Sulu zeltiler ve Kimyasal Denge

Sulu zeltiler

suda iyonlarna ksmen ayrlan bileikler Suda tamamen iyonlaan bileiklerZayf Elektrolit Kuvvetli elektrolit.

suda znd zaman iyonlarna ayran ve elektrii ileten maddelere elektrolit denirElektrolit:

Sulu zeltileri elektrii iletmeyen maddelernonelectrolyte

Ktlece daha az olan (zc iinde dalan) bileene znen denir

Ktlece fazla olan (veya zme ilemini yapan) bileene zc denir.

znenzc,

iki veya daha fazla maddenin meydana getirdii homojen karmdr. zelti:

CO32-, PO43-HO-, S2-

Cl-, Br-, I- SO42-Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+ NH4+ NO3- ClO4- CH3CO2-

OH- 1.grup bileikleri (Na, K, Li,) ve NH4+ Ba(OH)2 Sr(OH)3 Ca(OH)2 hari suda znmez.

S2- 1.grup bileikleri (Na, K, Li,) NH4+ harisuda znmez.

CO32- 1.grup bileikleri (Na, K, Li,) ve NH4+hari suda znmez.

PO43- 1.grup bileikleri (Na, K, Li,) ve NH4+hari suda znmez.-

1A grup bileikleri (Na, K, Li,) ve NH4+ bileikleri suda tamamen znr.

NO3 (Nitrat), CHCOO- (asetat) ,ClO4 (perklorat)bileikleri suda tamamen znr.

Cl- Bileikleri (AgCl, Hg2Cl2, PbCl2) hari suda znr

SO42+ (Sr SO4, Ca SO4 , Ba SO4 , PbSO4 hari) suda znr.

znmeyenznen

znrlk Kurallar

Suda tamamen iyonlaan bileiklerKuvvetli elektrolit.

suda iyonlarna ksmen ayrlan bileikler Zayf Elektrolit

SULU ZELT KMYASI

Denge sabitinin deeri scakla baldr. Denge sabiti ifadesinde saf saf sv ve saf katlarla zclerin konsantrasyonu sabit olduundan yazlmaz.

[C]c [D]dK = ---------------------- K birimsizdir.

[A]a [B]b

aA + bB cC + dD

Bir kimyasal reaksiyonda, reaktiflerin ve rnlerin konsantrasyonlarnn oranlarnn sabit kald duruma kimyasal denge denir.

Kimyasal Denge

Dalma dengesi[I2]orgKd= ---------------

[I2]suda

I2 (suda) I2(org)

Kompleks Oluumu [Ni(CN)42-]4= ----------------------

[Ni2+] [CN-]4

Ni2+ (suda)+ 4CN-(suda) Ni(CN)42-(suda)

Zayf Asit ve Zayf bazlarn yonlamas

[H3O+] [CH3COO-]Ka=------------------------

[CH3COOH]

CH3COOH(s)H3O+(suda)+CH3COO-(suda)

Bir tuzun suda znmesiK= [Ca 2+] [CO32-]CaCO3(k) Ca 2+ (suda)+ CO32-(suda)

Suyun yonlamasKsu= [H3O+] [OH-]2H2O(s) H3O+ + OH-

[NH3]2K = ----------------

[N2] [H2]

N2(g)+ H2(g) 2NH3(g)

Denge tipiDenge fadesiReaksiyon

Arrhenius Asit-Baz TanmBase (1884)Brnsted-Lowry Asit-Baz Tanm (1923)Lewis asit-baz Tanm :

Asit- Baz Tanmlar

Ac tatlar vardrKayganlk hissi verirlerMetal iyonlar ile kelti verirlerTurnusol kad maviye evirirler.

Eki tatlar vardrMetalleri ve Karbonat tuzlarn zerlerTurnusol kadn krmzya evirirler

BazAsitAsit ve Bazlar

OH iyonu ieren ve suda zldnde OH iyonu oluturan maddelere Baz denir.

NaOH (aq) Na+ (aq) + OH -(aq)

Hidrojen ieren ve Suda zldnde H+ iyonu oluturan maddelere Asit denir.

HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq)

Arrhenius Asit-Baz Tanm(1884)

Asit- Baz Tanmlar

HF + H2O F + H3O+

H2PO4 + OH HPO42 + H2O

NH4+ + CO32 NH3 + HCO3

Konjuge Asit ve Baz iftleri

Baz + Asit Asit + Baz

H+ iyonu alma eiliminde olan maddelere baz denir..

NH3 + H2O NH4+ + OH-

Asit + Baz Baz + Asit

H+ iyonu verme eiliminde olan maddelere asit denir..

HCl + H2O Cl + H3O+

Brnsted-Lowry Asit-Baz Tanm (1923)

Baz elektron ifti veren tr, Asit ise elektron ifti alan maddedir

B + H+ B - H+

Lewis asit-baz Tanm :

HCl + NaOH H2O + NaCl

Bir asit ile bazn reaksiyona girerek birbirlerinin asit ve bazln ntrletirmesidir.

Reaksiyon sonucunda su ve tuz ad verilen iyonik bileik oluur

Ntralleme.

Amonyak (:NH3)Aminler (RNH2, R2NH, R3N), CH3CH2NH2, (CH3)2NH, (C3H7)3N, C5H5N

M2O or MOH, M= 1A(1) metalleri (Li, Na, K, Rb, Cs)MO or M(OH)2, M = Group 2A metalleri (Ca, Sr, Ba) [MgO andMg(OH)2

HF . HCN , H2S HClO, HNO2, ve H3PO4 Organik asitler (RCOOH), CH3COOH C6H5COOH

HCl, HBr, ve HI HNO3, H2SO4, HClO4 gibi Oksiasitler

NH3(g)+H20(l) NH4+ (aq)+ OH -(aq)NaOH (aq) Na+ (aq) + OH -(aqCH3COOH(aq) + H2OCH3COO-(aq +H3O(aq) HCl(aq) + H2O H3O+(aq) + Cl-(aq)

Suda ksmen iyonlaan bazlara zayf baz denir

Suda tamamen iyonlaan bazlar kuvvetli bazdr

Suda ksmen iyonlaan asitlere zayf asit denir

Suda tamamen iyonlaan asitlere kuvvetli asit denir.

Zayf bazKuvvetli bazZayf AsitlerKuvvetli Asit

Suda (ve baz zclerde) znd zaman iyonlaarak elektrii ileten zeltilere elektrolit denir. Kuvvetli elektrolitler bir zcde tamamen, zayf elektrolitler ksmen iyonlar.

Elektrolit

Asit ve bazlarn Kuvvetlilii

Bazik zeltilerpH > 7.00asidik zeltilerpH < 7.00ntr zeltilerpH = 7.00

H2O(l) + H2O(l) < -- > H3O+ + OH-

K [H2O]2 = Ksu = [H3O+][OH-] = 1.0 x 10-14 (25C)

Saf suda Hidronyum iyonu ve hidroksil iyonu konsantrasyonlar eittir.[H3O+]=[OH-]= 1.0 x 10-7 (25C)

pOH = -log [OH-]pOH

pH = - log[H3O+] pH = - log [H+]

Hidrojen iyonu konsantrasyonun eksi logaritmasdr. (logaritma on tabanna gre )

pH

Zayf Asit ve bazlarda Asitlik veya Bazlk denge sabiti kullanlr

Burada suyun iyonlamasndan gelen H+ ve OH- iyonlar duruma gre ihmal edilir veya edilmez.

Kuvvetli Asitlerde pH direkt kuvvetli asitten gelen H+ iyonu konsantrasyonu kullanarak hesaplanr.

Burada suyun iyonlamasndan gelen H+ ve OH- iyonlar ihmal edilir.

Zayf Asit ve Bazlarda Kuvvetli Asit ve Bazlarda

pH Hesaplamalar

pH = - log[H3O+]

HCl(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + Cl-(aq)

Kuvvetli Asitlerde pH direkt kuvvetli asitten gelen H+ iyonu konsantrasyonu kullanarak hesaplanr. Burada suyun iyonlamasndan gelen H+ ve OH- iyonlarihmal edilir.

Kuvvetli Asit ve Bazlarda

CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO-

[H3O+] [CH3COO-]Ka= -------------------------------

[CH3COOH]

HA(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + A-(aq)

[H3O+] [A-]Ka = -------------------------

[HA]

[H+] = ( Ka . [HA] )

Zayf Asit ve bazlarda Asitlik veya Bazlk denge sabiti kullanlr

Zayf Asit ve Bazlarda

soru : 0.125 M CH3COOH zeltisinin H+ konsantrasyonunu ve pHnhesaplaynz. Ka = 1.8 x 10-5

soru : 25C deki 0.0024 M hidroklorik asit zeltisinim [H3O+], pH, pOH nhesaplaynz.

pH = -log[H3O+] = (-1)log 10-2 = (-)(-2) = 2

Soru: 10-2 M hydronium iyonu ieren zeltinin pH nedir ?

zm:CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO-

Concentration (M) CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO-Initial 0.125 ---- 0 0Change -x ---- +x +xEquilibrium 0.125 - x ---- x x

x xKa= ------------

0.125-xKabul 0.125 - x = 0.125x2 = 2.25 x 10-5 x = 1.5 x 10-3 pH= 2.82

soru : 0.125 M CH3COOH zeltisinin H+ konsantrasyonunu ve pHnhesaplaynz. Ka = 1.8 x 10-5

Soru: 10^-8 M HCl zeltisinin pH n hesaplaynz. Ksu= 1 x 10^-14

znrlk arpm Sabiti

Alkali metallerin bileikleri suda znr, ancak bir ok bileik suda az znr.

Suda az znen bileikler iin znrlk arpm sabit scaklkta doygun zeltide iyon konsantrasyonlar arpmna eittir.

SrCrO4(aq) Sr2+(aq) + CrO42-(aq)K = [Sr2+] [CrO42-]

Soru: aadaki klarda meydana gelecek reaksiyonlar aklaynz

Na2CO3 ve CaCl2 bileikleri suda zlp kartrldnda

CuSO4 ve NaNO3 bileikleri suda zlp kartrldnda

CO32-, PO43-HO-, S2-

Cl-, Br-, I- SO42-Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+ NH4+ NO3- ClO4- CH3CO2-

OH- 1.grup bileikleri (Na, K, Li,) ve NH4+ Ba(OH)2 Sr(OH)3 Ca(OH)2 hari suda znmez.

S2- 1.grup bileikleri (Na, K, Li,) NH4+ harisuda znmez.

CO32- 1.grup bileikleri (Na, K, Li,) ve NH4+hari suda znmez.

PO43- 1.grup bileikleri (Na, K, Li,) ve NH4+hari suda znmez.-

1A grup bileikleri (Na, K, Li,) ve NH4+ bileikleri suda tamamen znr.

NO3 (Nitrat), CHCOO- (asetat) ,ClO4 (perklorat)bileikleri suda tamamen znr.

Cl- Bileikleri (AgCl, Hg2Cl2, PbCl2) hari suda znr

SO42+ (Sr SO4, Ca SO4 , Ba SO4 , PbSO4 hari) suda znr.

znmeyenznen

znrlk Kurallar

1.8x10-10AgCl Ag+ + Cl-1.6x10-5PbCl2 Pb2+ + 2Cl-

3.5x10-8MgCO3 Mg2+ +CO32-5.1x10-9BaCO3 Ba2+ +CO32-

1.6x10-24ZnS Zn2+ +S2-1.3x10-33Al(OH)3 Al3+ + OH-

Kznrlk DengesiKznrlk Dengesi

soru: CaF2 iin 3.9x10-11, olduuna gore CaF2 in suda ki znrln mol/L cinsinden hesaplaynz

Soru: kat baryum slfat 25C de saf suda bir ka gn alkalanarak bekletiliyor. Doymu zelti dengesinde 1.04x10-5M Ba2+, olduuna gre BaSO4 iin K yi hesaplaynz.

soru: Ca3(PO4)2, Ag2CrO4, CaF2, PbSO4 bileikleri iin znrlk arpmifadesini yaznz.

soru: Ag2SO4 znrln 1.0 M Na2SO4 varlnda hesaplaynz. Ag2SO4 iin K =1.4x10-5

Az znen bir bileiin znrl, dengede bulunan iyonlardan birinin eklenmesiyle azalr.

Ortak yon etkisi

Seimli ktrme

ar doygun zelti kme olur.Qi > Ksp

doygun zeltiQi = Ksp

kme olmazQi < Ksp

Qi iyonlar arpm herhangi bir anda zeltide bulunan iyonlarn konsantrasyonlarnn arpmdr

znrlk arpm ve kelti oluumu

Soru : 0.10 M AgNO3 zeltisi [CrO42-] = 0.010M ve [Br-]= 0.10M ieren zeltiye yava yava ekleniyor.

(Ag2CrO4 iin K 1.4x10-5, AgBr iin K 5.0 x10-13 )

a.AgBr (s) veya Ag2CrO4(s) hangisi ker

b.Ag2CrO4 kmeye balad anda zeltide kalan [Br-] konsantrasyonu nedir.

c.Br- ve CrO42- birbirinden ktrlerek ayrlabilir mi?

soru: 0.1 M Na2SO4 ve 0.1 M NaCl ieren zeltinin iyonik iddetini hesaplaynz.

= M1 Z12 + M2 Z22 + ... Mn Zn2Zx = X trnn yk = zeltinin iyonik iddetiMx = X trnn molar konsantrasyonu

zeltideki iyonlarn toplam konsantrasyonlarnn lsdr

yonik iddet:.

Az znen tuzlarn sudaki znrl, ortak iyon iermeyen elektrolit eklenmesi sonucu artar.

yonik trleri ieren dengeler zeltideki tm iyonlardan (eklenen elektrolitlerden) etkilenir. Bunun nedeni elektrolit iyonlar ile dengede yer alan iyonlar arasndaki elektrostatik ekme ve itme kuvvetleridir.

yonik Dengelere Elektrolitlerin Etkisi

ax = x [X] ax = X trnn aktivitesi x = aktivite katsays birimsizdir.[X]= X trnn molar konsantrasyonu

zeltilerde iyonik iddet artka iyonlarn etkin konsantrasyonu azalr.. Bir dengede yer alan iyonik trlerin belirli iyonik iddetteki etkin konsantrasyonunu ifade etmek iin aktivite terimi kullanlr.

Aktivite Katsayslar

0.51 Zx2( )- log x = --------------------------

1+ 3.3 x ( )x = aktivite katsaysZx = X trnn yk = zeltinin iyonik iddetix = hidratize X iyonunun nanometre cinsinden etkin ap

Aktivite katsays ok seyreltik zeltilerde 1 e eit olur.Yksz bir molekln aktivite katsays iyonik iddet ne olursa olsun yaklak 1 dir. Aktivite katsays elektrolitin cinsine deil iyonik iddete baldr.Belirli iyonik iddette, iyonik trlerin yk arttka aktivite katsays 1 den uzaklar.

Aktivite katsaysnn zellikleri ve hesaplanmas

Soru: CaF2 ile doymu 0.0125 M MgSO4 zeltisindeki Ca2+ konsantrasyonunu hesaplaynz.

CaF2 Ca2+ + 2F- K= 3.9 x 10-11

Denge sabiti ve znrlk arpm hesaplarnda molar konsantrasyonlarn kullanlmas daha dorudur. Trlerin Aktiviterinin kullanld denge sabitine termodinamik denge sabiti, znrlk arpmna da termodinamik znrlk arpm denir.AmBn eklinde bir kelek iin

K = aAm aBn = Am Bn [A]m [B]n = Am Bn K