Genel Asit ve Baz Kavramları ( sunu ) M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 1 AS İTLER VE BAZLAR AS İT VE BAZ KAVRAMLARIM.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 2 Asit ve baz, de ği şik zamanlarda de ği şik şekillerde tanımlanmı ştır. Bugün bu tanımların hepsi de kullanılmaktadır. Hangi tanımın en iyisi oldu ğu konusunda kesin bir kabul yoktur.M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 3 AS İT VE BAZLAR Arhenius’a göre Geni şletilmi ş Arhenius Bronsted-Lowry’e göre Lewis’e göreM.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 4 Arhenius’a göre Asit ve bazlarla ilgili ilk tanım Arhenius'un yaptı ğı tanımdır. Arhenius'a göre asit suda iyonla ştı ğında H + iyonu veren, baz ise OH- (hidroksit iyonu) iyonu veren maddelerdir. Buna göre HCl, HNO 3 , H 2 SO 4 , CH 3 COOH birer asit NaOH, KOH, Ca(OH) 2 , Al(OH) 3 ise birer bazdır. Çünkü bu maddeler suda H + veya OH- iyonu vererek iyonla şır. M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 5 Bu sistem çok kullanı şlı olmakla birlikte çok dar kapsamlıdır. Yalnız, yapısında H + veya OH - bulunan maddeleri tanımlayabilmektedir. Oysa, su içinden CO 2 gazı geçirildi ğinde çözelti asit özelli ği göstermekte veya NH 3 gazı geçirildi ğinde çözelti baz özelli ği göstermektedir. M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 6 Çözücü sistemi Bu nedenle. Arhenius'un tanımının biraz de ği ştirilerek su ile tepkimeye girdi ğinde suyun hidrojen iyonu (H + ) deri şimini artıran maddelere asit, hiroksit iyonu (OH - ) deri şimini artıran maddelere de baz denir şeklinde ifade edilmesi uygun görülmü ştür. Bu şekilde tanımlamaya çözücü sistemi veya geni şletilmi ş Arhenius tanımı da denir. Çünkü belirleyici olan maddenin çözücü ile tepkimeye girip H + veya OH - iyonu vermesidir. M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 7 Bu sisteme göre NH 3 , Na 2 S birer baz, CO 2 ve AlCl 3 ise birer asittir. Çünkü; + + + + + + + › + + + › + + › + + › + 2Na SH OH O H S Na 3Cl AlOH H O H AlCl OH NH O H NH CO 2H O H CO - - 2 2 - 2 2 3 - 4 2 3 - 2 3 2 2 tepkimeleri gere ğince suyun H + ve OH - iyonu deri şiminin artmasına neden olmaktadır.M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 8 Asit ve bazlarla ilgili daha geni ş bir tanım l923 yılında Danimarkalı Johannes Bronsted ve İngiliz Thomans Lowry tarafından birbirinden ba ğımsız olarak hemen hemen aynı zamanlarda yapılmı ştır. Bu nedenle kavram Bronsted-Lowry kavramı olarak alınır. M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 9 Bronsted ve Lowry tarafından yapılan bu tanım yalnız sulu çözeltileri de ğil susuz çözeltileri de kapsar. Bu tanıma göre proton verebilen maddelere asit, proton alabilen maddelere ise baz denir. Bu tanımda asit veya baz bir iyon olabilece ği gibi bir molekül de olabilir. M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 10 Bir bile şi ğin asit olarak davranabilmesi için verdi ği protonun bir alıcısının yani ortamda bir bazın bulunması gerekir. Şüphesiz bunun tersi de do ğrudur; bir bile şi ğin baz olarak davranabilmesi için ortamda bir proton vericisinin yani asitin bulunması gerekir.M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 11 Örne ğin; su ile hidroklorik asit arasındaki a şa ğıdaki iyonla şma denkleminde - 3 2 Cl O H O H HCl + ? + + •Hidroklorik asit proton veren, su ise bu protonu alan maddedir. •Bu tanıma göre HCl bir asit H 2 O ise bir bazdır. •Yukarıdaki dengenin soldan sa ğa do ğru de ğil de sa ğdan sola do ğru oldu ğu dü şünülürse H 3 O + hidrojen veren, Cl - ise bu hidrojeni alan maddedir. Bu durumda H 3 O + bir asit, Cl - ise bir bazdır.M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 12 Bronsted - Lowry tanımına göre bir asitin iyonla şmasıyla olu şan tür proton alma e ğilimindedir. Bu tür, kendini olu şturan asitin e şlenik(konjuge) bazı adını alır. Örne ğin; yukarıdaki iyonla şma dengesinde HCl bir asit, Cl - ise onun e şlenik bazıdır. Aynı şekilde H 2 O bir baz, H 3 O + ise onun e şlenik bazıdır.M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 13 KONJUGE AS İT-BAZ KAVRAMI (Asit) 1 (Baz) 1 + proton (Baz) 2 + proton (Asit) 2 (Asit) 1 + (Baz) 2 (Baz) 1 + (Asit) 2M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 14 proton (baz) (asit) veya proton baz e şlenik asit 1 1 + ? + ? Burada (baz) 1 , (asit) 1 ’in konjuge bazı veya (asit) 1 , (baz) 1 ’in konjuge asitidir. Bunlara konjuge asit/baz çiftleri denirM.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 15 Örne ğin, dengesinde asetat (Ac - ), asetik asitin(HAc) konjuge bazıdır. Asetik asit ise asetatın konjuge asitidir. - + + ? Ac H HAcM.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 16 Benzer şekilde her baz proton alarak kendinin konjuge asitini olu şturur. Bu iki tepkime birle ştirildi ğinde asit-baz nötralle şme tepkimesi meydana gelir. 2 2 (asit) proton (baz) ? + () ()()() 1 2 2 1 - 3 2 1 2 2 1 baz asit baz asit Cl O H O H HCl (baz) (asit) (baz) (asit) + ? + + ? + +M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 17 Birçok çözücü proton alma veya proton verme e ğilimindedir. Dolayısıyla çözdükleri maddenin asidik veya bazik davranı ş göstermelerine neden olurlar. Örne ğin amonyak su ile 2 1 2 1 4 2 3 (baz) (asit) (asit) (baz) OH NH O H NH - + + ? +M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 18 Bu tepkimede amonyak(baz), su(asit) ile tepkimeye girerek konjuge asit ve bazları olan amonyum(asit) ve hidroksit(baz) iyonları meydana gelmi ştir. Dolayısıyla amonyum iyonu amonya ğın konjuge asiti, hidroksit iyonu ise suyun konjuge bazıdır. M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 19 Öte yandan nitröz asit-su çözeltisinde su proton alarak baz özelli ği gösterir. Burada nitröz asitin konjuge bazı nitrit iyonu, suyun konjuge asiti ise hidronyum iyonudur 2 1 2 1 2 3 2 2 (baz) (asit) (asit) (baz) NO O H O H HNO - + + ? +M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 20 Bir asit veya bazın gücü, onun proton verme veya alma e ğilimi ile ölçülür. Örne ğin; kuvvetli birer asit olan HCl, HBr, HNO 3 , HClO 4 ve H 2 SO 4 su ile birle şip hidronyum iyonunu (H 3 O + ) ve sırasıyla NH 4 + Cl - , Br - , NO 3 - , ClO 4 - ve HSO 4 - iyonlarını verirler. Bu anyonlar yukarıdaki kuvvetli asitlerin birer zayıf e şlenik bazlarıdır. M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 21 Bir ba şka deyi şle, asit ne kadar kuvvetli ise onun e şlenik bazı o kadar zayıf, ne kadar zayıf ise e şlenik bazı da o kadar kuvvetlidir. Örne ğin; zayıf birer asit olan NH 4 + ve HCN iyonla ştı ğında kuvvetli birer baz olan NH 3 ve CN - verirler. M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 22 Baz Asit Konjuge Konjuge (Baz) OH (Asit) NH (Asit) O H ) ( 2 - 1 4 2 2 1 3 + ? + + Baz NHM.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 23 baz asit konjuge konjuge (Baz) OH (Asit) HNO (Asit) O H ) ( 2 - 1 2 2 2 1 2 + ? + - Baz NOM.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 24 baz asit konjuge konjuge ) ( (Asit) PO H (Asit) O H ) ( 2 2 1 4 3 2 3 1 4 2 Baz O H Baz PO H + ? + + -M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 25 baz asit konjuge konjuge (Asit) O H (Baz) HPO (Baz) OH ) ( 2 2 1 - 2 4 2 - 1 4 2 + ? + - Asit PO HM.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 26 Bronsted-Lowry kavramı Arhenius'un tanımlayamadı ğı birçok maddeyi de asit veya baz olarak tanımlar. Örne ğin; tepkimesinde NH 3 bir bazdır. Çünkü bir proton almı ş ve NH 4 + iyonunu vermi ştir. (Arhenius'a göre de bir bazdır, çünkü suyun OH - deri şimini artırmı ştır) - 4 2 3 OH NH O H NH + › + +M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 27 Ancak Bronsted-Lowry bu tepkimede yalnız NH 3 molekülünü tanımlamakla kalmaz. Denklemdeki bütün iyon veya molekülleri asit veya baz olarak tanımlar. Örne ğin; yukarıdaki tepkimede su bir asittir, çünkü proton vermi ş ve OH - hâline gelmi ştir. Aynı şekilde NH 4 + iyonu bir asit, OH - iyonu ise bir bazdır. Çünkü tepkimeyi iki yönlü ve olayın sol yöne kaydı ğını dü şünürsek NH 4 + iyonu bir proton vererek NH 3 hâline, OH - ise, bir proton olarak H 2 O hâline dönmektedir.M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 28 Amonyum klorür, alüminyum tuzları, demir(III) tuzları, krom tuzları, bakır tuzları ve çinko tuzları suya hidrojen iyonu verdiklerinden Bronsted-Lowry tanımına göre birer asittirlerM.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 29M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 30 Asit ve bazlarla ilgili bir ba şka tanım da Lewis tanımıdır. G ilbert N.Lewis’in 1938 yılında yaptı ğı tanıma göre bir çift serbest elektronu bulunan ve bunu ba şka bir atom, molekül veya iyonla ortakla şa kullanabilen maddeye baz, bazın bir çift elektronunu alarak ortakla şa kullanılabilen maddeye de asit denir. M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 31 Kısaca söylemek gerekirse Lewis tanımına göre bir kimyasal tepkime sırasında bir çift elektron veren baz bu elektronları alan ise asittir. Örne ğin; + + › + 4 3 NH H NH : denklemini bu tanıma göre incelersek, amonyak bir çift serbest elektrona sahiptir. Bu elektronlarını, hiç elektronu olmayan protona vererek NH 4 + iyonunu olu şturmu ştur. Buna göre NH 3 elektron çifti verdi ği için baz, H + ise bu elektronu aldı ğı için asittir.M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 32 Benzer şekilde, e şitli ğinde serbest elektronu bulunan OH - bir baz, bu elektronu alabilecek durumda olan H 3 O + ise bir asittir. Bu tanım daha geni ş kapsamlı bir tanım olup ilk iki tanımın dı şında kalan bile şikleri de asit veya baz olarak tanımlar. O 2H OH O H 2 - 3 › + +M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 33 Örne ğin; e şitli ğinde serbest elektronları bulunan azot nedeniyle trimetilamin bir baz, dolmamı ş yörüngeçlerine bu elektronları alabilecek durumda olan bor nedeniyle bortriklorür ise, bir asittir. ( ) ( ) 3 3 5 2 3 5 2 3 NBCl H C : N H C BCl › +M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 34 Yukarıda kısaca de ğinme ğe çalı ştı ğımız asit- baz kavramları arasında en çok kullanılanı Arhenius ve bunun geni şletilmişş ekli olan çözücü sistemidir. Bu kavramlarla sulu sistemlerdeki ço ğu tepkimeleri sınıflamak mümkündür ve yeterlidir. Bronsted -Lowry sistemi de özellikle sudan ba şka çözücüler söz konusu oldu ğunda önem kazanır. Sulu çözeltilerde de geni ş ölçüde kullanılır.M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 35 Lewis sistemi daha çok organik kimyada, tepkimeler ve kopleks bile şikleri olu şumunda önemlidir. Analitik kimya yönünden bu üç ayrı asit- baz tanımından ilk ikisi önemlidir. Bu derste kullanılan asit veya baz sözcükleriyle amaçlanan, ilk iki tanımın sınırları içinde kalacaktır.M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 36 AMF İPROT İK TÜRLER(AMFOTER İK ÖZELL İK) Hem asidik hem de bazik karakter gösteren türler. O H + HPO OH + PO H O H + PO H O H + PO H 2 - 2 4 - - 4 2 2 4 3 + 3 - 4 2 ? ?M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 37 AMF İPROT İK ÇÖZÜCÜLER Hem asitleri hem de bazlar ı çözen çözücüler. Örne ğin:H 2 O, CH 3 OH - 2 2 3 2 3 + 3 + 4 3 3 - 2 + 3 2 2 - + 4 2 3 NO + OH CH HNO + OH CH O CH + NH NH + OH CH NO + O H O H + HNO OH + NH O H + NH + ? ? ? ?M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 38 OTOPROTOL İZ Amfiprotik çözücülerin kendi kendilerine iyonla şmalar ı - 2 + 4 3 3 - - 2 - 3 2 3 3 3 - + 3 2 2 NH + NH NH + NH HCOO + HCOOH HCOOH + HCOOH O CH + OH CH OH CH + OH CH OH + O H O H + O H ? ? ? ? +M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 39 AS İT VE BAZLARIN KUVVETLER İ Asit ve bazlar ın kuvvetlerini belirleyen iyonla şma derecesidir. Tam olarak iyonla şanlar en kuvvetlidirler.M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 40 A şa ğıya do ğru asitlik azalır, bazlık artar 3 + 3 2 + 4 - 2 4 + 3 2 - 4 2 - 3 + 3 2 3 + 2 5 2 + 3 2 + 3 6 2 - 4 2 + 3 2 4 3 - + 3 2 - 4 + 3 2 4 NH O H O H + NH HPO + O H O H + PO H O CH + O H O H + OH CH O) AlOH(H + O H O H + O) Al(H PO H + O H O H + PO H Cl + O H O H + HCl ClO + O H O H + HClO ? ? ? ? ? ? ?M.DEM İRA S İT VE BAZ KAVRAMLARI 41