CELAL SUNGUN2012010227073

ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ 2.SINIF

ÇEVRE KİMYASI SUNUM ÖDEVİ

KONU:PHDoç. Dr. Meral TOPÇU SULAK

ASİTLER VE BAZLAR (pH VE pOH)

Asitlerin ve bazların tanımı, kimyada şüphesiz en önemli ve

yararlı tanımlardan biridir ve gerçekte hemen hemen bütün

kimyasal reaksiyonları, asit-baz reaksiyonları veya

yükseltgenme-indirgenme reaksiyonları olarak sınıflandırma

olanağı vardır. Günümüze dek asitler ve bazlar için çeşitli

tanımlar yapılmıştır. asitler ve bazlar için yapılan ilk tanım sulu

çözeltilerde gözlenen özelliklerine dayanır. sulu çözeltilerinin

ekşimsi bir tadı olan ve turnusol kağıdını kırmızıya dönüştüren

maddelere asit denir. Bazların sulu çözeltilerinin acımsı tadı

vardır ve turnusol kağıdını maviye dönüştürürler. Asitler ve

bazlar için en çok kullanılan dört tanım vardır. Bunları kısaca

şöyle inceleyebiliriz.

Arrhenius tanımı: laboratuvarda sulu çözeltiler ile çalışırken

faydalanırız.

Bronsted-Lowry tanımında çözücü gereksinimi yoktur, fakat

proton aktarılması koşulu aranır.

Lewis tanımı Asitlik-bazlık için en genel yaklaşımdır.

1)Arrhenius Asit-Baz (1883)

Hidrojen içeren ve Suda

çözüldüğünde H+ iyonu

oluşturan maddelere Asit

denir.

HCI H++Cl–

HNO3 H+ + NO–3

H2SO4 2H+ + SO4–2

H3PO4 3H+ + PO4 -3

Arrhenius Asit ve Baz Teorisi:

Arrhenius 1883 de asitler için,yapılarında hidroje içeren ve sudaki

çözeltilerine H+ veya H3O+ İyonu verebilen asit olarak,yapısında

hidrojen içeren ve sudaki çözeltilerine OH- iyonu veren bileşiklere baz

olarak tanımlamıştır. Arrhenius tanıma uyum gösteren asitlere örnek

olarak aşağıdaki örnekleri göstermiştir.

Arrhenius’un asit ve baz tanımı, proton içermediği halde sulu

çözeltilerine H+ iyonu veren asitler ile OH- oluşturan bazları

kapsayacak şeklide değiştirilmiştir. Bu durumda ametal oksitlerin sulu

çözeltisi asit,metal oksitlerin sulu çözeltilerinde baz olarak tanımlanır.

2)Brønsted-Lowry Asit-Baz (1923)

Proton (H+ )iyonu verme eğiliminde

olan maddelere asit denir.

HCl + H2O Cl– + H3O+

Asit + Baz Baz + Asit

Proton (H+ ) iyonu alma eğiliminde

olan maddelere baz denir.

NH3 + H2O NH4+ + OH-

Baz + Asit Asit + Baz

Bronsted – Lowry Asit ve Baz Teorisi

J.N. Bronsted ve T.M. Lowry 1923 yılında birbirinden habersiz olarak

asitlerin proton veren maddeler, bazlarında proton alan maddeler

olduğunu ileri sürmüşlerdir. Bu teoriye göre, nötralizasyon, asitten baza

proton transferi olayıdır.

Bu tanıma göre asit ile baz arasındaki fark sadece proton alma veya

almamadır. Maddenin protonlanmış haline asit, protonlanmamış haline

baz denir.bu şekilde oluşan HA ve A- çiftine konjüge asit-baz çifti denir.

B ve HB+ de konjuge baz-asit çifti denir.

HCI İle H2O arasında ve NH3 ile H2O arasındaki bronsted asit-baz

reasksiyonları

3)Lewis Asit-Baz

Elektron çifti veren tür

baz, elektron çifti alan ise

asittir.

Lewis Asit- Baz Teorisi

1923 yılında G.W. Lewis asitleri elektron çifti alan maddeler, bazılarıda

elektron çifti veren maddeler olarak tanımlanmıştır. Bu tanımı içerik olarak

Arrhenius ve bronsted teorilerinden daha kapsamlıdır.prpoton içermeyen

bileşikler arasındaki reaksiyyonlarda bu tanıma göre asit ve baz

reaksiyonlardır.

Örneğin;

Lewis asitleri şu şekilde ifade edilir.

a) Elektron çifti olabilen katyonlar, Lewis asitidirler.

b) Değerlik kabuğundaki elektron eksiği olan koordinasyon sayısını

artırabilen merkez atomu içeren bileşikler Lewis asidi olarak davranır.

c) Merkez atomlarında bir veya daha çok sayıda çoklu bağı olan SO2,SO3

VE CO2 gibi moleküler Lewis asidi olarak bilinir.

Lewis bazıları içinde aşağıdaki tanımlar yapılır.

a) Bütün anyonlar Lewis bazıdır.

b) Su,alkol,eter gibi ortaklanmamış elektron çifti bulunduran moleküller

Lewis bazı olarak davranır.

c) Metal iyonları ile koordine kovalent bağ yapabilen alken ve alkinler

Lewis bazı olarak davranırlar.

Lux-Flood Asit-Baz Teorisi

1939 yılında Lux, 1947 yılında ise Flood yeni bir asit-baz teorisi ileri

sürdüler. Lux-Flood teorisi olarak bilinen teoriye göre,asitler oksit iyonu alan

maddelerdir. Bazlar ise oksit iyonu veren maddelerdir.

ASİT VE BAZLARIN KUVVETLİLİĞİ

Lowry – Brönsted’ e göre; bir asidin kuvvetliliği kolay proton verebilme

ölçüsü; bir bazın kuvvetliliği, kolay proton alabilme ölçüsü olarak ifade edilir.

Bir asidin veya bir bazın kuvvetinin nicel ölçüsü asit ve bazın ayrışma

sabitine bağlıdır. Ayrışma sabiti büyük olan asit ve bazlara kuvvetli, küçük

olan asit ve bazlar ise zayıf olarak bilinir.

SUYUN İYONLAŞMASI,PH VE POH

Bu denklem hem asit hemde baz özelliği gösterir. Yukaridaki eşitliğe kütlelerin

etkisi yasası uygulanırsa

olur.

Su iyonlarına ayrıştığı zaman ortalama eşit miktarda [H+] Ve [OH-]

iyonlarını verdiğinden nötr bir maddedir.

pH VE pOH1909 yılında Sorensen tarafından ortaya atılan hidrojen molar değişiminin on

tabanına göre logaritması olan PH, bir ortamın hidrojen iyonu yönünden

potansiyelinin bir belirtisidir. POH ise ortamın, hidroksil iyonu yönünden

potansiyeli anlamına gelir. Bir ortamın asit,baz veya nötr olduğunu saptamak

için çözelti ortamının [H+] veya [OH-] iyonu molar derişimini saptamak

gerekir. Bu durum ph kağıtları veya duyarlı olarak PH metrelerle saptanır.

ASİTLERİN ÖZELLİKLERİ

1- Sulu çözeltileri elektrik akımını iletir.

2- Sulu çözeltilerinin tatları ekşidir (limon, sirke gibi).

3- Turnusol kağıdının rengini maviden kırmızıya dönüştürürler.

4- Hepsinin yapısında hidrojen (H) vardır ve sulu çözeltilerine (suda çözündüklerinde) hidrojen iyonu (H+) verirler.

5- Plastik ve camlara etki edemezler.

6- Saf haldeyken elektrik akımını iletmezler.

7- Yakıcı özelliktedirler.

8- Bazlarla birleşerek nötrleşirler ve tuz ile su oluşturup ısı açığa çıkarırlar. Nötrleşme tepkimeleri ekzotermiktir.

9- Aktif Metallerle tepkimeye girerek metal tuzu oluştururlar ve H2 (hidrojen) gazı açığa çıkarırlar.

ASİTİN DEĞERLİĞİ

Bir asitin değerliği suya

verdiği H+ iyonu

miktarına yada (H)

sayısına bağlıdır.

HCl → H+ + Cl- (1 değerlikli)

HNO3 → H+ + NO3- (1 değerlikli)

H2SO4 → 2 H+ + SO4-2 (2 değerlikli)

H3PO4 → 3 H+ + PO4-3 (3 değerlikli)

Not: Asitlerin üzerine su ilave

edilmez.

Günlük Yaşamda

Asitler

Sirke, seyreltik bir

asetikasit(CH3COOH) çözeltisidir.

Araba akülerinde sülfirik asit

(H2SO4) kullanılır.

Nitrik asit (HNO3 ), boya ve gübre

yapımında kullanılır.

Temizlikte kullanılan tuz ruhu

seyreltik hidroklorik asit

(HCl)çözeltisidir.

PH Tanımı:

Bir çözelti ortamının ph’ı ; çözelti ortamında bulunan H+ iyonu molar

derişiminin on tabanına göre negatif logaritması olduğuna göre, matematiksel

olarak ifadesi;

BAZLARIN ÖZELLİKLERİ

Baz içine fenolftaleinçözeltisi damlatıldığında, baz pembe renk alır.

Fenolftalein asit içine konulduğunda asitinrengini değiştirmez.

Bazlar da asitler gibi suda iyonlarına ayrıştıkları için elektrik akımını iletir.

NaOH ve KOH kuvvetli bazlardır. Kuvvetli bazlar metallere ve dokulara tahriş edici etki yapar.

Amonyağın buharı göze, burna ve solunum yoluna zarar verir.

Bazların Kullanım

Alanları

Sodyum hidroksit (NaOH)

sabun yapımında kullanılır.

Bu yüzden sabun ağzımıza

ve gözümüze değdiğinde

acı verir.

Diş macunu ve

şampuanlarda da baz

olduğu için acı tat verir.

Amonyaklı sıvı maddeler,

yağ ve kireç sökücü olarak

ev temizleyicilerinde

kullanılır.

BAZLARIN DEĞERLİĞİ

Bir bazın değerliği suya

verdiği OH- iyonunun

miktarına yada

yapısındaki OH- sayısına

bağlıdır.

NaOH → Na+ + OH- (1 değerlikli )

KOH → K+ + OH- (1 değerlikli )

Ca(OH)2 → Ca+2 + 2OH- (2 değerlikli )

Al(OH)3 → Al+3 + 3OH- (3 değerlikli )

POH Tanımı:

Bir çözelti ortamının pOH’ı çözelti ortamında bulunan OH- iyonu

molar değişiminin on tabanına göre negatif logaritmasıdır.

Asit ve Baz Derecesinin Belirlenmesi

Bir çözelti içindeki asit

ya da baz derecesini

belirleyen H+ ya da OH–

iyonu miktarıdır.

Eğer çözeltide H+ iyonu

fazla ise bu asitli bir

sıvıdır.

Eğer OH– iyonu fazla ise

bu sıvı bazdır.

H+ ve OH– iyonları sayısı

birbirini dengeliyorsa sıvı

nötrdür.

Kuvvetli Asit ve Bazların pH Hesapları

Bir kuvvetli asit veya baz suda çözündüğü zaman, nedeyse tamamen iyonlarına ayrılır. Örneğin H2SO4 suda çözündüğü zaman suda çoğunlukla 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), perklorikasit(HClO4) ve sülfürik asit (H2SO4)’tir.

Kuvvetli bazlar ise Grup I hidroksitlerini (LiOH, NaOH, KOH, vb.) ve Be(OH)2ve Ba(OH)2dışında kalan Grup II hidroksitlerini içerirler.

ZAYIF ASİTLER VE BAZLARIN

İYONİZASYONU

ÖRNEK: 0.01 M C6H5N(piridin) çözeltisinin pOH’ı nedir?

(kb=1,6.10-9)

POLİ-ASİTLERİN İYONLAŞMA BASAMAKLARI

1. basamakta bir hidrojen iyonu

vererek tamamen iyonlaşırlar.

2. basamakta seyreltik çözeltilerde ikinci H+ iyonu kısmen iyonlaşır.

Poli asitlerin iyonlaşma sabitleri

HİDROLİZ VE HİDROLİZ SABİTİ

Bir tuzun suda çözünerek, kendini oluşturan asit ve baza ayrışması

olayıdır.

Kuvvetli asit ve kuvvetli bazdan oluşan tuzlar hidrolize uğramazlar.

Tuzların hidrolizinde, brönsted eşitliği uygulanabilir.

Tuzların hidrolizinde

• Ka>Kb ise, ortam asit

• Kb>Ka ise, ortam baz

• Kb=Ka ise, ortam nötr’dür.

a)Kuvvetli Baz Zayıf Asitten Oluşan Tuzların Hidrolizi

b)Kuvvetli Asit Zayıf Bazdan Oluşan Tuzların Hidrolizi

c)Zayıf Asit ve Zayıf Baz Tuzunun Hidrolizi

ÖRNEK1:0,05 M soydum benzoat tuzu çözeltisinin pH’ı nedir?

(benzoik asit için Ka=6,37.10-5)

ÖRNEK 2:0,2 M NH4CI çözeltisinin pH’ı nedir?

(Kb=1,85.10-5 NH3 için)

ÖRNEK 3:0,02 M amonyum asetat tuzunun pH nedir?

(Ka=1,85.10-5 Kb=1,85.10-5)

İNDİKATÖRLER

Bir çözeltideki hidrojen iyonlarının derişimine göre belirli

bir renk oluşturan, zayıf asit ve zayıf baz özelliğindeki organik

boyar maddelere indikatör denir.

Bir indikatörün yararlı pH alanı pH= pK in (+,-) eşitliği ile

hesaplanır.

İndikatörlerin başlıca kullanıldığı yerler şu şekilde sıralanabilir.

a) Nötralizasyon reaksiyon

b) Herhangi bir çözeltinin pH nın yaklaşık olarak bulunması

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00

Ph

Titrasyon VerilerimL NaOH(aq)Ph0,00 1,0010,00 1,3720,00 1,9522,00 2,1924,00 2,6925,00 7,0026,00 11,2928,00 11,7330,00 11,9640,00 12,3650,00 12,52

• Kuvvetli asit ve kuvvetli bazın titarsyon eğrisi

TAMPON ÇÖZELTİLER

Dışardan [H+] iyonu veya [OH-] iyonu katıldığında

çözelti ortamının pH ında önemli bir değişme yoksa, böyle

çözeltilere tampon çözeltiler denir.

Tampon çözeltiler su ile seyreltildiklerinde pH larını

korurlar. Zayıf bir asit ve bu zayıf asidin tuzu bir tampon

sistemi oluşturur. Aynı şekilde, poli asitlerin iki değişik

tuzunun karışımı da bir tampon sistemi oluşturur.

ÖRNEK:0,6 molar CH3-COOH ile 0,3 molar CH3-COONA içeren bir

tampon çözeltisinin;

a)pH değeri nedir?

b)bir litre çözeltiye 0,1 mol HCI katılırsa pH ne olur?(Ka=1,75.10-5)

KISACA NOTLAR

Ksu=[H+][OH-] suyun iyonlar çarpımı sabiti

pH= -log[H+] bir çözelti pH’ı tanımı

pOH= [OH-] bir çözelti pOH’ı tanımı

pH+pOH=14 Eşitliğin bir diğer ifadesi

Yüzde iyonlaşma = 𝐷𝑒𝑛𝑔𝑒𝑑𝑒𝑘𝑖 𝑖𝑦𝑜𝑛𝑙𝑎ş𝑚𝚤ş 𝑎𝑠𝑖𝑡 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑎𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑦𝑜𝑛𝑢

𝐴𝑠𝑖𝑡 𝑏𝑎ş𝑙𝑎𝑛𝑔𝚤ç 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑎𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑦𝑜𝑛𝑢*100

Ka. Kb = Ksu bir konjuge asit-baz çiftinin asit ve baz iyonlaşma

sabitleri arasındaki ilişki

KAYNAKLAR

http://gokhankimyaci.blogspot.com.tr/2009/12/asitler-ve-bazlar-asit-ve-

bazlarn.html

http://chemwiki.ucdavis.edu/Physical_Chemistry/Acids_and_Bases/Acid/

Lewis_Concept_of_Acids_and_Bases

http://www.barransclass.com/phys1090/hw/hwk_14_acid.html

Genel Üniversite Kimyası ve modern uygulamarı(A. Bahattin SOYDAN/A.Sezai

Saraç 7.baskı)

TEMEL ÜNİVERSİTE KİMYASI(Prof. Dr. Ender ERDİK/Prof. Dr. Yüksel

SARIKAYA)