ASİTLER BAZLAR Yrd. Doç. Dr. Ahmet Emin ÖZTÜRK

2H2O(s) H3O+(aq) + OH‾(aq) Ksu = [H3O+][OH‾] SULU ÇÖZELTİLER İÇİN 2H2O(s) H3O+(aq) + OH‾(aq) Ksu = [H3O+][OH‾] Ksu 0°C de 0,114·l0‾14 25°C deki l,00 ·l0‾14 60°C de ise 9,55·10‾14 Çözelti ; [H3O+] > [OH‾] ise asidik [H3O+] < [OH‾] ise bazik [H3O+] = [OH‾] ise nötr

- + HA H2O H3O A + + (aq) (s) (aq) (aq) H3O + A Ka = HA B H2O + BH OH Kb = BH + OH - B

SIK RASTLANAN KUVVETLİ ASİT VE KUVVETLİ BAZLAR ASİTLER BAZLAR HCl LiOH HBr NaOH HI KOH HClO4 RbOH HNO3 CsOH H2SO4 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 H2SO4 iki basamakta iyonlaşır. Kuvvetli asit özelliği, ilk iyonlaşmasındandır.

Asit Eşlenik baz Ka pKa Hidroiyodik asit HI I‾ 1011 -11 Pcrklorik asit   Asit Eşlenik baz Ka pKa Hidroiyodik asit HI I‾ 1011 -11 Pcrklorik asit HClO4 ClO4‾ 1010 -10 Hidrobromik asit HBr Br‾ 109 -9 Hidroklorik asit HCl Cl‾ ıo7 -7 Sülfürik asit H2SO4 HSO4‾ 102 -2 Hidronyum iyonu H3O+ H2O 1 0,0 Klorik asit HClO3 ClO3‾ 10‾1 Sülfüröz asit H2SO3 HSO3‾ 1,5x10‾2 1,81 Hidrojensülfat iyonu SO42‾ 1,2x10‾2 1,92 Fosforik asit H3PO4 H2PO4‾ 7,5x10‾3 2,12 Hidroflorik asit HF F‾ 3,5x10-4 3,45 Piridinyum İyonu HC5H5N+ C5H5N 5,6x10‾6 5,25 Karbonik asit H2CO3 HCO32‾ 4,3x10‾7 6,37 Hidrojen sülfür H2S HS‾ 9,lxl0‾8 7,04 Borik asit B(OH)3 B(OH)4‾ 7,2x10‾10 9,14 Amonyum iyonu NH4+ NH3 5.6xl0‾10 9,25 Hidrosiyanik asit HCN CN‾ 4,9x10‾10 9,31 Hidrojen karbonat iyonu HCO3‾ CO32‾ 4,8x10‾11 10,32 Hidrojenarsenat İyonu HAsO42‾ AsO43‾ 3,0xl0‾12 11,53 Hidrojensülfür İyonu S2‾ l,lxl0‾19 19 Hidrojenfosfat iyonu HPO42‾ P043‾ 2,2xl0‾13 12,67 Dihidrojenfosfat iyonu H2P04‾ 6,2x10‾8 7,21

+ pH log H3O log OHˉ pOH Ksu = [H3O+][OH‾] pH pOH pKsu pH pOH 14

pKa log Ka pKb log Kb Ksu Ka Kb pKa pKb pKsu

BAZİK NÖTRAL ASİDİK pH pOH 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 0,00 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 [OH–] BAZİK BAZLIK ARTAR NÖTRAL ASİTLİK ARTAR ASİDİK [H+]

KUVVETLİ ASİTLER HA H+ A⁻ + (aq) (aq) 2 H2O H3O+ OH⁻ + (aq) (aq) CA 10⁻6 > [H+] CA = CA 10⁻6 [H+] CA H3O+ ≤ + = [H+]2 [H+] CA Ksu ─ =

ZAYIF ASİTLER HA H+ A⁻ + (aq) (aq) 2 H2O H3O+ OH⁻ + (aq) (aq) CA 10⁻6 KA 10⁻4 [H+] CA 0,01 > ve ≤ ve < √ [H+] KA CA = CA 10⁻9 ≤ √ [H+] KA CA Ksu + =

KUVVETLİ BAZLAR B H2O BH+ OH ⁻ + + (aq) (aq) 2 H2O H3O+ OH ⁻ + (aq) (aq) CB 10⁻6 > [OH ⁻ ] CB = CB 10⁻6 [OH ‾] CB OH ⁻ ≤ + = [OH ‾] 2 ─ [OH ‾] CB ─ Ksu =

ZAYIF BAZLAR B H2O BH+ OH ⁻ + + (aq) (aq) 2 H2O H3O+ OH⁻ + (aq) (aq) CB 10⁻6 KB 10⁻4 > ve ≤ √ [OH ⁻ ] KB CB = CB 10⁻9 ≤ √ [OH ⁻ ] KB CB Ksu + =

TUZLAR TUZ Katyon Anyon Bazın katyonu Asitin anyonu Bazın konjüge asiti Asitin konjüge bazı

yani ASİT ya da BAZ özelliği gösteremezler. Kuvvetli asitlerin eşlenik çiftleri ve kuvvetli bazların eşlenik çiftleri HİDROLİZ OLMAZLAR yani ASİT ya da BAZ özelliği gösteremezler.

NÖTRAL TUZ NÖTRAL NÖTRAL Hidroliz olmaz Hidroliz olmaz Kuvvetli Bazın Katyonu Kuvvetli Asitin Anyonu NaCl NaOH HCl Kuvvetli Baz Kuvvetli Asit

BAZİK TUZ NÖTRAL ZAYIF BAZ Hidroliz olmaz Hidroliz olur Kuvvetli Bazın Katyonu Zayıf Asitin Anyonu NaF NaOH HF Kuvvetli Baz Zayıf Asit

ASİDİK TUZ ZAYIF ASİT NÖTRAL Hidroliz olur Hidroliz olmaz Zayıf Bazın Katyonu Kuvvetli Asitin Anyonu NH4Cl NH3 HCl Zayıf Baz Kuvvetli Asit

BAZİK TUZ NÖTRAL TUZ ASİDİK TUZ ZAYIF ASİT ZAYIF BAZ Hidroliz olur Hidroliz olur Zayıf Bazın Katyonu Zayıf Asitin Anyonu NH4CH3COO NH3 CH3COOH Zayıf Baz Zayıf Asit

+ ASİDİK TUZLAR KSU KH KA BH+ H2O H3O+ B + + = = (aq) (aq) KB DERİŞİK > = √ [H+] KA CT = SEYRELTİK > = [H+]2 + KA [H+] KA CT ─ =

+ BAZİK TUZLAR KSU KH KB A⁻ H2O HA OH ⁻ + + = = (aq) (aq) KA DERİŞİK > = √ [OH ⁻] KB CT = SEYRELTİK > = [OH ⁻ ] 2 + KB [OH ⁻] KB CT ─ =

TAMPON ÇÖZELTİLER Az miktarda asit veya baz katıldığında, pH’ sı pek fazla değişmeyen çözeltilerdir. Tamponlar büyük miktarlardaki asit ya da baz ilavesine karşı ko­yamazlar. Herhangi bir tamponun en fazla litre başına yaklaşık 0,01 mol H+ veya OH- ilavesine karşı koyması beklenebilir.

Zayıf asite dayanan bir tampon çözelti, hem zayıf asidi ve hem de tuzunu nisbeten yüksek derişimIerde içerir. + CH3COOH NaCH3COO Anyon derişimi, ayrışmamış asit derişimine eşit olan bir zayıf asit çö­zeltisinin pH sı o asidin pKa’ sına eşittir. pH pKa = = CH3COOH CH3COO– Çözeltide Ayrışmayan Tampon Çözeltinin Zayıf Asitin

ASİDİK TAMPON ÇÖZELTİLER HA H2O H3O+ A⁻ + + (aq) (aq) A⁻ H2O HA OH⁻ + + (aq) (aq) [HA] [H+] KA = [HA] = CA [A‾] [A‾] = CT [HA] log pH pKA ─ = [A‾]

Zayıf baza dayanan bir tampon çözelti, hem zayıf bazı ve hem de tuzunu nisbeten yüksek derişimIerde içerir. + NH3 NH4Cl Katyon derişimi, ayrışmamış baz derişimine eşit olan bir zayıf baz çö­zeltisinin pH sı o bazın pKb ’sine eşittir. pOH pKb = = NH3 NH4+ Çözeltide Ayrışmayan Tampon Çözeltinin Zayıf Bazın

BAZİK TAMPON ÇÖZELTİLER H2O BH+ OH ⁻ + + (aq) (aq) BH+ H2O B H3O+ + + (aq) [B] [OH ⁻] KB [B] = CB = [BH+] [BH+] = CT [B] log pOH pKB ─ = [BH+]

BİLGİ İÇİN POLİPROTİK KUVVETLİ ASİTLER H2A H2O H3O+ HA⁻ + + (aq) (aq) HA⁻ H2O H3O+ A⁻2 KA2 + + (aq) (aq) [H+]2 ─ (CA ─ KA2) [H+] 2 KA2 CA ─ =

+ BİLGİ İÇİN POLİPROTİK ZAYIF ASİTLER KA1 H2A H2O H3O+ HA⁻ + + (aq) DERİŞİK > = √ [H+] KA1 CA = ZAYIF SEYRELTİK > = [H+]2 + KA1 [H+] KA1 CA ─ =

BİLGİ İÇİN POLİPROTİK KUVVETLİ BAZLAR A⁻2 H2O HA⁻ OH ⁻ + + (aq) (aq) HA⁻ H2O H2A OH ⁻ KB2 + + (aq) (aq) [OH ⁻]2 ─ (CB ─ KB2) [OH ⁻] 2 KB2 CB ─ =

+ BİLGİ İÇİN POLİPROTİK ZAYIF BAZLAR KB1 A⁻2 H2O HA⁻ OH ⁻ + + (aq) DERİŞİK > = √ [OH ⁻] KB1 CB = ZAYIF SEYRELTİK > = [OH ⁻ ] 2 + KB1 [OH ⁻] CB ─ KB1 =

H+ (aq) + OH‾ (aq) H2O (s) ASİT – BAZ TİTRASYONU TEMEL TEPKİME DÖNÜM NOKTASI HESAPLAMA DENKLEMİ eksA = eksB NA · VA = NB · VB eks = n · tesir değerliği n : mol sayısı eks : ekivalent (eşdeğer-gram) sayısı

KUVVETLİ ASİT KUVVETLİ BAZ TİTRASYONU HCl NaOH +

S 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 20 30 pH Kuvvetli Baz Kuvvetli Asit 20 30 pH Kuvvetli Baz S Kuvvetli Asit Eklenen Bazın Hacmi (ml)

HA (aq) + H2O (s) H3O + (aq) + A‾ (aq) H+ (aq) + OH‾ (aq) H2O (s) eksA eksB > = HESAPLAMA ASİTİN FAZLASINA GÖRE YAPILIR pH < 7 NÖTRAL TUZ = > pH = 7 eksA eksB HESAPLAMA BAZIN FAZLASINA GÖRE YAPILIR < > = pH > 7 eksA eksB

HCl (aq) + H2O (s) H3O + (aq) + Cl‾ (aq) HCl (aq) + NaOH (aq) H2O (aq) + NaCl (aq) KUVVETLİ ASİT eksB > = [H3O +] = CA eksA eksB > = KUVVETLİ ASİTİN FAZLASI [H3O +] = CA eksA eksB = > NÖTRAL TUZ DÖNÜM NOKTASI [H3O +] = [OH-] KUVVETLİ BAZIN FAZLASI eksA eksB < > = [OH-] = CB

ZAYIF ASİT KUVVETLİ BAZ TİTRASYONU CH3COOH NaOH +

S 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 20 30 pH Zayıf Asit Kuvvetli Baz 20 30 pH Zayıf Asit Kuvvetli Baz S Eklenen Bazın Hacmi (ml)

HA (aq) + H2O (s) H3O + (aq) + A‾ (aq) H+ (aq) + OH‾ (aq) H2O (s) eksA eksB > = HESAPLAMA ASİDİK TAMPONA GÖRE YAPILIR pH < 7 HESAPLAMA HİDROLİZ OLAN TUZA GÖRE YAPILIR eksA eksB = > pH > 7 HESAPLAMA BAZIN FAZLASINA GÖRE YAPILIR eksA eksB < > = pH > 7

CH3COOH (aq) + H2O (s) H3O + (aq) + CH3COO ‾ (aq) CH3COOH (aq) + NaOH (aq) H2O (aq) + NaCH3COO (aq) ZAYIF ASİT eksB > = [H3O +] = CA KA √ [HA] KA [A‾] > = ASİDİK TAMPON eksA eksB [H3O +] = = > BAZİK TUZ DÖNÜM NOKTASI eksB [OH-] = CT KB √ eksA KUVVETLİ BAZIN FAZLASI < > = [OH-] = CB eksA eksB

KUVVETLİ ASİT ZAYIF BAZ TİTRASYONU HCl NH3 +

S 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 20 30 Eklenen Asitin Hacmi (ml) pH 20 30 S Eklenen Asitin Hacmi (ml) pH Kuvvetli Asit Zayıf Baz

B (aq) + H2O (s) BH+ (aq) + OH‾ (aq) H+ (aq) + OH‾ (aq) H2O (s) eksA eksB < > = HESAPLAMA BAZİK TAMPONA GÖRE YAPILIR pH > 7 HESAPLAMA HİDROLİZ OLAN TUZA GÖRE YAPILIR eksA eksB = > pH < 7 HESAPLAMA ASİTİN FAZLASINA GÖRE YAPILIR eksA eksB > = pH < 7

NH3 (aq) + H2O (s) NH4+ (aq) + OH‾ (aq) HCl (aq) + NH3 (aq) H2O (aq) + NH4Cl (aq) eksA > = CB KB √ ZAYIF BAZ [OH-] = [B] KB [BH+] eksA eksB < > = BAZİK TAMPON [OH-] = eksA eksB = > ASİDİK TUZ DÖNÜM NOKTASI [H3O +] = CT KA √ KUVVETLİ ASİTİN FAZLASI eksA eksB > = [H3O +] = CA