Asit Baz ve pH Kavramı PDF

ASİD & BAZ pH KAVRAMI Dr Öğr Üyesi Nazife DERELİ 1 ASİT BAZ KAVRAMI 2 Elektrolit; çözeltilerde iyonlar vererek çözünen ve sulu çözeltileri elektriği ileten bileşikler Asit-baz özelliği gösterenler veya nötr olanlar; zayıf veya kuvvetli elektrolitle...

ASİD & BAZ pH KAVRAMI Dr Öğr Üyesi Nazife DERELİ 1 ASİT BAZ KAVRAMI 2 Elektrolit; çözeltilerde iyonlar vererek çözünen ve sulu çözeltileri elektriği ileten bileşikler Asit-baz özelliği gösterenler veya nötr olanlar; zayıf veya kuvvetli elektrolitler olanlar Asit; Baz; ✓Genel olarak tatları ekşi ✓ Genel olarak tatları acı ✓Metallerle rx girer, H2 gazı çıkarır ✓ Turnusol kağıdını maviye dönüştürme ✓Sulu çözeltileri elektriği iletir ✓ Asitleri nötralleştirme (tuz oluşumu) ✓Turnusol kağıdını kırmızıya ✓ Kayganlık hissi verme; cildimizde bulunan yağlar dönüştürme ile etkileşimleri sonucu ✓Bazları nötralleştirme NaOH; sodyum hidroksit; kostik HCl; Hidroklorik asit; tuz ruhu NaHCO3; sodyum bikarbonat; kabartma tozu HNO3; Nitrik asit; kezzap H2SO4; Sülfirik asit; zaç yağı 3  Arrhenius Teorisi (Klasik Asit Baz Teorisi) 1880’lerde İsveçli kimyacı bilim adamı Svante Arrhenius Asit: Sulu çözeltilerinde H+ iyonu (H3O+) veren maddeler Baz: Sulu çözeltilerinde ortama OH- iyonu veren maddeler. HCl; H+ iyonu (H3O+) verir → asit NaOH; OH- iyonu verir → baz Ancak su’dan farklı çözücüler ve bazı sulu çözeltilerde asit baz kimyasını açıklamakta yetersiz Örnek NH3; Baz özelliği göstermekte Asitleri nötralize etmekte OH- iyonu taşımıyor 4 Kuvvetli asit; sulu çözeltisinde tamamen iyonize olarak H+ iyonlarını verir; kuvvetli eletrolit H2SO4, HNO3, HCl Kuvvetli baz; sulu çözeltisinde tamamen iyonize olarak OH- iyonlarını verir; kuvvetli eletrolit NaOH, KOH Zayıf asit/baz; sulu çözeltilerinde kısmen iyon, kısmen molekül halindedir Asit & Baz reaksiyonları H+ & OH- iyonlarının reaksiyona girdiği nötralizasyon reaksiyonlarıdır 5  Bronsted-Lowry (Protonik)Teoremi; 1923 Asit; H+ iyonu (proton) veren maddeler Baz; H+ iyonu (proton) alan maddeler OH iyonu üretebilen tüm Arrhenius bazları proton alabilirler Bronsted-Lowry tanımı ile NH3 ‘ün bazik davranışı açıklanabiliyor NH3 suda çözünürken sudan H+ iyonu alır, suyun OH- iyonu serbest kalır 6  AMFİPROTİK ÇÖZÜCÜ ✓Bazik maddelerin varlığında asit özelliği gösterirler. ✓Asidik maddelerin varlığında baz özelliği gösterirler. ***Bu tür çözücüler kendi kendine iyonlaşabilir; Su, metanol, etanol, susuz asetik asit vb Çözücü Metanol, Çözünen NH3 ise metanol asit Çözücü Metanol, Çözünen HNO2 ise metanol baz 7 Reaksiyonda ✓asidik bileşen olan H3O+ derişimini arttıran maddeler asit ✓bazik bileşen olan OH- derişimini arttıranlar ise baz Buna göre HCl bir asittir. Suya H+ iyonu vererek otoprotoliz dengesinde H3O + derişimini arttırır (iyonlaşma rx) NH3 bir bazdır. Sudan proton alarak otoprotoliz dengesinde OH- derişimini arttırır 8  Konjuge Asit & Baz Çifti HA; H+ iyonu verdiği için asit; A-’nin konjuge asidi A-; H+ iyonu alabildiği için baz; HA’nın konjuge bazı HA/A-; Konjuge asit&baz çifti Sulu çözeltiler için; H2O = baz H3O+ = asit H2O / H3O+ = konjuge asit&baz çifti 9 Baz (NH3) →proton alarak → Bazın konjuge (eşlenik) asidini oluşturur (NH4+) (Konjüge asit, bazın proton alması ile oluşur) Asit (H2O)→ iyonlaşarak →Asidin konjuge (eşlenik) bazını oluşturur (OH-) (Konjüge baz, asidin proton vermesi ile oluşur) Zayıf baz olduğu için reaksiyonun tersi de gerçekleşir İki eşitlik birleştirildiğinde → Asit-Baz reaksiyonu (Nötralleşme reaksiyonu) 10 Konjuge asit baz çifti = H3COOH/CH3COO- (Asetik asit/Asetat iyonu) Konjuge asit baz çifti = H2O/H3O+ (su/Hidronyum iyonu) 11  Lewis Asit-Baz Teorisi G.N. Lewis 1923 , asitlik bazlık kavramını serbest elektron çifti üzerinden tanımlıyor. Yapılarında H içermeyen bileşiklerin asitliği bu teori ile açıklanabiliyor, geniş kapsamlı bir teori Asit: Serbest elektron çiftini alabilen: bir elektron çifti alıcısı Baz: Serbest elektron çiftine sahip: bir elektron çifti vericisi OH- iyonu; oksijen üzerinde ortaklaşmamış elektron çifti bulunur = Lewis bazı HCl; e- çifti alamaz ancak H+ veren bir molekül olduğundan H+ bir e- çifti alabilir=Lewis asidi NH3 → serbest elektron çifti veriyor ve bazik özellik gösteriyor Ag+ → iyonu NH3’tan elektron çiftini alıyor ve asit özellik gösteriyor. 12  SUYUN ÖZELLİKLERİ Bilinen en polar çözücü; Su ile hidrojen bağı yapabilen moleküller suda çözünür Su kendi kendine iyonlaşabilir (otoprotoliz); intermoleküler proton transferi yapabilir Bazı su molekülleri proton verirken bazıları proton alır Saf su dahi olsa az miktarda iyon içerir Zayıf bir elektrolit, elektrik iletkenliği çok düşük Su hem asit hem baz gibi davranabilir (Amfoterik) Su dipol yapıdadır; iki su molekülü birbiri ile ilişkiye girer Hidrojen bağı; Hidrojen & paylaşılmamış elektronlar arası elektrostatik etkileşim CHO, protein gibi moleküllerle H bağı, moleküllerin çözünürlüğünü arttırır, özelliklerinin değişmesine neden olur Homeostaz; vücutta suyun dağılımı, yaşamsal pH’nın ve [elektrolit] devamlılığı pH’ın devamlılığında Bikarbonat tampon sistemi kilit roldedir 13  SUYUN İYONLAŞMASI (OTOPROTOLİZ) Su molekülü Su iyonları Genellikle çok küçük oranda iyonlaşır H atomu bir iyon mu yoksa su molekülünün parçası mı? Bu bir olasılık hesabı Suyun iyonizasyonu matematiksel olarak hesaplanır Hidrojen iyon derişimi çözeltinin asit/bazlığını belirlemede kullanılır 14 KİMYASAL DENGE 15  Bir reaksiyonda ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızlarının birbirine eşit olmasıdır Denge oluştuğunda Reaktan’ların ve Ürün’lerin derişimleri sabitlenir. Denge anında Reaktanların ve Ürünlerin bağıl derişimleri denge sabiti ile ifade edilir. Denge sabiti Reaktanların türüne göre; çözeltiler için molarite, gazlar için ise kısmi basınç cinsinden ifade edilebilir. Denge sabiti, geri dönüşümlü bir reaksiyonun yönü ve denge halindeki bileşenlerin derişimleri hakkında bilgi verir. Derişim, basınç, hacim ve sıcaklık değişimleri kimyasal dengeyi etkiler Reaksiyonda katalizör bulunması, reaksiyonun hızını arttırmasına rağmen dengenin yönünü ve denge sabitini değiştirmez. 16  Çift yönlü ok => reaksiyon iki yönde de ilerler, geri dönüşümlüdür Kimyasal bir dengede; hem reaktanlar hem de ürünler bulunur Reaktan ve ürünlerin derişimleri sabittir ancak bu derişimleri eşittir anlamına gelmez Bazen reaktanların büyük bir kısmı ürüne dönüştükten sonra bazen de küçük bir kısmı ürüne dönüştükten sonra denge oluşur Denge durumunda ileri ve geri reaksiyon hızları eşittir ✓ A ve B; reaktan ✓ C ve D; ürün ✓ [ ] nicel olarak molarite cinsinden derişimleri ✓ a, b, c, d; stokiyometrik katsayılar ✓ K; denge sabiti Denge Sabiti (K); Ürünlerin derişimlerinin katsayılarına göre kuvvetlerinin, reaktanların derişimlerinin katsayılarına göre kuvvetlerine oranı 17  Kc; Reaktanların ve Ürünlerin molar konsantrasyonları Kp; Gaz reaksiyonlarında reaktan ve ürünlerin kısmi basınçları Reaktan ve ürünlerin molar derişimleri ile kısmi basınçları eşit değildir Kc ≠ Kp Kc ve Kp arasında bir bağıntı bulunur ✓ R; gaz sabiti; Pgaz atmosfer cinsinde yazılırsa ideal gaz sabiti 8.3145 J/(mol K) (0,0821 L- atm/mol-K) ✓ T; Kelvin cinsinden sıcaklık ✓Δn= (c+d) – (a+b); gaz ürünlerinin mol sayıları toplamından gaz reaktanların mol sayıları toplamının farkı 18  Denge anına kadar reaksiyon ürünler yönünde istemlidir K=1 => reaktan ve ürünlerin konsantrasyonu birbirine yakın, reaksiyon herhangi bir yönde istemli değildir. K [Ürün] K >>1 => Reaksiyon Ürünler yönünde istemli; [Ürün] > [Reaktan] Reaksiyonda katı madde varlığında, miktarı ne olursa olsun derişimi değişmez. Derişimi yoğunluğuna bağlıdır. Saf katı ürünler ve reaktanlar denge ifadesinde yer almaz Reaksiyonda saf sıvının derişimi değişmez. Saf sıvı ürünler veya reaktanlar denge ifadesinde yer almaz Reaksiyonda sulu çözelti (aq) ve gazlar(g) denge sabitinde yer alır Denge reaksiyonunda başlangıç derişimleri ne olursa olsun belirlenen sıcaklıkta denge sabiti sabittir ve değişmez. 19  Dengedeki bir sisteme dışarıdan bir etki yapıldığında sistem bu etkiyi azaltacak yönde hareket eder ve kimyasal dengeyi tekrardan sağlar. Derişim Faktörü; Rx ürün/reaktan ilavesi durumunda rx reaktan/ürün yönünde ilerler Basınç ve Hacim Faktörü; Gazlarda basınç arttıkça hacim küçülür, derişim artar ve tersi Derişim, basınç ve hacim faktörleri denge reaksiyonundaki reaktan ve ürünlerin bağıl derişimlerini değiştirerek dengeyi etkiler fakat denge sabiti bu değişkenlerden etkilenmez Sıcaklık Faktörü; Denge reaksiyonundaki denge sabitini yalnızca sıcaklık değiştirir Sıcaklığın arttırılması ✓ Endotermik reaksiyonlarda reaksiyon yönünü ürünlere doğru kaydırır ✓ Ekzotermik reaksiyonlarda reaksiyon yönünü reaktanlar doğru kaydırır 20  SUYUN İYONLAŞMA (OTOPROTOLİZ) DENGESİ Denge denklemi; Sıvılar denge denkleminde yer almadığından Hidronyum iyonu yerine H iyonu kullanabiliriz 21  Ksu; Saf suda 25 C ̊ ’de [H+ ] ve [OH- ] eşittir ve [H+ ] = [OH- ] = 1,0×10-7 M’dır. Nötr; [H+] = [OH-] iyon derişimi birbirine eşit olan sulu çözeltiler Asit; [H+] > [OH-] Hidrojen iyonu derişimi fazla olan sulu çözeltiler (asidik) Baz; [H+] < [OH-] Hidroksil iyonu derişimi fazla olan sulu çözeltiler (bazik/alkali) ***H+ ve OH- iyonlarının derişimleri birbirinden bağımsız olarak değiştirilemez. 22 Laboratuvarda kullanılmak üzere hazırlanan çözeltinin OH- iyonu derişimi 0,005 M olduğuna göre H+ iyonu derişimini hesaplayınız? 23 ASİTLİK ÖLÇÜSÜ pH 24  Danimarkalı kimyacı Soren Sorensen, 1909 yılında asitliğin ölçüsünü pratik ifadesi olarak pH kavramı ortaya koydu. Power of hydrogen Ph, asitliği pozitif bir sayı ile pratik olarak ifade eder Bir çözeltinin pH’sı H+ iyonunun molar derişiminin negatif logaritması’dır [H+] = Molarite cinsinden H+ iyonu konsantrasyonu Denge sabitleri gibi pH’ın da birimi yoktur 25  Bir çözeltinin [H+] azaldıkça pH değeri artar -> asitliği azalır. pH değeri verilen bir çözeltinin [H+] iyonu derişimi aşağıdaki eşitlik kullanılarak hesaplanır; Bir çözeltinin pH değeri pratik olarak pH metreler kullanılarak ölçülebilir 26  pH değerinin eşleniği olan asitlik ölçüsü pOH değeridir. Yaygın olarak kullanımı yoktur pOH değeri, hidroksil iyonu derişiminin negatif logaritması [H+] derişimi ile [OH-] iyonu derişimi arasındaki ilişki; Suyun 25 ̊C sıcaklıktaki otoprotoliz sabitini tanımlayan eşitliğin her iki tarafının negatif logaritması alındığında; 27 28 29  KUVVETLİ ASİT / KUVVETLİ BAZ Suda tam olarak iyonlaşabilen kuvvetli elektrolitler Suda iyonlaşma reaksiyonları genellikle tek ok kullanılarak gösterilir. Kuvvetli asit ve bazlar sulu çözeltilerinde tamamen iyonlaştıkları için denge sabitleri yoktur Kuvvetli asit ve bazların pH değerleri hesaplanırken kuvvetli asit veya bazın derişimi H+ veya OH- iyonlarının derişimine eşittir 30 31 0,1 M HCl’nin pH değerini bulunuz? HCl kuvvetli asit olduğundan asitlik sabiti yoktur ve derişimi H+ iyonu derişimine eşittir. 0,1 M HCl suda iyonlaştığında 0,1 M [H+] oluşturur. pH = - log [H+] => pH = - log [0,1] = 1 0,1 M NaOH’ın pH değerini bulunuz? NaOH kuvvetli baz olduğundan bazlık sabiti yoktur ve derişimi OH- iyonu derişimine eşittir. 0,1 M NaOH suda iyonlaştığında 0,1 M [OH-] oluşturur. pOH = - log [OH- ] => pOH = - log [0,1] = 1 ve pH + pOH = 14 => pH = 14 – 1 = 13 Ya da [H+] [OH-] = 10-14 => [H+] [0,1] = 10-14 => [H+] = 10-13 M pH = - log [H+] => pH = - log [10-13] = 13 32  ZAYIF ASİT Asitlerin büyük çoğunluğu zayıftır. Tek proton bulunduran zayıf asitlerin iyonlaşması; Tek protonlu HA zayıf asidinin iyonlaşma dengesini aşağıdaki gibi yazabiliriz. Ka; asidin iyonlaşma denge sabiti. Ka büyüdükçe iyonlaşma nedeniyle H+ iyonlarının dengedeki derişimi artar ve asidin kuvveti artar 33 34  İki veya daha fazla proton bulunduran asitler molekül başına birden fazla proton iyonu verir ve protonlarını basamaklı olarak kaybederler Her bir proton kaybı için ayrı bir iyonlaşma sabiti ifadesi yazılır. Çok proton içeren (poliprotik) zayıf asitler için birinci iyonlaşma sabitleri, ikinci iyonlaşma sabitinden çok büyüktür ve bu şekilde iyonlaşma sabitleri devam eder. 35  ZAYIF BAZ İyonlaşması zayıf asitlere benzer Saf sıvılar denge sabiti denkleminde yer almazlar Kb; bazın iyonlaşma denge sabiti. Kb ne kadar büyük ise baz o kadar kuvvetlidir. Zayıf asit ve bazlar; ✓Biyolojik sistemler açısından zayıf asit ve bazların davranışları önemlidir ✓Metabolizmanın düzenlenmesinde önemli rol oynarlar. 36 37 0,1 M HF asidinin pH değerini bulunuz. (HF için Ka = 7,1 × 10-4) Ka = [H+][F-] /[HF] 7,1 × 10-4 = [x][x] /[0,1 - x] zayıf asit olduğu için –x ihmal edilebilir 7,1 × 10-4 = [x][x] /[0,1] x 2 = 7,1 × 10-5 => x = 8,4 × 10-3 ve [H+] = x olduğundan [H+] = 8,4 × 10-3 M pH = - log [H+] => pH = - log [8,4 × 10-3] = 2,08 38 TİTRASYON 39  Konsantrasyonu bilinen bir çözelti yardımıyla konsantrasyonu bilinmeyen bir çözeltinin, eşdeğer noktaya kadar titre ederek, konsantrasyonunu bulmak Eşdeğerlik (Ekıvalan) Nokta: Asit ya da bazın mol sayılarının eşit olduğu nokta Asit ve baz tükenir, nötralize olur. Asit ve bazın konsantrasyonları aynı ise eşit hacim harcanarak nötralizasyon gerçekleşir Titrasyon indikatör varlığında yapılır, eşdeğer noktada indikatör renk değiştirir ASİT↓ BAZ ↓ 40  İndikatör, genellikle amfoter veya zayıf asit ya da baz özellikte, eşdeğer noktanın tayininde kullanılan boyar maddelerdir Asidik ya da bazik çözeltilerde farklı renk oluştururlar Örnek; Bromtimol mavisi; pH sarı pH= 6.1 – 8.1 => yeşil pH> 8.1 => mavi 41 ASİT – BAZ TİTRASYONU; Kuvvetli asit – Kuvvetli baz Titrasyonu Zayıf asit – Kuvvetli baz Titrasyonu Zayıf asit – Zayıf baz Titrasyonu Kuvvetli asit –Zayıf baz Titrasyonu 42 Zayıf asit ya da bazların pKa değerleri, titrasyon grafiği çizilerek bulunabilir. Belirli volümdeki örnek, nötralizasyon sağlanana kadar, konsantrasyonu bilinen kuvvetli bir asit/baz çözeltisi ile titre edilir. Bu sırada seri pH ölçümleri yapılır (indikatör ya da pH metre ile) Harcanan baz/asit miktarı ile pH grafiği çizilir = Titrasyon eğrisi (Ör: konsantrasyonu bilinmeyen zayıf asit, NaOH ile titre edilir) 43 TİTRASYON GRAFİĞİ Eklenen NaOH miktarına karşılık pH değerlerinin grafiği çizilir. Grafikte bulunan pH değeri, zayıf asidin pKa değeridir. Zayıf asidin pKa değerine eşit pH’da, zayıf asit ve konjuge bazı eşit konsantrasyonlarda bulunur. Daha düşük pH’larda asit konsantrasyonu fazladır Daha yüksek pH’larda ise konjuge bazın konsantrasyonu fazladır. 44 Kolorimetrik Ölçüm Elektrometrik Ölçüm 45 SORU: Mide şikayetleri olan bir hastadan, yemekten birkaç saat sonra alınan 9.5 ml mide özsuyu örneği, titrasyonda 0.1 M NaOH çözeltisinden 8.1 ml harcanarak nötralleştiriliyor. Hastanın midesinin boş olması nedeniyle midede tamponlanma olmadığı varsayılıyor. Mide özsuyunun pH’ı nedir? ÇÖZÜM: Mide özsuyunda bulunan asit HCl’dir. formülü kullanılarak hesaplanır C1 x 9.5 = 0.1 x 8.1 => C1= 0.085 M pH=-log[H+] = -log0.085 = 1.07 46 Kuvvetli Asit’in - Kuvvetli Baz ile titrasyonu Başlangıçta pH düşük seyreder Eşdeğerlik noktasında pH hızla yükselir Eşdeğerlik noktasından sonra artış yavaşlar Eşdeğerlik noktasını belirlemek için indikatör kullanılır 47 Zayıf Asit’in - Kuvvetli Baz ile Titrasyonu Titrasyonun başlangıcında pH artışı hızlı olur Eşdeğerlik noktasından önce pH artışı yavaşlar Eşdeğerlik noktasının +/-1 aralığı çözletinin tamponlama bölgesidir Ortamın pH pH = pKa => [ZA] = [EB] pH < pKa => [ZA] > [EB] pH > pKa => [ZA] < [EB] 48  ASETİK ASİT / SODYUM ASETAT TAMPONU CH3COOH CH3COO- + H+ → H2O + CH3COONa +NaOH Ortama kuvvetli bir baz olan NaOH eklendiğinde Sodyum asetat tuzu ve su oluşur CH3COONa CH3COO- + Na+ → NaCl + CH3COOH +HCl Ortama kuvvetli asit HCl eklendiğinde Asetik asit ve NaCl tuzu oluşur Tamponlama 2 reversible reaksiyon sayesin meydana 49 gelir  HENDERSON HASSELBALCH DENKLEMİ Tampon çözeltilerin tampon değerleri Henderson Hasselbalch denklemi ile gösterilir. Tamponlama etkisi, çözeltinin pH’ı ve zayıf asidin pKa’sı arasındaki kantitatif ilişkidir Zayıf asit ile onun konjuge bazından oluşan tampon çözeltinin; ✓ pH’ını hesaplama ✓ Çözeltinin pKa değerini hesaplama ✓ Proton alıcı ve proton vericilerin molar derişimlerini hesaplama 50  Zayıf asit HA iyonlaştığında denge sabiti; İçler dışlar çarpımı ile İki taraf [A−]’nın derişimine bölünürse 51  Her iki tarafın log alınırsa -1 ile çarpılırsa -log[H+] yerine pH ve -logKa yerine pKa yazılırsa; Son terim ters çevrilirse Henderson Hasselbalch eşitliği; 52 pH= pKa + log [A-] pOH= pKb + log [B+] [HA] [HB]  ÖRNEK Asetik asidin pKa= 4,76 Asetat ve Asetik asitten pH= 5,30 olan asetat tamponu hazırlamak için gerekli asetat ve asetik asit Molar konsantrasyon oranları? 54  ÖRNEK %10 Asetat iyonu, %90 asetik asit içeren çözeltinin pH? 55  TUZLAR Asit ve baz reaksiyonlarında oluşan tuzlar iyonik karakterde bileşiklerdir. Suda iyonlaşan tuzlar kuvvetli elektrolitlerdir. Tuz bileşiklerinin anyonlarının, katyonlarının veya her ikisinin su ile reaksiyonuna tuzların hidroliz denir Tuzlar hem anyon hem de katyon içerdiklerinden suda çözündüklerinde nötral, asidik ve bazik karakterde çözeltiler oluşturabilmektedirler. 56  NÖTRAL ÇÖZELTİ OLUŞTURAN TUZLAR Katyonu ve anyonu kuvvetli asit ve kuvvetli bazların karşıt iyonları olan tuzlar nötral çözeltiler oluşturur HCl gibi kuvvetli bir asit ile NaOH gibi kuvvetli bir bazın reaksiyonundan oluşan NaCl nötral karakterde bir tuzdur ve suda çözündüğünde tamamen iyonlaşarak nötral bir çözelti oluşturur. HCl + NaOH → NaCl + H2O NaCl(k) → Na+ (aq) + Cl- (aq) Tuzun çözünmesi ile oluşan Na+ ve Cl- iyonları H+ iyonlarına karşı bir ilgiye sahip değildir Sonuç olarak, Na+ ve Cl-iyonu içeren çözeltinin pH’sı 7 olup nötraldir. 57  ASİDİK ÇÖZELTİLER OLUŞTURAN TUZLAR Kuvvetli bir asit ve zayıf bir bazın reaksiyonu sonucu oluşan tuzların sulu çözeltileri asidik karakterdir Kuvvetli bir asit olan HCl ve zayıf bir baz olan NH3 arasındaki reaksiyon sonucu oluşan NH4Cl’nin sulu çözeltisi asidik olur. HCl + NH3 → NH4Cl NH4Cl(k) → NH4 + (aq) + Cl- (aq) NH4Cl tuzunun suda çözünmesi sonucu oluşan ✓Cl- iyonu, kuvvetli bir asit olan HCl anyonu olduğundan H+ iyonlarına karşı ilgisiz ✓NH4 + iyonu zayıf bir baz olan NH3’ün zayıf konjuge bazıdır ve sulu ortamda hidroliz olur. NH4 + (aq) ⇌ NH3(aq) + H+ (aq) Hidroliz reaksiyonu sonucunda oluşan serbest H+ iyonundan dolayı çözelti asidiktir 58  BAZİK ÇÖZELTİLER OLUŞTURAN TUZLAR Kuvvetli bir baz ve zayıf bir asidin reaksiyonu sonucu oluşan tuzların sulu çözeltileri bazik karakterdedir Kuvvetli bir baz olan NaOH ve zayıf bir asit olan CH3COOH (Asetik asit) arasındaki reaksiyon sonucu oluşan CH3COONa’ın sulu çözeltisi bazik olur. CH3COOH + NaOH → CH3COONa CH3COONa(k) → CH3COO- (aq) + Na+ (aq) Na+ iyonu kuvvetli bir baz katyonu olup asidik veya bazik bir karaktere sahip değildir. CH3COO- anyonu zayıf bir asit olan CH3COOH’in konjuge bazıdır ve sulu ortamda hidroliz olarak OH- iyonu oluşturur. Hidroliz reaksiyonu sonucunda oluşan OH- nedeniyle çözelti bazik karakter taşır 59 TAMPON ÇÖZELTİLER 60 Hücre ve organizmalarda biyomoleküllerin uygun yükte bulunması için pH özgün ve sabittir pH’ın sabit kalması çoğunlukla zayıf asit ve onun eşlenik bazından oluşan biyolojik tampon sistemler sayesinde gerçekleşir 61  Tampon sistemi; Bulundukları ortamı küçük miktarda eklenen asit (H+) veya bazın (OH−) yol açtığı pH değişikliğine karşı ortamı koruyan sulu sistemler. Tampon çözelti; ✓Zayıf asit ve konjuge (eşlenik) bazı ya da ✓Zayıf baz ve konjuge (eşlenik) asidinden oluşan çözeltiler Tampon çözeltide bir diğerini nötralize eden iki bileşen vardır Tamponlar en iyi tamponlama özelliklerini pK±1 pH aralığında gösterir 62 Kan pH dar bir aralıkta tutulmalı, her zaman homeostaz sağlanmalıdır Kan pH= 7,35 – 7,45 Biyolojik sistemlerde pH’da 1 ünitelik değişiklik rx hızında 10 - 100.000 kat değişikliğe neden olur Biyolojik organizmadaki pH değişimleri yaşamsal süreci ve metabolik reaksiyonları etkiler Bir çok kimyasal reaksiyon oldukça dar pH aralığı içinde meydana gelir 63 pH dengesinin korunmasının önemi; Enzim Fonksiyonları: Hücrede metabolik tepkimeleri katalizleyen enzimler ve substratları kendilerine özgü pKa değerlerine sahip iyonlaşabilen gruplar içerir. Her enzim ve substratı kendine özgü optimum pH aralığında çalışır. pH’daki sapmalar enzim aktivitesini etkiler. Reaksiyonların hızları ve reaksiyonların dengeleri pH’a bağlıdır. Hücre Fonksiyonları: Hücre zarlarının geçirgenliği, iyon kanalları ve taşıyıcı proteinlerin fonksiyonları pH’dan etkilenir. İyon Dengesi: pH, Elektrolit dengesi ve iyon konsantrasyonları pH’a göre düzenlenir. H+ ve K+ dengesi, hücre içi ve dışı iyon konsantrasyonlarını etkiler. Ortamın pH’ına göre Amino asitlerin amino ve karboksil grupları, Nükletidlerin fosfat grupları iyonik özellik taşıyabilir 64 Kan pH dar bir aralıkta tutulmalı, her zaman homeostaz sağlanmalıdır Kan pH= 7,35 – 7,45 pH dengesinin korunmasının önemi; Enzim Fonksiyonları: Her enzimin aktif bölgesinin optimum çalışması için ihtiyaç duyduğu pH aralığı vardır. pH’daki sapmalar enzim aktivitesini etkiler Metabolik Reaksiyonlar: Metabolik süreçlerde yer alan reaksiyonların hızları ve reaksiyonların dengeleri pH’a bağlıdır. Hücre Fonksiyonları: Hücre zarlarının geçirgenliği, iyon kanalları ve taşıyıcı proteinlerin fonksiyonları pH’dan etkilenir. İyon Dengesi: pH, Elektrolit dengesi ve iyon konsantrasyonları pH’a göre düzenlenir. H+ ve K+ dengesi, hücre içi ve dışı iyon konsantrasyonlarını etkiler. 65  Vücutta asit - baz oluşumu Karbonhidrat metabolizması; Pirüvat, Laktat, Asetil CoA Yağ metabolizması; Asetil CoA -> Keton cisimleri (Asetik asit, Beta hidroksi bütirik asit) Protein metabolizması; Amonyak → Üre’ye dönüşür Sülfatlar, Fosfatlar 66  Vücut Asit - Baz Bileşenleri Asit Bileşenler; ✓Karbonik asit H2CO3 ✓Laktik Asit ✓Proteinler Baz Bileşenler; ✓ Bikarbonat HCO3- ✓ Fosfat iyonları ✓ Proteinler 67  Asit - Baz Dengesi Solunum hızı ✓Solunum hızı arttığında (hiperventilasyon) solunum havasıyla CO2 kaybedilir. H+ iyonu azalır, pH artar (alkali) ✓Solunum hızı azaldığında (hipoventilasyon) solunum havasıyla CO2 kaybı azalır. H+ iyonu artar, pH azalır (asit) Böbrek fonksiyonu ✓Böbreklerden HCO3- geri emilimi ile plazma bikarbonat seviyeleri korunur, pH düzenlenir ✓ Böbrekler, H+ iyonlarını idrarla atarak kan pH’ını düzenler Beslenme ve Diyet ✓Proteinden zengin beslenme (sülfat ve fosfat iyonları gibi asidik ürünlerin artması) ✓Alkali Gıdalardan zengin beslenme, vücuttaki asit yükü azalır 68  Asit - Baz Denge Bozukluğu Asidoz: pH CO2 birikimi ✓Metabolik Asidoz; Kanda HCO3− miktarının azalması Alkaloz: pH>7,45 ✓Solunumsal Alkaloz; hiperventilasyon -> CO2 azalması ✓Metabolik Alkaloz; Kanda HCO3− miktarının artması 69  FİZYOLOJİK TAMPONLAR Bikarbonat Tampon Sistemi (HCO₃⁻/H2CO₂/ CO₂); plazma, hücre dışı Fosfat Tampon Sistemi (H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻); hücre içi Amonyak Tampon Sistemi (NH₃/NH₄⁺); böbrekte idrarı asitleştirir Hemoglobin Tampon Sistemi; HbO₂ zayıf asit, Hb daha güçlü asit. HbCO ₂ Protein Tampon Sistemi; alkalide amino grubu, asit koşullarda karboksil grubu 70  KAYNAK Tıbbi Biyokimya Editör Prof Dr Figen Gürdöl Biyokimya Laboratuvarı Teknik ve Yöntemleri (Gürbüz Polat, Uğur Atik, Gülçin Eskandari, Lülüfer Tamer) Genel Kimya (İş Sağlığı Ve Güvenliği); Doç. Dr. Musa Şahin (Editör), Dr. Öğr. Üyesi Songül Eğlence Bakır, Dr. Öğr. Üyesi Mustafa Bener Asitler Bazlar Tamponlar Prof Dr Mustafa Altınışık 71 Yansıtmalarınız, tutkularınız, arzularınız, korkularınız, endişeleriniz, yargılarınız arasında mı dinliyorsunuz? Yalnızca işitmek istediğinizi, yalnızca doyurucu bulduğunuzu, sizi hoşnut edeceğini, rahatlatacağını, kederinizi o anlık gidereceğini düşündüğünüz şeyleri işiterek mi dinliyorsunuz? Tüm elekleri, filtreleri, inanç kalıplarını bir kenara koyup gerçekten dinleyebilir misin? Yaşam Kitabı - Krishnamurti #birtohumolsun 72