Genel Kimya Dersi Sunumu Hafta-10-11-12 PDF

TRABZON ÜNİVERSİTESİ TONYA MESLEK YÜKSEKOKULU TIBBİ HİZMETLER VE TEKNİKLER BÖLÜMÜ TIBBİ GÖRÜNTÜLEME TEKNİKLERİ PROGRAMI TGT-103 TEMEL KİMYA DERSİ Ders Sorumlusu: Öğr. Gör. Dr. Zekeriya KARAAHMET  Sunum İçeriği Asitler, Bazlar, Tuzlar As...

TRABZON ÜNİVERSİTESİ TONYA MESLEK YÜKSEKOKULU TIBBİ HİZMETLER VE TEKNİKLER BÖLÜMÜ TIBBİ GÖRÜNTÜLEME TEKNİKLERİ PROGRAMI TGT-103 TEMEL KİMYA DERSİ Ders Sorumlusu: Öğr. Gör. Dr. Zekeriya KARAAHMET  Sunum İçeriği Asitler, Bazlar, Tuzlar Asitler Bazlar Tuzlar Nötralleşme Tepkimelleri pH Ölçeği pH ve pOH Kavramları Asitlerin pH ölçeği Bazların pH ölçeği  Asitler Asit kelimesinin kökeni Latince olup, Türkçe «ekşi» manasına gelmektedir. Asitler kimyada önemli bir bileşik sınıfını oluştururlar Canlı yapılardaki kimyasal reaksiyonlarda önemli roller oynamaktadır Asit yapıları Arrhenius tanımına göre su ile karıştıklarında, oluşturdukları çözeltilerde -hidrojen katyonu oluştururlar. Arrhenius tanımına göre; -kükürt dioksit, -karbon dioksit, -diazot pentaoksit gibi H-hidrojen veya OH-hidroksit kökü içermeyen maddelerin sulu çözeltilerinin asidik davranışları açıklanamaz Asitler sulu çözeltilerinde iyonlarına ayrıştığı için sulu çözeltileri elektriği çok iyi iletebilirler Asitlerin suda iyonlaşma miktarları kuvvetleri ile doğru orantılı olarak artar Asitlerin kuvveti arttıkça birçok madde ile etkileşim miktarları artmakta Asitlerin kuvveti genel olarak, sulu çözeltilerinde oluşturdukları -hidrojen katyonu sayısıyla doğru orantılı Asitlerin tespiti turnusol kağıdı ile gerçekleştirilebilir. Asitler turnusol kağıdını kırmızıya çevirirler  Asitler Asitler metaller ile tepkimeye girerek -açığa çıkarırlar Bu tepkime, alkali ve toprak alkali metallerin tümüyle ve Fe-demir, Zn-çinko ve Al-alüminyum gibi soy metal olmayan metaller ile gerçekleşir Cu-bakır, Hg-civa ve Ag-gümüş gibi yarı soy metallere yapısında oksijen bulunmayan HCl, HBr gibi asitler etki edemezken, -sülfürik asit ve -nitrik asit gibi kuvvetli asitler ile tepkimeye girerler Au-altın ve Pt-platin gibi soy metaller asitlerin hiç biriyle tek başına tepkimeye girmez. Ancak kral suyu bileşimi ( 3 hacim HCl ve 1 Hacim ) ile tepkimeye girer Bundan dolayı asitler metal kaplardan ziyade cam ya da plastik saklama kaplarında saklanırlar Asitler karbonatlı bileşiklere etki ettiklerinde -açığa çıkarırlar  Asitler Asitler temel olarak iki ana sınıfa ayrılabilirler: Organik asitler: Yapısında karbon elementi bulunduran asitler İnorganik asitler: Yapısında karbon elementi bulundurmayan asitler. Gıda yapılarının çoğu asit içermektedir Mide tarafından besinlerin sindirilmesi amacıyla üretilen mide özsuyunda %0.4 oranında HCl bulunmaktadır. Proteinler amino asitlerden oluşurlar Bazı yağ yapıları (gliserol gibi) yağ asidi içermektedir Limonda sitrik asit Elmada malik asit Sirkede asetik asit -karbondioksit ve -kükürtdioksit yapıları suda çözüldüklerinde oluşan çözeltiler asit davranışı sergilerler Doğada asit yağmuru bu şekilde oluşmaktadır. -karbondioksit ve -kükürtdioksit salınımı yapan bir sanayi kuruluşunun bulunduğu yerdeki atmosfere verdiği -karbondioksit ve -kükürtdioksit emisyonları havadaki su buharı ile etkileşerek asit yağmurlarını oluşturmaktadır. Bu durum canlı sağlığı üzerine büyük tehditler oluşturmaktadır.  Bazlar Bazlar kimyada önemli bir bileşik sınıfını oluştururlar Bazlar, metallerin su ile tepkimesiyle elde edilirler Canlı yapılardaki kimyasal reaksiyonlarda önemli roller oynamaktadır Arrhenius tanımına göre, baz yapıları su ile karıştıklarında, oluşturdukları çözeltilerde -anyonunu oluştururlar. Arhenius tanımı, yapılarında -hidrojen katyonu ve -anyonunu içermeyen -karbonat kökü, -hidrojen karbonat kökü, -hidrojen fosfat gibi maddelerin ve -amonyak maddesinin sulu çözeltilerinin bazik davranışını açıklayamamaktadır Bazlar sulu çözeltilerinde iyonlarına ayrıştığı için sulu çözeltileri elektriği çok iyi iletebilirler  Bazlar Baz yapıları temas halinde kayganlık hissi verirler Kuvvetli bazlar yakıcı ve tahriş edici niteliktedirler Baz yapılarının tespiti, turnusol kağıdından veya fenolftalein maddesinin alkol ile gerçekleştirilen çözeltisi yardımı ile gerçekleştirilebilir Bazlar turnusol kağıdının rengini maviye dönüştürürler Alkollü fenolftalein çözeltisine baz eklendiğinde ortam pembe bir renge dönüşür Alkollü fenolftalein çözeltisi asitler ile tepkimeye girmez Bazlar sulu çözeltilerinde iyonlarına ayrıştığı için sulu çözeltileri elektriği çok iyi iletebilirler  Bazlar Baz yapıları doğada ve günlük hayatta; NaOH sodyum hidroksit, sabun ve muhtelif temizlik maddesi imalatında Diş macunu, şampuanlar gibi günlük tüketimi yoğun olan maddelerin imalatında Yağ ve kireç sökücü madde imalatında Bir takım gıda maddelerinin imalatında; örneğin yemek sodası bir bazıdır -sodyum bikarbonat Tarımsal bir takım maddelerde; kireç ve gübrelerde Kimyasal reaksiyonlarda ortam pH’sının yükseltilmesinin gerektiği durumlarda bazlar kullanılır. Bazlar genel olarak metallerle reaksiyona girmezler. Ancak Al-alüminyum, Zn-çinko, Sn-kalay, Pb- kurşun ve Cr-krom gibi metallerle (amfoter metaller) reaksiyona girebilirler ve açığa hidrojen gazı çıkarırlar. Amfoter metal+ Baz Tuz + Hidrojen gazı  Bazlar Kuvvetli Bazlar Yapılarında -anyonunu içerirler Suda, iyonlaşarak tamamen çözünürler Canlı dokusu ile temas ciddi fiziksel ve kimyasal hasara sebep olmaktadır NaOH-sodyum hidroksit, Mg-magnezyum hidroksit, -alüminyum hidroksit Zayıf Bazlar Yapılarında -anyonunu içermezler ancak su ile tepkimeleri neticesinde -anyonunu üretirler Suda, düşük oranda iyonlaşarak çözünürler Canlı doku ile temas neticesinde kuvvetli bazlara göre nispeten daha düşük hasara sebep olmaktadır -kükürt dioksit, -kükürt trioksit, -amonyak, -karbonat kökü, -hidrojen karbonat kökü, -hidrojen fosfat kökünün sulu çözeltileri zayıf kuvvette bazik davranış gösterirler  Brønsted-Lowry Asit Baz Tanımı 1923 yılında birbirinden bağımsız olarak çalışan iki bilim insanı J.N. Brønsted ve T.M. Lowry tarafından gerçekleştirilmiştir Bu tanıma göre: «Kimyasal tepkimelerde -katyonu veren maddenin asit, proton alan madde ise bazdır.» Kimyasal tepkimenin her iki yönünde oluşan asit ve bazlar karşılıklı yönlerde birbirini eşleyen çiftler oluştururlar. Bunlara «eşlenik (konjuge) asit-baz çifti» denir. Brønsted-Lowry Asit Baz tanımı, -kükürt dioksit, -karbonTepkimeler dioksit, -diazot Eşlenik pentaoksit gibi H- Asit-Baz Çiftleri hidrojen veya OH-hidroksit kökü içermeyen maddelerin sulu çözeltilerinin asidik davranışını, - - amonyak, -karbonat kökü, -hidrojen karbonat kökü, -hidrojen fosfat kökünün sulu çözeltilerinin Tepkime-1: - bazik davranışını açıklayabilmektedir. -BAZ - Tepkime-2: - -ASİT  Periyodik Çizelgede Asidik ve Bazik Davranışlar Suda çözünen metal oksitlerin sulu çözeltileri kuvvetli baz davranışı göstermektedir Ametal oksitlerin su ile etkileşmeleri neticesinde kuvvetli asit davranışı gösteren bileşikler oluşmaktadır Atmosferdeki -kükürt dioksit, -kükürt trioksit ve bir takım azot oksitler () bulundukları ortamlara gerçekleşen yağışlar neticesinde ortamın asitliğinin artmasına sebep olmaktadırlar -kükürt dioksit, -kükürt trioksit ve bir takım azot oksitler () maddeleri havadaki su buharı ile etkileştiklerinde aralarında -sülfirik asit ve -nitrik asidinde aralarında bulunduğu bir asit karışımının oluşumuna ve dolayısıyla da halihazırda havadaki -karbondioksit gazının varlığından kaynaklanan doğal asitlik miktarını arttırmaktadır.  Periyodik Çizelgede Asidik ve Bazik Davranışlar Örneğin, Se-selenyum bir ametal olduğu için oksitlerinin ( ve asidik olması beklenir. Ba-baryum bir metaldir ve oksidinin (BaO) bazik olması beklenir. Asidik oksitler aynı zamanda bazlarla reaksiyona girme özelliği ile tanınırlar ve benzer biçimde bazik oksitler de asitlerle reaksiyona girerler.  Amfoter Maddeler Periyodik cetvelde, metaller ve ametaller 1 2 13 14 15 16 17 18 arasında konumlanmış olan bir takım 2 Li Be B C N F elementler her iki gurubun özelliklerini 3 Na Mg Al Si P S Cl 4 K Ca Ga Ge As Se Br göstermektedir. 5 Rb Sr In Sn Sb Te I Xe Bu elementlerin oksitleri hem asidik hem de 6 Cs Ba Tl Pb Bi Po At bazik davranış sergilerler. 7 Fr Ra Bu ikili davranış Yunancada «her ikisi» Bazik Asidik Amfote rik manasına gelen amfoter terimi ile ifade edilir. Örneğin, -alüminyum oksit hem asitlerle hem de bazlarla tepkimeye girmektedir;  Nötralleşme Reaksiyonları Bir asit ve bir bazın tepkimeye girmesiyle nötralleşme durumu gerçekleşir Nötralleşme tepkimesi ile açığa iyonik yapılı tuz ve su açığa çıkar Tuz ismi HCl-hidroklorik asit ile NaOH-sodyum hidroksit arasında gerçekleşen tepkime sonucu oluşan sofralarda kullanılan yemek tuzu olan NaCl-sodyum klorürden gelmektedir. Kimya biliminde tuz terimi « bir asidin bir bazla nötralleşmesinden meydana gelen iyonik bileşik» anlamına gelmektedir. Tuz yapısının anyonu asitten, katyonu ise bazdan gelmektedir.  Nötralleşme Reaksiyonları -Magnezyum nitrat sulu çözeltisinde ve iyonları halinde çözünür. Bu durumda net sadeleştirilmiş iyonik denklem, Buradan da görülebileceği üzere, nötralleşmenin net sonucu, -hidronyum iyonları ve -hidroksit iyonları arasında su oluşumudur. Nötralleşme tepkimelerinde; bir asit ve baz, tuz ve su oluşturan bir tepkime verirler  Tuzlar ve Sınıflandırılmaları Tuz, temelde bir asit ve bir bazın tepkimesi neticesinde oluşan iyonik yapılardır Tuzun iyonik yapısı, bazın katyonu ile asidin anyonunun birleşimi oluşturur Tuzların sıcaklıkla eritilmesi veya su içerisinde çözülmesi elektrik akımının iletimini mümkün kılmaktadır. Tuzların isimlendirilmesi, bazın katyonunun adı ile asidin ilgili anyonunun isimlerinin birleştirilmesi ile gerçekleştirilebilir  Tuzlar ve Sınıflandırılmaları Tuzlar, yapılarında -hidrojen katyonu ve -anyonunu içerip içermemesine göre; Normal Tuzlar Tam nötralleşme ürünleri (asit ve baz kuvvet olarak birbirine denktir) NaCl-sodyum klorür, -amonyum klorür, -sodyum sülfat, -sodyum karbonat, -sodyum fosfat, -kalsiyum fosfat Asidik Tuzlar Tuzun bünyesinde bir veya daha fazla sayıda -hidrojen katyonu (proton) vardır Suda çözündükleri zaman bünyelerindeki -hidrojen katyonu (proton) suya vererek ortamı asidik hale getirirler -sodyum bikarbonat, -sodyum bifosfat, -sodyum dihidrojen fosfat, -sodyum bisülfat, Bazik Tuzlar Tuzun bünyesinde bir veya daha fazla sayıda -anyonu içermektedir Suda çözündükleri vakit bünyelerindeki -anyonu vasıtasıyla ortamı bazik hale getirirler Pb(OH)Cl-lauronit, Sn(OH)Cl-kalay (II) hidroklorit, -Alüminyum klorit-hiroksit  Tuzlar ve Sınıflandırılmaları Tuzlar, yapısal niteliklerine göre üç gruba ayrılabilirler Basit tuzlar; Tek bir tuzdan oluşan yapılar NaCl-sodyum klorür, -sodyum bikarbonat, Pb(OH)Cl-lauronit, Çift tuzlar İki basit tuzdan meydana gelen yapılardırlar Suda çözündükleri zaman kendilerini meydana getiren iyonlara ayrışırlar Alunit (şap) kimyasal grubu da çift tuzlar sınıfına girer veya , Kompleks tuzlar Asit kökü aynı olan iki basit tuzun kompleks kök vererek meydana getirdiği tuzlardır , Bu tür yapılar suda çözüldükleri zaman kendini meydana getiren tuzun iyonlarına ayrışmazlar.  pH ve pOH Kavramları Bir çözeltinin asidik, bazik ve nötral olduğunun tespiti için kullanılan logaritmik bir ölçek kullanılmaktadır. «-p» harfi İngilizce, power (güç) sözcüğünün kısaltmasını ifade etmektedir. Bu yöntemde, iyon derişimlerinin negatif logaritmasının alınması ile belirlenmektedir. Bunun temel sebebi, -katyonu ile -anyonu derişimleri çok küçüktür. Saf suyun 25 ̊ C sıcaklıktaki -katyonu ile -anyonu derişimleri olduğu için; Saf suyun 25 ̊ C sıcaklıktaki pH değeri +7, pOH değeri de +7’dir.  pH Ölçümünün Gereği ve Yöntemleri pH ölçümü, ilgili yapının asitlik seviyesinin tespiti için gereklidir Yüzme havuzunun asitlik seviyesi Toprağın gübrelenme seviyesi Tıbbi tanı araçlarının kullanımı Temizlik uygulamalarında kullanılan materyaller (sabun, deterjan, vs.,…) pH ölçümü; Gerekli kalibrasyonu sağlanmış pH metre cihazı pH metre (üstte) pH indikatör: kağıt şerit Renk değişimini ele alan göstergeç (ortada) pH indikatör: çoklu kağıt şerit (indikatör) kullanılarak gerçekleştirilir. (altta)