Genel Tampon Çözeltiler - 2 ( sunu ) M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 1 TAMPON ÇÖZELT İLER-2 Prof.Dr.Mustafa DEM İRM.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 2 Tampon çözelti Tampon çözelti: Konjuge asit-baz çiftinin bulundu ğu ve pH de ği şmelerine kar şı direnç gösteren çözeltilere denir. Zayıf bir asit-kuvvetli bir baz veya zayıf bir baz kuvvetli bir asit titrasyonlarında (karı şımlarında) konjuge asit/baz çifti içeren tampon çözelti olu şur. M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 3 Tampon çözeltilerin pH’larının hesaplanması Zayıf asit / konjuge baz tamponları Zayıf baz / konjuge asit tamponları tamponlar ı NaAc HAc / tamponlar ı Cl NH NH 4 3 /M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 4 Tampon çözeltilerin özellikleri Seyrelme nedeniyle pH de ği şimi Kuvvetli asit (veya baz) eklendi ğinde pH de ği şimiM.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 5 Tampon çözeltilerin pH’ının hesaplanması (Zayıf asit /konjuge baz tamponları) ) 1 ( 3 2 - + + ? + A O H O H HA ] [ ] ][ [ 3 HA A O H K a - + = ) 2 ( 2 - - + ? + OH HA O H A a Su b K K A HA OH K = = - - ] [ ] ][ [M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 6 GELEN DENKLEMDEN GELEN DENKLEMDEN HA OH O H C HA . 2 . 1 ] [ ] 3 [ ] [ (1).için, : Kütle - - + - =M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 7 GELEN DENKLEMDEN GELEN DENKLEMDEN NaA OH O H C A . 2 . 1 3 ] [ ] [ ] [ 2.için, - - - + - =M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 8 HA C [HA] a Yakla ştırm ? NaA C A = - ] [M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 9 ] [ ] ][ [ 3 HA A O H K Çözüm a - + = ] [ ] [ ] [ 3 - + = A HA Ka O H NaA HA C C Ka O H = + ] [ 3M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 10 NaA HA C C Ka pH log - = Esitligi Hasselbach Handerson ? + = HA NaA C C pKa pH logM.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 11 İkinci Çözüm: Sistematik yakla şımla çözüm - + + ? + A O H O H HA 3 2 ] [ ] ][ [ 3 HA A O H K a - + = - - + ? + OH HA O H A 2 a Su b K K A HA OH K = = - - ] [ ] ][ [M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 12 ) 1 ( ] [ ] [ - + = + A HA C C Kütle NaA HA ) 2 ( ] [ ] [ ] [ ] [ 3 - - + + + = + OH A O H Na Yük ) 3 ( ] [ NaA Na C C = + ) 4 ( ] [ ] [ ] [ 3 - - + + = + OH A O H C NaAM.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 13M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 14 Örnek: 0,4 M formik asit ve 0,1 M sodyum formiyat içeren çözeltinin pH de ğeri nedir? X 1,0 X X - 0,4 1,0 0 0,4 Baslang HCOO O H O H HCOOH 3 2 + + ? + - + 4 3 10 8 , 1 ] [ ] ][ [ - - + × = = HCOOH HCOO O H KaM.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 15M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 16 0 , 1 ] [ ] [ . . = ? + - - HCOO X HCOO i kontrol Yaklast Dogru › ? × + - 0 , 1 10 2 , 7 0 , 1 5 4 , 0 ] [ ] .[ = ? - HCOOH X HCOOH ii Dogru › ? × - - 4 , 0 10 2 , 7 4 , 0 5M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 17 ZAYIF BAZ - KONJUGE AS İT TAMPONLARI Örnek: 0,2 M NH 3 ve 0,3 M NH 2 Cl karı şımının pH de ğeri nedir?M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 18 () 1 10 70 , 5 10 3 3 2 4 - + + × = › + ? + Ka O H NH O H NH () 2 10 75 , 1 10 70 , 5 10 0 , 1 5 10 14 4 2 3 - - - - + × = × × = › + ? + b K OH NH O H NHM.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 19 ] [ ] [ ] [ ] [ 4 4 3 4 - + - + - ? - + = OH C O H OH C NH Cl NH Cl NH ] [ ] [ ] [ ] [ 3 3 3 3 - - + - ? - + = OH C OH O H C NH NH NH 3 , 0 ] [ 4 4 = ? + Cl NH C NH 2 , 0 ] [ 3 3 = ? NH C NHM.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 20 10 4 3 3 10 7 , 5 ] [ ] ][ [ ) 1 ( - + + × = = › NH O H NH Ka den 07 , 9 ] [ 10 55 , 8 2 , 0 3 , 0 10 7 , 5 ] [ ] [ ] [ 3 10 10 3 4 3 = = × = · × = = + - - + + pH O H NH NH K O H aM.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 21 ] [ 10 17 , 1 10 55 , 8 10 0 , 1 ] [ 5 10 14 - - - - - = × = × × = OH OH 2 , 0 10 17 , 1 10 55 , 8 2 , 0 3 , 0 10 55 , 8 10 17 , 1 3 , 0 kontrolü Kabullerin 5 10 10 5 ? × - × + ? × - × + - - - -M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 22 TAMPON ÇÖZELT İLER İN ÖZELL İKLER İ Tampon çözeltilerin pH’ları; 1. Seyrelme ile, 2. Kuvvetli asit (veya baz) eklenmesiyle, fazla de ği şmez.M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 23 HA için Ka = 1,0x10 -4 C HA = C HCl = 1,0 MM.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 24 ÖRNEK 0,20 M NH 3 ve 0,30 M NH 4 Cl içeren bir çözeltinin 400 ml’sine; a. 100 ml 0,05 M NaOH eklendi ğinde, b. 100 ml 0,05 M HCl eklendi ğinde, pH ne olur?, K a = 5,7x10 -10M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 25 Çözüm a) NH 3 çözeltisine NaOH eklendi ğinde gere ğince bir kısmı NH 3 ’e dönü şür. 100 ml NaOH eklendi ğinde ortamdaki toplam NH 3 deri şimi veNH 4 Cl deri şimi; O H NH OH NH 2 3 4 + ? + - +M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 26 M C NH 17 , 0 100 400 05 , 0 100 2 , 0 400 3 = + × + × = M C NH 23 , 0 100 400 05 , 0 100 3 , 0 400 3 = + × - × =M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 27 dengesi, iyonl. NH 4 + + + + ? + O H NH O H NH 3 3 2 4 10 4 3 3 10 7 , 5 ] [ ] ][ [ - + + × = = NH O H NH Ka ] [ ] [ ] [ 3 4 3 NH NH K O H a + + =M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 28 konursa, yerine degerler yukardaki 170 , 0 230 , 0 10 70 , 5 ] [ 10 3 · × = - + O H 10 3 10 71 , 7 ] [ - + × = O H 11 , 9 = pH e 9,11' den 9,07 ?pH de ği şimi pH = = 0,04 ?pH =M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 29 de eklendigin HCl ml 100 b) O H NH O H NH 2 4 3 3 + ? + + + M C NH 15 , 0 100 400 05 , 0 100 2 , 0 400 3 = + × - × = M C NH 25 , 0 100 400 05 , 0 100 3 , 0 400 4 = + × + × = +M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 30 150 , 0 250 , 0 10 70 , 5 ] [ ] [ ] [ 10 3 4 3 - + + × ? = NH NH K O H a 10 3 10 50 , 9 ] [ - + × = O H 02 , 9 = pH 05 , 0 02 , 9 07 , 9 = - = ?pH 05 , 0 = ?pHM.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 31 Tampon Kapasitesi Bir çözeltinin tampon kapasitesi bu çözeltinin 1,00 litresine eklendi ğinde pH de ğerini 1,0 birim de ği ştiren kuvvetli asit veya kuvvetli bazın mol sayısı olarak tanımlanır. Asitin deri şiminin konjuge bazın deri şimine oranı ‘1’ den büyük veya küçük de ğerlere gittikçe tampon kapasitesindeki dü şme artar. Kullanılabilir bir kapasiteye sahip bir tamponun pH’ı hazırlandı ğı asitin pK a de ğerinin ±1 kadar civarıdır.M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 32M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 33 grafik 4 0 1 2 3 4 5 6 -2 -1 0 1 2M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 34 Handerson-Hasselbach E şitli ği - + + ? A H HA ] [ ] ][ [ HA A H K a - + = ] [ ] [ ] [ - + = A HA K H a ? ? ? ? ? ? ? ? = - + ] [ ] [ log ] log[ A HA K H aM.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 35 ? ? ? ? ? ? ? ? + - = - - + ] [ ] [ log log ] log[ A HA K H a ( ) ] [ ] log[ log ] log[ - + - + - = - A HA K H a ] log[ ] log[ log - + - - = A HA K pH a ] log[ ] log[ HA A pK pH a - + = -M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 36 ] [ ] [ log HA A pK pH a - + = Handerson-Hasselbach E şitli ği Zayıf bir asit ve konjuge bazından olu şan karı şım için. Zayıf bir baz B ve onun konjuge asitinden olu şan tampon için. (Burada pKa BH+ ’nına yr ı şma sabitidir) ] [ ] [ log Asit Tuz pK pH a + = ] [ ] [ log + + = BH B pK pH a Not: Hem asit hem baz şeklinde ‘pay’ da baz ( A - , B ), ‘payda’ da ise asit yer almaktadır.M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 37 Genel olarak HA A HA A pKa pH ? ? ] [ ] [ log - - + =M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 38 Örnek NaOCl a ğartıcı olarak pH=6,20 ye tamponlanmı ş olarak kullanılır. Buradaki [OCl]/[HOCl] oranı nedir?M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 39 - + + ? OCl H HOCl 53 , 7 ] [ ] ][ [ = ? = - + a a pK HOCl OCl H K ] [ ] [ log HOCl OCl pKa pH - + =M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 40 ] [ ] [ log 53 , 7 20 , 6 HOCl OCl - + = 33 , 1 ] [ ] [ log - = - HOCl OCl 047 , 0 ] [ ] [ log = - HOCl OClM.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 41 Soru [B]=0,1026 M [BH + ]=0,0296 M pK a =8,075 597 , 157 136 , 121 = › = › mw lorür Trishidrok mw TrisM.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 42 ] [ ] [ log + + = HB B pK pH a 0296 , 0 1026 , 0 log 075 , 8 + = pH 61 , 8 = pHM.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 43 Not: Formülde çözelti hacmi yer almamaktadır. Çünkü hem pay hem de paydada yer aldı ğı için birbirini götürmektedir.M.DEM İR(ADU) 12-TAMPON ÇÖZELT İLER-2 44 hacmi Çözelti sayısı mol ın BH hacmi Çözelti molsayısı nin B log pK pH a + = molsayısı nın BH sayısı mol B' log pK pH a + + =