Ünite 18: Asit Baz Dengeleri 01.12.2018 22:29 Genel Kimya Principles and Modern Applications Petrucci • Harwood • Herring 8th Edition Ünite 18: Asit Baz Dengeleri  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω . Philip Dutton University of Windsor, Canada N9B 3P4 Prentice-Hall © 2002 Bu Slaytların hazırlanmasında emeği geçen 060050157-Nagihan Elmas’a TEŞEKKÜRLER 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

İÇİNDEKİLER 710 18-1 Asit Baz Dengelerinde Ortak İyon Etkisi 01.12.2018 22:29 İÇİNDEKİLER 710 18-1 Asit Baz Dengelerinde Ortak İyon Etkisi 18-2 Tampon Çözeltiler 18-3 Asit-Baz İndikatörleri 18-4 Nötürleşme Tepkimeleri ve Titrasyon Eğrileri 18-5 Çok Protonlu Asit Tuzlarının Çözeltileri 18-6 Asit-Baz Denge Hesaplamaları: Özet Özel Konu KANDA TAMPON  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

18-1 Asit-Baz Dengelerinde Ortak İyon Etkisi 711 01.12.2018 22:29 18-1 Asit-Baz Dengelerinde Ortak İyon Etkisi 711 Sadece bir elektrolit içeren Çözelltilerin iyon dengelerine ait bilgiler ve bunların hesabı 17.Bölümde verildi. 18. Bölümde bir çözeltide yer alan ve ikinci bir kaynaktan gelen iyonların karışımında meydana gelen durumlar incelenecektir. Genellikle Sonuçların bulunması 16. ve 17.Bölümde verilen bilgilerle olacağından bu bilgilerin iyi öğrenilmesi ve uygulanabilmesi gerekir. Elimizdeki bir çözeltiye ilave edilen bir elektrolit aynı iyonları içeriyorsa meydana gelen durum ORTAK İYON EKİSİ olarak değerlendirilir. ÖRNEK18-1:Elimizde A) 0,1 M HCl(aq) pH=? B) 0,1 M HA(aq) pH=? C) A+B karışımının pH=? ÇÖZÜM : A) pH=-log 0,1=1 B) pH = - log (10-5*0,1)1/2=3 C) A+B karışımı pH= - log (0,1+0,00001) ≈ -log 0,1 ≈ 1 bulunur. Bu olay ORTAK İYON ETKİSİ dir.  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

Asetik Asit ve Hidroklorik Asit 01.12.2018 22:29  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 0.1 M HCl + 0.1 M CH3CO2H 0.1 M HCl 0.1 M CH3CO2H 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

18-6 Asit-Baz Denge Hesaplamaları : ÖZET 736 Asit-Baz karışımlarına ait hesaplamalarda 16 ve 17. Bölümlerde verilen temel esaslarla çözüm yapılır.Bunun için özellikle şunlara dikkat edilmelidir: 1- Çözeltide hangi tür iyonlar önemlidir ve derişimleri nedir? Örneği HCl+HA karışımında H+,Cl -,HA ve A- bulunur . Burada en önemli olan HCl den gelen H+ miktarı olup ortamı o belirler. HA iyonlaşması ortak iyon etkisiyle azaldığı için HA’dan gelen H+ rahatça ihmal edilebilir düzeydedir. 2-Çözeltide bulunan türler arasında herhangi bir tepkime söz konusu ise buna dikkat edilmesi gerekir ve sonuç tepkime neticesinde ortamın durumuna ve etkin olacak türe göre hesaplanır. 3- rx neticesinde ortam nedir? Kuv.Asit mi? Kuv.Baz mı ?, Zayıf Asit mi?, Zayıf Baz mı ?, Asidik Tuz mu?, Bazik Tuz mu ? Nötral mi ? Amfoter mi ? Tampon mu? Mutlaka Doğru belirlenmeli ve ona göre hesaplama yolu seçilmelidir. Asidin etkin olduğu karışımlarda [H+] , azın etkin olduğu karışımlar da ise [OH -] hesaplandığını Asit Ortamda pH<7 , Baz ortamda pH>7 olduğunu unutmamak gerekir. 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

01.12.2018 22:29 HA (aq) ( Zayıf Asit Çöz.)’a H+/H3O+ (Kuv. Asit Çöz.) ilavesinde denge Sola kayar (Le Chatelier Prensibi)  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

01.12.2018 22:29 BOH (aq) ( Zayıf Baz Çöz.)’a OH- (Kuv.Baz Çöz.) ilavesinde denge Sola kayar (Le Chatelier Prensibi)  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

Zayıf Asit Tuzlarının Çözeltileri HA ne kadar zayıfsa tuzu NaA okadar kuvvetli bazik tuz olur. 01.12.2018 22:29  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

Zayıf Baz Tuzlarının Çözeltileri BOH ne kadar zayıfsa tuzu BX okadar kuvvetli asidik tuz olur. 01.12.2018 22:29  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

Tampon hazırlamayı değişik örneklerle açıklayabiliriz. 01.12.2018 22:29 TAMPON ÇÖZELTİLER   pH’ı seyrelmeyle veya az miktarda kuvvetli asit veya baz çözeltisi ilavesiyle değişmeyen çözeltilere TAMPON ÇÖZELTİLER denir.  Tampon çözelti zayıf bir asit ve konjüge bazını veya zayıf baz ve konjüge asidini içeren bir çözeltidir Zayıf asit+Tuzu (HA+NaA)aq karışımı ASİDİK TAMPON çöz. Zayıf Baz+Tuzu (NH3+NH4Cl)aq karışımı BAZİK TAMPON çöz.dir.   Genellikle oldukça derişik çözeltilerle çalışıldığından, Ka=10-4-10-9 arasında olduğunda suyun iyonlaşma etkisini düşünmeye gerek yoktur. [H3O+]=Ka*[ HA] / [A-] formülünden [H3O+] iyonunun derişimi oradan da ortamın pH’sı hesaplanır.   Tampon hazırlamayı değişik örneklerle açıklayabiliriz.  Örnek 1. 1 M sodyum format (NaHCOO) ve 0,5 M formik asit (HCOOH) içeren çözeltinin pH’sı nedir? Ka = 1,80x10-4   Öncelikle HCOOH iyonlaşması HCOOH ⇄ H+ + HCOO- ➨ Ka= [H+ ].Ct/Ca dan [H+ ]=Ka.Ca/Ct [H+ ]=Ka.Ca/Ct=1,80x10-4( 0,5/1) [H3O+] = 9,0x10-5 pH= 4,04  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:29 GK-II Ch18

Henderson-Hasselbalch Eşitliği 01.12.2018 22:29 HA+ NaA ASİDİK TAMPON için HA + H2O ⇄ A- + H3O+ [H3O+] [A-] [HA] Ka= [H3O+] [HA] Ka= [A-] -log[H3O+]-log [HA] -logKa= [A-] -log[H3O+] - log [HA] -logKa= [A-] pKa + log [HA] pH = [A-] pH - log [HA] pKa = [A-]  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω pKb + log [BOH] pOH= [BX] BOH+BX BAZİK TAMPON için 0,1< Tampon ORANI <10 arasında, [HA] / [BOH]>100*Ka/b olmalıdır. Yani M-x ≈ M olmalıdır. Eğer olmazsa yukardaki eşitlik kullanılamaz. 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

Örnek 2. 200 mL 0,4 M NH3 ve 0,1 M NH4+çözeltisine 50 mL 0,025 M HCl asit eklendiğinde oluşacak tampon çöz. pH=?   Baz çözeltisine HCl asit çözeltisi ekleniyor. Bu demektir ki [NH3] eklenen asit kadar azalacak ve konjuge asidi olan [NH4+] de eklenen asit kadar artacaktır.   Diğer bir dikkat edilmesi gereken konu ise çözeltinin son hacminin değişmesi olup, Toplam hacim arttığı için NH4+ ve NH3 derişimleri de değişecektir. [NH3] = (0,2 x0,4) – (0,05 x 0,025)] /0,250 = 0,315  [NH4+] = (0,2 x 0,1) + (0,05 x 0,025)] /0,250 = 0,085   Kb= 1.10-14 /5,70x10-10 = 1,75x10-5   Kb= [NH4+] x [OH-] /[NH3] ➨ [OH- ] =Kb x [NH3] / [NH4+] = =1,75x10- 5 x ( 0,315 / 0,085) = 6,48x10-5 ➨ pOH = - log (6,48x10-5 ) = 4,19   pOH + pH =14 pH = 14 - 4,19 = 9,81   01.12.2018 22:29  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:29 GK-II Ch18

[HA] = [NaA] olan ASİDİK TAMPON ÇÖZELTİ 01.12.2018 22:29 [HA] = [NaA] olan ASİDİK TAMPON ÇÖZELTİ [CH3CO2H] = [CH3CO2-] [H3O+] [CH3CO2-] Ka= = 1,8x10-5 [C3CO2H] [CH3CO2-] [C3CO2H] Ka [H3O+] = = 1,8x10-5 pH = -log[H3O+] = -logKa = -log(1,8x10-5) = 4.74 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

ASİDİK Bir Tampon Nasıl Çalışır? 01.12.2018 22:29 ASİDİK Bir Tampon Nasıl Çalışır? 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

Örnek 18-5 İstenen pH da Bir Tampon Çözelti Hazırlanması. 01.12.2018 22:29 Örnek 18-5 İstenen pH da Bir Tampon Çözelti Hazırlanması. pHsı 5,09 olan Asidi bir Tampon çözelti 0.300 L 0.25 M HC2H3O2 içinde ne kadar NaC2H3O2 çözerek hazırlanabilir? (Çözelti hacminin 0.300 L de sabit kaldığını varsayınız.) Denge İfadesi: HC2H3O2 + H2O ⇄ C2H3O2- + H3O+ [H3O+] = 10-5.09 = 8,1x10-6 [HC2H3O2] = 0.25 M Çözüm için [C2H3O2-] [H3O+] [HC2H3O2] Ka= [C2H3O2-] = 1,8x10-5  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω [H3O+] [HC2H3O2] = Ka [C2H3O2-] = 0.56 M 8.1x10-6 0.25 = 1.8x10-5 0,3 L çöz’e katılacak NaA g miktarı=0,56 mol / L x 82 g/mol x0,3 L=14 g NaA. 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

Tampon Kapasitesi ve Aralığı 01.12.2018 22:29 Tampon Kapasitesi ve Aralığı Tampon kapasitesi, tampon çözeltinin pH sı önemli oranda değişmeye uğramadan nötürleştirebileceği asit ya da baz miktarıdır. Maksimum tampon kapasitesine [HA] ve [A-] büyük ve birbirine yaklaşık eşitse ulaşılır. Tampon aralığı, eklenen asit ve bazların tampon pHı üzerine etkisinin az olduğu ve dolayısıyla pH değerinin hemen hemen sabit kaldığı pH aralığıdır.  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

ASİT-BAZ İNDİKATÖRLERİNİN pH ve RENK DEĞİŞİMLERİ 725 01.12.2018 22:29 ASİT-BAZ İNDİKATÖRLERİNİN pH ve RENK DEĞİŞİMLERİ 725 HIn + H2O ⇄ In- + H3O+ Asit-baz indikatörleri içine konuldukları çözeltinin pH sına göre renk veren bileşiklerdir. Tam renk değişimi 2 pH birimi aralığının üzerinde gözlenir  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

18-4 Nötürleşme Tepkimeleri ve Titrasyon Eğrileri 01.12.2018 22:29 18-4 Nötürleşme Tepkimeleri ve Titrasyon Eğrileri Eşdeğerlik noktası:Reaksiyonda asitin ve bazın tükendiği noktadır. Ne asitin ne de bazın aşırısı kalmaz. Dönüm noktası:İndikatörün renk değiştirdiği noktaya denir. Titrasyon: Derişimi bilinmeyenin bilinen ile tayinidir. Titrasyon eğrisi: titrasyon çözeltisi ilavesindeki pH değişimi grafiğidir. İlave edilen hacim ile oluşan pH değişimini gösteren grafiktir.. MİLİMOL miktarı : Molar çözeltinin 1mL.’deki mol miktarıdır.  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

Kuvvetli Bir Asitin Kuvvetli Bir Baz İle Titrasyonu 727 01.12.2018 22:29 Kuvvetli Bir Asitin Kuvvetli Bir Baz İle Titrasyonu 727 Başlangıçta pH düşük bir değere sahip. pH değeri yavaşca değişir Eşdeğerlik noktası öncesine kadar. pH hızla yükselir. Bu yükselme 0,1 mL baz eklenmesiyle 6 pH birimi kadar olabilir. Eşdeğerlik noktasından sonra pH yükselmesi yavaşlar. Renk değişimi pH=4-10 aralığına düşen bir indikatör bu titrasyon için uygundur.  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

18-04. Asit veya Bazların Titrasyon Eğrileri 01.12.2018 22:29 18-04. Asit veya Bazların Titrasyon Eğrileri   04.01. Kuvvetli Bir Asidin Kuvvetli Bir Bazla Titrasyonu 727   Asit baz titrasyonlarında hesaplanması gereken dört temel nokta vardır.  Başlangıç pH sı ,Eşdeğerlik noktasından önceki hesaplar, Eşd.Nok. Hesapları, Eşd.eğerlik nok.dan sonraki hesaplar  Örnek 100 mL 0,025 M HCl asidin 0,050 M NaOH ile titrasyonu sonucunda oluşacak titrasyon eğrisinin çizilmesi Başlangıçta asit üzerine hiç baz eklenmediğinde ortamın pH’ı direk asidin pH’ına eşittir. pH = -log[H3O+] = -log 0,025 = 1,60  25 mL NaOH eklendiği zaman (Eşdeğerlik noktasından önce)   Asit üzerine baz eklendiğinde, eklenen baz asidin bir kısmını nötralleştirecektir. Böylelikle ortamdaki asit derişimi azalacaktır. Kalan asidin derişimide direk ortamın pH’sına eşit olacaktır.Diğer dikkat edilmesi gereken konu ise çözeltinin son hacminin değiştiğidir. Bunun için asidin mol sayısı bulunarak (M x V) toplam hacme (L) bölünerek son derişim bulunur. [HCl] = (0,1 x 0,025 –0,025 x 0,050) / 0,1+0,025 = 0,01 ➪ pH = -log 0,01= 2   ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:29 GK-II Ch18

50 mL NaOH (Eşd.Nok.) [HCl] = (0,1x0,025–0,050x0,050)/ 0,1+0,050 01.12.2018 22:29 50 mL NaOH (Eşd.Nok.) [HCl] = (0,1x0,025–0,050x0,050)/ 0,1+0,050  [HCl] = 0 Buda asit baz konsantrasyonlarının o anda eşit olduğunu gösterir. Ortam nötrdür. Ksu= [H3O+] x [OH-] [H3O+] =√ Ksu [H3O+] = √ 1x10-14 = 1x10-7 pH = 7 olur. 75 mL NaOH (Eşd.Nok.dan sonra) Eklenen baz, asitten fazla olduğu için bütün asit nötrleşir ve ortamda sadece baz kalır. [NaOH] = (0,075 x 0,050 –0,10 x 0,025) / 0,1+0,075 = 0,0071 pOH= 2,15 pH = 11.85    Aynı mantık ve kurallar kuvvetli bir bazın kuvvetli bir asitle titrasyonunda da geçerlidir. Sadece başlangıçta ortam bazik olacak ve asit eklendikçe ortamdaki bazın derişimi eklenen asit kadar azalacaktır. ⇄  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:29 GK-II Ch18

Kuvvetli Bir Asitin Kuvvetli Bir Baz İle Titrasyonu 727 01.12.2018 22:29 Kuvvetli Bir Asitin Kuvvetli Bir Baz İle Titrasyonu 727  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

Kuvvetli Bazın Kuvvetli bir Asit İle Titrasyonu 01.12.2018 22:29 Kuvvetli Bazın Kuvvetli bir Asit İle Titrasyonu  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

A- +H2O ⇄ OH- + HA Burada Kb= Ksu / Ka göz önüne alınırsa 01.12.2018 22:29 18-04 Zayıf bir Asidin Kuvvetli bir Bazla Titrasyonu 729 Zayıf Asitin kuvvetli bir bazla titrasyonunda hesaplanan dört temel nokta vardır. 1-cb=0 HA Ka=1,75x10-5=[H3O+] [A-]/ [HA]= =[H3O+]*2 / 0,05  [H3O+]= 9,35x10-4  pH =3,03 2- EŞD. NOKTASI’ndan ÖNCE 50 mL 0,05 M NaOH eklendiğinde HA/NaA tampon olur [ HA] =(0,100 x 0,05)- (0,050 x 0,05) / (0,100+0,05)= 0,017 [ A-] = (0,050 x 0,05) / (0,100+0,05) =0,017  Ka = [H3O+] [A-] / [HA] ➪ [H3O+] = 1,75x10-5 x 0,017/0,017 = 1,75x10-5 ➪ pH = 5 – log 1,75= 4,76  3-   EŞD.NOK. da 100 mL 0,05 M sodyum hidroksit (NaOH) eklendiğinde (eşdeğerlik noktasında) Eşdeğerlik noktasında HA’ nın tamamı zayıf bazik tuz A-’a dönüşür.   A- +H2O ⇄ OH- + HA Burada Kb= Ksu / Ka göz önüne alınırsa  Kb = ([OH-] [HA] ) / [A-] =10 –14/ 1,75x10-5 = 5,71x10-10 bulunur.  Eşdeğerlik noktasında ortamda yalnızca A- var fakat hacim 200 mL olduğu için A- derişimi yarıya düşer (hacim iki katına çıktı)  Kb = [OH-]*2 / 0,025 ➪ [OH-] = (5,71x10-10 x 0,025)1/2 = 3,78 x 10-6 ➪ pOH = 6 – log 3,78= 5,42 ➪ pOH + pH = 14 ➪ pH = 14 – 5,42 = 8,58  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

01.12.2018 22:29 4- 150 mL 0,05 M sodyum hidroksit (NaOH) eklendiğinde (eşdeğerlik noktasından sonra) Eşdeğerlik noktasından sonra ortamda bulunan [OH- ] kaynağı hem eklenen baz hemde A- iyonudur. Ortamda kuvvetli ba baskın olduğu için A- iyonundan gelecek olan [OH- ] katkısı azdır.   [OH-] = [(0,150 x 0,05) - (0,100 x0,05)] /0,250 = 0,01 ➪ pOH = 2 pH =14 –2 =12   ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:29 GK-II Ch18

Zayıf Asitin Kuvvetli Baz İle Titrasyonu 01.12.2018 22:29 Zayıf Asitin Kuvvetli Baz İle Titrasyonu  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

04. Kuv. Asit ve Zayıf Asit Bulunan Bir Çöz 04.Kuv. Asit ve Zayıf Asit Bulunan Bir Çöz.nin Kuvvetli Bazla Titrasyonu    Örnek 0,15 M HCl asit ve 0,10 M HA zayıf asidi bulunmaktadır. Toplam hacmi 25 mL olan bu çözelti 0,12 M NaOH çözeltisi ile titre ediliyor. Bu titrasyonun titrasyon eğrisini oluşturalım.Ka =1,75 x10-5   Başlangıçta hiç baz eklenmediği zaman ortamdaki [H3O+], HCl asitten ve HA asitinin iyonlaşması sonucu ortaya çıkan [H3O+]’nun toplamlarına eşittir. [H3O+]= CHCl + [A- ] Başlangıç anında HA dan gelen [H3O+] kuvvetli asidin yanında ihmal edilebilecek kadar azdır. Böylelikle ortamın pH = - log 0,15 = 0,82   Ama yinede HA dan gelen [H3O+] derişimine bir bakalım. Kuvvetli asit yanında HA dan gelen A- iyonu ihmal edilebileceğinden ortamdaki [H3O+] sadece kuvvetli asitten geliyormuş gibi düşünülür. HA + H2O ⇄ [H3O+] + A- ➪ [H3O+] = [A- ] ➪ Ka = [H3O+] x [A-] / [HA] [A- ] / [HA] = Ka / [H3O+] ➪ [A- ] / [HA] =1,75 x10-5 / 0,15 = 2,62 x10-6   0,10 = [HA] + [A-] ➪ 0,10 = [A-] / 2,62 x10-6 + [A- ] ➪ [A- ] = 1,31 x10-7 bu değer gerçekten 0,15 M yanında ihmal edilebilecek bir değerdir.   10 mL 0,12 M sodyum hidroksit (NaOH) eklendiğinde (eşdeğerlik noktasından önce) Burada hala ilk basamakta yaptığımız varsayım geçerlidir. Ortamdaki [H3O+] sadece kuvvetli asitten geliyormuş gibi düşünülür. Fakat baz ilave edildiği için derişiminde bir azalma olacaktır.  01.12.2018 22:29  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

baz harcandığı zaman eşd. Nok’na ulaşılacak. 01.12.2018 22:29 CHCl = (0,15 x 0,025) – (0,12 x 0,010) / 0,035 = 0,0729 M pH = – log 0,0729= 1,14   Burada da her ihtimale karşı HA’nın iyonlaşmasından gelen [H3O+] derişimi hesaplanır.     30 mL 0,12 M sodyum hidroksit (NaOH) eklendiğinde Bu tür tepkimelerde eşdeğerlik noktasını şu hesapla bulabiliriz. Masit x Vasit = Mbaz x Vbaz Vbaz bulunarak eşdeğerlik noktasına gelmek için kaç mL baz eklenmelidir sorusuna yanıt bulabiliriz. 0,15x0,025 = 0,12xVbaz ➪ Vbaz = 0,03125 L = 31,25 mL   baz harcandığı zaman eşd. Nok’na ulaşılacak.   Eğer 30 mL baz eklersek eşdeğerlik noktasına çok yaklaşılacak ve artık HA dan gelen [H3O+] ihmal edilemeyecek. Eklenen baz HCl’yi nötrleştirdiği için   CHCl = (0,15 x 0,025) – (0,12 x 0,030) / 0,055 = 2,72x10-4  HA = (0,1 x 0,025) / 0,055 = 0,045 ➪ [H3O+] = [A-] dan [H3O+] =CHCl + [A-] = 2,72x10-4 + [A-]   Ka = [H3O+]x[A- ] / [HA] ➪ [A- ] / [HA] = Ka / [H3O+] ➪ [HA] = [H3O+]x[A-] / Ka  ([H3O+]x[A-] / 1,75x10-5) + [A- ] = 0,045 ➪ [A- ] = 7,85x10-7 /([H3O+]+1,75x10-5 den   [H3O+] = 2,72x10-4 + [A-] = 2,72x10-4 +[ 7,85x10-7 / ( [H3O+] + 1,75x10-5 ] [H3O+]2 - 2,54x10-4[H3O+] –7,90x10-7 = 0 ➪ [H3O+] = 1,30x10-3 pH = -log 1,30x10-3 = 2,87 Eşdeğerlik noktasında eklenen bazın hepsi kuvvetli asiti nötürleştirecektik . Ortamda sadece zayıf asit kalacaktır. Bundan sonra problemin çözümü zayıf asit baz titrasyonu gibi yapılacaktır.  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:29 GK-II Ch18

Çok Protonlu Zayıf Asidin Titrasyonu 733 01.12.2018 22:29 NaOH NaOH H3PO4 ⇄ H2PO4- ⇄ HPO42- ⇄ PO43- NaOH  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

18-5 Çok Protonlu Asit Tuzlarının Çözeltileri 01.12.2018 22:29 Fosforik asit üçüncü eşdeğerlik noktasına kuvvetli bazik çözeltide ulaşabilir. Bu noktanın pH’ını hesaplamak zor değil. Bunun nedeni Na3PO4 (aq) ve PO43- ın yalnızca baz olarak hidroliz olmasıdır. ÖRNEK 18-9/735 : 1.0 M Na3PO4 (aq) pH =? PO43- + H2O ⇄ OH- + HPO42- ➨ Ka3 = 4,2x10-13 ➨ Kb1 = Ksu/Ka3 = 10-14/ 4,2x10-13 = 0,0238>0,01 Ka/kb>0,01 ise Kuv. Elektrolit kabul edilebilir. Bu halde x ≈ c ≈ 1 den pOH=0 ➨ pH=14 bulunur. ➨Kitaptaki çözüm :x2/1-x =0,0238 ➨ x2+0,0238x-0,0238=0 ➨ x=0,14 ➨ pOH =0,85 ➨ pH=13,15 bulunur.  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

18-6 Asit-Baz Denge Hesaplamaları : ÖZET 736 Asit-Baz karışımlarına ait hesaplamalarda 16 ve 17. Bölümlerde verilen temel esaslarla çözüm yapılır.Bunun için özellikle şunlara dikkat edilmelidir: 1- Çözeltide hangi tür iyonlar önemlidir ve derişimleri nedir? Örneği HCl+HA karışımında H+,Cl -,HA ve A- bulunur . Burada en önemli olan HCl den gelen H+ miktarı olup ortamı o belirler. HA iyonlaşması ortak iyon etkisiyle azaldığı için HA’dan gelen H+ rahatça ihmal edilebilir düzeydedir. 2-Çözeltide bulunan türler arasında herhangi bir tepkime söz konusu ise buna dikkat edilmesi gerekir ve sonuç tepkime neticesinde ortamın durumuna ve etkin olacak türe göre hesaplanır. 3- rx neticesinde ortam nedir? Kuv.Asit mi? Kuv.Baz mı ?, Zayıf Asit mi?, Zayıf Baz mı ?, Asidik Tuz mu?, Bazik Tuz mu ? Nötral mi ? Amfoter mi ? Tampon mu? Mutlaka Doğru belirlenmeli ve ona göre hesaplama yolu seçilmelidir. Asidin etkin olduğu karışımlarda [H+] , azın etkin olduğu karışımlar da ise [OH -] hesaplandığını Asit Ortamda pH<7 , Baz ortamda pH>7 olduğunu unutmamak gerekir. 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

01.12.2018 22:29 Kanda Tampon Kan pH=7,4 olan TAMPON bir çözeltidir. Bu pH’ın onda bir bile değişmesi şiddetli hastalık hatta ölüme sebep olabilmektedir.ASİDOSİS olayı pH<7,4 olması hali olup kalp yetmezliği, Böbrek yetersizliği, ishal ve protein yetersizliği nedeniyle, ALKOLOSİS pH>7,4 olması hali olup kusma, hiperventilasyon, aşırı yükseklikte O2 yetersizliği nedeniyle oluşur. İnsan kanının tamponlama kapasitesi yüksektir.0,01 mol HCl 1 L kanın pH’ını 7,2 yaparken 1L izotonik Karışım ( %1NaCl(aq))’ın pH’ını 2’e kadar düşürür. Metabolik rx’lar neticesin de kanda oluşan CO2, H2CO3 ve HCO3- akciğerler tarafından kana devamlı pompalanır ve kanın Tampon gücünün temelini oluşturur. Ayrıca canlıların bünyesinde bulunan Fosfat Tamponu ve Plazma Proteinleri de bu Tampon Tesirine katkıda bulunurlar. CO2(g) + H2O ⇄ H2CO3(aq) H2CO3(aq) + H2O(s) ⇄ HCO3-(aq) Ka1 = 4.4x10-7 pKa1 = 6.4 pH = 7.4 = 6.4 +1.0 pH= pKa1+log [HCO3-] / [H2CO3]  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω 01.12.2018 22:2901.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18

KONU: 18’de ÇÖZÜLMESİ TAVSİYE EDİLEN SORULAR 01.12.2018 22:29 KONU: 18’de ÇÖZÜLMESİ TAVSİYE EDİLEN SORULAR Öncelikle konu içinde verilmiş olan 1 adedi çözülmüş 2 adedi çözülecek örnek sorular üzerinde titizlikle durulması tavsiye edilir. Sınav soruları genellikle onlardan seçilmeye çalışılacaktır. Konunun daha iyi anlaşılması açısından konunun sonunda yer alan aşağıdaki sorulara da bakılırsa iyi olur. 4-5-7-8-9-11-12-15-17-18-19-21-23-27-31-33-39-41-47-49-51-55-59-63-67-69-71-98-99 Bu Slaytların hazırlanmasında emeği geçen 060050157-Nagihan Elmas’a TEŞEKKÜRLER  ⇄ ⇌   ‾ + ÷  ➪ ➽ ➨ ↑↓ ↕ | ǁ |│║ │∫∑ √ ∛ ∜ ≤ ≥ ~ ∞ ≡ ≈ Δ δ π σ υ λ α β  γ ψ μ t τ ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ ΔGo , ΔSo , ΔHo 01.12.2018 22:29Prentice-Hall © 2002 GK-II Ch18