3. Kimyasal Bileşikler Mol kavramı ve kimyasal bileşikler Kimyasal Bileşik Formülleri (Kaba vs Molekül Formülü) Yüzde bileşimin hesaplanması Yakma analizi
Kimyasal Formülden Mol Kütlesi Hesaplama Halotan anestezide kullanılan bir gazdır. Bu gazın mol kütlesini hesaplayabilir miyiz? Molekül formülü C 2 HBrClF 3 = 2 * 12,001 g/mol + 1*1,008 g/mol + 3* 18,998. atomların mol kütlelerini periodik tablodan çekiyoruz = 197,381 g/mol ******************************************************* Q: 75.0 ml halotanda kaç F atomu bulunur? d= 1,871 g/ml
Yüzde Kompozisyon ve Kaba (Empirical) Formül Bileşikteki atomları ve bağıl sayılarını gösteren basit formüldür. Element analiz yöntemleri. Benzin içerisinde kütlece % 84,1 C ve % 15,9 H; 100 g benzin içerisinde 84,1gr karbon, 15,9 gr hidrojen atomu vardır diye düşünüyoruz. 1molH 15,9 g H x 15,8 mol H 1,008g H 1molC 84,1g C x 7,00 mol C 12,011g C C H 7,00 15,8 H 1 2,26 7,00 7,00 C 4 H C C H 1x4 2,26x4 9
Yüzde Bileşimin Hesaplanması Halotanın formülü C 2 HBrClF 3 MA C2HBrClF3 = 197.38 g/mol ise karbonun kütlece yüzde bileşimi nedir? MA C =12,011 g/mol % C = Yüzde bileşimden formül hesabı Ör: 2-deoksiriboz kütlece % 44.77 C, % 7.52 H, % 47.71 O içerisiyorsa bunun kaba formülünü bulunuz?
Molekül Formül Bulunması Molekül formülünün bulunması için molekül ağırlığının bilinmesi gerekiyor 4x (C C H 5 4 1,26H 1) C5,04H4 Diyelim ki bu molekül naftalin (MA= 128,2g/mol) 128.2g/mol 64,1g/mol MA C 5 H 4 64,1 g/mol Oran 2 Kaba formül C 2x5 H 2x4 C 10 H 8 Molekül Formülü
Yakma Analizi Kolay yanan bazı bileşiklerin kaba formülünü bulmak için Carbon (C), Hydrogen (H), Nitrogen (N), and Sulfur (S) FIRIN O 2 girişi C,H ve diğer elementleri içeren örnek malzeme H 2 O tutucu CO 2 tutucu Tutulamayan diğer maddeler C x H y O z ve O 2 xco 2 ve y/2h 2 O
Yakma Analizi Örnek: Böcek ilacı olarak kullanılan lindane molekülü C, H ve Cl içerir. 2.463 g örnek, oksijen ile yakıldığında, 2.236 g CO 2 ve 0.458 g H 2 O açığa çıkıyor. Lindane molekülünün kaba formülü nedir? (Atomic weights: C = 12.01, H = 1.008, O = 16.00, Cl = 35.45).
4. Kimyasal Tepkimeler Kimyasal Tepkimeler ve Eşitlikler Stokiyometri Çözeltide Kimyasal Tepkimeler Sınırlayıcı Bileşenin Belirlenmesi Kimyasal tepkime: Bir ya da bir kaç maddenin (tepkenler) yeni bir bileşik grubuna (ürünler) dönüşmesi işlemi.
4. Kimyasal Tepkime Denklemleri Girdiler solda, ürünler sağda 2H 2 + O 2 2 H 2 O Denkleştirme sonunda giren atom sayısı = Çıkan atom sayısı olmalı İki tarafta birer bileşikte bulunan atomlardan başlanabilir. Çok atomlu iyonlardan başlanabilir. Girenlerde ya da ürünlerde serbest element (O 2, H 2 ) varsa en son o denkleştirilir Kesirli bulunan katsayılar tam sayıya çevirilebilir. Ör: H 3 PO 4 + CaO Ca 3 (PO 4 ) 2 + H 2 O Yanma tepkimelerinde O 2 tepken, CO 2 ve H 2 O üründür. Başka ürünler de olabilir (kompleks moleküllerde). C 6 H 12 O 6 + O 2 CO 2 + H 2 O maddenin halleri k,s, g ya da aq (sulu çözelti) olabilir
Stokiyometrik Faktör Denklemlerdeki katsayılar kullanılır (girenler ve ürünler arasındaki oranlar). 2H 2 (g)+ O 2 (g) 2 H 2 O (s) Her zaman mol üzerinden gidilmelidir 2 mol H 2 ile 1 mol O 2 girer ve 2 mol su açığa çıkar Ör: Aşırı oksijen ile 4.16 g hidrojenin tepkimesinden kaç gr su oluşur?
Stokiyometrik Hesaplamalar *Bir sirke örneği kütlece %4,0 HC 2 H 3 O 2 içeriyor. Bu sirke yemek sodası (NaHCO 3 ) ile etkileşerek CO 2 oluşturuyor. : HC 2 H 3 O 2 (aq) + NaHCO 3 (k) NaC 2 H 3 O 2 (aq) + H 2 O(s) +CO 2 (g) 5,00 ml sirke örneği aşırı NaHCO 3 ile reaksiyona girdiğinde kaç CO 2 açığa çıkar? Sirkenin yoğunluğu 1,01 g/ml dir.
Çözeltide Kimyasal Tepkimeler Çözücü, çözünen. Çözeltilerin derişimleri molarite ile ifade edilir. Çözünenin mol sayısı (mol) Molarite (M) = Çözeltinin Hacmi (L) 1,75 M çay şekeri,sakkaroz (C 12 H 22 O 11 ) çözeltisinin 1Litresi 1,75 mol(598,5 g) sakkaroz içerir. Aynı molaritede 2L çözeltide kaç mol sakkaroz vardır?
Çözelti Hazırlanışı Katı madde tartılır, sonrasında yeterli miktarda su eklenir. Ör : 250,0 ml ve 0,250 M K 2 CrO 4 çözeltisi hazırlamak için kaç gram K 2 CrO 4??g K2CrO4 12,1gK2CrO4 0,2500L çöz.x 0,250mol K2CrO4 1L çöz. x 194,2g K2CrO4 1mol K2CrO4 12,1 g K 2 CrO 4 üzerine su eklenerek 250 ml ye tamamlanmalı
Çözeltinin Seyreltilmesi M i. V i = M s. V s (n i =n s ) 0,250 L, 0,0100 M K 2 CrO 4 çözeltisi hazırlamak için 0,250 M K 2 CrO 4 çözeltisinden ne kadar almak gerekir? 0,250 M * V i = 0,0100M * 0,250 L V i = 0,0100 L = 10,0 ml 10.0 ml, 0.250M lık K 2 CrO 4 çözeltisi alınıp üzerine 240 ml eklemek gerekli.
Sınırlayıcı Bileşen (Limiting Reagent) Sınırlayıcı bileşen(limiting reagent): Bir tepkimede tamamen tükenen maddeye denir ve bu bileşen oluşan diğer ürünlerin miktarını belirler. 9 5 Sınırlayıcı bileşen? Artan bileşen? Oluşan NH 3 molekülü sayısı? N 2 + 3H 2 2NH 3 img : http://moodleshare.org/mod/page/view.php?id=8729
Sınırlayıcı Bileşen,Kuramsal Verim,Gerçek Verim, Yüzde Verim Bir kimyasal tepkimede oluşan ürünün hesaplanan miktarı, tepkimenin kuramsal verimi (theoretical yield) olarak isimlendirilir. Gerçekten oluşan ürünün miktarına ise gerçek verim (actual yield) denir. Yüzde verim Gerçek verim 100 Kuramsal verim
Sınırlayıcı Bileşen,Kuramsal Verim,Gerçek Verim, Yüzde Verim 2,4 g Mg ile 10,0 g O 2 nun tepkimesi sonucu oluşan MgO nun kuramsal verimi nedir? ( Mg:24,31 MgO:40,31 O 2 :32,0 ) Mg + O 2 MgO Tepkime sonucu 2.00 g MgO oluşuyorsa yüzde verim nedir?
5 Sulu Çözelti Tepkimelerine Giriş
5 Sulu Çözelti Tepkimelerine Giriş Elektrolit suda çözündüğünde iyonlar oluşturarak elektriği iletir. Eğer tamamı (tamamına çok yakın) iyonlaşıyorsa güçlü elektrolitler İyonlaşma az ise zayıf elektrolitler İyonlaşma hiç yok ise elektrolit olmayan(elektriği iletmezler)
Sulu Çözeltiler NaCl(k) H 2 O(s) Na +1 (aq) + Cl -1 (aq) Fig : Chemistry, The Central Science. Brown, LeMay, Bursten
Sulu Çözeltiler Şekerin suda çözünmesi Fig : Ewa Henry, www.acs.org
Sulu Çözeltiler CH 3 COOH (aq) CH 3 COO - (aq) + H + (aq) Güçlü Elektrolitler Zayıf Elektrolitler Elektrolit Olmayanlar HCl CH 3 COOH (NH 2 ) 2 CO (üre) HNO 3 HF CH 3 OH(metanol) HClO 4 NH3 C 6 H 12 O 6 (glikoz) NaOH HNO 2 Birçok organik bileşik
Çözeltilerde Derişim Hesaplama Ör: 0,050M Al 2 (SO 4 ) 3 çözeltisindeki iyonların derişimlerini hesaplayınız. Al 2 (SO 4 ) 3 (k) H 2O
Tepkime Çeşitleri 1. Yanma Tepkimeleri 2. Çökelme Tepkimeleri 3. Asit-Baz Tepkimeleri 4. İndirgenme-Yükseltgenme Tepkimeleri
Yanma Tepkimeleri Organik moleküller oksijenle birlikte ısı açığa çıkartarak su buharı ve karbon dioksit/monoksit oluşumuna sebep olurlar C 25 8H18 (s) O (g) 8CO (g) 2 2 2 9 H 2 O (g)
Çökelme Tepkimeleri Tepkime homojen çözelti içinde başlar ve tepkime sonucu çözünmeyen bir ürün reaksiyon kabına çöker. Çökelti çözelti içinde stabildir ve kolaylıkla çözeltiden ayrılabilir. Pb(NO 3) 2( aq) 2KI( aq) PbI2( k ) 2KNO3 ( aq) çözelti çökelek çözelti img: PRHaney, wikipedia.org
Çözünebilirlik Kuralları
Çözünebilirlik kuralları (25 C su içerisinde) Çözünenler Alkali metallerin(grup I) (Li +, Na +, K +, Rb +, Cs + ) ve amonyum (NH 4+ ) bileşikleri Nitratlar (NO 3- ) Bikarbonatlar (HCO 3- ) ve kloratlar (ClO 3- ) Cl -, Br -, I - Ag +, Hg 2 2+, Pb 2+ Hariç Sulfatlar (SO 4 2- ) Ag +, Sr 2+, Ba 2+, Hg 2 2+, Pb 2+ Çözünmeyenler Hariç Karbonatlar (CO 3 2- ), fosfatlar (PO 4 3- ), kromatlar (CrO 4 2- ), sülfitler (S 2- ) Grup I ve amonyum (NH 4+ ) iyonları Hidroksitler (OH - ) Grup I iyonları ve Ba 2+, Sr 2+, Ca 2+
Çökelme Tepkimeleri Ör : NaOH(aq) + MgCl 2 (aq) (NH 4 ) 2 (SO 4 )(aq) + ZnCl 2 (aq)
Asit ve Bazlar Asitler suda çözündüklerinde sudaki H + iyonu konsantrasyonu artar Bazlar suda çözündüklerinde OH - iyonu konsantrasonu artar. HX 2 H O H ( aq) X - ( aq) MOH 2 Asitlerin diğer tanımları ilerideki ünitelerde verilecektir H O M ( aq) OH - ( aq) Kuvvetli Asitler Hidroklorik asit, HCl Hidrobromik asit, HBr Hidroiodik asit,hi Nitrik asit, HNO 3 Sülfirik asit, H 2 SO 4 Perklorik asit, HClO 4 Klorik asit, HClO 3 Zayıf Asitler Hidroflorik asit, HF Fosforik asit, H 3 PO 4 Asetik asit, CH 3 COOH Kuvvetli Bazlar Sodyum hidroksit, NaOH Potasyum hidroksit, KOH Kalsyum hidroksit, Ca(OH) 2 Stronyum hidroksit, Sr(OH) 2 Baryum hidroksit, Ba(OH) 2 LiOH, RuOH, CsOH Zayıf Bazlar Amonyak NH 3 Piridin C 5 H 5 N Üre N 2 H 4 CO
Asit-Baz ve Nötrleşme Tepkimeleri Asit bazla tepkimeye girer. Bu tepkime sonucu su ve iyonik bir bileşik olan tuz meydana gelir. HCl (aq) NaOH (aq) Asitler: 1. Ekşidir, sirke (asetik asit), limon (sitrik asit) 2. Metallerle (Çinko, magnezyum, demir) tepkimeye girerler ve tepkime sonucunda hidrojen gazı açığa çıkar. 3. Karbonat ve bikarbonatlarla (Na 2 CO 3, CaCO 3, NaHCO 3 tepkimeye girerler ve bu tepkime sonucu karbondioksit üretilir 4. Sulu çözeltileri elektriği iletir H O 2 (s) Genel Asit ve Baz Özellikleri NaCl Bazlar: 1. Acıdır 2. Kaygandırlar, sabunlar baz içerir 3. Sulu çözeltileri elektriği iletir (aq)
Asit ve Baz tepkimesi sonucu bir iyonik bileşik olan tuz meydana gelir HX(aq) MOH(aq) MX(aq) H2 asit baz tuz su O (s) Ürün: oluşan tuzun sulu çözeltisi
Yükseltgenme-İndirgenme (Redoks) Yükseltgenme ve indirgenme mutlaka birlikte olur yükseltgenen indirgenen Örnek: Cu (k) + 2 Ag + (aq) Cu 2+ (aq) + 2 Ag (k) Cu (s) Cu 2+ (aq) + 2e - (yükseltgenme) 2 Ag + (aq) + 2e - 2 Ag (s) (indirgenme) Cu yükseltgenmiş and Ag + indirgenmiş. Yarı tepkime
Yükseltgenme-İndirgenme (Redoks) Aktivite Serisi Listedeki her metal, altındaki metalin iyonu tarafından yükseltgenebilir.