisi çok yüksek ışınlar olduğundan dolayı, canlı bünyesindeki DNA moleküllerindeki bağları koparıp bozar ve kansere yol açar. Kimyasal denge insan eli karışmadıkça bozulmaz. 97

• Dengenin sola doğru kayması sonucunda, ozon molekülleri azalmış olsaydı; ozon tabakası ile filtre edilen bu zararlı ışınlar, filtre edilmeyecekti, yere inseydi yeryüzü daha fazla ısınacaktı. Yüzyıllardır değişmeyen ortalama sıcaklık değerinde de bozulma görülecekti. Ortalama sıcaklığın 10 °C artması bile insanların ve hayvanların kanını, bitkilerin öz suyunu kaynatmaya yeterli olacaktı. 98

YAPAY KİMYASAL DENGE TEPKİMELERİ

SANAYİDE YAPAY KİMYASAL DENGE TEPKİMELERİ • TUZ RUHU ELDE EDİLMESİ H2(g) + Cl2(g) ⇌ 2HCl(g) ⇌ 2HCl(suda) • KEZZAP ELDE EDİLMESİ: Yüksek sıcaklık ve yüksek basınçta elde edilir. N2(g) + 2,5O2(g) + yüksek sıcaklık ⇌ N2O5(g) N2O5(g) + H2O(s) ⇌ 2HNO3(suda) 100

• DERİŞİK AMONYAK ELDE EDİLMESİ: Yüksek sıcaklık ve yüksek basınçta elde edilir. N2(g) + 3H2 (g) ⇌ 2NH3(g) + 22 kcal NH3(g) + H2O(s) ⇌ NH4OH(suda) • DERİŞİK SÜLFÜRİK ASİT ELDE EDİLMESİ: Yüksek sıcaklık ve yüksek basınçta katalizör kullanarak elde edilir. 2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g) + ısı SO3(g) + H2O(s) ⇌ H2SO4(suda) 101

KİMYASAL DENGE TEPKİMELERİNDE ÜRÜN VERİMİ

102

• Ekzotermik tepkimelerde sıcaklığın azaltılmasıyla denge, sıcaklığın artacağı yön olan ürünler lehine kayar. • Endotermik tepkimelerde sıcaklığın arttırılmasıyla denge, sıcaklığın azalacağı yön olan ürünler lehine kayar.

103

3.BÖLÜM: SULU ÇÖZELTİ DENGELERİ

104

SUYUN OTOİYONİZASYONU VE pH

105

SUYUN İYONLAŞMA DENKLEMİ VE ON MİLYONDA BİR ORANINDA İYONLAŞMASININ FAYDALARI H2O(s) ⇌ H

+1 (suda)

+ OH

–1 (suda)

• 10 000 000 H2O molekülünden 1 tanesi iyonlarına ayrışır. • Hiç ayrışmasaydı veya daha fazla oranda ayrışsaydı ne olurdu? 106

• Elektrikli aletin içine su kaçarsa kontak yapar. Bu bir sigortadır ve uyarıdır, tedbirli olmamız ve elektrikli aletin tamirini yapmamız için bir ikazdır; çünkü, tedbirsiz ve ihtiyatsız olarak aletin tamiriyle uğraşılırsa elektrik çarparak öldürür. H 2O molekülü iyonlarına hiç ayrışmasaydı, tedbirli olmamız için ikaz meselesi ortadan kalkacaktı.

108

• 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. 109

SUYUN İYONLAŞMASI (SAF SUDA [H+1] VE [OH–] HESABI) • H2O(s) + H2O(s) ⇌ H3O+(suda) + OH–(suda) • Ksu = [H3O+(suda)] [OH–(suda)] • • • • •

Ksu = 1,008 x 10–14 (25 °C’ta) Denge bağıntısı yazılır. [H+1] = [OH–] olduğuna göre; [H+1] = 10–7 M olur. [OH–] = 10–7 M olur. 110

SAF SUDA pH VE pOH HESABI • p, power kelimesinin kısaltılmışı olup herhangi bir sayının eksi logaritmasıdır. • pH = –log [H+1] formülünden; • [H+1] = 10–7 M olduğuna göre; • pH = 7 olur. • pOH = –log [OH–] formülünden; • [OH–] = 10–7 M olduğuna göre de; • pOH = 7 olur. 111

Ksu 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+] • • • • •

112

pH VE pOH • 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

113

KUVVETLİ ASİT VE KUVVETLİ BAZLARIN İYONLAŞMASI • Kuvvetli asitler ve kuvvetli bazlar suda tam olarak iyonlarına ayrışır. Bu nedenle suda çözünme denklemleri tek yönlü okla ifade edilir. Örneğin; • HCl(g) → H+(suda) + Cl–(suda) • NaOH(k) → Na+(suda) + OH–(suda) 114

KUVVETLİ ASİTLER • HCl • HNO3 • H2SO4

115

KUVVETLİ BAZLAR • • • • • •

LiOH NaOH KOH RbOH CsOH FrOH

116

KUVVETLİ ASİT VE KUVVETLİ BAZLARLA İLGİLİ ÇÖZÜMLÜ pH PROBLEMLERİ

117

• ÖRNEK: [H+1] = 10–1 M olan çözeltinin pOH’ını bulunuz. • 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; • pOH = 13 olur. 118

• ÖRNEK: pOH’ı 5 olan çözeltide H+1 molar derişimi kaçtır? • ÇÖZÜM • pOH = 5 • pH = 9 • [H+1] = 10–9 M

119

• ÖRNEK: 0,1 M NaOH çözeltisinde pH kaçtır? • ÇÖZÜM • [NaOH] = [OH–] = 0,1 M = 1x 10–1 M • pOH = 1 • pH = 13

120

• ÖRNEK: 0,05 M H2SO4 çözeltisinin pH’ını bulunuz. • ÇÖZÜM • H2SO4(suda) → 2H+1(suda) + SO4–2(suda) • [H2SO4] = 0,05 M • [H+1] = 0,1 M = 1x 10–1 M • pH = 1

121

• ÖRNEK: Deniz suyundan alınan bir numunede OH– iyon derişimi 10–8 M olduğuna göre; deniz suyunun pOH’ını ve pH’ını bulunuz. • ÇÖZÜM: pOH = –log [OH–] • [OH–] = 10–8 M • pOH = 8 • pH = 14 – pOH • pH = 14 – 8 • pH = 6 122

KUVVETLİ ASİT VEYA KUVVETLİ BAZIN MOLAR DERİŞİMİ < 10–7 M İSE SORU FARKLI ÇÖZÜLÜR • ÖRNEK: 10–9 M HCl çözeltinin pH’ını bulunuz. • YANLIŞ ÇÖZÜM: pH = –log [H+1] formülünden, [H+1] = 10–9 M olduğuna göre; pH = 9 olur.” denilemez. 123

• 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. 124

MATEMATİK BİLGİSİ İLE KİMYA FORMÜLÜNÜN UZLAŞMASI VEYA BİR KİMYA PARADOKSU • 10–8 M HCl çözeltisinin pH’ı 8 değildir. • 10–9 M HCl çözeltisinin pH’ı da 9 değildir. • Asit çözeltisinde sudan gelen H+ derişimi zaten 10–7 M’dır. Bir de ne kadar seyreltik olursa olsun asitten gelen H+ vardır. 125

• İhmal edilmeden yapılan ince hesap sonucunda pH, 7’den küçük ama 7’ye çok yakın bir rakam çıkar. • Görüldüğü gibi hem matematiksel hem de kimyasal çözüm belli noktalarda yetersiz kalıyor; başka şeylerin de düşünülmesi gerekiyor.

126

• ÖRNEK: 10–9 M HCl çözeltinin pOH’ını bulunuz. • ÇÖZÜM: [H+1] = 10–9 Bu soru bir önceki soru gibi çözülemez. Saf su gibi kabul edilerek çözüme gidilmelidir. pOH = 7 olur. • ÖRNEK: 10–11 M HCl çözeltisinin pH’ını bulunuz. • ÇÖZÜM: [H+1] = 10–11 • pOH = 7 127

• ÖRNEK: 10–10 M NaOH çözeltinin pOH’ını bulunuz. • ÇÖZÜM • [OH–] = 10–10 M • pOH = 7

128

pH 0’DAN KÜÇÜK, pOH DA 14’TEN BÜYÜK OLABİLİR • 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. • Bu nedenle skalanın ucu açık olmalıdır. 129

BAZI MADDELERİN pH DEĞERLERİ Madde Mide öz suyu Limon Sirke Greyfurt Portakal Kiraz Domates Muz Ekmek

pH 2,0 2,3 2,8 3,1 3,5 3,6 4,2 4,6 5,5

Madde Patates Süt Saf su İdrar Tükürük Kan Hücre içi sıvı Kaynak suyu Magnesi kalsine

pH 5,8 6,5 7,0 7,0 7,1 7,4 7,4 7,4 10,5 130

ASİT-BAZ DENGELERİ

131

SULU ÇÖZELTİLERDE ASİT BAZ TANIMLARI • ARHENİUS ASİT BAZ TANIMI: Suda çözündüklerinde H+ katyonu veren maddeler asit, OH– anyonu veren maddeler baz olarak tanımlanır. • BRONSTED LOWRY ASİT BAZ TANIMI: H+ iyonu (proton) verebilen maddelere asit, H+ iyonu alabilen maddelere de baz denir. 132

• LEWİS ASİT BAZ TANIMI: Bir elektron çifti alabilen maddeler asit, bir elektron çifti verebilen maddeler baz olarak tanımlanır.

133

ASİTLER VE BAZLARLA İLGİLİ KARŞILAŞILAN SÖYLEM HATALARI • Bir maddenin baz olması için yapısında –

(OH) bulunması gerekmez. Örneğin; –

NH3(g), (OH) içermediği hâlde bazdır. • Asit olması için de suya H+ vermesi gerekmez; örneğin, CH3COOH(s), su +

olmadan da ortama H verir.

134

Ksu, Ka, Kb • Ka, asitlik denge sabitidir. • Kb, bazlık denge sabitidir. • Ksu, suyun denge sabitidir.

135

pKsu, pKa, pKb • 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

136

• pKsu = –log [10–14] • pKsu = 14 olur. • pKsu = pKa + pKb

137

Ksu = Ka Kb BAĞINTISININÇIKARILIŞI • Konjuge asit baz çiftlerinin K’larının çarpımı Ksu’yu verir. • HA(s) + H2O(s) ⇌ H3O+(suda) + A–(suda) • A–(suda) + H2O(s) ⇌ HA(s) + OH–(suda) • Bu iki denklem taraf tarafa toplanırsa aşağıdaki denklemi verir: • 2H2O(s) ⇌ H3O+(suda) + OH–(suda) 138

• 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+] • Konjuge asit baz çiftlerinin K’larının çarpımı Ksu’yu verir. • Ksu = Ka Kb 139

• Ksu = 10–14 olduğuna göre şu iki formülü yazabiliriz: • Ka = 10–14 / Kb • Kb = 10–14 / Ka

140

EŞLENİK ASİT-BAZ ÇİFTLERİNDE Ka ve Kb İLİŞKİSİ • Konjuge asit baz çiftlerinin K’larının çarpımı Ksu’yu verir. • Ka Kb = Ksu • Soru: HCOOH’ın Ka değeri 1,8x10-4’tür. HCOOH’ın konjuge bazının Kb değerini bulunuz. • Cevap:10-14/1,8x10-4=5,56x10-11 141

ZAYIF ASİT VE ZAYIF BAZLARIN İYONLAŞMASI • Zayıf asit ve bazlara şu örnekler verilebilir: HF, HCN, CH3COOH, H2S, H2CO3, H3PO4, NH3, AgOH, Fe(OH)3, Mg(OH)2, Cu(OH)2 • Zayıf asit ve zayıf bazların suda az bir kısmı iyonlarına ayrılırken büyük bir kısmı molekül hâlinde kalır. • İyonlaşma denklemleri çift yönlüdür. 142

• Örneğin, HCN’nin suda iyonlaşma denklemi; HCN(suda) ⇌ H+(suda) + CN–(suda) şeklindedir.

143

ZAYIF ASİT VE ZAYIF BAZLARDA DENGE BAĞINTISI • Ka asitlik sabitidir. • Ka (asitlik sabiti) değeri ne kadar büyükse asit o kadar kuvvetli, ne kadar küçükse asit o kadar zayıftır. • Ürünlerin molar derişimlerinin, girenlerin molar derişimlerine oranı Ka asitlik sabitine eşitse sistem dengededir. Kat sayılar üs olarak yazılır. Katı ve sıvılar alınmaz. 144

pH, KUVVETLİLİK VE ÇOKLUK İLİŞKİSİ • pH’ın kuvvetlilikle ilişkisi yoktur. Kuvvetli asit şayet seyreltik ise pH’ı yüksek olur. 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.

• Kuvvetlilik çok H+olmasına göre değildir. Kendinde mevcut olanın tamamını vermesi ile ilgilidir. • pH ise H+ çokluğuyla ilgilidir.

145

ASİTLİK VE BAZLIK VARDIR, ASİT VE BAZ YOKTUR • Asitlik ve bazlık kimyasal bir özelliktir. • pH’ı 7’den küçük diye her maddeye asit, pH’ı 7’den büyük diye de her maddeye baz denmez. Örneğin; “Sabun bazdır.”, “NH 4Cl asittir.” gibi söylemler yanlıştır. Çünkü ikisi de tuzdur. • Bununla beraber asit–baz denince HCl, NH3 vb. sadece bazı maddeler de anlaşılır. 146

SOSYAL ALANDA KULLANILAN KİMYA KELİME VE DEYİMLERİ • Bazı hadiseler; sap ile samanın birbirinden nasıl ayrıldığını –bir turnusol kâğıdı gibi– gösteren önemli olaylardır.

147

HİDROLİZ • Kuvvetli asitlerle zayıf bazların reaksiyonlarından oluşan asidik tuzların katyonu ve kuvvetli bazlarla zayıf asitlerin reaksiyonundan oluşan bazik tuzların anyonu suda hidroliz olur. • Nötr tuzlar, suda hidroliz olmazlar. • Bazik tuzlara KCN, NaF, CH3COONa örnek verilebilir. 148

• Asidik tuzlara NH4Cl, FeCl3, AlCI3 örnek verilebilir. • Nötr tuzlara KCl, NaNO3, Na2SO4 örnek verilebilir. Nötr tuz çözeltilerinin pH’ı 7’dir.

149

ASİDİK TUZ ÇÖZELTİLERİNDE pH BULUNMASI • Asidik tuz çözeltilerinin pH bulunurken K b verilmiştir. • 1,85 M’lık NH4Cl tuzu çözeltisinin (asidik tuz) pH’ı kaçtır? (NH3 için Kb=1,85x105) • Kh=Ksu/Kb • Kh=1014/1,85x105 • Kh=5,4x1010 • NH4Cl → NH4+ + Cl

150

NH4+ + H2O ⇄ NH4OH + H+ • Başlangıç: 0,185 M • Değişim: -X • Dengede: (0,185-X) • • • • • •

0 +X X

Kh= X2/0,185-X (X ihmal edilir.) 5,4x1010= X2/0,185 X2=1010 X=H+= 105 M pH= 5

151

BAZİK TUZ ÇÖZELTİLERİNDE pOH BULUNMASI • Bazik tuz çözeltilerinin pOH bulunurken K a verilmiştir. • 102 molar KCN tuzu çözeltisinde OH ve pOH kaçtır? (HCN için Ka=1010) (KCN, hidroliz olan asidik bir tuzdur.) • Kh=Ksu/Ka • Kh=1014/1010 • Kh=104 152

• • • • •

KCN → K+ + CN CN + H2O

• • • •

Kh= X2/102-X

Başlangıç: 102 M Değişim: -X Dengede: 102-X

(X ihmal edilir.) 104= X2/102 X2=106

⇄ HCN + OH 0 +X X

0 +X X

153

• X=OH= 103 M • pOH= 3

154

TAMPON ÇÖZELTİLER

155

TAMPON ÇÖZELTİ ÇEŞİTLERİ • Birincisi (Asidik tampon): Zayıf bir asit ile bu asidin kuvvetli bir bazla olan –asidin anyonunu içeren– tuzu aynı kapta çözünürse oluşan çözelti asidik tampondur. • 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. 156

BAZİK TAMPONLARDA pOH BULUNMASI • 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) • • • •

OH=Kb[Baz]/[Tuz] OH=1,85x105x0,54/1 M OH=105 M pOH=5 157

ASİDİK TAMPONLARDA pH BULUNMASI • 0,1 mol HCN ve 1 mol NaCN’nin çözünmesiyle 1 L tampon çözelti elde ediliyor. H+ ve pH nedir? (Ka=1010) • • • • •

H+ =Ka[Asit]/[Tuz] H+ = 1010x0,1/1 M H+ = 1010x101 M H+ = 1011 M pH =11 158

TAMPON ÇÖZELTİLERİN GÜNLÜK KULLANIM ALANLARI

159

VÜCUT SIVILARINDA pH’IN ÖNEMİ • Vücut sıvılarının belli pH değerlerinde olması gerekir. Aksi hâlde çeşitli hastalıklar meydana gelir. • Kanın pH’ı 7’ye düşerse veya 7,8’e çıkarsa insan ölür. • İdrarın pH’ı, alınan besin maddelerine göre değişir. • Tükürüğün pH’ı ağız mukozasının fonksiyonlarını en iyi yapabileceği seviyededir. 160

• Mide öz suyu pH’ının 2’nin altına düşmesi ülser rahatsızlığındandır; pH’ın artması ise hazımsızlık demektir. • Sıhhatli durumlarda pH belli aralıklarda tutulmaktadır. • Hücre içinde her an asidik ya da bazik özellikte maddeler meydana gelmesine rağmen meydana gelen asitler, bazlarla; bazlar ise asitlerle birleşerek tuzları oluşturur. Böylece hücre içi pH değeri sabit tutulur. 161

• Hücre zarının seçici geçirgenlik özelliği vardır. Hücrede, hayatın devamı için önemli tedbirler mevcuttur. • pH’ın sabit tutulması için; zardan belli maddelerin hücre içine girmesi, bazen de pH’ı bozan maddelerin hücre dışına atılması gerekmektedir. • Bazı hücrelerde her an 2000 kimyasal reaksiyonun olduğu göz önüne alınırsa pH’ın sabit tutuluşundaki hassasiyet daha iyi anlaşılmış olur. 162

• pH’ın değişmemesi için hücrenin ihtiyacı olan maddeler hücreye zamanında ve ihtiyaç miktarında girmekte, zararlı maddeler de hücreden atılmaktadır; böylece pH korunmaktadır. • Vücudun ihtiyacı olan moleküller, gerektiğinde hücre içinde de sentezlenebilir. Bu sentez esnasında pH’ın da korunduğu görülmektedir.

163

• Her bir molekül için hücre zarında özel bir şifre vardır. Böylece hücreye girmek üzere gelen molekülün faydalısı zararlısından ayrılmaktadır. Yeni ortaya çıkan ve yapay olduğundan dolayı da sağlığa zararlı bazı moleküllere karşı da gereksinim duyuldukça yeni şifrelemeler olmaktadır. Bu şifreleme, elbette her zaman olmaz. İnsan, kendi isteğiyle zarara razı olmuş olabilir. Hastalıklarda ve ölümde sebeplerin perde olduğu da unutulmamalıdır. 164

• 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.

165

GASTROENTESTİNAL SİSTEM VE pH • Mide ve bağırsak asitliğinin derecesinin ayarlanmasında çok hassas dengeler gözetilir. Bu dengeler bozulursa değişik rahatsızlıklar ortaya çıkar. • Özellikle insanın ruhsal durumunun, mide hareketleri ve mide salgısına etkisi büyüktür. • Gıdalardan yalnız proteinlerin sindiriminin bir kısmı midede olur ve kuvvetli asidik ortamda yürütülür. 166

• Midede pepsin enzimi ve hidroklorik asit etkisiyle proteinler peptonlara parçalanır. • İnce bağırsakta; yağlar, karbonhidratlar, bir de midede peptona parçalanan proteinler yapı taşına ayrışır. • İnce bağırsaktaki sindirimde ortamın; nötre yakın asidik veya nötre yakın bazik olması gerekir. • Her bir besin maddesinin sindirimi için gereken pH değerleri farklıdır. 167

• İnce bağırsakta farklı pH değerlerinin ayarlanmasında; ince bağırsak duvarı, pankreas ve safra salgısı görevlidir. • 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. • Mide, salgı yaptığında koruyucu mukusun altındaki pH, 7’dir. Mukusun üstündeki pH, 2’dir. 168

• Kör bağırsakta 5,8–7,6 olarak belirlenen pH derecesi, kalın bağırsakta 6,5–7,8’dir. • Dışkının (gaita) pH’ı 6 ile 7,3 arasında değişir. • Mide ve bağırsakta pH değerlerinin belli aralıklarda olması, hem sindirimin ve emilmenin devamı hem de bağırsak bakterilerinin görevlerini yapabilmeleri için gereklidir. • Mideden yemek borusuna geri kaçan karışımın pH’ı düşük olduğundan reflü hastalığına sebep olur. 169

• Reflü; yemek borusundaki ağrı, yanma ve iltihaptır.

170

YAŞAM VE TAMPON ÇÖZELTİLER • Bazı kimyasal deneylerde ortam pH’ının uzun süre sabit kalması istenir. Bu deneylerde tampon çözeltiler kullanılır. • 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. 171

• Bunlardan en önemlisi proteinlerdir. Proteinler, tampon görevi yaparak pH değişikliklerine mani olmakla görevlidir. • Denetim mekanizmalarından ikincisi ise mineral maddelerdir. • 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. 172

• Bunlar birbirleriyle birleşerek tuz oluşturup vücut sıvısının nötr ortamda kalmasına yardımcı olurlar. • 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.

173

TUZ ÇÖZELTİLERİNDE ASİTLİK BAZLIK (NÖTRALLEŞME REAKSİYONLARI)

174

NÖTRALLEŞME • Asit ve baz çözeltilerinin karıştırılması ile nötrleşme ya tam ya da kısmen olur. • Karışım sonucunda arta kalan madde yoksa % 100 nötralleşme olmuştur. • Karışım sonucunda arta kalan madde varsa kısmen nötralleşme olmuştur.

175

ASİT-BAZ ÇÖZELTİLERİNİN KARIŞTIRILMASI SONUCU TAM NÖTRALLEŞME VE pH • Kuvvetli asit ile kuvvetli bazın karıştırılması sonucunda % 100 nötralleşme olduysa pH=7’dir. • Kuvvetli asit ile zayıf bazın karıştırılması sonucunda % 100 nötralleşme olduysa pH, 7’nin altındadır. 176

• Kuvvetli baz ile zayıf asit % 100 nötralleştiyse pH, 7’nin üstündedir. • Zayıf baz ile zayıf asit % 100 nötralleştiyse pH, 7’nin üstünde de olabilir, altında da olabilir.

177

ASİT-BAZ ÇÖZELTİLERİNİN KARIŞTIRILMASI İLE HİDROLİZ İLİŞKİSİ • 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. 178

KARIŞTIRILAN ASİT-BAZ ÇÖZELTİSİDEN BİRİ ZAYIFSA VE % 100 NÖTRALLEŞME OLMAMIŞSA, BU KARIŞIMLARIN BİR KISMI TAMPON ÇÖZELTİDİR • 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. 179

• Önce karışımdaki molar derişimler, sonra tampon çözelti formülünden [H+1] bulunur, son olarak da pH hesaplanır.

180

KARIŞTIRILAN ASİT VE BAZ ÇÖZELTİLERİNDEN BİRİSİ ZAYIFSA VE % 100 NÖTRALLEŞME OLMAMIŞSA BU KARIŞIMLARIN BİR KISMINDA TAMPON ÇÖZELTİ OLUŞMAZ • Kuvvetli asitle zayıf baz karışınca kuvvetli asit arta kalırsa veya zayıf asitle kuvvetli bazın karışınca kuvvetli baz arta kalırsa, tampon çözelti oluşmaz. 181

• Böyle karışımlar kuvvetli asit veya kuvvetli baz çözeltisi gibi düşünülür. • Karışımda kuvvetli asit arta kaldıysa önce toplam hacimdeki kuvvetli asit molar derişimi, dolayısıyla H+1 molar derişimi, son olarak da pH bulunur. • Karışımda kuvvetli baz arta kaldıysa önce toplam hacimdeki kuvvetli baz molar derişimi, dolayısıyla OH– molar derişimi, son olarak da pH bulunur. 182

• Ortamdaki asidik tuzun hidrolizinden gelen H+1 molü veya ortamdaki bazik tuzun hidrolizinden gelen OH– molü hesabına gerek yoktur; ihmal edilir.

183

TÄ°TRASYON

184

TİTRİMETRİ • Titrasyon, titrimetri demektir. Titrimetri; volumetrik (hacim ölçümüne dayanan) nicel (kantitatif) analiz metodudur. • Titrimetrik yöntemlerde kullanılan başlıca araçlar büret, mesnet, mesnet kıskacı, mesnet növesi, erlenmayer, balon joje, dereceli silindir, çözelti şişesi ve pipettir. • Titrant büretteki çözeltidir. Titre edilecek madde erlenmayere konulur. 185

• Titrant, ayarlı çözeltidir. • Eşdeğerlik noktası (ekivalens nokta) ile dönüm noktası karıştırılmamalıdır. • Eşdeğerlik noktası (ekivalens nokta) ile dönüm noktası arasındaki fark titrasyon hatasından kaynaklanır. • Titrasyon hatası yoksa eşdeğerlik noktası (ekivalens nokta) ile dönüm noktası aynıdır. • Titrimetride, titrasyon hatasını önlemek için kör çözelti kullanılır. 186

• Dönüm noktası titrasyonun bittiği noktadır. Dönüm noktasına titrasyon bitiş noktası da denir. • Eşdeğerlik noktası (ekivalens nokta) ise reaksiyon denklemine göre titrasyonun gerçekten bitmesinin gerektiği noktadır. • İndikatör, titrasyonun bitiş noktasında renk değiştiren fenolftalein, metil oranj, nişasta vb. organik maddelerden hazırlanmış çözeltilerdir. 187

• Potasyum permanganatla yapılan redoks titrasyonlarında dönüm noktasındaki renk değişikliği, indikatörsüz gözlemlenir. • 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. 188

AYARLI ÇÖZELTİ HAZIRLANMASI • Ayarlı çözelti, kesin molaritesi bilinen çözeltidir; bir de yaklaşık molariteli çözelti vardır. • 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. 189

• Faktör, kesin molaritenin bulunması için yaklaşık molaritenin çarpılması gereken 1’e yakın bir sayıdır. • Primer standart madde, %100 yalnız kendisini içeren saf bir maddedir ve hava, rutubet, güneş vb. dış şartlardan etkilenmez. • Böylece ayarlı çözelti hazırlanmış olur.

190

TİTRİMETRİK YÖNTEMLER • 1. Asit–baz titrasyonları (Nötralimetri) • 2. Redoks titrasyonları • a. Potasyum permanganatla yapılan titrasyon (Permanganometri) • b. İyodür ile yapılan titrasyon (İyodimetri) • c. Seryum iyonuyla yapılan titrasyon (Serimetri) • 3. Cu+2 iyonunun EDTA (etilen di amin tetra asetik asit) ile fotometrik titrasyonu 191

• 4. Çöktürme titrasyonları (Arjantimetri) • 5. Kompleksleştirme titrasyonları (Kompleksometri)

192

NÖTRALİMETRİ • Asit–baz titrasyonlarına nötralimetri denir. Nötralimetri asidimetri ve alkalimetri olmak üzere iki çeşittir. Asidimetri, büretteki ayarlı asit çözeltisiyle yapılan titrasyondur. Alkalimetri, büretteki ayarlı baz çözeltisiyle yapılan titrasyondur. • Nötralimetrik yöntemde titrant madde kuvvetli asit veya kuvvetli baz olmalıdır. Erlenmayerdeki analizi yapılacak madde ise zayıf asit veya zayıf baz olabilir. 193

• 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. 194

SULU ORTAMLARDA ÇÖZÜNME, ÇÖKELME VE KOMPLEKSLEŞME DENGELERİ

195

ÇÖZÜNÜRLÜK DENGESİ • Suda az çözünen tuzların sudaki çözünmeleri bir denge olayıdır. Örneğin bir miktar suya yavaş yavaş AgCl tuzu ilave edilirse önce ilave edilen tuz suda çözünür, çözelti doygunluğa ulaştıktan sonra ise tuz çökmeye başlar. Çözelti doygunluğa ulaştıktan sonra kapta yine iyonlaşma vardır. 196

• Ancak ne kadar tuz iyonlaşıyorsa, o kadar tuz çökmektedir. Yani birim zamanda tuzun iyonlaşma ve çökme miktarı birbirine eşit olacaktır. Bu eşitliğin olduğu durum çözeltide çözünme–çökelme dengesinin kurulmasını ifade eder. Denge durumunda çözeltinin konsantrasyonu değişmez. • Olayın denge denklemi; AgCl(k) ⇌ Ag+(suda) + Cl–(suda) şeklindedir. 197

• Olayın denge bağıntısı denklemi ise; Kçç = [Ag+] [Cl–] şeklindedir. • AgCl katı olduğu için denge bağıntısına alınmaz. • Buradaki denge sabitine (Kçç) çözünürlük çarpımı denir. • Kçç’deki çç harfleri çözünürlük çarpımı demektir. 198

ÇÖZÜNÜRLÜK • Belirli sıcaklıkta 1 litre çözeltide çözünebilen maddenin (çözünen maksimum maddenin) mol sayısıdır. Diğer bir ifade ile doygun çözeltinin molar derişimidir. • Çözünme hızı zamanla azalırken, çökme hızı artmaktadır. Çözünme ve çökelme hızlarının eşit olduğu anda denge kurulmuştur. 199

ÇÖZÜNÜRLÜK ÇARPIMI (Kçç) • Doygun çözeltideki iyonların derişimleri çarpımıdır. • Çözünürlük çarpımı bir denge sabiti olduğundan yalnız sıcaklığa bağlı olarak değişir. • Çözünürlük çarpımı verilen tuzların, çözünürlükleri karşılaştırılabilir. 200

• Çözünürlük çarpımı verilen bir tuzun molar çözünürlüğü bulunabilir. Suda az çözünen tuzlarda molar çözünürlüğe kısaca çözünürlük denir; başka bir ifadeyle suda az çözünen tuzlarda, çözünürlük denilince molar çözünürlük anlaşılır, doygun çözeltinin molar derişimidir. • Çözünürlüğü verilen tuzun çözünürlük çarpımı hesaplanabilir. 201

ÇÖZÜNÜRLÜĞE ORTAK OLMAYAN YABANCI İYON ETKİSİ • Ortak olmayan yabancı iyon etkisiyle çözünürlük artar. • Doymuş bir çözeltinin iyon şiddetini arttırmak için çözeltiye, çökelti ile ortak iyonu olmayan bir anorganik bileşik katılır; ortak olmayan bu yabancı iyonun etkisiyle çökeltinin çözünürlüğü artar. 202

ÇÖZÜNÜRLÜĞE ORTAK İYON ETKİSİ • Suda az çözünen tuzlar, kendisiyle ortak iyon içeren çözeltilerde saf sudakine göre daha az çözünürler. • Çözeltideki ortak iyonun derişimi ne kadar fazla ise çözünürlük o kadar küçük olur. • Ortak iyon çözünürlüğü azaltır. Çözünürlüğün azalması dengeden kaynaklanır. Tepkime sola kayar; çözünürlük azalır. 203

• Örnek olarak doymuş AgCl çözeltisine katı NaCl ilave edilirse, Cl– iyonları derişimi artar, denge AgCl’nin çökmesi yönünde kayar, bir miktar AgCl çöker. • Bu durumda AgCl’nin çözünürlüğü saf suya göre azalmış olur.

204

Fe(OH)3’İN ÇÖZÜNÜRLÜĞÜNÜN BULUNMASI (Kçç = 2x10–39) • Bu sorunun çözümünde Fe(OH)3’in Kçç’si Ksu’dan daha küçük olduğundan dolayı çözümde su ihmal edilemez duruma gelir. • Ksu = 10–14 olduğundan, sudan gelen hidroksil iyonu derişimi; [OH–] = 10–7 M olur. Fe(OH)3’ten gelen [OH–] ihmal edilir; sanki suda Fe(OH)3 yok gibi varsayılır. 205

• Kçç = [Fe+3] [10–7]3 • • • • •

Kçç = 2x10–39 olarak verilmişti. 2x10–39 = [Fe+3] [10–7]3 [Fe+3] = 2x10–39 / 10–21 [Fe+3] = 2x10–18 Varsayım doğrudur; çünkü, [Fe+3] < [OH–] çıkmıştır. 2x10–18 M, 10–7 M’dan düşüktür.

206

Fe(OH)3’İN MOLAR ÇÖZÜNÜRLÜĞÜNÜN İKİNCİ YOLDAN BULUNMASI • Bu soru ortak iyon etkisinden de çözülebilir. • Doğrudan doğruya formülden çözülürse yanlış sonuç çıkar.

207

DOYMUŞLUK, DOYMAMIŞLIK, ÇÖKELME • İki çözelti karıştırıldığında çözeltilerdeki iyonların birleşmesinden oluşan tuzlarla ilgili üç durum söz konusudur. • Bir çözeltideki, iyonların konsantrasyonları çarpımı çözünürlük çarpımından küçük ise çözelti doymamıştır. Doygunluğa ulaşıncaya kadar daha tuz çözebilir.

208

• İyonların konsantrasyonları çarpımı çözünürlük çarpımına eşit ise çözelti doymuştur. Artık aynı tuzdan daha çözemez. • İyonların konsantrasyonları çarpımı çözünürlük çarpımından büyükse çözelti doygunluk sınırını aşmıştır, dengeye gelinceye kadar çökelme gözlenir.

209

• Çözünürlük çarpımı (Kçç) ve iyonların konsantrasyonları çarpımı (Q) olmak üzere aşağıdaki şekilde ifade edebiliriz. • Kçç > Q Doymamıştır, çökme olmaz. • Kçç = Q

Doymuştur, çökme olmaz.

• Kçç < Q

Doymuştur, çökme olur.

210

ÇÖZELTİLERİN KARIŞTIRILMASINDAN SONRAKİ İYON MOLARİTELERİNİN HESAPLANMASI • a) Tepkime yoksa • b) Tepkime varsa

211

• a) Çözeltilerin karıştırılmasından sonra şayet tepkime olmadıysa, çözeltilerin karıştırılmasından sonraki iyon molaritesi hesaplanması: Bir bileşik; 1A grubu katyonu, NO3– iyonu, NH4+ iyonu, H+ iyonu veya CH3COO– iyonu içeriyorsa böyle maddeler iyi çözünür. Bu iyonları ihtiva eden çözeltiler derişik bile olsalar karıştırıldıklarında şayet nötrleşme olmuyorsa, tepkime yok demektir. Karışımdan sonraki molar derişimler M1V1=M2V2 formülünden hesaplanır. 212

İki çözelti karıştırıldığında çözünürlüğü düşük olan bir bileşiğin (suda az çözünen bir bileşik, başka bir ifadeyle Kçç’si olan bir bileşik) iyonları bir araya geldiğinde maddenin çözünürlük sınırı aşılmazsa çökme olmaz. Bu durum; çok seyreltik çözeltilerin karıştırılmasıyla mümkündür. İki seçenek olabilir. Birincisi: Kçç > Q ise çözelti doymamıştır. Karışımdan sonraki 4 iyonun molar derişimleri de, yine M1V1=M2V2 formülünden hesaplanır. 213

İkincisi: Çözeltiler karıştırıldığında Kçç = Q ise doymuş çözelti elde edilmiştir. Doygun çözelti, Kçç’si olan (suda az çözünen) bileşiğin doygun çözeltisidir. Bu bileşiğin iki iyonunun molar derişimi, karekök K çç vb. formüllerden; diğer iki iyonun molar derişimi ise M1V1=M2V2 formülünden hesaplanır.

214

• b) Çözeltilerin karıştırılmasından sonra şayet tepkime oluyorsa, bu tepkime genelde aşağıdaki iki tepkimeden birisidir. 1– Nötralleşme tepkimesi (asit + baz) 2– Çökme tepkimesi: İki çözelti karıştırıldığında şayet Kçç’si olan bir bileşik oluşuyorsa ve Kçç < Q ise çözünürlüğü düşük olan bir maddenin iyonları bir araya geldiğinden ve maddenin çözünürlük sınırı aşıldığından çökme olur. 215

• Burada da iki seçenek olabilir. • Birincisi: Reaksiyonda arta kalan madde olmamıştır. Arta kalan olup olmadığı, denkleşmiş reaksiyon denklemine göre moller bulunarak anlaşılır. Çöken bileşiğin iki iyonunun molar derişimi, karekök K çç vb. formüllerden; diğer iki iyonun molar derişimi ise M1V1=M2V2 formülünden hesaplanır. 216

• İkincisi: Reaksiyonda arta kalan madde olmuştur. Çöken bileşiğin iki iyonundan birisinin molar derişimi M=n/V formülünden ihmal işlemi yapılarak bulunur. Diğeri ortak iyon formülünden yine ihmal işlemi de yapılarak bulunur. Diğer iki iyonun molar derişimi ise M1V1=M2V2 formülünden hesaplanır.

217

ÇÖZELTİLER ARASINDAKİ TEPKİMELERDEN HANGİLERİ GERÇEKLEŞİR? • KCl + NaNO3 → Reaksiyon gerçekleşmez. • Gerçekleşen reaksiyonlarda ya ürünlerde suda çözünmeyen madde oluşmuştur, bu maddeye çökelek diyoruz. Veya gaz çıkışı olmuştur. Ya da ürünlerde su meydana gelmiştir. 218

SEÇİMLİ ÇÖKTÜRME • Çözelti içerisinde bulunan farklı derişimdeki birden fazla iyon, çözünürlüğü az olan tuz oluşturarak başka bir iyonla çöktürülebilir. Bu iyonlardan hangisi doygunluğa daha önce ulaşıyorsa, o iyon önce çökecektir. Doygunluğa ulaşan diğer iyonlarda sırasıyla çökelir. • Bu olayda bir çözelti içerisinde bulunan istenmeyen bir iyon çöktürülerek çözeltiden uzaklaştırılır. 219

ÇÖZÜNME VE İYONLAŞMA İLİŞKİSİ Çözünme yüzdesini zenginlik, iyonlaşmayı vermek kabul edersek; çözeltileri dört gruba ayırırız: 1. ÇOK ÇÖZÜNEN VE % 100 İYONLAŞAN ÇÖZELTİLER (ZENGİN, TAMAMINI VEREN) NaCl(k) + su → Na+1(suda) + Cl–1(suda) 220

2. AZ ÇÖZÜNEN VE % 100 İYONLAŞAN ÇÖZELTİLER (FAKİR, TAMAMINI VEREN): Bu grup, çözünürlük dengesi bölümündeki bileşikler olup iyonlaşma denklemleri yanlış olarak çift yönlü okla gösterilir. Bunun nedeni çözünürlük hesaplamalarının denge mantığıyla yapılmasındandır. Aslında suda çok az çözünürler. Çözünmeleri milyonda veya trilyonda birkaç mertebelerindedir. Ca(OH)2(k) + su ⇌ Ca+2(suda) + 2(OH)–1(suda) 221

3. HER ORANDA ÇÖZÜNEN VE AZ İYONLAŞAN ÇÖZELTİLER (ZENGİN, AZINI VEREN) CH3COOH(s) ⇌ CH3COO

–1 (suda)

+1 (suda)

4. AZ ÇÖZÜNEN VE AZ İYONLAŞAN ÇÖZELTİLER (FAKİR, AZINI VEREN) –1 +1 NH3(g) + H2O(s) ⇌ NH4 (suda) + OH (suda)

222

YAŞAMIMIZDAKİ BAZI ÇÖZÜNÜRLÜK DENGE BİLEŞİKLERİ NEREDE BULUNDUĞU FORMÜLÜ DİŞ

CaF2

KEMİK

Ca3(PO4)2

MİDE PASTİLİ

Al(OH)3

AMELİYAT ALETLERİNİN İÇİNE DALDIRILDIĞI MADDE

BaSO4

SÖNMÜŞ KİREÇ

Ca(OH)2 223

YAŞAMIMIZDAKİ BAZI ÇÖZÜNÜRLÜK DENGE BİLEŞİKLERİNİN İYONLAŞMALARI CaF2(k) ⇌ Ca

+2 (suda)

+ 2F

–1 (suda)

Ca3(PO4)2(k) ⇌ 3Ca+2(suda) + 2(PO4)–3(suda) Al(OH)3(k) ⇌ Al

+3 (suda)

BaSO4(k) ⇌ Ba

+2 (suda)

+ 3(OH) + SO

–1 (suda)

–2 4 (suda)

224

• BaSO4 (BARYUM SÜLFAT): Ameliyat esnasında kullanılan sargı bezi, pamuk, makas vb. steril ameliyat malzemeleri baryum sülfat çözeltisine batırılmıştır. Ameliyatta vücudun içinde unutulan ameliyat malzemelerini, röntgen çekiminde BaSO4 gösterir. Ayrıca BaSO4 ve hint yağı karışımı; XM solüsyonu adındaki ilaçtır. Röntgen filmi çekiminden az önce hastaya içirilir. İçirilen sıvının mideden bağırsağa kaç dakikada geçtiği BaSO4 ile anlaşılır; geçiş süresine göre hastalığa teşhis konur. 225

• CaF2(k) dişin yapısını oluşturur. • Ca3(PO4)2(k) kemiğin yapısına girer. • Al(OH)3 antiasit mide pastilidir.

226

KOMPLEKS OLUŞMA– AYRIŞMA DENGELERİ

227

KOMPLEKS İYON OLUŞUMU SABİTİ (βn) • Kompleks oluşma–ayrışma dengesinde K sabiti, kompleks iyon oluşumu sabiti (βn) ismiyle anılır. K’dan başka beta β (beta) harfiyle de gösterilir. • Cu+2 + Cl– ⇌ [CuCl]+1 K1 = β1 • [CuCl]+1 + Cl– ⇌ CuCl2 K2 = β2 • CuCl2 + Cl– ⇌ [CuCl3]–1 K3 = β3 228

• [CuCl3]–1 + Cl– ⇌ [CuCl4]–2 K4 = β4 • K1, K2, K3, K4 (β1 , β2 , β3 , β4) aşamalı denge sabiti adını alır. • 4 denklem taraf tarafa toplandığında elde edilen tepkime aşağıdadır. • Toplam tepkime: Cu+2 + 4Cl– ⇌ [CuCl4]–2 • Bu toplam tepkimenin kompleks iyon oluşumu sabiti (βn), ilk 4 tepkimenin aşamalı denge sabitlerinin çarpımına eşittir. • Kn =K1 x K2 x K3 x K4 (βn =β1 x β2 x β3 x β4) 229