ANALİTİK KİMYA DERS NOTLARI Yrd.Doç.Dr. Hüseyin ÇELİKKAN 6. BÖLÜM : SULU ÇÖZELTİ KİMYASI ve KİMYASAL DENGE

SULU ÇÖZELTİ KİMYASI Elektrolit Çözeltileri Suda (ve bazı diğer çözücülerde) çözündükleri zaman iyonlaşarak elektriği ileten çözeltiler oluşturan maddelere elektrolitler denir. Kuvvetli elektrolitler bir çözücüde tamamen, zayıf elektrolitler ise kısmen iyonlaşır. Suda (ve bazı diğer çözücülerde) çözündükleri zaman iyonlaşarak elektriği ileten çözeltiler oluşturan maddelere elektrolitler denir. Kuvvetli elektrolitler bir çözücüde tamamen, zayıf elektrolitler ise kısmen iyonlaşır.

Gerçekte, reaksiyon farklıdır Asitler ve Bazlar 1923 yılında, Danimarkalı J. N. Brønsted ve İngiliz J. M. Lowry adlı iki kimyacı, özellikle analitik kimya için faydalı olan asit/baz davranışı ile ilgili bir teoriyi bir-birilerinden habersiz olarak ileri sürdüler. Brønsted-Lowry teorisine göre, bir asit, proton veren; bir baz ise proton alan maddedir. Bir türün asit davranışı gösterebilmesi için ortamda bir proton alıcının (yani bir bazın) bulunması gereklidir. Benzer şekilde, proton bağlayabilen bir molekül, bir asit ile karşılaşırsa, baz olarak davranır. Asit veya baz dışında ortamda sadece çözücü (yani su bulunuyorsa) bu durumda asit varlığında proton alıcı veya baz varlığında proton verici madde, çözücü olmaktadır. Konjüge Asit ler ve Bazlar Brønsted-Lowry tanımına göre, bir asitin iyonlaşarak oluşturduğu tür, proton alma eğilimindedir ve kendisini oluşturan asitin konjüge (eşlenik) bazı adını alır. Burada asit1 ve baz1 türleri konjüge asit/baz çiftidir. Gerçekte, reaksiyon farklıdır CH3COOH CH3COO- + H+

Gerçekte, bir sulu çözeltide asit ya da baz davranışı, suya verilen ya da alınan proton iyonları (H+) sayesinde gerçekleşir. Aşağıdaki reaksiyonda amonyak (baz1), su (asit2) ile reaksiyona girerek konjüge asit olan amonyum iyonunu (asit1) ve konjüge baz olan hidroksit iyonunu (baz2) oluşturur. Amonyum, amonyağın konjüge asiti; hidroksit iyonu ise suyun konjüge bazıdır. Nitröz asitin (HNO2) konjüge bazı nitrit iyonudur. Suyun konjüge asit ise H3O+ şeklinde gösterilen hidratlaşmış protondur. Protonun bir su molekülüne kovalent bağla bağlanmış olduğu bu türe, hidronyum iyonu adı verilir.

Bir asitin bir proton vererek oluşturduğu konjüge bazı, bir proton almak suretiyle önceki asit formuna tekrar dönüşme potansiyeline sahiptir. Bunun tersi de doğal olarak doğrudur. Buna göre nitrit iyonu, nitröz asitin proton vererek oluşturduğu bir bazdır ve uygun bir vericiden bir proton alarak tekrar nitröz asite dönme özelliğine sahiptir. İşte bu özellik sebebiyledir ki, sodyum nitritin sulu çözeltisi hafifçe baziktir: Amfiprotik Türler Bazı çözünen türler hem asidik hem de bazik özelliğe sahiptir. Bunlar amfiprotik madde adını alır. Örneğin, dihidrojen fosfat (H2PO4-), H3O+ gibi bir proton vericinin varlığında baz özelliği gösterir. Dihidrojen fosfat aynı zamanda OH- gibi bir proton alıcı varlığında asit özelliği gösterir.

Asitlerin ve Bazların Kuvvetleri Asitler, bulunduğu çözücüye proton verme kabiliyetlerine göre kuvvetli veya zayıf asit olurlar. HCl ve HClO4 suda her ikiside kuvvetli asittir ve suya tam olarak protonlarını verirler. Oysa, asetik asit gibi bir çözücüde çözündüklerinde proton verme kabiliyetleri karşılaştırılabilir. Çünkü, asetik asitin suya göre proton (H+) alma isteği çok daha azdır. Aşağıda bazı asitlerin kuvvetlerine göre sıralaması yapılmıştır. Bu listeye bakıldığında, en kuvvetli asitin konjüge bazının en zayıf asit olduğunu söylemek uygun olur.

Çözeltiler ve Derişimleri Molar Derişim : 1 L çözeltide bulunan (1 L çözücüde çözünen değil) kimyasal maddenin mol sayısıdır. Molarite (M) olarak ifade edilir. Aynı zamanda 1 mL çözeltide bulunan milimol cinsinden madde miktarı da, Molariteyi gösterir. Analitik Molarite : 1 L çözeltideki, çözünenin toplam mol sayısıdır. Bir diğer adı da Formalite dir. Denge Molaritesi : Çözeltide belirli bir türün denge halinde bulunan molar derişimini ifade eder. Yüzde Derişim : Pay ve paydanın kütle veya hacim birimleri aynı olmalıdır.

Milyonda kısım ve Milyarda kısım : Çok seyreltik çözeltilerin derişimlerin ifade edilmesinde kullanılırlar. * Hem ppm hem de ppb birimleri sadece sulu çözeltiler için değil, diğer sıvılardan hazırlanan çözeltiler için, bir gazın başka bir gaz içindeki miktarının ifadesi (gaz-gaz, sıvı-gaz çözeltileri) ve katıların birbirileri içerisinde çözünmesiyle oluşturdukları alaşımlar için de kullanılmaktadır. Sulu çözeltiler söz konusu olduğunda, yeterince seyreltik olduğundan; (d≈ 1 g/mL)

KİMYASAL DENGE Analitik kimyada kullanılan reaksiyonların neredeyse hepsinde, reaktiflerin tamamı ürünlere dönüşmez. Fakat bu reaksiyonlarda, reaktiflerin ve ürünlerin derişim oranlarının sabit kaldığı bir kimyasal denge durumuna ulaşılır. Denge sabiti ifadeleri, denge durumunda reaktifler ile ürünlerin derişimleri arasındaki cebirsel ilişkiyi gösterir. Kimsayal denge ifadesini göstermek için, aşağıdaki genel eşitliği göz önüne alalım: Reaksiyonun denge-sabiti ifadesi aşağıdaki gibi yazılır: Bir kimyasal dengeyle ilgili genel prensipler : Denge sabiti, derişimden bağımsızdır. Kimyasal bir denge, daima o dengeye dışarıdan yapılacak etkiyi yok edecek yöne doğru kayar (Le Châtelier prensibi).

ANALİTİK KİMYADA KULLANILAN KİMYASAL DENGE DURUMLARI

ZAYIF ASİT ve BAZLARIN İYONLAŞMALARI NH3 ve NH4+ konjüge baz ve asit çiftini düşünelim : Bir denge sabiti ifadesi diğeri ile çarpılırsa, aşağıdaki eşitlik bulunur:

İHMAL YAPARKEN DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN HUSUSLAR

İHMAL YAPARKEN DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN HUSUSLAR