Ünite 17: Asitler ve Bazlar Chemistry 140 Fall 2002 Genel Kimya Principles and Modern Applications Petrucci • Harwood • Herring 8th Edition Ünite 17: Asitler ve Bazlar  ⇄ ⇌   ‾ + ÷   ↑↓ ↕ | 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 Bu Slaytların hazırlanmasında emeği geçen 060050129-ÇAĞLA TÖREN’e TEŞEKKÜRLER Philip Dutton University of Windsor, Canada N9B 3P4 Prentice-Hall © 2002

General Chemistry: Chapter 17 Chemistry 140 Fall 2002 İçindekiler 17- ASİTLER ve BAZLAR 665 17-1 Asit ve Baz Tanımı-Arrhenius- Kuramı:Sunuş 17-2 Asit ve Baz Tanımı Bronsted-Lowry Kuramı 17-3 Suyun İyonlaşması ve pH Eşeli 17-4 Kuvvetli Asitler ve Bazlar 17-5 Zayıf Asitler ve Bazlar 17-6 Çok Protonlu Asitler 17-7 Asit ve Baz Özelliği Gösteren İyonlar 17-8 Molekül Yapısı ve Asit-Baz Davranışı 17-8 Lewis Asit ve Bazları Özel Konu Asit Yağmuru  ⇄ ⇌   ‾ + ÷   ↑↓ ↕ | 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 Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 17

17-1 Asit ve Bazların Tanımı Arrhenius Kuramı: Sunuş Chemistry 140 Fall 2002 17-1 Asit ve Bazların Tanımı Arrhenius Kuramı: Sunuş 1.1- ARRHENİUS’a göre Asitler yapısında hidrojen bulunan ve sudaki çözeltisine hidrojen iyonu (H+) veren maddelerdir. En belirgin özellikleri ekşi tatda olmaları ve asit-baz indikatörü denilen bazı organik boya maddelerinin rengini değiştirmeleridir. Örneğin turnusolün mavi rengi asitle kırmızıya dönüşür. Örnek olarak hidroklorik asit, HCl, verebiliriz. HCl (g)+ H2O  H+ (aq) + Cl- (aq) veya HCl (g) + H2O  H3O+ (aq) + Cl- (aq) Bazlar yapısında hidroksil bulunan ve sudaki çözeltisine hidroksil iyonu (OH-) veren maddelerdir. Elde kayganlık hissi uyandıran ve yine asit-baz indikatörlerinin rengini değiştiren maddelerdir. Örneğin turnusolün kırmızı rengi bazlarla maviye dönüşür.   Örnek olarak sodyum hidroksit, NaOH, verilebilir. NaOH (k)  Na+ (aq) + OH- (aq) Asit ve bazlar birbirlerini nötralleştirir su ve tuz oluşur. HCl (aq) + NaOH (aq)  Na+Cl- (aq) + H2O  Burada esas rx H+ (aq) + OH- (aq)  H2O NÖTRALLEŞME rx denir. Arrhenius kuramı amonyağın baz oluşunu açıklayamaz.  ⇄ ⇌   ‾ + ÷   ↑↓ ↕ | 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 Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 17

Arrhenius Tanımı Suya H3O+ (hidronyum) katyonu veren maddeler ASİT Suya OH- (hidroksit) anyonu veren maddeler BAZ HNO3 + H2O  NO3– + H3O+  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω NÖTRALLEŞME asit + baz = tuz + su ASİT BAZ HCl, HNO3 KOH, NaOH

17-2 Asit ve Bazların Brønsted-Lowry Kuramı Asit, proton veren maddedir. Baz, proton alan maddedir. 1.2- BRONSTED-LOWRY’ye göre asitler proton veren, bazlar ise proton alan maddelerdir.  HCl + H2O → H3O+ + Cl- Burada HCl proton verdiğine göre asit, H2O ise proton aldığına göre bazdır. HCl ve H2O arasındaki tepkime sonucunda konjüge asit ve bazlar oluşur. Ancak H+ iyonunun suda serbest halde bulunması olası değildir. Su molekülleriyle sarılması beklenir. Yaklaşık dokuz su molekülüyle sarılan H+ iyonu, bunlardan birisi ile de sıkıca bağlanır. Bundan dolayısıyla suda, H+ yerine H3O+ hidronyum iyonu da denilmektedir. Arrhenius' a göre baz olması beklenmeyen NH3 (aq) (amonyak çözeltisi) bu tanıma göre bazdır, bu da aşağıdaki tepkime ile verilebilir. NH3 (aq) + H2O ⇄ NH4+ (aq) + OH- (aq) baz (1) asit(2) konjüge asit(1) konjüge baz (2) (eşlenik asit) (eşlenik baz)   Yukarıdaki tepkimeye bakacak olursak, NH3 proton aldığı için baz, H2O ise proton verdiği için asittir. Aynı zamanda NH4+ , NH3 ün konjüge asidi, OH- ise H2O nun konjüge bazıdır. NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH- baz asit Kon.asit Kon.baz  ⇄ ⇌   ‾ + ÷   ↑↓ ↕ | 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 Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 17

HA + B- A- + BH Bronsted-Lowry Tanımı -H+ +H+ asit baz eşlenik +H+ -H+ Proton veren maddeler ASİT Proton alan maddeler BAZ Eşlenik Asit = Baz + Proton Eşlenik Baz = Asit - Proton  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω

17-2. Suda Asit ve Baz Dengeleri Bir asit veya baz suda çözüldüğünde iyonlaşır (dissosiye olur). İyonlaşmanın derecesi asit veya bazın kuvvetiyle ilişkilidir. % 10’dan daha fazla iyonlaşan Kuvvetli bir asitin tamamen iyonlaştığı kabul edilir. Zayıf bir asit ise kısmen iyonlaşır. Aynı durum bazlar için de geçerlidir. HCl, HBr, HI, HNO3, HClO4 ve H2SO4 gibi asitler kuvvetli asitlerdir.   Zayıf asit ve bazlar ise suda kısmen iyonlaşırlar. Genel olarak zayıf bir asit HA genel formülü ile gösterilir. Su ile olan rx HA (aq) + H2O ⇄ H3O+ + A- şeklinde veya genel olarak HA (aq) ⇄ H+ + A- şeklinde yazılır.    Bu rx’un denge sabiti=Kdenge = [Ürünler]/ [Reaktifler] = Ka = [H3O+] [A-] / [HA] [H2O]  şeklindedir. [H2O] sabit olduğu için Kdenge sabitine dahil edilerek Kdenge. [H2O] = Ka = [H3O+] [A-] / [HA]   Aynı şekilde tek proton alabilen zayıf bir baz B ise  B + H2O ⇄ BH+ + OH-   Denge sabiti =Kdenge = [BH+] [OH-]/ [B] [H2O] = Kb = Kdenge. [H2O] = [BH+] [OH-] / [B] bazlık sabiti denir.  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω

03. Suyun İyonlaşma Sabiti ve pH Eşeli   Suyun iyonlaşma dengesini  H2O + H2O ⇄ H3O+ + OH- veya kısaca H2O ⇄ H+ + OH- yazılır   Kdenge = ([H3O+] [OH-]) / ([H2O]2 Kdenge . [H2O]2 = Ksu Ksu = [H3O+] [OH-]   25°C da Ksu nın değeri 1,00.10-14 dür. Sıcaklık arttıkça iyonlaşma yüzdesi artacağından Ksu yükselir. Saf suda hidronyum ve hidroksit iyonu derişimlerinin aynı olacağı kesindir, dolayısıyla [H3O+] = [OH-] Ksu = [H3O+]2 = [OH-]2 [OH-] = [H3O+] = (1.10-14)1/2 = 1.10-7 M dir.  Sulu çöz.de asitlik ve bazlık pH veya pOH ile verilir.  pH = -log [H3O+] =-log [H+], pOH = -log [OH-] , pKsu = -log Ksu=14, pKa = -log Ka, pKb = -log Kb şeklinde ifade edilir. 25oC da saf suda pH + pOH = 14= pKsu   pH değeri 0-7 olan çöz. ASİT, 7-14 olan çöz. ise BAZdır. pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 pOH 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 ASİT ORTAM NÖTR BAZİK ORTAM ⇄ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ÷≠ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│∫ ± ∆ ∇ λ Ӯ ϑ ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У

17-3 Suyun İyonlaşması ve pH Eşeli  ⇄ ⇌   ‾ + ÷   ↑↓ ↕ | 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 Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 17

03.01. Kuvvetli Asitler ve Kuvvetli Bazların pH   (%α≥10 için derişimi, [H3O+] (hidronyum) iyonu veya [OH-] (hidroksit) iyonu derişimine eşittir.pH = -log Ca Derişimi 1x10-6 M dan daha büyük kuvvetli asit çözeltilerinde kuvvetli asit veya kuvvetli baz tamamen iyonlaştığı kabul edilir     Örnek: 0,05 M HCl (aq) pH=? nedir? Çözüm: HCl + H2O → H3O+ + Cl- [H3O+] = [HCl] = 0,05 M pH = -log 0,05 = 1,30  Aynı durum kuvvetli bazlar için de geçerlidir.pOH = -log Cbdir  Derişimin 10-6 M dan küçük olması durumunda suyun iyonlaşma etkisini göz önüne alacağımızdan çözeltideki OH- derişimi için aşağıdaki eşitliliği yazmamız gerekir.   [OH-] = Cb + [OH-]su [OH-]su = [H3O+]su = C olduğundan Ksu = (Cb+C) . C = 1.10-14   C2 + Cb . C – 1.10-14 = 0 dır. Bu eşitliğin çözümü ile C yani sudan gelen hidroksit iyonu derişimi bulunur, Cb ye eklenerek çözeltideki hidroksit derişimine geçilir ve pOH hesaplanır.    ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω

Çözüm: NaOH (aq) → Na+ + OH- Ca(OH)2 (aq) → Ca2+ + 2 OH- Örnek: 100 ml 0,050 M NaOH ile 100 ml 0,020 M Ca(OH)2 çözeltileri karıştırılıyor. Elde edilen çözeltinin pOH ve pH değerleri nedir?   Çözüm: NaOH (aq) → Na+ + OH- Ca(OH)2 (aq) → Ca2+ + 2 OH- 0,05 0,05 0,050 020 0,020 2x(0,020)  İki ayrı baz çözeltisinin karıştırılması ile oluşan yeni çözeltide hidroksit iyonu derişimi şöyle bulunur.Çözeltideki toplam OH- iyonu, NaOH ve Ca(OH)2 tarafından verilir. Her iki çözeltiden 100’er mL alındığından çözeltinin son hacmi 200 mL olur.   M = n/V formülünde hacim değiştiği için molarite de değişecek. Öncelikle M x V formülünden yeni mol sayısı (n) bulunur. Daha sonra bu mol sayısı (n) toplam hacime (V) bölünerek yeni derişim bulunur. [OH-] = (100 x 0, 050+ 100 x 0, 040) / 200 = 4,50.10-2 M pOH = -log 4,50.10-2 = 2-log 4,50 = 2-0,65 = 1,35  pH = 14-pOH = 14-1,35 = 12,65  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω

03.02. Zayıf Asitler ve Zayıf Bazların pH   Tamamen iyonlaşmayan (%α<10 için asitlere ve bazlara zayıf asit veya baz denir. Zayıf asitler HA, zayıf bazlarda B ile gösterilir.  HA + H2O ⇄ H3O+ + A- Ka = [H3O+] [A-] / [HA] 2H2O ⇄ H3O+ + OH- Ksu= [H3O+] [ OH-]   Eğer Ka değeri 10-4 ile 10-9 arasında ve asidin başlangıç derişimi 1-10-3 M arasında ise, suyun iyonlaşma dengesinin pH ye etkisini olmadığı kabul edilir. Sadece Ka denge ifadesini kullanarak hidronyum derişimi hesaplanabilir. Dengede [HA] = CHA - [H3O+] yazılabilir. Aynı zamanda [A-] = [H3O+] olduğundan  Ka = [H3O+]2 / (CHA - [H3O+]) den [H3O+] bulunur.   Bu tür problemlerin çözümünde diğer bir kabul ise başlangıç derişiminin Ka’ya oranı, (CHA / Ka)> 10 ise asidin iyonlaşması ile başlangıç derişiminin fazla değişmediği düşünülebilir ve paydadaki H3O+ derişimi CHA yanında ihmal edilebilir.   Ka = [H3O+]2 / CHA formülünden [H3O+] çekilerek, [H3O+] = √(Ka . CHA) 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

Zayıf Asit ve Zayıf Bazlarda İyonlaşma (Ka/Kb) Sabiti CH3CO2H + H2O ⇄ CH3CO2- + H3O+ Kc= [CH3CO2H][H2O] [CH3CO2-][H3O+] konjuge baz Konjuge asit Zayıf asit baz = 1,8.10-5 [CH3CO2-][H3O+] Ka= Kc[H2O] = pKa= -log(1,8.10-5) = 4.74 [CH3CO2H] glycine H2NCH2CO2H lactic acid CH3CH(OH) CO2H C OH O R Kc= [NH3][H2O] [NH4+][OH-] NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH-  ⇄ ⇌   ‾ + ÷   ↑↓ ↕ | 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 Konjuge asit konjuge baz baz asit Kb= Kc[H2O] = [NH3] [NH4+][OH-] = 1,75.10-5 pKb= -log(1,75.10-5) = 4.72 Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 17

General Chemistry: Chapter 17 Table 17.3 Bazı Zayıf Asit ve Bazların 250C da Sudaki İyonlaşma Sabitleri  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 17

General Chemistry: Chapter 17 Örnek 17-5 Zayıf bir asit çözeltisinin pH’ının bulunması Butirik asit, HC4H7O2 yapay tatlandırıcılar ve şuruplarda kullanılan bileşiklerin elde edilmesinde kullanılır. 0,250 M HC4H7O2 çözeltisinde pH=2,72 bulunmuştur. Butirik asidin Ka değerini hesaplayınız. HC4H7O2 + H2O ⇄ C4H77O2 + H3O+ Ka = ? Çözüm : HC4H7O2 + H2O ⇄ C4H7O2 + H3O+ HC4H7O2 nın KA değeri Ksu dan çok daha büyük olacağından, suyun iyonlaşmasını ihmal ederiz. Başlangıç derişimi: 0.250 M 0 0 Değişme: -x M +x M +xM Denge derişimi: (0.250-x) M x M x M pH= -log[H+]=2,72 [H+]=10-2.72 =1,9x10-3 =x [H3O+] [C4H7O2-] [HC4H7O2] Ka= 1,9x10-3 · 1,9x10-3 (0.250 – 1,9x10-3) =  ⇄ ⇌ ⇥   ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω = 1,5x10-5 Ka >> KW İYONLAŞMA YÜZDESİ %α =100.x/c=0,19/0,25=0,76 General Chemistry: Chapter 17

Çözüm: CH3COOH veya genel formülü ile HA suda HA + H2O ⇄ H3O+ + A- Örnek: Derişimi 0.10 M olan Asetik asit ( CH3COOH) çözeltisinin pH si nedir? Ka = 1,75x10-5 (25oC)  Çözüm: CH3COOH veya genel formülü ile HA suda HA + H2O ⇄ H3O+ + A-   Başlangıç: 0,10 M 0 0 Değişim -x +x +x Dengede: (0,10-x) M +x +x     Ka = [H3O+]2 / CHA =1,75x10-5 = x2 / (0,10-x)   Son kabulümüzün uygulanabilirliği test edildiği zaman   0,10 / 1,75.10-5 >103 (bin katından büyük) Asidin iyonlaşması ile başlangıç derişiminin fazla değişmediği düşünülebilir ve paydadaki H3O+ derişimi CHA yanında ihmal edilebilir.   1,75x10-5 = x2 / 0,10 x2 = 1,75x10-6 [H3O+] = x = 1,32x10-3M pH = -log 1,32x10-3 = 2,88     ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω

Aynı kurallar zayıf bazlar içinde geçerlidir.   B + H2O ⇄ BH+ + OH- Kb = ([BH+] [OH-] / [B] 2H2O ⇄ H3O+ + OH- Ksu = [H3O+] [OH-]    Kb = [OH- ]2 / Cb – [OH-] Kb = [OH-]2 / Cb     Eğer Kb değeri 10-9 dan küçük ve bazın derişimi de 10-3 M dan daha küçük ise suyun iyonlaşma etkisini göz önüne almak zorundayız.  [OH-] = [OH-]zayıf baz + [OH-]su Zayıf bazdan gelen [OH-] aynı zamanda [BH+] ya, sudan gelen [OH-] ise suyun [H3O+] ya eşittir. Dolayısıyla [OH-] = [BH+] + [H3O+] olur.   [BH+] = Kb. [B] / [OH-] [H3O+] = Ksu / [OH-] değerler yerine konulduğunda   [OH-] = Kb [B] / [OH-] + Ksu / [OH-] [OH-]2 = Kb.Cb + Ksu [OH-] = (Kb.[B] + Ksu)1/2 olur.   Baz zayıf olduğundan dengedeki B derişimi, bazın başlangıç derişimine eşit olarak düşünülebilir. Böylece eşitlik [OH-] = (KbCb+ Ksu)1/2 haline gelir. KbCb >> Ksu olduğunda eşitlik [OH-] = (KbCb)1/2 şeklini alır.  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω

[OH-] = (KbCb)1/2 = (4,30x10-10 x 2,5x10-5 + 1.10-14)1/2 = [BH+] = Kb [B] / [OH-] ➪ [H3O+] = Ksu / [OH-] Bu değerler yerine konulduğunda   [OH-] = Kb [B] / [OH-] + Ksu / [OH-] [OH- ]2 = Kb[B] + Ksu [OH-] = (Kb[B] + Ksu)1/2   Baz zayıf olduğundan dengedeki B derişimi, bazın başlangıç derişimine eşit olarak düşünülebilir. Böylece eşitlik [OH-] = (KbCb+ Ksu)1/2 haline gelir. KbCb >> Ksu olduğunda eşitlik [OH-] = (KbCb)1/2 şeklini alır.   Örnek: 2,5x10-5 M anilin, C6H5NH2, çözeltisindeki türlerin derişimlerini ve pH değerlerini bulunuz.  Kb = 4,30x10-10 Dikkat edilmesi gereken husus Kb değerinin 10-9 dan, baz derişimin ise 10-3 M dan küçük olduğudur.   C6H5NH2 + H2O ⇄ C6H5NH3+ + OH-  [OH-] = (KbCb)1/2 = (4,30x10-10 x 2,5x10-5 + 1.10-14)1/2 = [OH-] = (1,08x10-14 + 1.10-14)1/2 = 1,44x10-7 M ➪ pOH=6,84 ➪ pH=7,16  [OH-] = [C6H5NH3+] = 1,44x10-7 M [C6H5NH2] = 2,5x10-5–1,44x10-7 = 2,49x10-5 M  [H3O+] = Ksu / [OH- ] = 1.10-14 / 1,44x10-7 = 6,94x10-8 M pH= -log 6,94x10-8 = 7,16     ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω

17- 06. Poliprotik Asitler ve pH   Çözeltide iyonlaştığında birden fazla hidronyum iyonu (H3O+ ) veren asitlere poliprotik veya polifonksiyonlu asitler denir. Poliprotik asitlere, fosforik asit (H3PO4), karbonik asit (H2CO3) , (H2SO4), okzalik asit ( H2C2O4) örnek verilebilir. Örnek olarak fosforik asiti verecek olursak , fosforik asit iyonlaştığı zaman 3 tane H3O+ iyonu verebiliyor. H3PO4 + H2O ⇄ H2PO4- + H3O+ Ka1 = 7,11x10-3 H2PO4- + H2O ⇄ HPO42- + H3O+ Ka2 = 6,34x10-8 HPO42- + H2O⇄ PO43- + H3O+ Ka3 = 4,20x10-13 Ka1 >> Ka2 >> Ka3 2H’lide  Genel gösterim; H2A + H2O ⇄ HA- + H3O+ için Ka1 HA- + H2O ⇄ A2- + H3O+ için Ka2   olan poliprotik asitlerde zayıf asitlere benzer şekilde bir takım yaklaşımlarda bulunmamız gerekiyor Eğer Ka değerleri 10-4 – 10-9 arasında ve derişim 1-10-3 M arasında ise suyun ayrışma dengesini düşünmemize gerek yoktur.   Diğer taraftan Ka1 ve Ka1 arasındaki oran 103 ve daha fazla ise 1.dengeyi düşünür, ikinci dengeyi ihmal edebiliriz. Ve problem monoprotik bir asit çöz.deki pH hesabına dönüşür.  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω

Çözüm: H2CO3 + H2O ⇄ HCO3- + H3O+ Ka1 = 4,45x10-5 Örnek: 0,10 M karbonik asit (H2CO3) çözeltisinin pH sı nedir? Ka1 = 4,45x10-5 Ka2 = 4,69x10-11 Çözüm: H2CO3 + H2O ⇄ HCO3- + H3O+ Ka1 = 4,45x10-5 HCO3- + H2O ⇄ CO32- + H3O+ Ka2 = 4,69x10-11   Ka değerlerinden görüldüğü gibi suyun ayrışma dengesinin etkisini düşünmeye gerek yoktur. Ka1 / Ka2 >> 103 olduğundan sadece 1.iyonlaşma dengesini düşünerek [H3O+] bulunabilir ve pH hesaplanır. H2CO3 + H2O ⇄ HCO3- + H3O+ Başlangıç: 0,10 M 0 Değişim -x +x +x Dengede: (0,10-x) M +x +x  Ka1= [HCO3-]x[H3O+] / [H2CO3]x[H2O] ➪ Burada [H2O] ihmal edilerek ➪ Ka1 = 4,45x10-5 = (x2) / (0,10-x) Bu eşitliğin çözümünden x bulunur. x2 +4,45x10-5- 4,45x10-6= 0 ➪ x = 0,0298 = [H3O+]  ➪ pH = -log 2,98x10-2 = 2-log 2,98 = 1,53 bulunur.     Eğer poliprotik asitlerde Ka2, Ka1’e göre ihmal edilebilecek kadar küçük olmakla beraber asitlik değeri oldukça yüksekse yani 10-4 den büyükse problemi monoprotik asit sistemine indirgeyerek çözümleyemeyiz.Bunun en iyi örneği H2SO4aq dır  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω

General Chemistry: Chapter 17 17-6 Çok protonlu asitler Fosforik asit: üç protonlu bir asittir 3 kademede iyonlaşır H3PO4 + H2O ⇄ H3O+ + H2PO4- Ka1 = 7,1*10-3 pKa1 = 2,15 H2PO4- + H2O ⇄ H3O+ + HPO42- Ka2 = 6,3*10-8 pKa2 = 7,20 HPO42- + H2O ⇄ H3O+ + PO43- Ka3 = 4,2*10-13 pKa3 = 12,38 Örnek 17-9 3.0 M H3PO4 için çözümleri hesaplayınız: (a) [H3O+]; (b) [H2PO4-]; (c) [HPO42-] (d) [PO43-] Başlangıç derişimi 3.0 M 0 0 değişme -x M +x M +x M Denge derişimi (3.0-x) M x M x M Ka1 = 7,1*10-3 =x2/ 3-x=x2 /3.0  x = [H3O+]= [H2PO4-]= 0.14 M Ka2 = 6,3*10-8=(0,14+y)*y/ 0,14-y=0,14.y /0,14  y=[H3O+]=[HPO4=]= 6,3*10-8 M Ka3 = 4,2*10-13=(0,14+z)*z / 6,3*10-8–z  z = [PO43-] = 1,9*10-19 M  ⇄ ⇌   ‾ + ÷   ↑↓ ↕ | 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 Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 17

Çözelti Denge Hesaplarına Genel Bir Yaklaşım Çözeltide bulunan tüm türleri belirleyiniz (Su molekülleri hariç). Bu türleri içeren eşitlikleri yazınız. Denge sabiti ifadeleri Kütle denkliği eşitlikleri Yük denkliği koşulu Eşitlikleri bilinmeyenler için çözünüz.  ⇄ ⇌   ‾ + ÷   ↑↓ ↕ | 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 Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 17

17-7 Asit ve Baz Özelliği Gösteren İyonlar CH3CO2- + H2O ⇄ CH3CO2H + OH- [CH3CO2H][OH-] Ksu Kb= = baz asit Ka [CH3CO2-] [NH3] [H3O+] Ka= [NH4+] = ? NH4+ + H2O ⇄ NH3 + H3O+ acid base [NH3] [H3O+] Ka= [NH4+] = Ksu Kb = 1,0*10-14 1,8*10-5 = 5,6*10-10  ⇄ ⇌   ‾ + ÷   ↑↓ ↕ | 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 [H3O+] *[OH-]=Ksu = Ka Kb Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 17

İkili Asitlerin Kuvvetleri Chemistry 140 Fall 2002 İkili Asitlerin Kuvvetleri HI HBr HCl HF Bağ uzunluğu 160.9 > 141.4 > 127.4 > 91.7 pm Bağ enerjisi 297 < 368 < 431 < 569 kJ/mol Asit kuvveti 109 > 108 > 1.3106 >> 6.610-4  ⇄ ⇌   ‾ + ÷   ↑↓ ↕ | 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 HF + H2O → [F-·····H3O+]  F- + H3O+ ion pair H-bonding free ions Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 17

Tepkimeler daha zayıf asit-baz çifti verecek şekilde ilerler Kuvvetli asitlerin eşlenik bazları zayıftır. Zayıf asitlerin eşlenik bazları kuvvetlidir. Tepkimeler daha zayıf asit-baz çifti verecek şekilde ilerler Ka > 1 (negatif pKa), kuvvetli asit Ka < 1 (pozitif pKa), zayıf asit

HCl ve NH3 örnekleriyle reaksiyona giren su molekülü, HCl’ye karşı baz olarak (proton alan), NH3’ e karşı ise su asit olarak (proton veren) davranmaktadır. Buda su molekülünün rx’a girdiği maddeye göre asit veya baz olarak davrandığını gösterir. Bu tür maddelere amfoter maddeler denir. Amfoter maddelere örnek olarak HO, ROH, HCO3-, H2PO4-, HPO42- verilebilir.   1.3- ÇÖZÜCÜYE göre ASİTLER, içinde çözündüğü çözücünün iyonlaşmayla katyon derişimini artırır, BAZLAR ise çözücüde anyon derişimini artıran maddelerdir. Örneğin H+=H3O+iyonu suyun katyon derişimini artırdığı için asit, OH- iyonu suyun, NH2- iyonu ise Amonyağın anyon derişimini artırdığı için bazdır. HClO4 oldukça kuvvetli proton (katyon) verici asit olup içine bundan daha zayıf bir asit mesela HF atılırsa HF burada proton veremeyeceği için proton almaya zorlanır ve HClO4 karşısında baz gibi davranır. HClO4 (asit) + HF(baz) → H2F+ (süperasit) + ClO4- (baz)  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω

ÇÖZÜCÜLER Kimyasal rx’ların nerdeyse tamamı çözeltide gerçekleşir. Su polar maddeler için iyi bir çözücü olmasına karşılık apolar maddeler için iyi bir çözücü değildir.Bundan dolayı organik maddeler için alkol, eter, aseton, kloroform, benzen, toluen, ksilen, CS2, CCl4 gibi çözücüler kullanılır. Bir polar maddeyi suda çözünmüyorsa sudan daha polar karekterli asit veya bazlarla çözmek mümkün olur. Çözücü tercihini çözünen maddenin yapısını değiştirmeyen, geniş kullanım sıcaklığı, dielektrik sabiti (polarlık), uygun asitlik veya bazlık, iyonlaşma derecesi gibi özellikler belirler. Çözücüler genel olarak 1-Apolar (iyonlaşmayan) düşük dipol momentli çözücülerdir CCl4 gibi. 2- Polar (iyonlaşabilen) yüksek dipol momentli çözücüler a)Protik (asidik) iyonlaşanlar, H2O, NH3, HCl, EtOH gibi b) İyonlaşmayanlar SO2, DMF, DMSO olarak gruplandırılır.  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω

Çözücü Sistemi Tanımı Çözücünün katyon derişimini arttıranlar ASİT Aprotik çözücülerde ve susuz ortamlarda çok kullanılan tanımdır. Öziyonlaşma gösteren bütün çözücülere uygulanabilir. Çözücünün katyon derişimini arttıranlar ASİT Çözücünün anyon derişimini arttıranlar BAZ Çözücü su ise : 2 H2O H3O+ + OH- (öziyonlaşma) ASİT HCl + H2O H3O+ + Cl- BAZ NH3 + H2O NH4+ + OH- Çözücü BrF3 ise : 2 BrF3 BrF2+ + BrF4- (öziyonlaşma) ASİT SbF5 + BrF3 BrF2+ + SbF6- BAZ F- + BrF3 BrF4- asit + baz = çözücü (iyonlaşmanın tersi)

Bu şekilde oluşan SÜPERASİTler çok kuvvetli proton verici olup (Ho=Hammet Asitliği: -11) en kuvvetli asitten bile onlarca kat daha kuvvetli proton vericidirler. Bunlarla en kuvvetli asitlerle dahi protonlanamıyan aromatik maddeler ve hidrokarbonlar bile protonlanabilmektedir. Benzer şekilde elde edilen HSO3F de bir süperasittir. HSO3F/SbF5 1:1 karışımına SİHİRLİ ASİT denir karışımda oluşan H2SO3F+ daha da kuvvetli bir proton vericidir ve Ho asitliği -19 dur. Bunlarla, normal şekilde elde edilemiyen Karbonyum iyonları (CH3)3C+, Halojen Katyonları (I2+,I3+) ve Polinükleer Katyonlar (S42+, S82+, Se42+, Te42+) elde edilebilmektedir. Ho asitliği=Hammett Asitliği kabaca sıfırın altına genişletilmiş pH skalasıdır. Süperasitler mutlak susuz sistemlerdir. Çünkü suyun DÜZEYLEYİCİ ETKİSİ vardır ve sulu ortamda bulunabilecek en kuvvetli asit H+=H3O+ iyonu , en kuvvetli baz ise OH- iyonudur. Kuvvetli asitlerden daha kuvvetli olan süperasitler suyun düzeyleme etkisiyle H+=H3O+ olur, OH-‘dan daha kuvvetli baz olan H-,O2-,NH2- ise suyun düzeyleme etkisiyle OH- olur. Görüldüğü gibi çözücünün farklandırma tesiri çok önemlidir. Suya karşı zayıf bir asit olan HA, NH3’a karşı kuvvetli bir asit gibi davranır.  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω

Çözücü Düzeylemesi (Solvent Leveling) pKDMSO =37 geniş bir skalada asitleri farklandırabilir. H2SO4 den PH3’e kadar Öziyonlaşması büyük çözücüler, geniş bir aralıkta asit ve bazları farklandırabilir. Bir çözücüdeki en kuvvetli asit çözücünün katyonu, baz ise anyonudur. HNO3, H2SO4, HClO4, HCl sulu ortamda asitlikleri aynıdır (H3O+) Kuvvetli asitleri farklandırmak için daha asidik çözücü (HOAc) kullanılır HClO4 > HCl > H2SO4 > HNO3 (HOAc içinde) 2H2SO4 + HNO3 ⇄ NO2+ + H3O+ + 2HSO4-  ⇄ ⇌ ⇥   ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω NH3 + HOAc  NH4+ + OAc- (%100 iyonlaşır) H2O + HOAc ⇄ H3O+ + OAc- Ka = 1.8x10-5 HOAc suda zayıf, amonyak çözeltisinde kuvvetli asittir.

ASİTLİK GÜCÜ Ka değeri ve Asitlik gücü pKa< -10 Süper Asit - pKa< -8 Çok Kuvvetli Asit - pKa<2 Kuvvetli Asit- pKa>2 ZayıfAsit - pKa>7 Çok Zayıf Asit- Süperasitler, H2SO4 den daha kuvvetlidir. Kuvvetli asitlerin (HF) protonlanması ile elde edilir. 2 HF + 2 SbF5  H2F+ + Sb2F11- (Floroantimonik asit) Ho=Hammet Asitliğine göre Oksijen sayısı arttıkça, asitlik gücü artar. HClO4 > HClO3 > HClO2 > HClO Ametalin elektronegatifliği arttıkça asitlik artar. H2SO4 > H2SeO4 > H2TeO4  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω

Katyonların çapı küçüldükçe ve yükü büyüdükçe asitlik gücü artar. Susuz Oksitler Asidik Oksitler- Ametal Oksitler CO2 + H2O  H2CO N2O5 + H2O  2HNO3 SO3 + H2O  H2SO4 Yağmur suyu asidiktir 11 Nisan 2017 Salı11 Nisan 2017 Salı 2. Bazik Oksitler-Metal Oksitler Na2O + H2O  2NaOH MgO + 2H3O+  Mg2+ + 3H2O (MgO asidik ortamda çözünür) 3. Amfoter oksitler Al2O3(k) + 3H2O + H3O+(aq)  2[Al(OH2)6]3+(aq) Al2O3(k) + 3H2O + 2OH-(aq)  2[Al(OH)4]-(aq) Katyonların çapı küçüldükçe ve yükü büyüdükçe asitlik gücü artar. Alkali metaller asit değildir. Toprak alkali metaller zayıf asittir. 2+ geçiş elementleri zayıf asittir. 3+ geçiş elementleri kuvvetli asittir. 4+ ve daha yüksek metaller çok kuvvetli asittir.(MxOy) BX3 Lewis Asitliği Gözlenen sıralama BF3 < BCl3 < BBr3 Beklenen sıralama (Elektronegatiflik ve sterik etkiye göre ) BF3 > BCl3 > BBr3 Organik Aminlerin BAZLIĞI yapı simetrikleştikçe azalır. Antisimetrik yapılarda Bazlık daha Kuvvetlidir.  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω

Oksiasitlerin Kuvvetleri Oksitlerin bağıl kuvvetlerini belirleyebilmek için, O-H bağı elektronlarının merkez atomuna doğru çekilmesini inceleyelim: Merkez atomun elektronegatifliği(EN) Asit molekülündeki O atomlarının sayısı. H-O-Cl H-O-Br ENCl = 3.0 ENBr= 2.8 Ka = 2.910-8 Ka = 2.110-9  ⇄ ⇌   ‾ + ÷   ↑↓ ↕ | 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 Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 17

General Chemistry: Chapter 17 H2SO4 - H2SO3 S O H ·· S O H ·· Ka =103 Ka =0,013 S O H ·· - 2+ S O H ·· - +  ⇄ ⇌   ‾ + ÷   ↑↓ ↕ | 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 Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 17

Organik Asitlerin Kuvvetleri ·· O H H H ·· ·· H C C O H H C C O H ·· ·· H H H Asetik asit Etanol Ka = 1,8.10-5 Ka =1,3.10-16  ⇄ ⇌   ‾ + ÷   ↑↓ ↕ | 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 Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 17

Aminlerin Bazlık Kuvvetleri Chemistry 140 Fall 2002 Aminlerin Bazlık Kuvvetleri H H H H H H H C NH2 H C C NH2 H C C C NH2 H H H H H H metilamin etilamin propylamine  ⇄ ⇌   ‾ + ÷   ↑↓ ↕ | 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 pKb = 4,74 pKa = 3,38 pKb = 3,37 Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 17

General Chemistry: Chapter 17 17-9 Lewis Asit ve Bazları Lewis Asidi Elektron çifti alabilen tanecikler (atom,iyon ya da moleküller) dir. Mm+ iyonları Lewis Asididir. Lewis Bazı Elektron çifti verebilen taneciklerdir.  ⇄ ⇌   ‾ + ÷   ↑↓ ↕ | 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 Lewis bazı Lewis asidi kompleks Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 17

Lewis Tanımı ASİT electron-çifti alıcı (acceptor) nükleofil BAZ elektron-çifti verici (donor) elektrofil BAZ Kompleks ASİT 1.4- LEWİS' e göre ise ASİT elektron çifti alabilen, BAZ ise elektron çifti verebilen maddedir. Baz grubuna genellikle elektron verebilen oksijen veya azot içeren maddeler girer. Diğer taraftan hidrojen içermeyen maddeler asit olabilir. Örneğin bor triflorür, BF3, bir asittir, çünkü elektron eksikliği vardır ve bunu tamamlamak ister. Öte yandan NH3 veya diğer azotlu maddelerde ortaklanmamış elektron çiftleri bulunur, dolayısıyla bazdır. Lewis Asitleri Bütün katyonlar Lewis Asitidir Fe3+ + 6CN- ➔ [Fe(CN)6]3- Oktet boştuğu olan bileşikler Al3+ + 6F- ➔ [Al(F)6]3- Hipervalent oluşturabilen bileşikler SnCl4 + 2Cl- ➔ [Sn(Cl)6]2- Çok katlı π-bağlara sahip bileşikler CO2 + OH- ➔ HCO3- Lewis Bazları Bütün anyonlar: (OH-, F-, S-2…) H+ + OH- ➔ H2O No é çifti içeren nötral bileşikler (H2O,NH3 gibi..) Cu2+ + 4H2O ➔ [Cu(H2O)4]2+ Çok katlı π-bağlara sahip bileşikler Ag+ + C2H4 ➔ [Ag(C2H4)]+ MOT göre: ASİT: Düşük enerjili LUMO, BAZ :Yüksek enerjili HOMO olan komplexlerdir. ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω

Lewis Asit- Baz Tepkimesi AlCl3 , BeCl2 hem Lewis asidi hem de Lewis bazı olarak davranabilir.  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω

Lux-Flood Asit Baz Tanımı 1.5- Lux-Flood Tanımı göre ametal oksitler ASİT olup oksit alıcıdır , metal oksitler BAZ olup oksit vericidir. Örneğin; BaO (baz) + SiO2 (asit) → Ba(SiO3) Na2O (baz) +CO2 (asit) → Na2CO3 gibi… Oksit anyonu alan bileşikler ASİT Oksit anyonu veren bileşikler BAZ 1.6- USANOVİCH’ e göre ASİTLER rx’da katyon verir, anyon veya e- alır ve bazlarla rx girer, BAZLAR ise rx’da anyon veya e- verir, katyon alır ve asitlerle rx’a girerler. Bu tanım bundan evvel ki aşağı yukarı tüm tanımları kapsamaktadır CaO + SiO2 CaSiO3 PbO + SO3  PbSO4 TiO2 + Na2S2O7  Na2SO4 + TiOSO4 Usanowich Asit-Baz Tanımı  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω Katyon veren bileşikler ASİT Anyon alan bileşikler BAZ Büyün kimyasal tepkimeler asit-baz tepkimesi olarak kabul edilebilir.

Kimyasal Yapı ve Asit-Baz İlişkisi Asitler ve bazlar birbirleriyle kolay rx verebilmeleri dolayısıyla tüm rx verebilen maddeler birbirlerine karşı asit ve baz karekterleriyle belirlenebilir dolayısıyla Asitliğin bazlarla rx sonucu pozitif karekteri azalır, bazlıkta ise negatif karekterde azalma olur. Böylece MO (MetalOksit)lerin asitliği ve bazlığı, Aminlerin bazlığı, Oksiasitlerin asitliği, M’nin elektronegatifliği ile asitliğinin artması, Yükseltgenme Basamağı ve Formal Yük ile asitliğin artması, poliasitlerde asitliğin gittikçe azalması, M’nin r’nın değişiminin asitliği bazen artırıp bazen azaltması gibi özellikler yapıyla asit-baz ilişkisini gösterir  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω

Asit-Baz Tanımlarının Karşılaştırılması Lavoiser (1789) Oksitlenmiş Madde* Oksitlenecek madde Arrhenius (1887) H+ kaynağı OH- kaynağı Bronsted-Lowry (1923) H+ verici H+ alıcı Lewis (1923) Elektron çifti alıcı (Elektrofil) Elektron çifti verici (Nükleofil) HOMO/LUMO (1960) Düşük LUMO Yüksek HOMO Lux-Flood Ametal Oksitler Metal Oksitler Usanovich Negatif iyon alıcı Pozitif iyon verici Pozitif iyon alıcı Negatif iyon verici  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω *oksijen: asit oluşturucu, HNO3, H2SO4 gibi

ÖRNEK: RX’LARDA ASİT VE BAZLAR A - B A A - B  ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ σ ε ζ η θ μ φ ψ ω ƌ ð У Ω A - B A - B B B

Asit Yağmuru Bu Slaytların hazırlanmasında emeği geçen  ⇄ ⇌   ‾ + ÷   ↑↓ ↕ | 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 CO2 + H2O  H2CO3 H2CO3 + H2O  HCO3- + H3O+ 3 NO2 + H2O  2 HNO3 + NO Bu Slaytların hazırlanmasında emeği geçen 060050129-ÇAĞLA TÖREN’e TEŞEKKÜRLER Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 17

→ ← ↑ ↓ ⇄ ⇌ ↔ ⇥ ➔ ➪ ➨⁂║│Å ℃ Ӯ ϑ υ ν τ ε δ ζ α β γ ∂ σ б Ө ψ Δ ∇ π Ω χ φ ρ Ψ ω μ η λ ū ≠√ ∛ ∜ ∑ ∫ ∞ ≈ ~ ÷ ¯ PROBLEMLER 1) 200 mL %31 NaOH (aq) (d=1,33) nasıl %14 NaOH (aq) yapılır? ➨CEVAP: 323 mLsu katarak 2) 25 mL suda 4g Na3PO4(k) (Mw=164 g/n) çözüldüğünde 27,8 mL Na3PO4(aq) oluşur. Oluşan Na3PO4(aq) d=?, %=?, %c=? ➨CEVAP: d=1,043 - %=13,79 - %c=14,39 . 3) 35 g %25 KCl (aq) (d=1,22 - Mw=74 g/n) üzerine 56 g %15 KCl (aq) (d=1,11) ilavesinde oluşan çözeltinin d=? %=? %c=? M=? m=? , %n=? Bu oluşan çözelti %17 KCl (aq) nasıl yapılır? ➨CEVAP: d=1,15 - %18,85 - %c= 21,67 - M=2,91 - m= 3,86 - %n= 6,02 - Bu çözelti üzerine 9,88 mL su ilavesiyle %17KCl(aq) oluşur . 4) %15 NaOH (aq) (d=1,17) ve %28 NaOH (aq) (d=1,3) kütlece ve hacımca eşit karıştırılırsa oluşacak NaOH (aq) d=?, %=?, %c=?, %v=?, M=?, N=?, m=?, %n=? ➨CEVAP: Kütlece Eşit karışım d=1,23 - % 21,5 ➪ hacımca eşit karışım d=1,235 %21,84 . 5) %15 H2SO4(aq) (d=1,103) ve %45 H2SO4(aq) (d=1,352) ile su eşit hacımlarda karıştırılırsa meydana gelen H2SO4(aq) d=?, %=?, %c=?, %v=?, M=?, N=?, m=?, %n=? ➨CEVAP: d=1,151 - % 22,4 -%c=25,78 - %v=10,69 - M=2,65 - N=5,30 - m=2,95 - %n=5,04 . 6) %40 H2SO4(aq) (d=1,3) su ile kütlece ve hacımca 3:1 oranında karıştırılırsa meydana gelen H2SO4(aq) d=?, %=?, %c=?, %v=?, M=?, N=?, m=?, %n=? ➨CEVAP: Kütlece 3:1 karışımın d=1,21 - % 30 ➪ hacımca 3:1 karışımın d=1,225 %31,84 . 7) % 12 HCl(aq) ve %36 HCl (aq) ağırlıkça hangi oranda karıştırılırsa %20 HCl (aq) oluşur ? ➨CEVAP: 12 16 g % 12 HCl(aq) üzerine 8 g % 36 HCl(aq) ilavesiyle yani w1:w2= 2:1 oranında karışım % 20 HCl olur. 20 36 8 g %36 HCl (aq) veya w1.c1=w2.c2 (2x0,12) + (w2x0,36)= (2+w2).0,20 ➪ w2=1 bulunur. *********************************************************************************************** 8) 400 g % 40 NaNO3(aq) dan %60 NaNO3(aq) yapabilmek için kaç g NaNO3(k) katılır ? ➨CEVAP: (400x0,40) + w2 / (400 + w2)= 0,60 ➪ w2= 200 g NaNO3(k) 9) 400 cc % 85 KNO3(aq) içindeki katı KNO3(k) tuzu kaç g.dır ? ➨CEVAP: (400x1,84 = 736g % 85 KNO3(aq) ) içinde ➪ 736x0,85=625,6 g katı KNO3(k) tuzu vardır 10) 0,5 kg %49 H2SO4(aq)‘ne yeteri kadar Mg çubuk atıldığında kaç L H2 gazı çıkar?H2SO4(aq+ Mg ➔ MgSO4(aq+ H2(g) ➨CEVAP: 500x0,49 / 98 = 2,5 mol H2 gazı ➪ x22,4 L/ mol = 56 L H2 gazı çıkar → ← ↑ ↓ ⇄ ⇌ ↔ ⇥ ➔ ➪ ➨⁂║│Å ℃ Ӯ ϑ υ ν τ ε δ ζ α β γ ∂ σ б Ө ψ Δ ∇ π Ω χ φ ρ Ψ ω μ η λ ū ≠√ ∛ ∜ ∑ ∫ ∞ ≈ ~ ÷ ¯

→ ← ↑ ↓ ⇄ ⇌ ↔ ⇥ ➔ ➪ ➨⁂║│Å ℃ Ӯ ϑ υ ν τ ε δ ζ α β γ ∂ σ б Ө ψ Δ ∇ π Ω χ φ ρ Ψ ω μ η λ ū ≠√ ∛ ∜ ∑ ∫ ∞ ≈ ~ PROBLEMLER 11) 400 g % 20 NaOH(aq) içine yeteri kadar toz Al katılınca 17oC de 2 atm basınçda kaç L H2(g) oluşur? ➨CEVAP:3NaOH(aq) + Al ➔ Na3AlO3(aq)+3/2H2(g) nNaOH=400x0,20/40 =2 mol ➨ 2xV = 3x0,082x290 ➨ V=35,67L 12) % 60 HA (aq) (d=1,07 - Mw=60 g/n) ‘ine hacmının 2 katı su katılınca oluşan çözeltinin d, %,%c,%v,M,m,%n=? ➨CEVAP: 100 mL %60 HA(aq) =107 g %60 HA(aq)= (107x0,6=)64,2 g HA + 42,8 g H2O=57,2 mL HA + 42,8mLH2O Bu çözeltiye 200 mL su ilavesinde oluşan 300mL toplam çözelti = 57,2 mL HA + 242,8 mL su ➪ 307 g toplam çözelti = 64,2 g HA + 242,8 g su dan oluşur. Ohalde d=307/300=1,023 -%=64,2x100 / 307 =20,912 - %c= 64,2x100 / 300 = 21,4 - %v=57,2x100 / 300=19,067 - M=64,2:60/0,3=3,567 - m=64,2:60 / 0,2428=4,41 %n=(64,2:60) x100 / (64,2:60) ******************************************************************************************************************************* 13) % 95 H2SO4(aq) ile %30 Oleum ( 100 g=30 g H2S2O7+70 g H2SO4) ne oranda karıştırılırsa %20 Oleum olur? ➨CEVAP: 100 g %95 H2SO4(aq) (100 g=95 g H2SO4+5 g H2O) üzerine ilave edilecek % 30 Oleum miktarı=A ise 0,20 Oleum = 0,30xA - (5x178:18) / 100+ A ➪ A = 694,44 g %30 Oleum +100 g % 95 H2SO4(aq) ≈ 7/1 oranı 14) 80 g % 98 H2SO4(aq) ile 150 g %20 Oleum ( 100 g=20 g H2S2O7+80 g H2SO4) karıştırılırsa ne oluşur ? ➨CEVAP: 80 g %98 H2SO4(aq) = (80x0,98=) 78,4 g H2SO4+1,6 g H2O içerir 178 g/n 18 g/n 2x98=196 150 g %20 Oleum = (150x0,20=)30 g H2S2O7+120 g H2SO4 içerir H2S2O7 + H2O ➔2 H2SO4 (1,6x178/18=15,82) Artan H2S2O7 miktarı = 30 - 15,82 = 14,18 g/230 g ➪ NETİCE % 6,16 OLEUM çözeltisi oluşur 15) % 10 Oleum ile % 50 H2SO4(aq), % 95 H2SO4(aq) eldesi için ne oranda karıştırılmalıdır ? ➨CEVAP: A g % 50 H2SO4(aq) alınıp buna 100 g %10 Oleum alınırsa H2S2O7 + H2O ➔2 H2SO4 10 g H2S2O7 ➪ 1,011 g H2O harcar ➪ 11,011 g H2SO4 oluşturur. Ohalde H2O’a göre=0,5 A - 1,011/100+A=0,05 ➪ A=13,36 g % 50 H2SO4(aq)100 g%10 Oleum katılır % 95 H2SO4(aq) olur H2SO4’a göre=0,5 A + 90 + 11,011/100+A=0,95 ➪ A=13,36 g % 50 H2SO4(aq)100 g%10 Oleum katılır % 95 H2SO4(aq) olur. → ← ↑ ↓ ⇄ ⇌ ↔ ⇥ ➔ ➪ ➨⁂║│Å ℃ Ӯ ϑ υ ν τ ε δ ζ α β γ ∂ σ б Ө ψ Δ ∇ π Ω χ φ ρ Ψ ω μ η λ ū ≠√ ∛ ∜ ∑ ∫ ∞ ≈ ~ ÷ ¯

4 → ← ↑ ↓ ⇄ ⇌ ↔ ⇥ ➔ ➪ ➨⁂║│Å ℃ Ӯ ϑ υ ν τ ε δ ζ α β γ ∂ σ б Ө ψ Δ ∇ π Ω χ φ ρ Ψ ω μ η λ ū ≠√ ∛ ∜ ∑ ∫ ∞ ≈ 16-)1,5 g katı Ag2CrO4(k) (331,73) elde etmek için aşırı AgNO3(aq) içine kaç mL 0,25 M K2CrO4(aq) eklenir? ➨CEVAP: : 2AgNO3(aq) + K2CrO4(aq) ➔ Ag2CrO4(k) + 2KNO3(aq) V K2CrO4(aq)=1,5 / 331,73 mol Ag2CrO4 *1 mol K2CrO4 /1 mol Ag2CrO4 *1 L/0,25 mol K2CrO4 =0,0181 L ➨18,1 mL K2CrO4(aq) *******************************************************************************************************************************17-)İnsan kanındaki alkol (C2H5OH) seviyesi, kan plazmasının Cr2O72-(aq) ile Asit ortamda titrasyonu ile bulunur. 8Cr6+2O72-(aq)+ 3C4-2H5OH(aq) + 76 H+ (±48e-) → 16 Cr3+(aq)+ 6 C4+O2(g)+ 47 H2O (denkleşmemiş - denkleşmiş) 28g plazma için 35,46mL 0,06 M Cr2O72- çözeltisi sarf edildiğine göre, kandaki alkolün %kütlesi nedir? ➨CEVAP: mEtAl=0,06*25,46*10-3*(3/8)*46*(100/28) =5,46*10-3=0,094 %EtAl 8/ Cr6+2O72-(aq)+ 14H+ +6e- → 2Cr3+(aq)+ 7H2O 8Cr6+2O72-(aq)+ 3C4-2H5OH(aq) + 76 H+ (±48e-) → 16 Cr3+(aq)+ 6 C4+O2(g)+ 47 H2O 3/ C4-2H5OH(aq -16e- → 2C4+O2(g) + 12 H+ ******************************************************************************************************************************** 18-)Ca(OH)2(k) + 2HCI(aq)  CaCl2(aq) + H2O(s) tepkimesi veriliyor, 421 mL 0,467 M HCI(aq) çözeltisi 10 g Ca(OH)2 ile rx verdiğinde 8,42 g CaCl2 elde edilmiştir ( HCl=36,5 g/mol, Ca(OH)2=74 g/mol, CaCl2=111 g/mol) . a) Sınırlayıcı bileşeni, b)Kuramsal, c)Gerçek, d) Yüzde verimi bulunuz, e) rx sonra hangi maddeden ne kadar artmıştır? ➨CEVAP: Ca(OH)2(k) (74g/n) + 2HCI(aq) (2*36,5)  CaCl2(aq) (111g/n) + H2O(s) 10g/74g/n=0,135n 0,421L* 0,467 M=0,197n 8,42g /111g/n=0,076n a) Sınırlayıcı rf (reaktif=bileşen) HCIaq b) Kuramsal (teo.)Verim (0,197/2)n*111g/n=10,9335g c)Gerçek Verim 8,42g /111g/n=0,076n d)Yüzde Verimi 8,42g/10,9335g = 0,076/(0,197/2) =0,77 ➪ %77 e) rx’dan sonra Ortamda artan madde Ca(OH)2(k) 0,135-(0,197/2)=0,0365n ➪ *74=2,701 g → ← ↑ ↓ ⇄ ⇌ ↔ ⇥ ➔ ➪ ➨⁂➠➡║│ Å ℃ Δ ∇ π Ӯ ϑ υ ν τ ε δ ζ α β γ ∂ σ б ә Ө ψ Ω Χ χ φ ρ Ψ ω μ η λ ā ū ñ ≠√ ∛ ∜ ∑ ∫± ∞ ≈ ~ ÷ ¯

19- % 92. 5 NaOH ve % 7. 5 CaO içeren katı karışımdan 0 19- % 92.5 NaOH ve % 7.5 CaO içeren katı karışımdan 0.239g alınıp suda çözülerek HCl(aq) çözeltisi ile titre edildiğinde indikatörün dönümü 45.6 mL HCl(aq) sarfiyatında oluyor. HCl(aq) molaritesi nedir? ➨CEVAP: nt=[OH]-NaOH (=0,235*0,925/40 = 0,00543 mol) + [OH]-CaO(=0,235*0,075*2 / 56 = 0,00048 mol) =0,00591 [HCl] = 0,00591mol OH- * 1 mol HCl / 1mol OH- * 1/ 0,0456 L = 0,130 M HCl ******************************************************************************************************************************************************** 20- A) % 20 HCl (aq) (d=1,1 g/mL) B) % 40 KOH (aq) (d= 1,42 g/ml) A ve B den eşit ağırlıkta karıştırıldığında oluşan tepkimeyi yazınız. Tepkimeden evvel ve sonra karışımdaki madde miktarlarını Molarite olarak belirtiniz. Rx’dan sonraki karışım çözeltinin kütlece yüzdesini tepkimede artan maddeye göre bulunuz. Çözeltinin pH=? Kütle numaraları H=1 , O=16 , Cl = 35,5 , K=39 .. g/mol ➨CEVAP: HCl (100*0,2/36,5=0,548 mol) + KOH (100*0,4/56=0,714 mol) ➔ KCl + H2O rx’dan sonra ortamdaki artan maddeler [OH-]= 0,166 mol / (100/1,1 + 100/ 1,42=161,333.10-3L ) =1,029= [KOH] pOH=0,01 pH=13,99 [KCl] = [Cl-]=0,548/0,161333=3,397 [K+] =3,397+1,029=4,426 M %KOH=1,029*5,6=5,762 21- (07.Yaz.V1) %98,5 K2Cr2O7 (294g/n) içeren 62,5 g numune %30HCl(aq)(d=1,15g/cc)’in 325mL ile rx’dan kaç g Cl2(g) oluştuğunu rx yazıp denleştirerek bulunuz. (Atom Kütleleri H=1, O=16, Cl=35,5, K=39, Cr=52…g/n) ➨CEVAP: K2Cr2O7 + 14 HCl (aq) ➔ 2KCl(aq)+ 2CrCl3(aq) + 3Cl2(g) + 7H2O (62,5*0,98) / 294=0,21n (325*1,15*0,3)/36,5=3,082n ➪ 0,21n K2Cr2O7x14=2,94n HCl gerekir. HCl fazladır ve sınırlayıcı bileşen K2Cr2O7 olup K2Cr2O7’nin mol miktarına göre çıkan Cl2(g) miktarı=0,21x(3/1)x71 = 44,73 g.dır. → ← ↑ ↓ ⇄ ⇌ ↔ ⇥ ➔ ➪ ➨⁂➠➡║│ Å ℃ Δ ∇ π Ӯ ϑ υ ν τ ε δ ζ α β γ ∂ σ б ә Ө ψ Ω Χ χ φ ρ Ψ ω μ η λ ā ū ñ ≠√ ∛ ∜ ∑ ∫ ∞ ≈ ~ ÷ ¯

KONU: 17’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 seçilecektir. Konunun daha iyi anlaşılması açısından konunun sonunda yer alan aşağıdaki sorulara da bakılırsa iyi olur. 9-12-14-17-19-31-35-39-41-45-49-51-57-61-65-69 -71-73-75- 83-105-106  ⇄ ⇌   ‾ + ÷   ↑↓ ↕ | 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