Genel Analitik Kimya - Sulu Çözelti ( sunu ) ANAL İT İK K İMYA DERS NOTLARI Yrd.Doç.Dr. Hüseyin ÇEL İKKAN 6. BÖLÜM : SULU ÇÖZELT İ K İMYASI ve K İMYASAL DENGESULU ÇÖZELT İ K İ MYASI Suda (ve baz di ğ er çö z ü c ü lerde) çö z ü nd ü kleri zaman iyonla şarak elektri ğ i ileten çö zeltiler olu şturan maddelere elektrolitler denir. Kuvvetli elektrolitler bir çö z ü c ü de tamamen, zay f elektrolitler ise k smen iyonla ş r. Elektrolit Çözeltileri Suda (ve baz di ğ er çö z ü c ü lerde) çö z ü nd ü kleri zaman iyonla şarak elektri ğ i ileten çö zeltiler olu şturan maddelere elektrolitler denir. Kuvvetli elektrolitler bir çö z ü c ü de tamamen, zay f elektrolitler ise k smen iyonla ş r. Asitler ve Bazlar 1923 y l nda, Danimarkal J. N. Br ø nsted ve İ ngiliz J. M. Lowry adl iki kimyac , ö zellikle analitik kimya i ç in faydal olan asit/baz davran ş ile ilgili bir teoriyi bir- birilerinden habersiz olarak ileri s ü rd ü ler. Br ø nsted-Lowry teorisine g ö re, bir asit, proton veren; bir baz ise proton alan maddedir. Bir t ü r ü n asit davran ş g ö sterebilmesi i ç in ortamda bir proton al c n n (yani bir baz n) bulunmas gereklidir. Benzer şekilde, proton ba ğ layabilen bir molek ü l, bir asit ile kar ş la ş rsa, baz olarak davran r. Asit veya baz d ş nda ortamda sadece çö z ü c ü (yani su bulunuyorsa) bu durumda asit varl ğ nda proton al c veya baz varl ğ nda proton verici madde, çö z ü c ü olmaktad r. Br ø nsted-Lowry tan m na g ö re, bir asitin iyonla şarak olu şturdu ğ u t ü r, proton alma e ğ ilimindedir ve kendisini olu şturan asitin konj ü ge (e şlenik) baz ad n al r. Konj ü ge Asit ler ve Bazlar Burada asit 1 ve baz 1 t ü rleri konj ü ge asit/baz ç iftidir. CH 3 COOH CH 3 COO - + H + Ger ç ekte, reaksiyon farkl d r Ger ç ekte, bir sulu çö zeltide asit ya da baz davran ş , suya verilen ya da al nan proton iyonlar (H + ) sayesinde ger ç ekle şir. A ş a ğ daki reaksiyonda amonyak (baz 1 ), su (asit 2 ) ile reaksiyona girerek konj ü ge asit olan amonyum iyonunu (asit 1 ) ve konj ü ge baz olan hidroksit iyonunu (baz 2 ) olu şturur. Amonyum, amonya ğ n konj ü ge asiti; hidroksit iyonu ise suyun konj ü ge baz d r. Nitr ö z asitin (HNO 2 ) konj ü ge baz nitrit iyonudur. Suyun konj ü ge asit ise H 3 O + şeklinde g ö sterilen hidratla şm ş protondur. Protonun bir su molek ü l ü ne kovalent ba ğ la ba ğ lanm ş oldu ğ u bu t ü re, hidronyum iyonu ad verilir. Bir asitin bir proton vererek olu şturdu ğ u konj ü ge baz , bir proton almak suretiyle ö nceki asit formuna tekrar d ö n üş me potansiyeline sahiptir. Bunun tersi de do ğ al olarak do ğ rudur. Buna g ö re nitrit iyonu, nitr ö z asitin proton vererek olu şturdu ğ u bir bazd r ve uygun bir vericiden bir proton alarak tekrar nitr ö z asite d ö nme ö zelli ğ ine sahiptir. İ şte bu ö zellik sebebiyledir ki, sodyum nitritin sulu çö zeltisi hafif ç e baziktir: Amfiprotik T ü rler Baz çö z ü nen t ü rler hem asidik hem de bazik ö zelli ğ e sahiptir. Bunlar amfiprotik madde ad n al r. Ö rne ğ in, dihidrojen fosfat (H 2 PO 4 - ), H 3 O + gibi bir proton vericinin varl ğ nda baz ö zelli ğ i g ö sterir. Dihidrojen fosfat ayn zamanda OH - gibi bir proton al c varl ğ nda asit ö zelli ğ i g ö sterir.Asitlerin ve Bazlar n Kuvvetleri Asitler, bulundu ğ u çö z ü c ü ye proton verme kabiliyetlerine g ö re kuvvetli veya zay f asit olurlar. HCl ve HClO 4 suda her ikiside kuvvetli asittir ve suya tam olarak protonlar n verirler. Oysa, asetik asit gibi bir çö z ü c ü de çö z ü nd ü klerinde proton verme kabiliyetleri kar ş la şt r labilir. Çü nk ü , asetik asitin suya g ö re proton (H + ) alma iste ğ i ç ok daha azd r. A şa ğ da baz asitlerin kuvvetlerine g ö re s ralamas yap lm şt r. Bu listeye bak ld ğ nda, en kuvvetli asitin konj ü ge baz n n en zay f asit oldu ğ unu s ö ylemek uygun olur.Çö zeltiler ve Deri ş imleri Molar Deri şim : 1 L çö zeltide bulunan ( 1 L çö z ü c ü de çö z ü nen ? de ğ il ) kimyasal maddenin mol say s d r. Molarite (M) olarak ifade edilir. Ayn zamanda 1 mL çö zeltide bulunan milimol cinsinden madde miktar da, Molariteyi g ö sterir. Analitik Molarite : 1 L çö zeltideki, çö z ü nenin toplam mol say s d r. ? Bir di ğ er ad da Formalite dir. Denge Molaritesi : Çö zeltide belirli bir t ü r ü n denge halinde bulunan ? molar deri şimini ifade eder. Y ü zde Deri şim : Pay ve paydan n k ü tle veya hacim birimleri ayn ? olmal d r. Milyonda k s m ve Milyarda k s m : Ç ok seyreltik çö zeltilerin • deri şimlerin ifade edilmesinde kullan l rlar. * Hem ppm hem de ppb birimleri sadece sulu çö zeltiler i ç in de ğ il, di ğ er s v lardan haz rlanan çö zeltiler i ç in, bir gaz n ba şka bir gaz i ç indeki miktar n n ifadesi (gaz-gaz, s v -gaz çö zeltileri) ve kat lar n birbirileri i ç erisinde çö z ü nmesiyle olu şturduklar ala ş mlar i ç in de kullan lmaktad r. Sulu çö zeltiler s ö z konusu oldu ğ unda, yeterince seyreltik oldu ğ undan; • (d 1 g/mL) K İ MYASAL DENGE Analitik kimyada kullan lan reaksiyonlar n neredeyse hepsinde, reaktiflerin tamam ü r ü nlere d ö n üş mez. Fakat bu reaksiyonlarda, reaktiflerin ve ü r ü nlerin deri şim oranlar n n sabit kald ğ bir kimyasal denge durumuna ula ş l r. Denge sabiti ifadeleri, denge durumunda reaktifler ile ü r ü nlerin deri şimleri aras ndaki cebirsel ili şkiyi g ö sterir. Kimsayal denge ifadesini g ö stermek i ç in, a şa ğ daki genel e şitli ğ i g ö z ö n ü ne alal m: Reaksiyonun denge-sabiti ifadesi a şa ğ daki gibi yaz l r: Bir kimyasal dengeyle ilgili genel prensipler : Denge sabiti, deri şimden ba ğ ms zd r. ? Kimyasal bir denge, daima o dengeye d şar dan yap lacak etkiyi yok ? edecek y ö ne do ğ ru kayar ( Le Ch â telier prensibi).ANAL İ T İ K K İ MYADA KULLANILAN K İ MYASAL DENGE DURUMLARI ZAYIF AS İ T ve BAZLARIN İ YONLA Ş MALARI NH 3 ve NH 4 + konj ü ge baz ve asit ç iftini d üşü nelim : Bir denge sabiti ifadesi di ğ eri ile ç arp l rsa, a şa ğ daki e şitlik bulunur: İ HMAL YAPARKEN D İ KKAT ED İ LMES İ GEREKEN HUSUSLAR İ HMAL YAPARKEN D İ KKAT ED İ LMES İ GEREKEN HUSUSLAR