Kimyasal Nicelikler ve Sulu Reaksiyonlar

CHEM 1411 Genel Kimya 4 Kimyasal Nicelikler ve Sulu Reaksiyonlar Bölümün Amacı: Her bir kimyasalın miktarının mol kavramı ile nasıl ilişkilendirileceğini ve kullanılacağını öğrenmek(stokiyometri). Sınırlayıcı reaktif problemlerinde teorik verimin nasıl bulunacağını öğrenmek. Çözelti stokiyometrisini içeren molarite hesaplarını öğrenmek. Çökelme,nötrleştirme,redoks ve diğer tüm kimyasal reaksiyonlarda ürünleri nasıl tanıyacağımızı ve ürünler hakkında nasıl tahminde bulunacağımızı öğrenmek. Mr. Kevin A. Boudreaux Angelo State University www.angelo.edu/f u/faculty/kboudrea 1 Hatice Nur ERSOY Erciyes University GİRİŞ Kimyanın birçok kısmında(hem biyolojik,hem de biyolojik olmayan) dünya üzerindeki su bazı biçimlerde yer alır. Dünya yüzeyinin yaklaşık %75'i su ve buzlardan, İnsan vücudunun ise yaklaşık %66'sı sudan oluşmaktadır. Önemli kimyasal reaksiyonların çoğu çözücünün su olduğu sulu çözeltilerde gerçekleşirler. Bu bölümde,bazı kimyasal reaksiyonların nasıl gerçekleşeceğini ve farklı durumlarda nasıl oluşturulacağını göreceğiz.bu reaksiyonların çoğu sulu ortamda gerçekleşecektir. 2

Stokiyometri 3 Moleküllerden Mollere ve Gramlara Dengeli kimyasal reaksiyonlardaki katsayılar,mol atomları veya molekülleri aynı oranda birleştirmek için tepkimeye katılan maddelerin mol miktarını belirtir. H 2 molekülleri O 2 molekülleri ile reaksiyona girer H 2 O oluşur 2 H 2 (g) + 1 O 2 (g) 2 H 2 O(g) Bir miktar H 2 Bir miktar O 2 ile reksiyona girer Bir miktar H 2 O oluşur 4

ı Stokiyometri:Kimyasal Aritmetik stoicheion + metron Yunan: element ölçüm Stokiyometri kimyasal formüller ve reaksiyonların sayısal ilişkileri ile ilgili çalışmaktadır. Bir formülün stokiyometrisini bilmek,belirli reaktif ve ürünler için mol ve gram ilişkisi kurmamızı sağlar. Bir reaksiyonun stokiyometrisini bilmek,birbirinden farklı maddelerin miktarları ile ilgili ilişki kurmamızı ve ne kadar ürünün oluşacağı veya ne kadar reaktife ihtiyaç duyulacağı hakkında tahmin yürütmemizi sağlar. 5 Reaksiyon Stokiyometrisi: Örnek 2 H 2 (g) + 1 O 2 (g) 2 H 2 O(g) Reaksiyonda 32.0 gram O2 vardır.bu reaksiyon için ne kadar H2 gerekmektedir?kaç gram H2O oluşur? H 2 veya H 2 O kütlelerini direkt olarak O 2 'nin kütlesinden hesaplayamayız. Ancak,O2 mol sayısını hesaplar ve dengeli denklemin katsayılarını H2 ve H2O'nun mol sayılarını bulmak için kullanılır ve bu sayılarla kütle hesaplarız. 6

Reaksiyon Stokiyometrisi:Örnek 2 H 2 (g) + 1 O 2 (g) 2 H 2 O(g) O 2 'nin mol sayısı bulunur: 1mol O 32.0 g O = 2 2 1.00 mol O2 32.00 g O2 O 2 'nin mol sayısından H 2 'nin mol sayısı bulunur: 2 mol H 1.00 mol O = 2 2 2.00 mol H2 1mol O2 H 2 'nin kütle miktarı bulunur: 2.02 g H 2.00 mol H = 2 2 4.04 g H2 1mol H2 7 Reaksiyon Stokiyometrisi:Örnek 2 H 2 (g) + 1 O 2 (g) 2 H 2 O(g) Ya da hepsini bir araya getiririz: 1mol O 2 mol H 2.02 g H 32.0 g O = 2 2 2 2 4.04 g H2 32.00 g O2 1mol O2 1mol H2 Kaç gram H 2 O oluşur? 1mol O2 2 mol H2O 18.02 g H2O 32.0 g O2 = 36.0 g H2O 32.00 g O 1mol O 1mol H O 2 2 2 8

Örnekler:Reaksiyon Stokiyometrisi C 2 3H8( g ) + 5O2( g) 3CO2( g) + 4H O( g) 1a. 2.0 mol C 3 H 8 'den kaç mol CO 2 oluşur? 1b. 2.0 mol C 3 H 8 'den kaç mol H 2 O oluşur? 1c. 2.0 mol C 3 H 8 ile reaksiyon için kaç mol O 2 gerekir? 1d. 3.5 mol O 2 'den kaç mol CO 2 oluşur? 1e. 50.0 g C 3 H 8 'den kaç gram CO 2 oluşur? 9 Örnekler:Reaksiyon Stokiyometrisi 2. 2004'yılında dünyada 3.0 10 10 varil petrol kabaca eşdeğer 3.4 10 15 benzin(c 8 H 18 )yandı.bu kadar benzinin yanması sonucu atmosfere ne kadar CO 2 salınmıştır? 2C 8 H 18 (s) + 25O 2 (g) 16CO 2 (g) + 18H 2 O(g) Cevap: 1.0 10 16 g CO 2 10

Örnekler:Reaksiyon Stokiyometrisi 3. Sulu sodyum hipoklorit(naocl),(en iyi bilinen, çamaşır suyu), klor ile sodyum hidroksitin reaksiyonu sonucu oluşur: 2NaOH(aq) + Cl 2 (g) NaOCl(aq) + NaCl(aq) + H 2 O 25.0 g Cl 2 ile reaksiyona girebilmesi için kaç gram NaOH gerekir? Cevap: 28.2 g NaOH 11 Örnekler:Molekül Stokiyometrisi 4. Silisyum tetraklorür SiCl 4 oluşturmak için 24.4 g Si atomu ile kaç gram Cl atomu reaksiyona girmelidir? Cevap: 123 g Cl 12

Örnekler:Reaksiyon Stokiyometrisi 5. Alüminyumun en muhteşem reaksiyonundan biri olan termit reaksiyonunda,demir(iii)oksitten metalik demir oluşur.demirin sıvı hale geçmesi için çok fazla ısı gerekir.denklemi; 2Al(k) + Fe 2 O 3 (k) Al 2 O 3 (k) + 2Fe(s) Tekrar tekrar kullanılan belirli bir kaynak işleminde,her defasında en az 86 g Fe üretilmesi gerekir.(a) Her işlemde minimum kaç gram Fe 2 O 3 kullanılır?(b)kaç gram alüminyuma ihtiyaç vardır? Cevap: (a) 123 g Fe 2 O 3 ; (b) 41.5 g Al 13 Kimyasal Reaksiyonlarda Verim Örneklerde gördüğümüz gibi,bütün reaksiyonlarda 'tamamlamaya git'komutu vardır.bu tüm tepkime moleküllerini ürüne dönüştürür.gerçek hayatta bazı ürünler küçük aksaklıklar ve kirlenmeler yüzünden istenilen şekilde oluşmazlar. Reaksiyonun tamamlanmasıyla elde edilen miktar teorik verimdir(yapılabilir maksimum miktar). Reaksiyonun gerçek verimi elde edilen gerçek miktardır(tahmin edilebilir). 14

Kimyasal Reaksiyonlarda Verim Gerçek verimin teorik verim yüzdesi olarak ifade edilmesine yüzdelik verim denir. % verim = gerçek verim teorik verim 100% Reaksiyon verimini sınırlayan reaktif önce tükenir.buna sınırlayıcı reaktif denir. Fazlalık reaktan,sınırlayıcı reaktif tükendikten sonra hala ortamda bulunan reaktana denir. 15 Örnekler:Yüzdelik Verim 6. Oktan güçlendirici olarak kullanılan metil ter-bütil eter(mtbe,c 5 H 12 O),izobütilenin(C 4 H 8 ) metanol (CH 3 OH) ile reaksiyonu sonucu oluşur.26.3 g izobütilen ile yeterli miktarda metanol reaksiyonu sonucu 32.8 g MTBE oluşuyorsa reaksiyonun yüzdelik verimi kaçtır? C 4 H 8 (g) + CH 3 OH(s) C 5 H 12 O(s) Cevap: 79.4% 16

Sınırlayıcı Reaktan İki veya daha fazla reaktifin bulunduğu bir reaksiyonda,bir reaktif diğerinden önce tamamen tükenebilir.bu noktada reaksiyon durur. Bu reaktanların miktarı daha sonra oluşan maximum ürün miktarını belirler.buna sınırlayıcı reaktan denir. Örneğin;standart 4 kapılı araba yaptığımızı düşünelim ve elimizde aşağıdaki (eksik) 'maddeler' listesi vardır.kaç tane araba yapılabilir? 4 motor 4 direksiyon 15 kapı 8 far 4 sürücü koltuğu 4 dikiz aynası 8 cam sileceği 11 tekerlek 17 Sınırlayıcı Reaktan ve Dondurma 18

Pizza tarifi: Sınırlayıcı Reaktan ve Pizza 1 hamur + 5 kutu domates sosu + 2 kalıp peynir 1 pizza Eğer elimizde 4 parça hamur,10 kalıp peynir ve 15 kutu domates sosu olsaydı,kaç pizza yapabilirdik? 4 hamur 1 pizza 4 pizza 1hamur = 1 pizza 10 kalıp peynir 2 kalıp peynir 5 pizza 1pizza 15 kutu domates sosu = 3 pizza 5 kutu domates sosu Domates sosu sınırlayıcı reaktandır ve teorik. yüzde 3 pizzadır. = 19 Sınırlayıcı Reaktan ve Pizza 20

Sınırlayıcı Reaktan N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) 1.00 mol N 2 ve 5.00 mol H 2. karıştırılırsa maxsimum ne kadar NH 3 oluşur? 2.15 mol N 2 ve 6.15 mol H 2 karıştırılırsa NH 3 'ün teorik yüzdesi kaç olur? N 2 'nin hepsinin tükendiğini varsayarsak,ne kadar NH 3 oluşur? 2 mol NH 2.15 mol N = 3 2 4.30 mol NH3 1mol N2 H 2 'nin hepsinin tükendiğini varsayarsak,ne kadar NH 3 oluşur? 2 mol NH 6.15 mol H = 3 2 4.10 mol NH3 3 mol H2 H 2 sınırlayıcı reaktandır; NH 3 'ün teorik yüzdesi 4.10 moldür. 21 Örnekler:Sınırlayıcı Reaktan 7. Bütanın (C 4 H 10 ) oksijen(o 2 ) ile yanması sonucu karbondioksit ve su oluşur: 2C 4 H 10 (g) + 13O 2 (g) 8CO 2 (g) + 10H 2 O(g) 58.12 g/mol 32.00 g/mol 44.01 g/mol 18.02 g/mol 100. g C 4 H 10 ve 100. g O 2 karıştırılırsa, a. Hangi reaktan sınırlayıcı reaktiftir?kaç gram CO 2 oluşur? b. Kaç gram H 2 O oluşur? c. Geriye kaç gram reaktif kalır? d. Eğer CO 2 'nin gerçek verimi 75.0 g ise,reaksiyonun yüzdelik verimi nedir?. Cevap: (a) O 2 sınırlayıcı; 84.6 g CO 2 ; (b) 43.3 g H 2 O; (c) 72 g C 4 H 10 ; (d) 88.6% 22

Örnekler:Sınırlayıcı Reaktan 8. Amonyak(NH 3 ) aşağıdaki reaksiyonla sentezlenebilir: 2NO(g) + 5H 2 (g) 2NH 3 (g) + 2H 2 O(g) 86.3 g NO ve 25.6 g H 2 ile başlayan reaksiyonda amonyağın teorik yüzdesinin kaç gram olduğunu bulunuz. Cevap: NO sınırlayıcı; 49.0 g NH 3. 23 Örnekler:Sınırlayıcı Reaktan 9. Fosfor triklorür sentezinde,12.0 g P ile 35.0 g Cl 2 reaksiyonu sonucu 42.4 g PCl 3 oluşuyor.pcl 3 'ün yüzdelik verimi kaçtır 2P(k) + 3Cl 2 (g) 2PCl 3 (s) Cevap: 93.8% 24

Çözelti Stokiyometrisi 25 Çözeltiler Bir kimyasal reaksiyonun oluşması için reaksiyona giren maddeler birbirleriyle etkileşim içinde bulunmalıdırlar.bir çok kimyasal reaksiyon katı fazdan çok çözelti içinde ya da gaz fazında gerçekleşir. Bir çözeltide,miktarı az olan maddeye çözünen (genellikle sıvı veya katı),miktarı çok olan maddeye çözücü(genellikle sıvı) denir. Ayrıca diğer çözeltilere örnek olarak;iki veya daha fazla katının oluşturduğu (ö;metal alaşımlar),katı içinde çözünmüş gazlar veya gaz içinde çözünmüş gazlar(ö;atmosfer) gösterilebilir. Çözücüsü su olan çözeltiler 'sulu çözeltiler' olarak adlandırılır. 26

Seyreltik ve Konsantre (Derişik,Yoğun) Çözeltiler İçerisinde az miktarda çözünen bulunduran çözeltilere seyreltik çözelti denir. İçerisinde çok miktarda çözünen bulunduran çözeltiere derişik çözelti denir. 27 Çözelti Stokiyometrisi-Molarite Mevcut maddelerin çözelti içerisindeki hacmi ölçüm ve hesaplamalar için bilinmelidir. Konsantrasyonun ortak birimi olan molarite (M) ;çözeltide litre başına çözünen madenin mol sayısına denir(çözeltinin,çözücünün değil). Molarite (M ) = çözünenin mol miktarı = mol / L çözeltinin hacmi = -1 mol L Bir çözeltinin molaritesi,çözünen mol sayısını mevcut çözeltinin hacmi ile ilişkilendirmek için bir dönüşüm faktörü olarak kullanılabilir. 28

İstenilen Molaritede Çözelti Hazırlamak Bir molar çözelti,bir mol çözücüye bir mol çözünen eklenerek yapılamaz.çünkü çözeltinin hacmi çözünen ve çözücünün hacminden oluşur. İstenilen molaritede çözelti hazırlanırken,hacmi bilinen bir şişeye(volümetrik şişe) uygun miktarda çözünen eklenir ve şişenin sınır çizgisine kadar çözücü ilave edilir. 29 Figure 4.5 Çözeltinin Seyreltilmesi Seyreltik çözeltiler yoğun çözeltilerin seyreltilmesi ile de elde edilebilir. Yoğun çözelti + Çözücü Seyrek çözelti Yoğun çözeltinin ilk molaritesi (M 1 ) ve hacmi (V 1 ) seyrek çözeltinin son molaritesi(m 2 ) ve hacmi (V 2 ) ile aşağıdaki denklemde gösterildiği gibi orantılıdır: M 1 V 1 = M 2 V 2 Hacim birimleri bu denklemde önemli değildir. 30 Figure 4.6

Örnekler:Molarite 10. Su ile çözünen 2.355 g sülfirik asitin 50.0 ml'ye seyreltilmesi sonucu çözeltinin molaritesi nedir? Cevap: 0.480 M H 2 SO 4 31 Örnekler:Molarite 11. Hacmi 1.75 L molaritesi 0.460 M olan sodyum monohidrojen fosfat çözeltisinde kaç gram çözünen vardır? Cevap: 114 g 32

Örnekler:Molarite 12. Molaritesi 0.125 olan NaOH çözeltisinde,naoh 0.255 moldür.buna göre kaç litre çözelti vardır? Cevap: 2.04 L çözelti 33 Örnekler:Çözeltiyi Seyreltme 13. Kontakt lenslerin bakımı ve burun içi nemlendirmede kullanılan izotonik salin 0.150 M NaCl sulu çözeltisinde iyonların toplam konsantrasyonuna benzer.6.00 M mevcut solüsyondan 800. ml izotonik salin nasıl elde edilir? Cevap: 20.0 ml 34

Örnekler:Çözeltiyi Seyreltme 14. Molaritesi 15.0 M olan NaOH çözeltisi 0.200 L'dir.NaOH'ın molaritesinin 3.00 M olabilmesi için kaç litre çözücü eklenmesi gerekir? Cevap: 1.00 L 35 Örnek:Çözeltinin Toplam Tepkime Stokiyometrisi 15. Mide asiti olan sulu HCl çözeltisi sodyum bikarbonat ile aşağıdaki gibi tepkimeye girer; HCl(aq) + NaHCO 3 (aq) NaCl(aq) + H 2 O(s) + CO 2 (g) 0.100 M 18 ml HCl çözeltisi ile 0.125 M kaç ml NaHCO 3 tepkimeye girer? Cevap: 14.4 ml 36

Örnek:Çözeltinin Toplam Tepkime Stokiyometrisi 16. Kurşun(II) klorür,kurşun(ii) nitratın sodyum klorür ile reaksiyonu sonucu aşağıdaki denklemde elde edilir; Pb(NO 3 ) 2 (aq) + 2NaCl(aq) PbCl 2 (k) + 2NaNO 3 (aq) 2.00 M 15.0 ml Pb(NO 3 ) 2 ve 1.15 M 45.0 ml NaCl reaksiyonu sonucu kaç gram PbCl 2 oluşur? Cevap: 7.20 g PbCl 2 37 38

Güçlü Elektrolitler,Güçsüz (Zayıf) Elektrolitler ve Elektrolit Olmayanlar 39 Çözücü ve Çözünen Etkileşimleri Su gibi bir sıvı çözeltiye bir katı ilave edildiği zaman çözeltinin parçacıkları arasında ve çözelti molekülleri arasında çekim kuvveti oluşur. Figure 4.7 40

Bir Çözücü Olarak Suyun Rolü Bir çok reaksiyon sulu çözelti içinde yer alır. Bir çok iyonik madde suyun içinde çözünür(belirli ölçülerde).su katyon ve anyonları çözmede iyi bir çözücüdür. Bir su molekülünün O ucu negatif (kısmi negatif yük δ+)h uçları ise pozitif yüklüdür (kısmi pozitif yük δ-) Aynı zamanda su genel olarak eğik bir şekile sahiptir. Dengesiz elektron dağılımına sahip olan eğik şekildeki polar bağların birleşim etkisi suyu polar molekül yapar. 41 Suyun Polarlığı ve Şekli O H O H H H Figure 4.8 42

Bir Çözücü Olarak Su Sodyum klorit suda çözüldüğünde,na + ve Cl - iyonları birbirini çeker.ayrıca bu iki iyon su moleküllerinide çeker. Na + iyonları kısmi negatif O atomunu çeker. Cl - iyonları kısmi pozitif H atomunu çeker. Su ve iyonlar arasındaki çekim,iyonlar arasındaki çekimden daha kuvvetlidir ve sodyum klorür çözünmüş olur. Figure 4.9 43 Bir Çözücü Olarak Su İyonlar birbirinden ayrılır ve çözeltiye doğru gelişi güzel hareket ederler.daha sonra su molekülleri tarafından iyonların etrafı sarılır Figure 4.10 44

Bir Çözücü Olarak Su Sükroz (sofra şekeri, C 12 H 22 O 11 ) suda çözünür,çünkü şeker molekülündeki atomun parçacıkları suyun atomlarının parçacıkları ile güçlü bir şekilde etkileşir.fakat şeker molekülleri birbirinden ayrılmaz. Figure 4.12 45 Sulu Çözeltilerdeki Elektrolitler Suda çözünen maddeler elektrolit ve elektrolit olmayan olarak sınıflandırılabilir. Elektrolit,suda çözündüğü zaman hareketli olan anyon ve katyonlar halinde ayrışarak elektriği yönetirler. NaCl(k) H 2 O Na + (aq) + Cl - (aq) Elektolit olmayan,suda çözündüğü zaman elektriği yönetemez.çünkü iyonlarına ayrışmayan moleküllerdir: H O C 12H 22O 11(k) 2 C12H22O11(aq) 46

Sulu Çözeltilerdeki Elektrolitler Figure 4.11 47 Güçlü ve Zayıf Elektrolitler Elektrolitler iki kategoride incelenir: Güçlü elektrolitler,tepkimeye katılan maddelerin büyük bir kısmı (%70-100) (hemen hemen hepsi) iyonlarına ayrışırlar. Zayıf elektrolitler,tepkimeye katılan maddelerin çok az bir kısmı herhangi bir anda iyonlarına ayrışırlar. Zayıf elektrolitlerin ayrışması genellikle çift yönlü ok işareti ile gösterilir. h Bu işaret dinamik bir denge işleminin hem ileri hemde geri yönde gerçekleştiğini gösterir. 48

Güçlü ve Zayıf Elektrolitler Güçlü elektrolitlerde denge, hemen hemen tamamıyla sağa doğru(ayrışmış türe doğru,) gider. Zayıf elektrolitlerde,denge ayrışmamış türlerle solda yer alır. Zayıf elektrolit çözeltisindeki parçacıkların çoğu iyonlaşmamıştır.zayıf elektrolit çözücüdeki elektriği zayıf bir şekilde iletir. Denge süreci kimyadaki bir çok kısım için önemlidir ve daha sonra detaylı bir şekilde tartışılacaktır. 49 Güçlü ve Zayıf Elektrolitler Figure 4.13 50

Çözünür ve Çözünmez Bazı durumlarda iyonik bileşiklerdeki elektrostatik güç su tarafından kapılması için çok büyüktür ve madde suda çözünmez. Basitleştirilmiş olmasına rağmen gerçekte çözünebilirlik vardır ve maddeler suda az miktarda bile olsa çözünür. 25ºC'de NaCl'nin sudaki çözünürlüğü = 357 g/l d 25ºC'de AgNO 3 'ün çözünürlüğü= 216 g/l 25ºC'de AgCl'nin çözünürlüğü= 0.0019 g/l l 51 Elektrolit Asitler Asitler dışında bir çok moleküler bileşik elektrolit değildir. Genel formülü HA olan asitler suda çözündüğü zaman H + ve A - olarak iyonlaşır. HA(g, s) H 2 O H + (aq) + A - (aq) HCl gibi güçlü asitler tamamen iyonlaşılar.hcl'nin tüm molekülleri H + ve Cl - olarak bölünür: HCl(g) H + (aq) + Cl - (aq) HC 2 H 3 O 2 gibi zayıf asitler tamamen iyonlaşmazlar.moleküllerin sadece küçük bir oranı H + ve C 2 H 3 O - 2 olarak bölünür: HC 2 H 3 O 2 (g) h H + (aq) + C 2 H 3 O 2- (aq) 52

Elektrolitlerin Sınıflandırılması Güçlü Elektrolitler: Çözünebilen iyonik bileşikler. Güçlü asitler: HCl, HBr, HI, HNO 3, HClO 4, H 2 SO 4 Zayıf Elektrolitler: Güçlü asitler dışındaki tüm asitler zayıf elektrolitlerdir: HF, HC 2 H 3 O 2, HNO 2, H 2 SO 3 Elektrolit olmayan: Moleküler bileşikler(asitler hariç):su,şeker ve tüm organik bileşikler. 53 Örnekler:İyonik Bileşiklerin Ayrışması 17. Na 2 S, HBr, AlCl 3, ve Pb(NO 3 ) 2 'nin sudaki ayrışma denklemlerini yazınız. 54

Örnekler:İyonik Bileşiklerin Ayrışması 18. 1 mol CaCl 2 'nin her iyonundan kaç mol vardır? 55 Örnekler:İyonik Bileşiklerin Ayrışması 19. 23.4 g Na 2 S'in her bir iyonu kaç moldür? Cevap: 0.600 mol Na +, 0.300 mol S 2-56

Örnekler:İyonik Bileşiklerin Ayrışması 20. Tamamının ayrıştığı düşünülürse 0.225 M sulu demir bromür çözeltisindeki demir(iii) iyonları ve brom iyonlarının molar yoğunluğu nedir(m)? İyonların toplam yoğunluğu nedir(m)? Cevap: 0.225 M Fe 3+, 0.675 M Br -, 0.900 M iyon 57 Örnekler:Elektrolitlerin Sınıflandırılması 21. Aşağıdaki bileşikleri güçlü elektrolit,zayıf elektrolit ve elektrolit olmayan olarak sınıflandırınız. a. HCl b. SCl 2 c. AgNO 3 d. H 2 O e. CH 3 CH 2 OH f. Na 2 SO 4 g. HNO 2 h. HNO 3 58

Çökelme Reaksiyonları 59 Çökelme Reaksiyonları Çökelme iki iyonun birleşme reaksiyonu sonucu oluşur.buna çökelme reaksiyonu denir. Reaksiyonda çözelti içinde çözünmeyen madde çöker. Bu reaksiyonlar çift-yerdeğiştirme veya metathesis reaksiyonu olarak bilinir.çünkü reaktanların anyon veya katyonları birbiri ile yerdeğiştirerek ürünleri oluşturur. AB + CD AD + CB Bu reaksiyon içerdiği iyonlar arasındaki çözünençözünen etkileşimi çözücü-çözünen etkileşiminden daha güçlü olduğunda gerçekleşir. Çözeltide kalan diğer iyonlarada seyirci (izleyici) iyonlar denir. 60

Çökelme Reaksiyonları NaNO 3 ve KI çözeltileri karıştırılırsa çözünmüş iyonlar karışımı elde edilir.hiçbir ürün suda çözünmediğinden reaksiyon gerçekleşmez. NaCl(aq) + KI(aq) KCl(aq) + NaI(aq): NR Figure 4.15 61 Çökelme Reaksiyonları Diğer taraftan, Pb(NO 3 ) 2 ve KI karıştırılırsa katı PbI 2 elde edilr. Pb(NO 3 ) 2 (aq) + 2KI(aq) 2KNO 3 (aq) + PbI 2 (k) Figure 4.14 62

Çözelti Reaksiyonlarının Tahmini AB(aq) + CD(aq) AD(aq) + CB(k) Bir reaksiyonun çökelme reaksiyonu olup olmadığını anlamak ve reaksiyondaki potansiyel ürünlerde herhangi bir çözünme olup olmadığını bulmak için aşağıdaki çözünürlük kuralları kullanılır: Reaksiyon ürünlerinden biri çözünmezse (zayıf elektrolit, gaz veya elektrolit olmayan ) reaksiyon gerçekleşir ve uygun şekilde dengelenir. Ürün çözünür formda ise, reaksiyon gerçekleşmez ve bütün iyonlar seyirci iyonlar gibi çözeltide kalır. 63 Sudaki İyonik Bileşikler İçin Çözünme Kuralları 64

Sulu İyonik Bileşikler İçin Çözünme Kuralları Çözünür İyonik Bileşikler 1. Tüm 1A grubu bileşiklerin ortak iyonları (Li +, Na +, K +, etc.) ve amonyum iyonu (NH 4+ ) çözünür. 2. Bütün bilinen nitrat bileşikleri (NO 3- ), asetat bileşikleri (C 2 H 3 O 2- ), ve perklorat bileşikleri(clo 4- ) çözünür. 3. Bilinen bütün klorürler (Cl - ), bromürler (Br - ), ve iyodürler (I - ) çözünür ( Ag +, Pb 2+ ve Hg 2 2+ hariç). 4. Bilinen bütün sülfatlar (SO 4 2- ) çözünür (Ca 2+, Sr 2 +, Ba 2+, Pb 2+ ve Ag + hariç). 65 Sulu İyonik Bileşikler İçin Çözünme Kuralları Çözünmeyen İyonik Bileşikler 5. Bütün metal hidroksitler (OH - ) çözünmezler. (Çözünür olan 1A grubu metalleri, NH 4 + ve az çözünür olan Ca 2+, Sr 2+ ve Ba 2+ hariç) 6. Bütün sülfürler (S 2- ) çözünmezler. (1A grubu metalleri, NH 4+, Ca 2+, Sr 2+ ve Ba 2+ hariç) 7. Bütün karbonat (CO 3 2- ) ve fosfat bileşikleri (PO 4 3- ) çözünmezler. (1A grubu ve NH 4 + hariç ) 66

Örnekler: Çözünürlük Tahmini 22. Her bir bileşiğin çözünürlüğünü bulunuz a. CaCO 3 b. Mg(OH) 2 c. Na 2 S d. PbSO 4 e. (NH 4 ) 3 PO 4 f. HgCl 2 g. Hg 2 Cl 2 h. NH 4 C 2 H 3 O 2 i. AgC 2 H 3 O 2 j. Pb(NO 3 ) 2 k. K 2 CO 3 l. AgCl 67 Sulu Tepkimelerin Gösterimi İyonik bileşikler içeren sulu bir reaksiyonun denklemi 3 şekilde yazılabilir: Molekül Denklemi eğer molekül bozulmamışsa formül yazılır (örneğin, NaCl) Tam İyonik Denklem çözünür güçlü elektrolitlerin (çözünür iyonik bileşikler ve güçlü asitler)iyon halleri yazılır. (örneğin, Na +, Cl - ) Çözünmeyen çökeltilere,zayıf elektrolitlere ve moleküllere dokunulmaz. Gerçek bir kimyasal değişime uğramayan iyonlara 'seyirci iyonlar'denir. Net İyon Denklemi seyirci iyonları ortadan kaldırarak sadece değişime uğramış iyonlar gösterilir. 68

Moleküler,İyonik ve Net İyon Denklemi Moleküler denklem: Pb(NO 3 ) 2 (aq) + 2KI(aq) 2KNO 3 (aq) + PbI 2 (k) İyonik denklem: Pb 2+ + 2NO 3 - + 2K + + 2I - 2K + + 2NO 3 - + PbI 2 (k) Seyirci iyonlar: K + ve NO 3 - Net iyon denklemi: Pb 2+ (aq) + 2I - (aq) PbI 2 (k) 69 Örnek:Molekül,İyon ve Net İyon Denklemi 23. Aşağıdaki reaksiyonların iyon ve net iyon denklemlerini yazınız. 2AgNO 3 (aq) + Na 2 CrO 4 (aq) Ag 2 CrO 4 (k) + 2NaNO 3 (aq) H 2 SO 4 (aq) + MgCO 3 (k) MgSO 4 (aq) + H 2 O(s) + CO 2 (g) 70

Örnek:Çökelme Reaksiyonlarının Tahmini 24. Sulu çözeltideki CaCl 2 ve Na 2 CO 3 karışımının çökelme reaksiyonu olup olmadığına bakınız.net iyon denklemini yazınız. 71 Örnek:Çökelme Reaksiyonlarının Tahmini 25. Sulu çözeltideki sodyum nitrat ve lityum sülfat karışımının çökelme reaksiyonu olup olmadığına bakınız,net iyon denklemini yazınız. 72

Örnek:Çökelme Reaksiyonlarının Tahmini 26. CuCO 3 çözeltisi elde etmek için çökelme reaksiyonu nasıl kullanılır?net iyon denklemini yazınız. 73 Örnek:Çökelme Reaksiyonlarının Tahmini 27. Aşağıda gösterilen çözelti çiftleri karıştırıldığında reaksiyonların gerçekleşip gerçekleşmediğini bulunuz.eğer reaksiyon gerçekleşiyorsa molekül denge,iyon ve net iyon denklemlerini yazıp seyirci iyonları gösteriniz. a. Gümüş nitrat (aq) ve sodyum klorit (aq) b. Potasyum nitrat ve amonyum klorit c. Pb(NO 3 ) 2 ve Fe 2 (SO 4 ) 3 d. Demir(III) klorit (aq) ve sezyum fosfat (aq) e. Sodyum fosfat ve kalsiyum klorit f. Ca(OH) 2 ve Na 2 SO 4 74