Çözeltiler, asitler ve...

66
ORGANİK KİMYA Yrd. Doç. Dr. Serkan SAYINER Yakın Doğu Üniversitesi, Veteriner Fakültesi, Biyokimya Anabilim Dalı [email protected]

Upload: others

Post on 14-Jan-2020

10 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ORGANİK KİMYAYrd. Doç. Dr. Serkan SAYINER

Yakın Doğu Üniversitesi, Veteriner Fakültesi, Biyokimya Anabilim Dalı

[email protected]

Page 2: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ÇÖZELTİLERDispers sistemler, Hidratasyon, Çözelti Çeşitleri

Page 3: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ÇÖZELTİLER

İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlaraçözeltiler adı verilir.

Bir komponent diğerinden daha fazla miktarlarda bulunursa,

bu komponente çözücü (dispersiyon ortamı, solvent, iç faz)

adı verilir.

Komponentlerden az olana çözünen (disperz faz) adı verilir.

• Bir çözücü içerisinde birden fazla çözünen bulunabilir.

Page 4: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ÇÖZELTİLER

Çözücüler;

• Polar

• Apolar (+ veya – karakter göstermeyen, hiçbir madde tarafından çekilmeyen)

En iyi polar çözücü sudur.

-OH, -OR, -NR2 ,- NR3, -COOH, -COO-

Karbontetraklorür ya da benzol gibi apolar çözücülerde hidrokarbonlar gibi hidrofobik (suyu kabul etmeyen) maddeler çözünürler.

• Bu tür maddeler yağlar içinde çok iyi çözündüklerinden lipofilik maddelerolarak da isimlendirilirler.

Page 5: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ÇÖZELTİLER

Polar çözücülerde, tuzlar ve hidrofilik gruplara sahip organik bileşikler gibi polar bir kuruluşa sahip olan maddeler en iyi şekilde çözünürler.

Dispers Sistemler;

• Gerçek çözeltiler: Disperz faz partiküllerinin çapı 1 nm’den küçüktür.

• Kolloidal çözeltiler: Disperz faz partiküllerinin çapı 1-100 nmarasındadır.

• Süspansiyonlar: Disperz faz partiküllerinin çapı 100 nm’den büyüktür.

Page 6: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

Gerçek Çözelti Kolloidal Çözelti Süspansiyonlar

İç faz parçacıklarının büyüklüğü

< 1 nm

İç faz parçacıklarının büyüklüğü

1-100 nm arası

İç faz parçacıklarının büyüklüğü

> 100 nm

Homojendirler Heterojendirler Heterojendirler

Çözücü ve çözen madde dışında

üçüncü bir birimgibi davranır.

Viskozitesi düşüktür. Vizkozitesi yüksektir. Vizkozite çok yüksektir.

Ozmotik basınç yüksektir. Ozmotik basınç düşüktür. Ozmotik basınç göstermez.

Işık geçirilirse çözeltinin tamamı

aydınlanır.

Işık geçirilirse sisli bir görünüş alır.

Buna Tyndall etkisi denir.

İç faz parçacıkları en güçlü optik ve

elektronik sistemlerle dahi görülmez

İç faz parçacıkları elektron mikroskop

ile görülebilir.

İç faz parçacıkları ışık mikroskobu

hatta gözle bile görülebilir.

İç faz parçacıkları moleküler

hareketler yaparlar.

İç faz parçacıklarında Brown hareketi

görülür.

İç faz parçacıklarında yavaş Brown

hareketi görülür.

İç faz parçacıkları süzgeç kağıdından

süzmek yada zardan dializ etmek ile

ayrılmaz.

İç faz parçacıkları süzgeç kağıdından

süzmek ile ayrılmaz, dializ etmek ile

ayrılır.

İç faz parçacıkları süzgeç kağıdından

süzmekle de dializ etmek ile de

ayrılır.

DİSPERS SİSTEMLER

Page 7: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ÇÖZELTİLER

Gerçek Çözeltiler;

• Homojen karışımlardır.

• Saydam ve berrak görünürler.

• Asit-baz ve tuz gibi iyonik maddelerle hazırlanmış sulu çözeltiler

elektrik akımını iletir.

Elektrik akımını ileten çözeltilere ELEKTROLİT ÇÖZELTİ denir.

Elektrik akımını ileten metallere ELEKTROT denir.

Page 8: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ÇÖZELTİLER

HİDRATASYON

• Katı bir maddenin çözünmesinde kristalin yapı taşları

birbirlerinden ayrılırlar ve çözücüye taşınırlar.

• Bu sırada bu yapı taşları solvent molekülleri tarafından

sarılırlar, bir başka deyişle solvatize edilirler.

• Çözücü olarak su kullanılıyorsa bu olay hidratasyon

adını alır.

Page 10: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ÇÖZELTİLER

HİDRATASYON

• Başka bir ifade ile; iyonik bileşikler polar sıvılarda çok

iyi çözünürler.

• Çünkü polar çözücü molekülleri, bileşikteki zıt yüklü

iyonları iyon-dipol çekim kuvvetleri ile çekerek iyonun

etrafını çözücü molekülleri ile sararlar.

• Bu tür iyonlara solvatize iyonlar adı verilir.

Page 11: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ÇÖZELTİLER

HİDRATASYON

• Bir maddenin suda çözülmesinde hareketli katyonlar ve

anyonlar oluşur ve her iki iyon türü de su molekülleri

karşısında ters bir yerleşim gösterirler.

• Çıplak halde bir katyonun solvent molekülü ile

sarılmasında oldukça dikkat çekici bir miktarda enerji

serbest bırakılır. Bu enerjiye solvatasyon enerjisi adı

verilir.

Page 12: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ÇÖZELTİLER

HİDRATASYON

• Anyon ve katyonların solvatasyon enerjilerinin toplamı kristal yapının çözülmesi için gerekli olan enerji miktarından büyükse çözülme işlemi sırasında çözeltinin ısısı yükselir.

• Bir iyon ne kadar küçükse ve yükü ne kadar büyükse o derecede kuvvetli olarak solvatize edilir.

• Solventin polaritesinin düşmesi ve ısının yükselmesi ile solvatasyon azalır, solvent boşluğunda bulunan molekül sayısıda daha az olur.

Page 13: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ÇÖZELTİLER

HİDRATASYON

• Solvent boşluğunun büyük olması, solvent boşluğunun çapının büyümesine ve hidratize edilmiş parçacıkların hareketlerinin azalmasına neden olur.

• Porları küçük olan zarlardan parçacıkların geçişi de engellenir. Bu olay hücre zarından madde transportunda önem kazanır.

• Bir çözelti çözücüden daha düşük buhar basıncına sahip olduğundan daha yüksek ısı derecelerinde kaynar.

Page 14: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ÇÖZELTİLER

HİDRATASYON

• Bir çözücünün kaynama noktası yükselmesi çözücüde

çözünen parçacıkların (iyon yada molekül) sayısı ile doğru

orantılıdır.

• Aynı durum donma noktası düşmesi içinde geçerlidir. Bir

çözelti saf çözücüye göre daha düşük ısılarda donar.

Page 15: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ÇÖZELTİLER Bileşenlerin fiziksel haline göre;

• Çözücü / Çözünen

• Katı-Sıvı çözeltileri: Tuzlu su

• Katı-Katı çözeltileri: Alaşımlardır. Çelik, C ve Fe karışım

• Katı-Gaz çözeltileri: İyot buharı ve hava karışımı

• Sıvı-Sıvı çözeltileri: Sirke, asetik asit ve tuz karışımı

• Sıvı-Katı çözeltileri: Amalgam; civa ve gümüş karışımı

• Sıvı-Gaz çözeltileri: Su buharı ve hava karışımı

• Gaz-Gaz çözeltileri: Hava

• Gaz-Sıvı çözeltileri: Gazoz ; CO2 ve su karışımı

• Gaz-Katı: Hidrojen ve paladyum karışımı

Page 16: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ÇÖZELTİLER

Çözünen miktarına göre;

• Seyreltik/Dilue çözelti: Çözünen

miktarının çözücünün miktarına göre

az olduğu çözeltilerdir.

• Derişik/Yoğun/Konsantre çözelti:

Fazla miktarda çözünmüş madde

içeren çözeltilerdir.

Kaynak: Romero

Page 17: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ÇÖZELTİLER

Çözünenin çözünürlüğüne göre;

• Doymamış çözelti: Belirli bir sıcaklıkta çözebileceği miktardan

daha az çözünen bulunduran çözeltilerdir.

• Doymuş çözelti: İçerisinde daha fazla madde çözünemeyen

çözeltilerdir.

• Aşırı doymuş çözelti: Çözünebileceğinden daha fazla çözünen

bulunduran çözeltilerdir.

Page 18: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

Doymamış çözelti Doymuş çözelti Aşırı

Doymuş çözelti

Çökelti

Page 19: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ÇÖZELTİLER

Elektrik iletkenliğine göre;

• Elektrolit çözelti: Sulu çözeltisi elektrik akımını ileten

çözeltilerdir (Tuzlu su). Elektron kaybetmiş veya almış iyonlar,

atomlar veya moleküller içerir. Aynı zamanda iyonik

çözeltilerde denir.

• Elektrolit olmayan çözelti: Sulu çözeltisi elektrik akımını

iletmeyen çözeltilerdir (şekerli su).

Page 20: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

Elektrolit olmayan

çözelti

Zayıf

Elektrolit çözelti

Güçlü

Elektrolit çözeltiEtanol/Distile Su Asetik asit çözeltisi KCl

Kaynak: PhilSchatz

Page 21: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ÇÖZELTİLER

Çözüneni uçucu olmayan sıvı çözeltilerde, Çözeltinin;

• Kaynama noktası saf çözücünün kaynama noktasından

yüksektir.

• Donma noktası, saf çözücünün donma noktasından

düşüktür.

• Buhar basıncı, saf çözücünün buhar basıncından

düşüktür.

Page 22: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ÇÖZELTİLER

Çözüneni uçucu olmayan sıvı çözeltilerde

çözünen madde miktarı (Derişim) arttıkça;

1. Kaynama noktası yükselir.

2. Donma noktası düşer.

3. Buhar basıncı düşer.

Page 23: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ÇÖZELTİLER Bir maddenin elektrik akımını iletebilmesi için;

i. Serbest halde elektronu olmalıdır. Bu olay metallerde vardır.

ii. Yapısında Anyon (-) ve Katyon (+) bulunmalıdır.

iii. Bileşikler katı halde elektriği iletmezler. Sıvı halde ve çözeltilerinde, iyonik bileşikler elektrik akımını iletir.

iv. Bir çözeltide iyon sayısı arttıkça, ya da sıcaklık arttıkça çözeltinin iletkenliği artar (Endotermik çözünmelerde).

v. Metallerin elektrik iletkenliği elektron akışı ile olur (Ötelenme hareketi), olay fizikseldir.

vi. Bileşiklerin sulu çözeltilerinin elektrik iletkenliği kimyasal yollarla olur.

vii. Suda moleküller halde çözünen (ağ örgülü) maddelerin çözeltileri elektrik akımını iletmez.

Page 24: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLARÖzellikleri, Reaksiyonlar, pHdeğeri, İndikatörler, Tamponlar

Page 26: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

Brønsted & Lowry Asit ve Bazları

Lewis Asit ve Bazları

Page 27: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

Brønsted & Lowry’e göre;

• Asitler sulu ortamlarda proton veren

(H+ iyonları) maddelerdir.

• Bazlar ise sulu ortamlarda proton

alan (proton akzeptörü, H iyonları

alan) maddelerdir.

Johannes Nicolaus

Brønsted

Thomas Martin

Lowry

BLA BLB

HCl + H2O H3O+ + Cl-

Page 28: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

Burada NH3 bir bazdır. Çünkü sudan proton almıştır. H2O,bir asittir. Çünkü H+ vermiştir.

Öte yandan bu bir denge tepkimesidir. Sol yöne olan tepkime düşünülürse NH4

+ iyonu bir proton vericisi, OH- ise bir proton alıcısıdır. Dolayısıyla NH4

+ iyonu bir asit, OH- ise bir bazdır.

NH3

+ H2O NH

4

++ OH

-

BLABLB

Page 29: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

Bir başka deyişle tepkimede 2 asit ve 2 baz vardır.

Her asit bir baz ile çifttir. Bunlara «Eşlenik Çiftler» veya

«Konjuge çiftler» denir.

Mesela NH4+ iyonu NH3 bazın konjuge asidi; NH3 ise NH4

+

iyonunun (asitinin) konjuge bazıdır.

NH3

+ H2O NH

4

++ OH

-

BLABLB Konjuge

asit

Konjuge

baz

Page 30: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

Bir asit ortamda akseptör olarak bir bazın varlığında H’lerini

(protonlarını) verebilir. Bir HA asidi protonunu bir B bazına

verirse;

HA H++A

-

B+H BH+

Toplam HA+B BH++A

-

A-,

HA’nın konjuge bazıdır.

HA ise A-’nın konjuge asididir.

Page 32: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

Asitlere özgü ortak özellikler:

Yapılarında H iyonu vardır.

Aktif metallerle birleşince H2 gazı verir.

Mavi turnusolu kırmızıya çevirirler.

Seyreltik çözeltilerinin tadı ekşidir.

Bazlara özgü ortak özellikler:

Yapılarında OH iyonu vardır.

Asitlerle birleşince tuz oluşturur.

Kırmızı turnusolu maviye çevirirler.

Seyreltik çözeltilerinin tadı acıdır.

Page 33: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

Lewis’e göre;

• Elektron çifti alan (akseptör) maddeye Lewis

asidi, elektron çifti veren(donor) maddeye Lewis

bazı denir.

• Bronsted asit-baz kavramı moleküller arasındaki proton

transferi üzerine odaklanır. Proton transferi olmadan

gerçekleşen ve benzer özellikler gösteren tepkimeler

dikkate alındığında tanım yetersizdir.

Gilbert Newton

Lewis

Page 34: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

A (Asit elektrofil) + :B (baz nükleofil) → A-B (kompleks)

Pek çok metal katyonu Lewis asitleri gibi davranır.

Cu2+ + 4 :NH3 [Cu(NH3)4]2+

Fe3+ + 6 :CN [Fe(CN)6]3-

Page 35: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

SU İLE ASİT-BAZ REAKSİYONLARI

ELEKTROLİT: Bir sıvı içerisinde elektriksel yükü ileten maddelere denir.

Elektrolitler polar çözücülerde elektrik akımını iletirler.

Elektriksel alanda pozitif yüklü iyonlar katoda göçtüklerinden katyon, negatif yüklü parçacıklar anoda göçtüklerinden anyon olarak isimlendirilir.

Page 36: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

SU İLE ASİT-BAZ REAKSİYONLARI

Gerçek Elektrolitler: Kafes yapılarında bu iyonları içerirler.

Potansiyel Elektrolitler: Çözücü ile olan reaksiyonlarında

iyonlar oluştururlar.

• Örneğin HCl.

Na+Cl-(kristalize) nNa(su) + nCl-(su)

Page 37: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

SU İLE ASİT-BAZ REAKSİYONLARI

Suda bir maddenin çözeltilmesinde serbest

hareket edebilir solvatize iyonların oluşumu

elektrolitik dissosiasyon olarak tanımlanır.

R-COOH

H2O

H+

(su)+ R-COO

-

(su)

Page 38: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

SU İLE ASİT-BAZ REAKSİYONLARI

Kuvvetli elektrolitler, suda tamamıyla dissosiye

(iyonize) olan elektrolitlerdir(NaCl).

Zayıf elektrolitlerde dissosiyasyon çok azdır (R-COOH).

Kuvvetli asitler: Sulu çözeltilerinde ortama H+ iyonu

verirler.

Kuvvetli bazlar: Sulu çözeltilerinde ortamdan H+ iyonu

alırlar.

Page 39: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

SU İLE ASİT-BAZ REAKSİYONLARI

Suda çözündüklerinde büyük oranda iyonize olan

asitler kuvvetli asitlerdir (Ka değerleri büyük, pKa

değerleri küçük).

Suda çözündüklerinde az miktarda iyonize olan

asitler zayıf asitlerdir (Ka değerleri küçük, pKa

değerleri büyük).

Page 40: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

Protoliz: H+ iyonunun su üzerinde taşınmasıdır.

Bir madde birden fazla dissosiye olabilir protona sahipse

protoliz olayı ardarda olur.

H3PO4H2PO4

- + H+ (primer fosfat)

H2PO4- HPO4

-- + H+ (sekunder fosfat)

HPO4-- PO4-- + H+ (tersiyer fosfat)

Page 41: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

Tuzların suda çözeltilmelerinde protoliz

• Zayıf asitlerin tuzları alkali reaksiyon verirler. Çünkü anyonlar

su ile OH- iyonları oluşturarak reaksiyon verirler.

• Zayıf bazların tuzlarının sulu çözeltileri ise katyonların su ile H+

iyonları oluşturması nedeniyle asidiktirler.

Örn: Sodyum karbonat CO3-- + H2O HCO3

- + OH-

NH4+ + H2O NH3 + H3O

Page 42: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

Suyun Otoprotolizi, pH ve pOH değerleri

• Su hem bir proton vericisi hem de bir proton alıcısı olarak görev

yapar. Bu nedenle su bir amfolittir ve amfoter yapıya

sahiptir.

• Suyun amfolit yapısı saf su içinde oluşan otoprotolizlede ortaya

konabilir. Saf sudaki otoprotoliz olayında bir su molekülünün H+

iyonu bir başka su molekülüne taşınır.

H 2O H + +OH -

asit baz

H + + H 2O H3 O+

asit

Page 43: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

Aynı bileşiğin iki molekülü arasındaki protolize oto-protoliz

denir.

Suyun oto-protoliz dengesi;

H 2 O + H 2 O OH + H 3 O+

A1 B2 B1 A2

Page 44: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

pH Değerinin Tıptaki Önemi

• Kanın normal pH değerinin asit yöne kayması asidoz, alkali

yöne kayması ise alkaloz olarak tanımlanır.

• Vücutta bir dizi fonksiyon pH değeri tarafından etkilenir.

• Hemoglobinin oksijen bağlama yeteneği,

• Protein yükleri ve protein molekülleri arasındaki hidrojen köprüleri,

• Kemik yapımı ve yıkımı.

Page 45: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

Hem asitlerle hem de bazlarla tuzlar oluşturabilen maddelere amfolitler ya da amfoter elektrolitler denir.

Özellikleri;

1. Asit ortamda katyonlar alkalik ortamda ise anyonlar oluştururlar.

2. Bir amfolit belirli pH’da aynı sayıda negatif ve pozitif yük taşırlar. Bu pH’ya amfolitin izoelektrik noktası denir.

3. Bir amfolit asit reaksiyonda katoda, alkali reaksiyonda anoda göç ettiği halde izoelektrik noktada hareket etmez.

Page 46: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

Özellikleri;

4. Amfolitler ortamın pH’sına göre hem H+ iyonlarını, hem de OH-

iyonlarını bağlayabilirler. Bu nedenle amfolitler gerek asitlere karşı gerekse bazlara karşı tampon görevi görürler.

5. H+ + OH- iyonlarının konsantrasyonlarının birbirlerine eşit olduğu noktaya nötral nokta adı verilir.

6. H+ + OH- iyonlarının konsantrasyonları birbirleri ile ters orantılıdır. 25 °C‘ deki saf suda H+ ve OH- in molar konsantrasyonu eşittir ve çözelti nötraldir.

pHH

H

OH

= = −

= = =

+

+

log log10 10

1

25

1 7

C'deki nötral bir çözelti için,

H x 10 pH = log1

1 x 10

0

+ -7

-7

Page 47: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

İNDİKATÖRLER

• Çözeltinin pH’sına bağlı olarak renk değiştiren kompleks

yapıdaki organik bileşiklere indikatör denir.

• Bu tür çözeltiler titrasyonun bitiş noktasını saptamak amacıyla

kullanılır.

• İndikatörleri asit baz, redoks ve çöktürme indikatörleri olarak

ayırabiliriz.

• İndikatörün renk değiştirdiği noktaya dönüm noktası denir.

Page 48: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

Asit-Baz İndikatörler

Asit Baz indikatörleri zayıf asit veya zayıf bazdırlar. Genelde indikatörle HIn sembolü ile gösterilirler. Bu indikatörlerin ayrışma tepkimeleri yazılacak olursa;

Kırmızı Mavi

Örneğin metil kırmızısı [HIn] formundayken kırmızı, dissosiye olduktan sonra [In- ] formunda ise mavi renktedir.

HIn H + In +

Kýrmýzý Mavi

Page 49: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

İndikatör İsmi pH Sınırları Renk Değişikliği

Timol mavisi 1.2 – 2.8 Kırmızı → Sarı

Bromfenol mavisi 3.0 – 4.6 Sarı → Mavi

Metil kırmızısı 4.4 – 6.0 Kırmızı → Sarı

Brom krezol moru 5.8 – 6.8 Sarı → Mor

Fenol kırmızısı 6.8 – 8.0 Sarı → Kırmızı

Meitl oranj 2.9 – 4.0 Kırmızı → Sarı

Fenolftalein 8.3 – 10.0 Renksiz → Pembe

Turnusol 7.0 Kırmızı → Mavi

ASİTLER ve BAZLAR

Page 51: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

Vücut Sıvılar pH değerleri

Plazma 7,38 – 7,44

Pankreas Sıvısı 7.5 – 8.00

Tükrük 6.35 – 6.85

Mide Özsuyu 0.9 – 1.6

Süt 6.6 – 6.9

İdrar 4.8 – 7.5

Page 52: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

pH ölçümünde kullanılan teknikler iki grupta

incelenir.

• Elektrometrik Yöntemler: İki elektrot arasındaki

potansiyel farkın bir galvanometre ile ölçülmesi

esasına dayanır.

• Kolorimetrik Yöntemler: Bazı boya maddelerinin

belirli pH değerlerinde renk değiştirmesi esasına

dayanır. Ortamın H iyon konsantrasyonuna göre

renk değiştiren maddelere indikatör denir.

Page 53: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

ASİTLER ve BAZLAR

Nötralizasyon

• Bir asitle bir bazın reaksiyona sokulmasına nötralizasyon adı

verilir.

• HCl+NaOH

• Aynı normaliteye sahip asit ve bazların eşit hacimleri birbirleri

ile reaksiyona girerler.

• Asit ve bazların titrasyonlarında kullanılırlar.

Page 54: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

TAMPONLAR

Zayıf bir asit (proton donörü) ve onun konjuge bazını

(proton akseptörü) eşit miktarlarda içeren karışımlar

tampon sistemi olarak bilinirler.

Tamponlar, küçük miktarlarda asit (H+) veya baz (OH-)

eklendiğinde pH değişikliklerine karşı koyma eğiliminde

olan sulu sistemlerdir.

Page 55: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

BİYOLOJİK TAMPONLAR

Sulandırma

Solunum

Renal Mekanizma

Tampon Sistemler

• Kan plazmasında: Bikarbonat-Karbonik asit, Fosfat-Fosfotik asit, Proteinat-Protein Tamponu

• Eritrositlerde: Hemoglobinat-Hemoglobin, Oksihemoglobinat-Oksihemoglobin

• Lenf, BOS, transüdatlarda: Bikarbonat, fosfat tamponları

Page 56: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

BİYOLOJİK TAMPONLAR

pH, zayıf asit ile onun konjuge bazının bir

karışımının tamponlama etkisi ve zayıf asidin

pKa’sı arasındaki kantitatif ilişki, Henderson-

Hasselbalch denklemi ile ifade edilir.

Page 57: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

BİYOLOJİK TAMPONLAR

Henderson-Hasselbalch denklemi, her hangi bir pH’da

proton donör ve proton akseptörün molar oranını

hesaplamaya yarar.

Örneğin; asetik asidin pKa değeri 4,76 olduğuna göre

asetat ve asetik asitten pH’ı 5,30 olan asetat tamponu

hazırlamak için gerekli asetat ve asetik asidin molar

konsantrasyon oranı.

Page 58: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

BİYOLOJİK TAMPONLAR

Henderson-Hasselbalch denklemi, verilen bir pKa ve molar

orana göre bir asit-baz çiftinin pH’ını hesaplamaya yarar.

pH = pKa + log[asetat]

[asetik asit]

log[asetat]

[asetik asit]= pH – pKa

= 5.30 – 4.76 = 0.54

[asetat]

[asetik asit]= antilog 0.54 = 3.47

Page 59: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

BİYOLOJİK TAMPONLAR

İdeal bir tampon şu özellikleri taşımalıdır:

• Arzu edilen pH sınırlarına uygun tampon kapasitesine sahip

olmalıdır.

• Çok saf olarak elde edilebilmelidir.

• Enzimatik ve hidrolitik olaylara dayanıklı olmalıdır.

• Tamponun oluşturacağı pH, ortamın ısısı, iyon içeriği ve

konsantrasyonundan en az derecede etkilenmelidir.

Page 60: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

BİYOLOJİK TAMPONLAR

İdeal bir tampon şu özellikleri taşımalıdır:

• Toksik ve inhibitör etki taşımamalıdır (Çoğu enzimler fosfat

tamponlarınca inhibe edilirler).

• Katyonlar ile yaptığı kompleksler çözünür nitelikte olmalıdır.

• Ultraviyole ve görünür sahada ışığı absorbe etmemelidir.

Page 61: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

BİYOLOJİK TAMPONLAR

Tampon Kapasitesi

• Zayıf asit ile konjuge bazının eşit molar karışımı maksimal tampon

kapasitesine sahiptir ve tamponun etki sahası pH=pK asit ± 1’dir.

• Bir sistemin pH değeri asit ve konjuge bazının molar

konsantrasyonlarının oranına bağlıdır. Bu nedenle çözeltinin

seyreltilmesi pH değişimine yol açmaz.

• Zayıf asit ile konjuge bazının molar konsantrasyonlarının bilinmesi

ile çözeltinin pH değeri hesaplanabilir.

• Zayıf asit ile konjuge bazının molar konsantrasyonlarının yükselmesi

ile tamponun kapasitesi yükselir.

Page 62: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

SORU 1

Asitler ve bazlar ile ilgili olarak aşağıdaki bilgilerden

hangisi doğrudur?

a) Asitlerin yapısında OH- vardır.

b) Bazlar aktif metallerle birleşince H2 gazı verirler.

c) Asitler mavi turnusolu kırmızıya çeviriler.

d) Asitlerin seyreltik çözeltilerinin tadı acıdır.

e) Bazlarla birleşince H2 gazı verirler.

Cevap: c

Page 63: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

SORU 2

Aşağıdakilerden hangisi gerçek çözelti özelliği değildir?

a) Homojendirler.

b) Vizkozitesi yüksektir.

c) Işık geçirilirse çözeltinin tamamı aydınlanır.

d) İç faz parçacıkları optik sistemlerle görüntülenemez.

e) Çözücü ve çözen madde dışında üçüncü bir birim gibi

davranırlar.

Cevap: b

Page 65: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

KAYNAKLAR

Eren, M. 2015. Organik Kimya Ders Notları

• Prof. Dr. Meryem EREN’e teşekkürlerimle...

Serpek, B. 2015. Organik Kimya. Nobel Akademik Yayıncılık

Smith JG (2010). Organic Chemistry, 3rd Edition, McGraw-Hill.

Smith JG (2012). General, Organic, & Biological Chemistry 2nd

Edition, McGraw-Hill.

Not: Alıntı yapılmış görsellere ait kaynak bilgisi kullanıldığı yerde verilmiştir. Ayrıca görsellerin bağlantıları hyperlink olarak eklenmiştir. Üzerine tıklandığında

kaynağa gidebilirsiniz.

Page 66: Çözeltiler, Asitler ve Bazlarbiyokimya.vet/documents/Organik-kimya/Cozeltiler_Asitler_ve_Bazlar.pdfÇÖZELTİLER İki yada daha çok komponentten oluşmuş homojen karışımlara

Bir sonraki konu;

REDOKS OLAYI, ÇOK FAZLI

SİSTEMLERDE DENGE & TERMODİNAMİK