ASİTLER VE BAZLAR ASİT VE BAZ KAVRAMLARI

Transkript

1 ASİTLER VE BAZLAR ASİT VE BAZ KAVRAMLARI Prof. Dr. Mustafa DEMİR M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI Asit ve baz, değişik zamanlarda değişik şekillerde tanımlanmıştır. Bugün bu tanımların hepsi de kullanılmaktadır. Hangi tanımın en iyisi olduğu konusunda kesin bir kabul yoktur. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI

2 ASİT VE BAZLAR Arhenius a göre Genişletilmiş Arhenius BronstedLowry e göre Lewis e göre M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI Arhenius a göre Asit ve bazlarla ilgili ilk tanım Arhenius'un yaptığı tanımdır. Arhenius'a göre asit suda iyonlaştığında H iyonu veren, baz ise OH (hidroksit iyonu) iyonu veren maddelerdir. Buna göre HCl, HNO, H SO, CH COOH birer asit NaOH, KOH, Ca(OH), Al(OH) ise birer bazdır. Çünkü bu maddeler suda H veya OHiyonu vererek iyonlaşır. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI

3 Bu sistem çok kullanışlı olmakla birlikte çok dar kapsamlıdır. Yalnız, yapısında H veya OH bulunan maddeleri tanımlayabilmektedir. Oysa, su içinden CO gazı geçirildiğinde çözelti asit özelliği göstermekte veya NH gazı geçirildiğinde çözelti baz özelliği göstermektedir. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 5 Çözücü sistemi Bu nedenle. Arhenius'un tanımının biraz değiştirilerek su ile tepkimeye girdiğinde suyun hidrojen iyonu (H ) derişimini artıran maddelere asit, hiroksit iyonu (OH ) derişimini artıran maddelere de baz denir şeklinde ifade edilmesi uygun görülmüştür. Bu şekilde tanımlamaya çözücü sistemi veya genişletilmiş Arhenius tanımı da denir. Çünkü belirleyici olan maddenin çözücü ile tepkimeye girip H veya OH iyonu vermesidir. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 6

4 Bu sisteme göre NH, Na S birer baz, CO ve AlCl ise birer asittir. Çünkü; CO NH AlCl H H H Na S H O H O NH O H O OH CO OH AlOH SH Na Cl tepkimeleri gereğince suyun H ve OH iyonu derişiminin artmasına neden olmaktadır. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 7 Asit ve bazlarla ilgili daha geniş bir tanım l9 yılında Danimarkalı Johannes Bronsted ve İngiliz Thomans Lowry tarafından birbirinden bağımsız olarak hemen hemen aynı zamanlarda yapılmıştır. Bu nedenle kavram BronstedLowry kavramı olarak alınır. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 8

5 Bronsted ve Lowry tarafından yapılan bu tanım yalnız sulu çözeltileri değil susuz çözeltileri de kapsar. Bu tanıma göre proton verebilen maddelere asit, proton alabilen maddelere ise baz denir. Bu tanımda asit veya baz bir iyon olabileceği gibi bir molekül de olabilir. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 9 Bir bileşiğin asit olarak davranabilmesi için verdiği protonun bir alıcısının yani ortamda bir bazın bulunması gerekir. Şüphesiz bunun tersi de doğrudur; bir bileşiğin baz olarak davranabilmesi için ortamda bir proton vericisinin yani asitin bulunması gerekir. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 0 5

6 Örneğin; su ile hidroklorik asit arasındaki aşağıdaki iyonlaşma denkleminde HCl H O H O Cl Hidroklorik asit proton veren, su ise bu protonu alan maddedir. Bu tanıma göre HCl bir asit H O ise bir bazdır. Yukarıdaki dengenin soldan sağa doğru değil de sağdan sola doğru olduğu düşünülürse H O hidrojen veren, Cl ise bu hidrojeni alan maddedir. Bu durumda H O bir asit, Cl ise bir bazdır. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI Bronsted Lowry tanımına göre bir asitin iyonlaşmasıyla oluşan tür proton alma eğilimindedir. Bu tür, kendini oluşturan asitin eşlenik(konjuge) bazı adını alır. Örneğin; yukarıdaki iyonlaşma dengesinde HCl bir asit, Cl ise onun eşlenik bazıdır. Aynı şekilde H O bir baz, H O ise onun eşlenik bazıdır. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 6

7 KONJUGE ASİTBAZ KAVRAMI (Asit) (Baz) proton (Baz) proton (Asit) (Asit) (Baz) (Baz) (Asit) M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI asit eşlenik baz proton (asit) (baz) proton veya Burada (baz), (asit) in konjuge bazı veya (asit), (baz) in konjuge asitidir. Bunlara konjuge asit/baz çiftleri denir M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 7

8 Örneğin, HAc H Ac dengesinde asetat (Ac ), asetik asitin(hac) konjuge bazıdır. Asetik asit ise asetatın konjuge asitidir. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 5 Benzer şekilde her baz proton alarak kendinin konjuge asitini oluşturur. (baz) proton (asit) Bu iki tepkime birleştirildiğinde asitbaz nötralleşme tepkimesi meydana gelir. (asit) (baz) HCl H O (asit) H asit baz asit baz O Cl (baz) M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 6 8

9 Birçok çözücü proton alma veya proton verme eğilimindedir. Dolayısıyla çözdükleri maddenin asidik veya bazik davranış göstermelerine neden olurlar. Örneğin amonyak su ile NH (baz) H O NH (asit) (asit) OH (baz) M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 7 Bu tepkimede amonyak(baz), su(asit) ile tepkimeye girerek konjuge asit ve bazları olan amonyum(asit) ve hidroksit(baz) iyonları meydana gelmiştir. Dolayısıyla amonyum iyonu amonyağın konjuge asiti, hidroksit iyonu ise suyun konjuge bazıdır. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 8 9

10 Öte yandan nitröz asitsu çözeltisinde su proton alarak baz özelliği gösterir. HNO (baz) H O H O (asit) (asit) Burada nitröz asitin konjuge bazı nitrit iyonu, suyun konjuge asiti ise hidronyum iyonudur NO (baz) M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 9 Bir asit veya bazın gücü, onun proton verme veya alma eğilimi ile ölçülür. Örneğin; kuvvetli birer asit olan HCl, HBr, HNO, HClO ve H SO su ile birleşip hidronyum iyonunu (H O ) ve sırasıyla NH Cl, Br, NO, ClO ve HSO iyonlarını verirler. Bu anyonlar yukarıdaki kuvvetli asitlerin birer zayıf eşlenik bazlarıdır. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 0 0

11 Bir başka deyişle, asit ne kadar kuvvetli ise onun eşlenik bazı o kadar zayıf, ne kadar zayıf ise eşlenik bazı da o kadar kuvvetlidir. Örneğin; zayıf birer asit olan NH ve HCN iyonlaştığında kuvvetli birer baz olan NH ve CN verirler. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI NH HO NH OH ( Baz) (Asit) (Asit) (Baz) Konjuge Konjuge Asit Baz M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI

12 NO HO HNO OH ( Baz) (Asit) (Asit) (Baz) konjuge konjuge asit baz M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI HPO HO HPO HO ( Baz) (Asit) (Asit) ( Baz) konjuge konjuge asit baz M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI

13 HPO OH HPO HO ( Asit) (Baz) (Baz) (Asit) konjuge konjuge asit baz M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 5 BronstedLowry kavramı Arhenius'un tanımlayamadığı birçok maddeyi de asit veya baz olarak tanımlar. Örneğin; NH H O NH OH tepkimesinde NH bir bazdır. Çünkü bir proton almış ve NH iyonunu vermiştir. (Arhenius'a göre de bir bazdır, çünkü suyun OH derişimini artırmıştır) M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 6

14 Ancak BronstedLowry bu tepkimede yalnız NH molekülünü tanımlamakla kalmaz. Denklemdeki bütün iyon veya molekülleri asit veya baz olarak tanımlar. Örneğin; yukarıdaki tepkimede su bir asittir, çünkü proton vermiş ve OH hâline gelmiştir. Aynı şekilde NH iyonu bir asit, OH iyonu ise bir bazdır. Çünkü tepkimeyi iki yönlü ve olayın sol yöne kaydığını düşünürsek NH iyonu bir proton vererek NH hâline, OH ise, bir proton olarak H O hâline dönmektedir. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 7 Amonyum klorür, alüminyum tuzları, demir(iii) tuzları, krom tuzları, bakır tuzları ve çinko tuzları suya hidrojen iyonu verdiklerinden BronstedLowry tanımına göre birer asittirler M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 8

15 Asit ve bazlarla ilgili bir başka tanım da Lewis tanımıdır. Gilbert N.Lewis in 98 yılında yaptığı tanıma göre bir çift serbest elektronu bulunan ve bunu başka bir atom, molekül veya iyonla ortaklaşa kullanabilen maddeye baz, bazın bir çift elektronunu alarak ortaklaşa kullanılabilen maddeye de asit denir. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 9 Kısaca söylemek gerekirse Lewis tanımına göre bir kimyasal tepkime sırasında bir çift elektron veren baz bu elektronları alan ise asittir. Örneğin; H : NH NH denklemini bu tanıma göre incelersek, amonyak bir çift serbest elektrona sahiptir. Bu elektronlarını, hiç elektronu olmayan protona vererek NH iyonunu oluşturmuştur. Buna göre NH elektron çifti verdiği için baz, H ise bu elektronu aldığı için asittir. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 0 5

16 Benzer şekilde, H O OH H O eşitliğinde serbest elektronu bulunan OH bir baz, bu elektronu alabilecek durumda olan H O ise bir asittir. Bu tanım daha geniş kapsamlı bir tanım olup ilk iki tanımın dışında kalan bileşikleri de asit veya baz olarak tanımlar. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI Örneğin; C H 5 N : C H 5 BCl NBCl eşitliğinde serbest elektronları bulunan azot nedeniyle trimetilamin bir baz, dolmamış yörüngeçlerine bu elektronları alabilecek durumda olan bor nedeniyle bortriklorür ise, bir asittir. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 6

17 Yukarıda kısaca değinmeğe çalıştığımız asitbaz kavramları arasında en çok kullanılanı Arhenius ve bunun genişletilmiş şekli olan çözücü sistemidir. Bu kavramlarla sulu sistemlerdeki çoğu tepkimeleri sınıflamak mümkündür ve yeterlidir. Bronsted Lowry sistemi de özellikle sudan başka çözücüler söz konusu olduğunda önem kazanır. Sulu çözeltilerde de geniş ölçüde kullanılır. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI Lewis sistemi daha çok organik kimyada, tepkimeler ve kopleks bileşikleri oluşumunda önemlidir. Analitik kimya yönünden bu üç ayrı asitbaz tanımından ilk ikisi önemlidir. Bu derste kullanılan asit veya baz sözcükleriyle amaçlanan, ilk iki tanımın sınırları içinde kalacaktır. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 7

18 AMFİPROTİK TÜRLER(AMFOTERİK ÖZELLİK) Hem asidik hem de bazik karakter gösteren türler. H H PO PO H O OH H PO HPO H H O O M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 5 AMFİPROTİK ÇÖZÜCÜLER Hem asitleri hem de bazları çözen çözücüler. Örneğin:H O, CH OH NH HNO H O NH H O CH OH NH CH OH HNO H O NH OH CH OH NO CH O NO M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 6 8

19 OTOPROTOLİZ Amfiprotik çözücülerin kendi kendilerine iyonlaşmaları H O H O H O NH NH NH OH CH OH CH OH CH OH NH HCOOH HCOOH HCOOH CH O HCOO M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 7 ASİT VE BAZLARIN KUVVETLERİ Asit ve bazların kuvvetlerini belirleyen iyonlaşma derecesidir. Tam olarak iyonlaşanlar en kuvvetlidirler. M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 8 9

20 Aşağıya doğru asitlik azalır, bazlık artar HClO H PO Al(H O) H PO NH H O H O HCl H O H O 6 H O H O H O H O H O H O Cl CH OH H O H O M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 9 H O H O ClO NH H PO HPO AlOH(H O) CH O 5 M.DEMİR 0ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 0 0