KONUNUN AMACI VE ANAHTAR KAVRAMLAR *ORTAK İYON ETKİSİNİ TANIMLAMAK SULU DENGELERE KATILMA (İLAVE) DURUMLARI *BİR TAMPON ÇÖZELTİNİN NASIL FONKSİYON GÖSTERDİĞİNİ AÇIKLAMAK *TAMPON ÇÖZELTİNİN PH INI HESAPLAMAK *TAMPON ÇÖZELTİLERE AZ MİKTARDA ASİT YADA BAZ EKLEDİKTEN SONRA TAMPON ÇÖZELTİNİN PH INI HESAPLAMAK *ASİT-BAZ TİTRASYONLARININ HER HANGİ BİR NOKTASINDAKİ PH INI HESAPLAMAK(GÜÇLÜ ASİT- GÜÇLÜ BAZ) *ZAYIF ASİT GÜÇLÜ BAZ YADA ZAYIF BAZ GÜÇLÜ ASİT TİTRASYONLARININ HER HANGİ BİR NOKTASINDAKİ PH INI HESAPLAMAK *İKİ ÇEŞİT TİTRASYON ARASINDA Kİ FARKLARI ANLAMAK *MOLAR ÇÖZÜNÜRLÜKTEN Kçç, Kçç DEN MOLAR ÇÖZÜNÜRLÜĞÜ HESAPLAMAK *ORTAK İYON VARLIĞINDA MOLAR ÇÖZÜNÜRLÜĞÜN HESAPLANMASI * PH IN ÇÖZÜNÜRLÜĞE ETKİSİNİ TAHMİN ETMEK *Qçç VE Kçç Yİ KARŞILAŞTIRARAK, ÇÖZELTİLER KARIŞTIRILDIĞINDA ÇÖKELME OLUP OLMAYACAĞINI TAHMİN ETMEK *ÇÖKELME BAŞLARKEN Kİ İYON DERİŞİMLERİNİ HESAPLAMAK *KOMPLEKS İYON OLUŞUMUNUN ÇÖZÜNÜRLÜĞE ETKİSİNİ AÇIKLAMAK ORTAK İYON ETKİSİ Zayıf bir elektron üzerine ortak iyon bulunduran güçlü bir elektrolit çözeltisi eklenirse iyonlaşma derecesi azalır. CH3COOH(s) + H2O(ı) --------------H3O+(s) + CH3COO-(s) NOT:Bu LE Châtelier s prensibinin basit bir uygulamasıdır. HA (suda) + H2O (sıvı) ------------A-(suda) + H3O+(suda)
Ortak iyon(a -,eşlenik baz,konjuge baz)varlığı zayıf asidin iyonlaşmasını sınırlayacaktır. B (suda) + H2O (sıvı) BH+(suda) + OH-(suda) Aynı zamanda, ortak iyon (konjuge asit,bh+)varlığı zayıf baz (B),iyonlaşmasını sınırlayacaktır. ÖRNEK:Florur iyonunun çözeltisinin derişimini ve yüzde iyonlaşmasını hesaplayınız A)0,200M HF çözeltisi B)0,200M HF ve 0,100HCI çözeltisi HF için Kç: 6.8 * 10-4. HF(suda) + H2O(sıvı) ----------------H3O+(suda) + F-(suda) Ka=( H3O +)(F-) / (HF)= 6.80 *10-4 (HF)M ( H3O)M (F-)M Başlangıçta: Değişimi: Dengede: ÖRNEK:İyonlaşma yüzdesi % 3,7 olan 0,10 M lık laktik asit çözeltisi ( Ka = 1.4 10-4 )nın ph;2,43 tür.0.10m sodyum laktak eklendiğinde ph ve yüzde iyonlaşmayı hesaplayınız? Laktik asit (suda) + H2O (sıvı)---------- laktik iyon (suda) + H3O+ (suda) (alternatif çiftlik) HLac(suda) + H2O (sıvı) ---------------Lac- (suda) + H3O+ (suda) TAMPON (ÇÖZELTİLER):Ph değerleri az miktarda asit yada baz eklenmesiyle değişmeyen çözeltilerdir. a)genellikle zayıf eşlenik asit baz çifti çözeltisinden hazırlanır.
b)özellikle,güçlü asit veya baz eklense bile ph değişimine dirençlidir. Henderson-Hasselbalch eşitliği: HA (suda) + H2O (sıvı)<-----------> A- (suda) + H3O+ (suda) Ka =[A - ]*[H3O+]/[HA]= [H3O + ]*[A - ]/[HA] ( konjuge baz) -log Ka= -log [H3O + ] + -log [A - ]/[HA] (pka) ( Ph) ( asit)
ph = pka + log [baz]/asit TAMPON HESAPLAMA: ÖRNEK:0.12M lık laktik asit CH3CH(OH)COOH ve 0.10M sodyum laktak tamponun ph, ı nedir? Ka laktik asit: 1.4 x 10-4. ÖRNEK:0.0500M lık benzoik asit HC7H5O2 Ka(6.50 10-5 ) Ve 0.150M lık sodyum benzoitin(nac7h5o2) 25 C. Ph ını belirleyin? ÖRNEK:0.119M lık piridin (C5H5N, (pkb = 8.77))ve 0,234M lık piridhidroklorik içeren çözeltinin 25 C. deki ph ını belirleyin? Dikkat bu baz: ph = pka + log [baz]/[asit] ph = (14-8.77) + log 0.119 M/0.234 M ph = 4.94 Henderson-Hasselbalch hesaplama: ph = pka + log [baz]/[asit] at ph > pka [A-] > [HA]
at ph = pka at ph < pka [A-] = [HA] [A-] < [HA] Henderson-Hasselbalch hesaplamsı: Biyolojik sistemler için ph çok önemlidir. ph yükleri değiştirir ve dolayısıyla proteinlerin yapı ve aktivitelerinide değiştirir. Düşük ph: at ph < pka [A-] < [HA] yüksek ph: at ph > pka [A-] > [HA] Bir tampona güçlü bir asit yada baz eklendiğinde:
Güçlü baz yada asit eklendiğinde reaksiyon onu tüketir.
Bir
tampon çözeltiye güçlü asit veya baz eklenmesi a)çözeltideki zayıf asit ve onun eşlenik bazının miktarının nötralleşme tepkimesini nasıl etkilediğini belirleyin? b)çözeitinin yeni ph ını belirlemek için Henderson- Hasselbalch eşleniğini kullanın. Tamponlarda ph değişiminin hesaplanması: 0.300M HC2H3O2 VE 0.300M NaC2H3O2 nın yeteri kadar suya eklenmesiyle 1 litrelik tampon hazırlanır.tamponun ph sı 4.74 tür.0.020m NaOH eklendikten sonra ph hesaplayın? HC2H3O2(suda) + OH-(suda) ---------- C2H3O2- (suda) + H2O(sıvı) HC2H3O2 C2H3O2 OH- Reaksiyondan önce 0.300M 0.300M 0.020M Reaksiyondan sonra: ÖRNEK :Önceki 0.500M Benzoik asit HC7H5O2 (Ka = 6.50 10-5 ),ve 0.150M sodyum benzaat NaC7H5O2 içeren çözeltinin ph ını 4.66olarak bulmuştuk. Şimdi bu çözeltinin 100 ml kısmına 5ml 1,51M lık HCl eklendiğinde ki ph yı bulun? 100 ml saf su eklenirse 5ml 1,51M lık HCI eklendiğindeki ph ı karşılaştırın?
TAMPON KAPASİTESİ PH ın farkediler derecede değişmeden önce eklenmiş asit yada baz miktarına tampon kapasitesi denir. TAMPON KAPASİTESİ ASİT MİKTARINA BAZ MİKTARINA BAGLIDIR. Tampon kapasitesi yukarıdaki miktarlara ve Ka ya baglıdır. Tamponlar en iyi olarak asit miktarı ve baz miktarına yaklaşık olarak eşit olduğunda çalışır. ph=pha Pratikte eklenenlerden biri diğerinin 10 katından fazla ise tamponlama aktivitesi zayıftır. Bu yüzden tamponlar +-1 birim ph aralığında kullanışlıdır. TİTRASYON Derişimi bilinen bir asidin (yada bazın)derişimi bilinmeyen baz,a(yada aside)yavaş yavaş ekleme tekniğidir. Bir ph metre yada intikatör çözeltinin sitokiyometrikolarak asit miktarının eşiti olan baz miktarında ekivalent noktasını belirlemede kullanılır.
Bu teknikte taban içindekitoplama kabına yada karışımın gerçekleşiceği kaba yavaşca asit ( yada baz ) çözeltiye ilave edilir.
Bir ph metre yada gösterge çözücünün eşdeğerlik noktasını belirlemek için ve stoikiometrik miktarda asit yada baz olduğunu eşitliği gösterir.
İNTİKATÖRLER Asidik form bazik form pka=5.00 Metil kırmızısı pka=5.00 Asidik ortamda pempe-- kırmızı Bazik ortamda sarı rekli oluşur.
HInd (suda) + H2O (sıvı) --- H3O+(suda) + Ind-(suda) ph = pka + log[ind-]/[hind]
ASİT BAZ TİTRASYON ASİT BAZ TİTRASYONU Eşlenik noktasına kadar sadece güçlü asit vardır.(hci) Eşlenik noktasında nötralleşme gerçekleşir. Eşlenik noktasından sonra Güçlü baz aside katıldığında Eşlenik noktasına kadar sadece güçlü asit vardır.(hci)eşlenik noktada nötralleşme gerçekleşir. Eşlenik noktasından sonra OH- iyonu artar ph>7 olur *0.100M luk 25 ml HCI çözeltisi ile 0.100M NaOH in titrasyonunu inceleyelelim. Ekivalent noktasına kadar eklenen bazın hacmi ve 0.0,5.0,10.0,15.0,20.0,25.0,30.0,35.0,40.0,50.0,ml NaOH eklendiğinde ki ph yı hesaplayın.
YÖNTEM: 1)Başlangıçtaki Ph sadece güçlü asit çözeltisindendir. 2)Ekivalent noktasında önce( H3O + )fazladır.eklenen( OH - )ın mol sayısını, ( H3O +)ın mol sayısından çıkarıp toplam hacme bölerek ( H3O +) derişimini hesaplayın 3)Ekivalent noktasında reaktantların varliğına rağmen ph ı 7 dir. 4)Ekivalent noktasından sonra etken( OH - )dır.eklenen OH mol sayısından başlangıçtaki (H3O + )mol sayısını cıkarıp toplam hacme bölerek (OH - ) derişimi hesaplanır. ZAYIF ASİDİN GÜÇLÜ BİR BAZLA TİTRASYONU *Zayıf asitin eşlenik bazının ph üzerindeki etkisi bir önceki konudaki gibidir. *Ekivalent noktasındaki Ph>7 dir. *Fenolftalein genellikle bu tür titrasyonlarda intikatör olarak kullanılır.
ZAYIF ASİT VE KUVVETLİ BAZ İÇEREN ÇÖZELTİ Titrasyon boyunca ph değeri asit ve onun konjuge bazı miktarına bağlı olarak belirlenir. ÖERNEK:0.0500M Potasyumhidroksit (KOH)ın 50 ml 0.0250M lık benzoik asit çözeltisine yavaş yavaş eklenirken ph ını belirleyin. HC7H5O2, Ka = 6.5 10-5. a)0.00ml b)20.0ml c)25.0ml d)30.0ml
Zayıf asitlerde, başlangıç ph ı daha yüksek olduğunda ekivalent nokta yolunda ph değişimi hızlıdır.
ZAYIF BİR BAZIN GÜÇLÜ BİR ASİT İLE TİTRASYONU *Bu tür titrasyonlarda ekivalent nokta yakınlarında ph <7dir. *İntikatör olarak metil kırmızısı tercih edilir.
ZAYIF ASİTİN GÜÇLÜ BAZ İLE TİTRASYONU İÇİN İYİ VE KÖTÜ İNTİKATÖRLER: İntikatör fenoftalein dir çünkü renk değişimi tam ekivalent noktasında gerçekleşir. Metil kırmızısı uygun deyildir çünkü renk değişimi ekivalent noktasından önce olur.
ZAYIF BAZIN GÜÇLÜ ASİTİLE TİTRASYONU İÇİN İYİ VE KÖTÜİNTİKATÖRLER
POLİPROTİK ASİT TİTRASYONU Bir poliprotik asitin bir baz ile titrasyonunda her bir ayrişma için birer ekivalent noktası vardır. TAPLO 4.1 ÇÖZÜNÜRLÜK KURALLAR: Suda basit iyonik bileşikler için çözünürlük için çizelge:
Çözünür iyonik bileşikler ÖNEMLİ İçinde bulunanlar: (NO - 3 ) ------ C 2 H 3 O ------ (CI-) Ag +,Ba +2,Hg +2,Pb +2 : bileşikleri hariç (Br-) (I) (SO 4-2 )- Sr +2,Ba +2,Hg +2,Pb +2,bileşikleri hariç. Çözünmeyen iyonik bileşikler: ÖNEMLİ İçinde bulunanlar: S 2 NH +4,Ca +2,Ba +2,Sr +2 CO3-2 NH +4 ALKALİ METALLER METALLER PO 4-3 OH- NH +4 ALKALİ METALLER NH +4,Ba +2,Sr +2, ALKALİ
ÇÖZÜNÜRLÜK ÇARPIMI SABİTİ (Kçç) Taplo 4,1 den baryum sülfatın çözünmediğini biliyoruz.fakat gercekte çok az miktarda çözünür BaSO4 (s) ------------------- Ba +2 (suda) + SO4-2 (suda) Bu denklem için denge Kçç = [Ba +2 ] [SO4-2 ] Denge sabiti,kçç, çözünürlük çarpımı olarak adlandırılır. ÇÖZÜNÜRLÜK VE ÇÖZÜNÜRLÜK ÇARPIMI SABİTİ Çözünürlük:Doymuş çözeltinin içindeki çözünen madde mitarıdır.çözünürlük genellikle 1L de çözünen madde miktarı (g/l)yada 100 ml 8g/100ml)yada mol/l (m)olarak tanımlanır. Molar çözünürlük:bir litre çözeltide çözünmüş bir mol maddedir. Çözünürlük çarpımı sabiti: İyonik bir katı ve onun doymuş çözeltisinin denklemi için olan denge çarpımı Kçç dir. Bileşiğin çözünürlük miktarı(g/l) Kçç (Formül ağırlı) ( çöz.dengesi) Bileşiğin molar çöz.(mol/l) ------------ İyonların Mol derişimi ÖRNEK:Kalsiyum fosfatın molar çözünürlüğünü belirleyiniz?
(Kçç = 2.07 10-33). Gümüş halojenürlerin çözünürlüklerini karşılaştırın? Kçç AgCl 1.8 10-10 AgBr 5.4 10-13 AgI 8.5 10-17 Gümüş tuzlarının çözünürlüklerini karşılaştıralım? Ksp AgCl 1.8 10-10 Ag2CrO4 1.1 10-12 ÇÖZÜNÜRLÜĞÜ ETKİLEYEN FAKTÖRLER 1)Ortak iyon etkisi 2)kompleks iyon oluşumu 3) ph Bunlar yine LE CHATELİER prensiplerinin sonucudur. *ORTAK İYON ETKİSİ Ortak iyon içeren ikinçi bir çözünen ortama eklenirse az çözünen katının çözünürlüğünü azaltır. Ortak iyon çözünürlüğü azaltır.
ÖRNEK:Kalsiyum fosfatın 0.20M kalsiyum klorürdeki molar çözünürlüğünü belirleyin. (Kçç = 2.07 10-33 ) ph VE ÇÖZÜNÜRLÜK ph bazik bir bileşiğin çözünürlüğü asidikliğin artması ile artar. TUZU İNCELEYELİM MA (s) --------- M+(suda) + A-(suda) Kçç = [M+][A-] Anyon (konjuge baz )hidrolizi A-(suda) + H2O (sıvı) --------- OH-(suda) + HA (suda) Madde bazik anyon içeriyorsa,asidik çözücüde çok daha iyi çözünür. Yaygın bazik anyonlar OH -, S -2, CO3-2.
KOMPLEKS İYON OLUŞUMU Metal iyonu ile kompleks iyon oluşumu metal tuzunun çözünürlüğünü etkiler KOMPLEKS İYONLAR: Metal iyonları (levis asitleri),çözeltideki levis bazları ile kompleks iyon oluşturabilirler.
Kompleks iyon oluşumu tuzların çözünürlüğünü arttırır. KOMPLEKS İYON
AMFOTERLİK Amfoter metaller ve hidroksitler güçlü asit yada güçlü bazlarda çözünürler çünkü:amfoterler asit yada baz gibi davranır. Al +3, Zn +2, Cr +3, Sn +2 katyon olarak örnektir. ÇÖKELME REAKSİYONLARI ÇÖKME OLURMU? Qçç ve Kçç yi karşılaştırın : Qçç<Kçç Qçç=Kçç Qçç>Kçç Doymamıştır. Doymuştur.dengededir. Aşırı doymuştur. ÖRNEK: ALTIN(III)KLORÜRÜN (Kçç= 3.2 10-25 ) 30 ml 4.0 10-3M lık altın (III)Nitrat ile 20 ml 2.0 10-4 sodyum klorür karişimi içindeki çökelmeyi belirleyin.?
SEÇİCİ ÇÖKELMELER Tuzların Kçç, sinde büyük bir fark var ise bir metalin çökelmesi diğerine göre seçici (öncelikli)olabilir. Geniş aralıklı Kçç diğerleri olması nedeni ile sıklıkla sülfür iyonları kullanılır. Kçç Kçç NiS 3 10-22 CdS 8 10-28 CoS 5 10-22 CuS 6 10-37 ZnS 2 10-25 Ag2S 6 10-51 SnS 1 10-26 MnS 2 10-53 PbS 3 10-28 HgS 2 10-53