İÇERİK. Suyun Doğası Sulu Çözeltilerin Doğası

Transkript

1 İÇERİK Suyun Doğası Sulu Çözeltilerin Doğası Su içinde İyonik Bileşikler Su içinde Kovalent Bileşikler Çökelme Tepkimesi Asit-Baz Tepkimeleri (Nötürleşme) Yükseltgenme-İndirgenme Tepkimeleri Önemli Tip Kimyasal Tepkimelere

2 Suyun Polar(Kutupsal) Doğası Pek çok reaksiyonun gerçekleştiği su, elektron bağ dağılımı ve genel şekil itibarıyla çok önemli bir çözücüdür. Hidrojen ve su moleküllerinin elektron dağılımı Hidrojen molekülünde, eş çekirdekler elektronlara eşit şekilde çekim yapar. Elektron yoğunluğunun yüksek olduğu merkez bölge (kırmızı), elektron yoğunluğunun düşük olduğu iki dış bölgece (mavi) dengelenir. Su molekülünde, oksijen çekirdeği paylaşılan elektrona hidrojen çekirdeğinden daha fazla çekim uygular. Bu eksi yükün eşit dağılmamasından dolayı kısmı yükler her O-H bağının uçlarında kutup yaratır. Çubuk-top modelinde, her O-H bağında ok kutupsal eksi ucu gösterir. H-O-H dizilimi bir açı oluşturur ve su molekülünü bir polar molekül yapar. Su İçinde İyonik Bileşikler Su içine atılan bir iyonik bileşikte, su, iyonlar arası çekimi su molekülleri ile iyonlar arasında çekim şeklinde değiştirerek ayırır. Bu yolla ayrılan iyonlara çözünen denir. Bir çok iyonik bileşik suda çözündüğü gibi (çözünebilen), bir çok iyonik bileşiğin iyonları arası çekim, su moleküleri ile iyonlar arası çekimden büyük olduğu için suda çözünmez (yada çok az çözünür). Bazı iyonik bileşiklerin 20oC sudaki çözünürlükleri: NaCl nin çözünürlüğü : 365 g/l AgCl nin çözünürlüğü : 0,009 g/l Örnek: Tuzun (NaCl) suda çözünmesi

3 Elektrolit Su içinde çözünen iyonlara elektrolit denir. Elektrolite Örnek ÖRNEKLER Aşağıdaki sulu çözeltilerde kaç mol iyon çözünür? a) 78,5 g Sezyum Bromür çözünürse Çözüm: CsBr(k) + Cs - (aq) + Br (aq) + - 0,369 mol Cs ve 0,369 mol Br b) 7,42x1022 birim formül Bakır(II) nitrat çözünürse Çözüm: Cu(NO3)2(k) + Cu - (aq) + 2 NO3 (aq) + - 0,123 mol Cu ve 0,246 mol NO3

4 Su içinde Kovalent Bileşikler Su bir çok kovalent bileşiğide çözer. Örneğin: şeker (C11H22O11) ve alkollü içecek (ethanol, CH3CH2OH) Polar bağları olan tüm kovalent bileşikler, bu bağlardan su ile etkileşime girerler. Fakat bu maddeler suda çözünse bile, iyonlarına ayrışmazlar ve su içinde bozulmamış halde bulunurlar ve dolayısıyla elektrik akımın iletmezler. Asit ve çözünen proton Asit küçük fakat son derece önemli, H içeren, su ile güçlü etkileşime giren, kovalent bileşik ve iyonları su içinde ayrışan bir gruptur. ÖRNEK: Örneğin daha doğru ifadesi: Sulu İyonik Tepkime Denklemlerinin Yazılması Sulu iyonik tepkimeler için 3 çeşit denklem yazımı mevcuttur. ÖRNEK: Gümüş nitrat ile Sodyum kromatın kimyasal tepkimesinden katı tuğla kırmızısı gümüş kromat (Ag2CrO4) oluşur.

5 Sulu İyonik Tepkime Denklemlerinin Yazılması ÖRNEK: Gümüş nitrat ile Sodyum kromatın kimyasal tepkimesinden katı tuğla Kırmızısı gümüş kromat (Ag2CrO4) oluşur. Çökelme Tepkimesi İki çözünebilen çözeltinin tepkimesi sonucu cözünemeyen bir ürünün oluşmasına çökelme tepkimesi denir

6 ASİT-BAZ TEPKİMELERİ (NÖTÜRLEŞME) Asit su içinde çözündüğünde H+ üreten bir maddedir. Baz su içinde çözündüğünde OH- üreten bir maddedir. Suda tamamen iyonlaşabilen asit ve bazlara GÜÇLÜ asit ve GÜÇLÜ baz denir. Asitler HCl HBr HNO3 H2SO4 HClO4 Hidroklorik Asit Hidrobromik Asit Nitrik Asit Sülfürik Asit Perklorik Asit Bazlar NaOH KOH Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 Sodyum Hidroksit Potasyum Hidroksit ASİT-BAZ TEPKİMELERİ (NÖTÜRLEŞME) Sulu çözeltilerinde tam olarak iyonlaşamayan asit ve bazlara ZAYIF asit ve ZAYIF baz denir. Asitler HF Hidroflorik asit H3PO4 Fosforik asit Güçlü asit ve güçlü baz güçlü elektrolittirler. Bazlar NH3 Amonyum Zayıf asit ve Zayıf baz zayıf elektrolittirler.

7 + - Asit-Baz Tepkimelerinde H ve OH den Su Oluşumu Güçlü Asit ve Güçlü Baz tepkimesi; İyonik Denklem Net İyonik Denklem Asit-baz tepkimesinden oluşan iyonik bileşiğe Tuz denir. Asit-Baz Titrasyonu Konsantresi bilinen bir çözeltinin kontrollü bir biçimde, konsantresi bilinmeyen bir çözeltiye eklenmesi ve oluşan tepkimenin gözlemlenerek konsantrasyon tayinine titrasyon denir. Bir erlene konsantresi belli olamayan bir asit çözeltisi ve birkaç damla indikatör (fenolftalein) konur. Konsantresi belli bürete konulmuş baz çözeltisi erlene damla damla eklenir. Erlendeki asit fazla oldugu sürece çözelti renksiz kalır. Asidin nötürleştiği andan sonra eklenecek bir damla baz ortamı çok az bazik yapar. Fenolftalein indikatörü açık pembeye döner. İşte bu noktaya eşdeğerlik noktası denir.

8 Yükseltgenme-İndirgeme (Redoks) Tepkimeleri Redoks tepkimeler üçüncü ve en önemli kimyasal proses çeşitlerinden biridir. Kısaca elektronun az çekim gücü olan tepkinenden elektrona karşı çok çekimi olan tepkinene hareket etmesidir. Hem iyonik hem de kovalent bileşiklerde görülür. Yükseltgenme-İndirgeme (Redoks) Tepkimelerinde Bazı Genel İlkeler Elektron kaybetmeye yükseltgenme, elektron kazanmaya ise indirgenme denir. Elektron alan bir element, aldığı elektron sayısı kadar negatif (-) değerlik kazanır ve indirgenir. Elektron veren bir element ise verdiği elektron kadar pozitif (+) değerlik kazanır ve yükseltgenir. Örnek Tepkime: Yükseltgenme (Mg elektron kaybeder) İndirgenme (O2 elektron kazanır)

9 Yükseltgenme-İndirgeme (Redoks) Tepkimelerinde Bazı Genel İlkeler Molekül içindeki her atomun yükseltgenme basamağı (Y.B.) vardır. Yükseltgenme değeri belli kurallarla belirlenir. Not: Yükseltgenme basamağı ifade edilirken önce işaret sonra rakam gösterilir. Örnek (+2) Fakat, iyon yükünde önce rakam sonra işaret gösterilir. Örnek (2+) 1. Atom element formunda ise Y.B.=0 Cu0 Fe0 Mn0 2. Tekli atom iyonlarında Y.B.=iyon yükü H20 O20 3. Bir bileşik molekülü yada birim formül içindeki atomların Y.B. toplamı sıfırdır. Çoklu atom iyonlarında atomların Y.B. toplamı iyon yüküne eşittir. H2O0 KCl0 Cr2O72- Yükseltgenme-İndirgeme (Redoks) Tepkimelerinde Bazı Genel İlkeler Belirli Atom ve Periyodik Çizelge Grupları için Y.B. 1. Grup 1A (1) için Y.B. = +1 tüm bileşiklerinde 2. Grup 2A (2) için Y.B. = +2 tüm bileşiklerinde 3. H için Y.B. = +1 ametallerle bileşiğinde Y.B. = -1 metallerle ve boron bileşiğinde 4. F için Y.B. = -1 tüm bileşiklerinde 5. O için Y.B. = -1 peroksit bileşiklerinde Y.B. = -2 diğer tüm bileşiklerinde (F hariç) 6. Grup 7A (17) Y.B. = -1 metallerle ve ametallerle (O hariç) ve gruptaki diğer düşük halojenlerle

10 Yükseltgenme-İndirgeme (Redoks) Tepkimelerinde Örnek Al un Y.B. ğı 0 dan +3 e yükselir(al elektron kaybeder), Al yükseltgenir. Fakat tepkimede Al indirgeyicidir. H nin Y.B. ğı +1 den 0 a iner (H elektron kazanır), H indirgenir. Tepkimede H2SO4 yükseltgeyicidir. Önemli Tip Kimyasal Tepkimeler 1. Sentez Tepkimeleri =Combination (Synthesis) Reactions İki yada daha fazla element veya molekülün birleşek daha büyük molekül oluşturdukları tepkimeler 2. Bozunma Tepkimeleri = Decomposition Reactions Bir bileşek parçalanarak yeni maddelere dönüştüğü tepkimeler 3. Yerdeğiştirme Tepkimeleri = Displacement (Single or Double) Reactions Tepkinenlerle ürünlerin eşit sayıda olduğu fakat tepkinenlerin atomlarının (iyonlarının) yer değiştirdiği tepkimeler 4. Yanma Tepkimeleri = Combustion Reactions Tepkinenin oksijen ile tepkimeye girerek yeni ürün oluşturduğu ve genelde tepkime sırasında ısı ve ışık saçıldığı tepkimeler CO2 + H2O

11 Önemli Tip Kimyasal Tepkimelere Örnekler Kaynak : Kimyasal Tepkimelere Örnekler Aşağıdaki örneklerin hangi tip kimyasal tepkime olduğunu ve yükseltgenme-indirgenme denkliklerini yazınız? a) Magnezyum(k) + Azot(g) Magnezyum Nitrit (k) b) Hidrojen Peroxide(s) Su + Oksijen(g) c) Alümünyum(k) + Kurşun(II) nitrat(aq) Alümünyum nitrat(aq) + Kurşun(k) Çözüm : a) Sentez (Combination) Tepkimesi b) Bozunma (Decomposition) Tepkimesi c) Yer değiştirme (Displacement) Tepkimesi

12 Önemli Tip Kimyasal Tepkimelere Deneysel Örnekler Kaynak :