KİM-118 TEMEL KİMYA Prof. Dr. Zeliha HAYVALI Ankara Üniversitesi Kimya Bölümü

Transkript

1 KİM-118 TEMEL KİMYA Prof. Dr. Zeliha HAYVALI Ankara Üniversitesi Kimya Bölümü Bu slaytlarda anlatılanlar sadece özet olup ayrıntılı bilgiler ve örnek çözümleri derste verilecektir.

2 BÖLÜM 13 Asitler ve Bazlar

3 *Sulu çözeltilerinin ekşimsi bir tadı olan ve turnusol kağıdını kırmızıya dönüştüren maddelere asit denir. *Sulu çözeltilerinin acımsı bir tadı olan ve turnusol kağıdını maviye dönüştüren maddelere baz denir.

4 Bu bölümde asitler ve bazlar için en çok kullanılan üç tanım gözden geçirilecektir. 1. Arhenius Tanımı 2. Bronsted-Lowry Tanımı 3. Lewis Tanımı

5 Arrhenius Tanımı Sulu çözeltide hidronyum (H 3 O + ) iyonu derişimini arttıran maddelere ASİT Sulu çözeltide hidroksit iyonu (OH - ) derişimini arttıran maddelere BAZ denir. ASİT HCl, HNO 3 BAZ KOH, NaOH

6 Bazlara örnekler Molekülsel Bazlar NH 3 + H 2 O NH 4+ + OH - N 2 H 4 + H 2 O N 2 H 5+ + OH - İyonik Bazlar (Metal Hidroksitleri) NaOH Na+(sulu) + OH - (sulu) Bazik Oksitler (Metal Oksitleri) M 2 O + H 2 O 2MOH M + : Alkali metal katyonları MO + H 2 O M(OH) 2 M 2+ : Ca 2+, Sr 2+, Cr 3+, Mn 2+

7 Bronsted-Lowry Tanımı Proton veren madde asit, proton alan madde ise bazdır. asit baz eşlenik baz eşlenik asit HA + B - A - + BH -H + +H + Proton veren maddeler ASİT Proton alan maddeler BAZ EşlenikAsit= Baz+ Proton Eşlenik Baz = Asit - Proton

8 HCl bir asittir. Suda çözündüğünde, suya protonlarını verir. HCl(g) + H 2 O (s) H 3 O + + Cl - Brønsted-Lowry Tanımı su olmadığı zamanda geçerlidir. Bu nedenle asitler ve bazlar için daha kapsamlı bir tanımdır. NH 3 + HF NH F baz asit asit baz

9 Bronsted Lowry Reaksiyonları için Kurallar 1. güçlü asidin eşlenik bazı zayıftır. Güçlü bazın eşlenik asidi zayıftır. HCl, güçlü asit, Cl - anyonu çok zayıf bazdır; NH 2-, amit anyonu çok güçlü baz, NH 3 çok zayıf asittir.

10 2. Bronsted-Lowry reaksiyonları için bir kural daha verilebilir: Bir reaksiyonda denge, zayıf asit ve zayıf baz oluşacak yöne kayar. Güçlü asit (HA) + Güçlü baz (B) Zayıf baz (A - ) + Zayıf asit (HB + )

11 Üç, iki ve bir protonlu asitlere örnekler Fosforik asit (H 3 PO 4 ) Fosforöz asit (H 3 PO 3 ) Hipofosforöz asit (H 3 PO 2 ) Sülfürik asit (H 2 SO 4 ) Sülfüröz asit (H 2 SO 3 ) Hidroklorik asit (HCl) Hidrobromik asit (HBr) Hidroiyodik asit (HI) H 3 PO 4 H 2 PO 4 + H 2 O H 3 O + + H 2 PO 4 + H 2 O H 3 O + + HPO 4 2 HPO H 2 O H 3 O + + PO 4 3 H 3 PO 3 + H 2 O H 3 O + + H 2 PO 3 H 2 PO 3 + H 2 O H 3 O + + HPO 3 2 H 3 PO 2 + H 2 O H 3 O + + H 2 PO 2

12 HF + H 2 O H 3 O + + F asit baz konjuge asit konjuge baz NH 3 + H 2 O NH OH baz asit konjuge asit konjuge baz Bu reaksiyonlarda çözücü hem asit hem de baz olarak davranmaktadır.

13 Amfoter Bileşik Bazı Amfoter Bileşikler Asit1 Baz2 Baz1 Asit2 H 2 O H 2 O + H - OH - + H 2 HCN + H 2 O CN - + H 3 O + NH 3 NH 3 + OH - NH H 2 O HCl + NH 3 Cl - + NH 4 + H 2 SO 4 H 2 SO 4 + H 2 O HSO H 3 O + HClO 4 + H 2 SO 4 ClO H 3 SO 4 +

14 Lewis Tanımı Elektron-çifti veren maddeler baz, elektron çifti alan maddeler ise bazdır. F H F H F B + N H F B N H F H F H ASİT BAZ Katılma Bileşiği

15 Lewis Asitleri Bütün katyonlar Fe CN - [Fe(CN) 6 ] 3- Oktet boşluğu olan bileşikler Al F - [AlF 6 ] 3- Elektronca fakirleştirilmiş bileşikler CO 2 + OH - HCO 3 -

16 Lewis Bazları Bütün anyonlar OH -, F -, S -2. H + + OH - H 2 O Yalın elektron çiftine sahip bütün nötral bileşikler H 2 O, ROH, ROR Cu H 2 O [Cu(H 2 O) 4 ] 2+ Çoklu bağlara sahip bileşikler: benzen, asetilen, etilen. Ag + + C 2 H 4 [Ag(C 2 H 4 )] +

17 Lux-Flood Asit Baz Tanımı Oksit anyonu alan bileşikler ASİT Oksit anyonu veren bileşikler BAZ CaO + SiO 2 CaSiO 3 PbO + SO 3 PbSO 4 TiO 2 + Na 2 S 2 O 7 Na 2 SO 4 + TiOSO 4 Usanowich Asit-Baz Tanımı Katyon veren bileşikler ASİT Anyon alan bileşikler BAZ Büyün kimyasal tepkimeler asit-baz tepkimesi olarak kabul edilir.

18 HİDROLİZ Bir iyonun su ile, H 3 O + veya OH - oluşturmak üzere reaksiyona girmesine hidroliz denir. (i) Eşlenik asitleri, H 3 O + dan güçlü olan anyonlar suda hidroliz olmazlar. Örneğin; Cl -, çok zayıf bazdır ve eşlenik asidi HCl, H 2 O'dan çok daha güçlü bir asittir. Dolayısıyla HCl'in sulu çözeltilerinde HCl molekülleri yoktur, yani HCl, suda %100 iyonlaşır. Kısaca Cl - nin eşlenik asidi HCl, H 3 O + dan daha güçlü asit olduğundan Cl -, suda hidroliz olmaz: Cl - + H 2 O HCl + OH - hidroliz olmaz

19 (ii) Eşlenik asitleri, H 2 O'dan güçlü, fakat H 3 O + dan zayıf olan anyonlar suda belli derecede hidrolize uğrarlar. Örneğin asetat anyonunun konjuge asidi, H 2 O'dan daha güçlü ve H 3 O + 'dan daha zayıf asittir; sulu çözeltide ayrışmamış asetik asit CH 3 COO - + H 2 O CH 3 COOH + OH - molekülleri bulunur.

20 (iii) Eşlenik asitleri, H 2 O'dan zayıf olan anyonlar, suda kolayca hidroliz olurlar. Örneğin, hidrür, H - anyonunun su ile reaksiyonu tamamlanmaya gider, H - + H 2 O H 2 + OH - Çünkü H -, OH - den çok daha güçlü bazdır. (iv) Amonyum iyonu ve hidratlı metal iyonları suda hidroliz olurlar. NH 4+ + H 2 O NH 3 + H 3 O +

21 NÖTRALLEŞME Asitler ve bazların en önemli özelliklerinden biri, birbirleri ile reaksiyona girmeleridir, buna nötralleşme denir.. HCl + NaOH NaCl + H 2 O Nötralleşme ürünleri tuz ve sudur.