araş. gör. can gÜngÖrencdn.istanbul.edu.tr/filehandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...ph’ınÖnemi...
TRANSCRIPT
![Page 1: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/1.jpg)
Araş. Gör. Can GÜNGÖREN
pH KAVRAMI VE HESABI
1
![Page 2: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/2.jpg)
pH’ın Önemi• Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol
oynar.
• Kimyada, çözünmüş hidrojen iyonu aktivitesinin ölçüsüne pHdenir.
• pH bir çözeltinin asitlik veya bazlık derecesini tarif eden ölçübirimidir.
2
![Page 3: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/3.jpg)
Asitler ve Bazlar
Arrhenius Teorisi:• Suda iyonlaştığında hidrojen iyonu (H+) veren maddelere asit
denir. (Asit Latince ekşi anlamına gelir.)• Bazlar ise suda iyonlaştığında hidroksil (OH-) iyonu verirler.
Bazı asit ve bazlar;• Asit: HCl, HNO3, H2SO4, HAc• Baz: NaOH, KOH, Ca(OH)2, Al(OH)3,
3
![Page 4: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/4.jpg)
Lewis Teorisi• Bu teoriye göre bir elektron çifti alabilen her madde asit, bir
elektron çifti verebilen her madde bazdır.• 𝐻𝐻+ + �̈�𝑁𝐻𝐻3 → 𝑁𝑁𝐻𝐻4• Asit + Baz
4
![Page 5: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/5.jpg)
Asitler ve BazlarBrönsted-Lowery Teorisi:• Bu teoriye göre suya proton (H+) verebilen maddeler asit proton
alanlar (H+) ise bazdır.
• NH3+H2O↔NH4+ +OH-
• Burada NH3 bir bazdır. Çünkü sudan proton almıştır. H2O, bir asittir. Çünkü H+ vermiştir.
• Öte yandan bu bir denge tepkimesidir. Sol yöne olan tepkime düşünülürse NH4
+ iyonu bir proton vericisi, OH- ise bir proton alıcısıdır. Dolayısıyla NH4
+ iyonu bir asit, OH- ise bir bazdır.
5
![Page 6: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/6.jpg)
Asitler ve BazlarBir başka deyişle tepkimede 2 asit ve 2 baz vardır. Her asit bir baz ile çifttir. Bunlara ‘’ Eşleşik Çiftler’’ veya ‘’ Konjuge çiftler’’ denir. Mesela NH4+ iyonu NH3 bazının eşleşik asiti; NH3 ise NH4+ iyonunun (asitinin) eşleşik bazıdır.
NH3+H2O↔NH4++OH-
B2 + A1 ↔ A2 + B1
HAc+H2O ↔ H3O+ +Ac- HAc: Asetik Asit (CH3COOH)A1 + B2 ↔ A2 +B1 Ac- : CH3COO-
• NH3 örneğinde su bir asit iken burada bir bazdır.
6
![Page 7: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/7.jpg)
ProtolizA↔B+ H+
HCl ↔H++Cl-
Böyle bir olay tek başına gerçekleşemez. Bunun için ortamda proton alıcı bir maddenin bulunması gerekir. Çünkü proton tek başına bulunmaz. O halde;
H++B'↔A'
şeklinde ikinci bir sistemin bulunması gerekir.
7
![Page 8: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/8.jpg)
A↔B+ H+
H++B'↔A'Bu iki denklemin toplamı;A+B'⇔ B+A 'şeklindedir. Bu tepkimeye protoliz, tepkimedeki asit ve bazlara protolit, dengeye de protoliz dengesi denir. a, aktiviteyi göstermek üzere denge sabiti (K);
𝐾𝐾 =𝑎𝑎𝐵𝐵𝑎𝑎𝐴𝐴′𝑎𝑎𝐴𝐴𝑎𝑎𝐵𝐵′
8
![Page 9: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/9.jpg)
• Bazı örnekler:
Asit 1 Baz 1 Asit 2 Baz 2HCl + H2O ↔ H3O+ + Cl-
CH3COOH + H2O ↔ H3O+ + CH3COO-
NH4 + H2O ↔ H3O+ + NH3
H2O + KOH ↔ K(H2O)+ + OH-
9
![Page 10: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/10.jpg)
• Görüleceği gibi asit ayrışması, baz ayrışması, hidroliz,nötürleşme gibi olaylar Bronsted Lowry’ye göre birer protolizolayıdır.
• Buna göre bir asidin protolizi ancak proton alabilen, yani bazolan bir çözücüde, bir bazın protolizi ise proton verebilen yaniasit olan bir çözücüde mümkündür.
• Örneğin HCl ve NH3 benzende iyonlar halinde değil moleküllerhalinde çözünür.
10
![Page 11: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/11.jpg)
Otoprotoliz• Aynı bileşiğin iki molekülü arasındaki protolize otoprotoliz
denir. • Su; hem asitleri hem de bazları protoliz ettiğine göre hem asit
hem de bir bazdır. Yani anfoter bir maddedir.
H2O ↔ H++OH-
asit baz
H + + H2O ↔ H3O+
baz asit
11
![Page 12: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/12.jpg)
Örnekler
12
![Page 13: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/13.jpg)
Kuvvetli Asit ve Bazların pH Hesapları• Bir kuvvetli asit veya baz suda çözündüğü zaman, nedeyse
tamamen iyonlarına ayrılır. Örneğin H2SO4 suda çözündüğü zaman suda çoğunluka H+ ve SO4- iyonları bulunur, çözünmeden kalan H2SO4 neredeyse hiç bulunmaz.
• Bu durum kuvvetli asitlerin ve bazların pH hesabını oldukça kolay kılar.
• Asit konsantrasyonu H+ konsantrasyonuna eşittir. • Sıkça rastlanan kuvvetli asitler hidroklorik asit (HCl), nitrik asit
(HNO3), perklorik asit (HClO4) ve sülfürik asit (H2SO4)’tir.• Kuvvetli bazlar ise Grup I hidroksitlerini (LiOH, NaOH, KOH,
vb.) ve Be(OH)2 ve Ba(OH)2 dışında kalan Grup II hidroksitlerini içerirler.
13
![Page 14: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/14.jpg)
𝐻𝐻+ 𝑂𝑂𝐻𝐻−
𝑂𝑂𝐻𝐻 − =1𝑥𝑥10−14
[𝐻𝐻+]
[𝐻𝐻+] =1𝑥𝑥10−14
[𝑂𝑂𝐻𝐻−]
pH pOH
[𝐻𝐻+
]=10
−𝑝𝑝𝑝𝑝
𝑝𝑝𝐻𝐻=−
log[𝐻𝐻+
]
[𝑂𝑂𝐻𝐻−
]=10
−𝑝𝑝𝑝𝑝
𝑝𝑝
𝑝𝑝𝑂𝑂𝐻𝐻
=−
log[𝑂𝑂𝐻𝐻−
]
pH=14-pOH
pOH=14-pH
14
![Page 15: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/15.jpg)
Örnek 1. 0,055 M HNO3 çözeltisinin pH’ını hesaplayınız.
Çözüm:HNO3 kuvvetli asittir.𝐻𝐻𝑁𝑁𝑂𝑂3 → 𝐻𝐻+
(𝑎𝑎𝑎𝑎) + 𝑁𝑁𝑂𝑂3−(𝑎𝑎𝑎𝑎)
Olduğundan son çözeltide H+’nın konsantrasyonu 0,055 M olur.pH=-log[H+]=-log(0,055)=1,26
15
![Page 16: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/16.jpg)
Örnek 2. 0,10 M NaOH’un pH’ını hesaplayınız.
Çözüm:NaOH kuvvetli baz olduğundan pOH hesabı üzerinden gidilir.NaOH(aq) → Na+
(aq) + OH-
Denklemine göre son çözeltideki OH- konsantrasyonu 0,10 M’dır.pOH = -log[OH-] = -log(0,10) = 1,00pH=14-pOH=14-1=13
16
![Page 17: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/17.jpg)
Örnek 3. Bir çözeltinin pH’ı 6,88’dir. H+ ve OH-
konsantrasyonlarını ve pOH’ı bulunuz.
Çözüm:pH=-log[H+][H+]=10-pH=10-6,88=1,32x10-7 MpOH=14-6,88=7,12[OH-]=10-pOH=10-7,12=7,59x10-8 M
Logaritma Hatırlatma:102=100log10100=2
10-2=0,01log10 0,01=-2-log10 0,01=2
17
![Page 18: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/18.jpg)
Örnek 3. Bir çözeltinin pH’ı 8,50’tur. H+ ve OH-
konsantrasyonlarını ve pOH’ı bulunuz.
Çözüm:pH=-log[H+][H+]=10-pH=10-8,50=3,16x10-9 MpOH=14-8,50=5,5[OH-]=10-pOH=10-5,5=3,16x10-6M
Logaritma Hatırlatma:102=100log10100=2
10-2=0,01log10 0,01=-2-log10 0,01=2
18
![Page 19: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/19.jpg)
Zayıf Asit ve Bazların pH Hesapları• Zayif asit ve baz çözeltilerinin pH hesabı ise daha karmaşıktır.
Zayıf asit ve bazlar sulu çözeltilerde tamamen çözünmezler, çözünmüş olan kısımlarıyla dengede bulunurlar.
19
![Page 20: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/20.jpg)
Örnek 4. 10-2 M formik asit (HCOOH) çözeltisinin pH’ınıbulunuz. (Ka=6,75.10-4)Çözüm:HCOOH↔H++HCOO-
HCOOH ↔ H+ + HCOO-
Başlangıç (M) 10-2 - -
Değişim (M) -x +x +x
Sonuç (M) 10-2-x x x
𝑘𝑘𝑎𝑎 =𝐻𝐻+ [𝐻𝐻𝐻𝐻𝑂𝑂𝑂𝑂−]
[𝐻𝐻𝐻𝐻𝑂𝑂𝑂𝑂𝐻𝐻]=
𝑥𝑥. 𝑥𝑥(10
−2 − x)= 6,75. 10−4
20
![Page 21: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/21.jpg)
𝑥𝑥2 + 6,75. 10−4𝑥𝑥 − 6,75. 10−6 = 0
𝑥𝑥 = ±𝑏𝑏2 − 4𝑎𝑎𝑎𝑎2𝑎𝑎
𝑥𝑥 = ±(6,75. 10−4)2 − 4(−6,75. 10−6)
2
Eksi molarite olamayacağına göre;x= [H+]=2,6.10-3 M pH=-log[H+]=-log(2,6.10-3)=2,58
21
![Page 22: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/22.jpg)
Örnek 5. 0,1 M asetik asit çözeltisinin pH’ı 2,87’dir. Asetik asit çözeltisinin iyonlaşma sabitini bulunuz. HAc→ H++Ac-
Çözüm:
HAc ↔ H+ + Ac-
Başlangıç (M) 10-1 - -
Değişim (M) -x +x +x
Sonuç (M) 10-1-x x x
22
![Page 23: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/23.jpg)
pH=-log[H+]=2,87[H+]=10-2,87=1,35.10-3
[Ac-]=[H+]=x=1,35.10-3
[HAc]= 10-1-1,35.10-3=0,0986≈10-1
𝑘𝑘𝑎𝑎 =[𝐻𝐻+][𝐴𝐴𝑎𝑎−]
[𝐻𝐻𝐴𝐴𝑎𝑎]=
𝑥𝑥. 𝑥𝑥(10−1 − x)
=(1,35. 10−3)2
10−1 = 1,8. 10−5
23
![Page 24: Araş. Gör. Can GÜNGÖRENcdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=ph-hesabi-dersi...pH’ınÖnemi • Sulu çözeltilerde hidrojen iyonu aktivitesi çok önemli bir rol oynar. •](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022071110/5fe543f18fa61f58610478e1/html5/thumbnails/24.jpg)
Kaynaklar1. web.adu.edu.tr/user/mdemir/K214/K21405asitbazteorisi.pdf2. http://www.sparknotes.com/chemistry/acidsbases/phcalc/secti
on1.rhtml3. http://www.lpscience.com/classes/apchemistry/baugher/printn
otes/pH.pdf4. Berkem, A.R., Baykut, Berkem, M.L., Fizikokimya, İkinci
Cilt, 1191s., 1994, İstanbul5. http://www.csun.edu/~jeloranta/CHEM102/discussion7.pdf
24