Transcript Konjuge asit ve baz

Tamponlar, Asit-Bazlar,
ve
Konsantrasyon türleri
Prof. Dr. Yeşim Özarda
1
Asitler ve bazlar
Günlük hayatımızda yer alan bazı asit ve bazlar
2
Asitler ve Bazlar
Asitler proton vericisi (donör),
bazlar proton alıcısı (akseptör)
Sudaki çözeltilerine H + iyonu
veren maddelere asit,
OH- iyonu veren maddelere
baz denir
3
İki proton verebilen asitler diprotik asit olarak
tanımlanırlar. Örnek; okzalik asit
4
Konjuge asit ve baz
Bir baz bir asitin protonunu
kaybetmesiyle oluşuyorsa
bu baza konjuge baz denir
Bir asit bir bazın proton
kazanmasıyla oluşuyorsa bu asite
konjuge asit denir
5
Bir proton donörü ve ona uygun proton akseptörü,
bir konjuge asit-baz çifti oluştururlar
6
Konjuge asit ve baz
Bir asit ne kadar zayıf ise konjuge baz o denli kuvvetli olur
Bir baz ne kadar kuvvetli ise konjuge asit o denli zayıf olur
7
Asit ve Bazların kuvveti
•Çözeltilerde tamamen iyonlaşarak tüm
protonlarını veren asitler ‘kuvvetli asit’
•Çözeltilerde kısmen iyonlaşarak protonlarının
bir kısmını veren asitler ‘zayıf asit’
8
Hidroklorik asit,
sülfürik asit,nitrik
asit gibi kuvvetli
asitler ile NaOH ve
KOH gibi kuvvetli
bazlar, seyreltik sulu
çözeltilerde‘tamamen
iyonize’ olurlar
9
10
pH
Bir çözeltinin pH’ı, çözeltideki H+ iyonları
konsantrasyonunun eksi (-) logaritmasıdır.
pH, bir çözelti için bir karakteristiktir
11
İyonizasyon/Disosiasyon sabiti (Ka)
12
Henderson – Hesselbach Denklemi
-log [Ka] = - log [H+] - log
[A-]
[HA]
[HA]
-log [H+] = - log Ka - log
[A-]
[A-]
pH = p Ka + log
[HA]
13
pKa değeri küçük olan asit, kuvvetli olarak disosiye olur; kuvvetli asittir
14
25oC’de nötral bir çözeltinin pH’ı 7’dir (nötr)
•Bir çözeltinin pH’ı 7’den küçükse asidiktir
•Bir çözeltinin pH’ı 7’den büyükse alkali veya baziktir
15
Zayıf asit ve bazlar, biyolojik sistemlerde bulunurlar;
metabolizmada ve metabolizmanın düzenlenmesinde önemli rol
oynarlar
Zayıf asidin pKa değerine
eşit pH’da, zayıf asit ve bunun
konjuge bazı eşit
konsantrasyonlarda bulunur
•Daha düşük pH’larda asit
konsantrasyonu fazla
•Daha yüksek pH’larda ise
asidin konjuge bazının
konsantrasyonu fazla
16
Nötralizasyon reaksiyonu


Asitler bazlar ile reaksiyona girdiği zaman
suyu ve su içinde çözünmüş iyonik bir bileşik
(tuz) meydana getirirler
HCl + NaOH
Asit
Baz
H2O + NaCl
Su
Tuz
17
Zayıf asitlerin pKa değerleri
titrasyon grafiği çizilerek
bulunabilir;
-Belirli volümdeki asit örneği,
konsantrasyonu bilinen kuvvetli bir baz
(genellikle NaOH) çözeltisi ile titre
edilir
-NaOH, bir indikatör boya veya bir pH
metre ile nötralizasyon sağlandığı
anlaşılıncaya kadar, aside yavaş yavaş
ilave edilir
18
Asidin belirli bir
volümüne belirli
miktarlarda NaOH
eklendikçe pH ölçümü
yapılır, eklenen NaOH
miktarlarına karşılık
pH değerlerinin
grafiği çizilir
19
Tampon çözeltiler
Zayıf bir asit (proton donörü) ve
onun konjuge bazını (proton
akseptörü)
eşit miktarlarda içeren karışımlar
tampon sistemi
[A-] = [HA]
pH = p Ka
20
Tamponlar, asit (H+) veya baz (OH) eklendiğinde
pH değişikliklerine karşı koyma eğiliminde olan,
çok az pH değişikliği gösteren sulu sistemlerdir
21
Bir tampon sisteminin tamponlama özelliği, iki geri
dönüşümlü (reversibl) reaksiyonun sonucudur
22
İnsan vücudundaki kan plazmasının pH değeri 7.4
(7.35-7.45) civarındadır. Bu değer 7.0 den aşağıya
veya 7.8 den yukarı çıkarsa insan sağlığı için
tehlikeli sonuçlar ortaya çıkabilir
Kan plazmasının temel tampon sistemi
bikarbonat/karbonik asit sistemidir
23
24
pH, zayıf asit ile onun konjuge bazının bir
karışımının tamponlama etkisi ve zayıf asidin
pKa’sı arasındaki kantitatif ilişki, HendersonHasselbalch denklemi
-
konjuge
25
•Henderson-Hasselbalch denklemi, verilen bir
pH aralığında proton donör ve proton
akseptörünün molar oranlarından, herhangi bir
asidin pKa değerini hesaplamak için;
Örnek; laktik asit konsantrasyonunun 0,010 M ve
konjuge bazı (laktat) konsantrasyonunun 0,087 M
olduğu laktat tamponunun pH’ı 4,80 ise laktik asidin pKa
değeri?
26
27
•Henderson-Hasselbalch denklemi, herhangi bir
pH’da proton donör ve proton akseptörün molar
oranını hesaplamak için;
Örnek; asetik asidin pKa değeri 4,76 olduğuna göre
asetik asit ve konjuge bazından (asetat) ve pH’ı 5,30
olan asetat tamponu hazırlamak için gerekli asetat ve
asetik asidin molar konsantrasyon oranı?
28
29
AMFOTER MADDELER
Hem proton vericisi (donör), hem proton alıcısı
(akseptör) olan maddelere amfoter maddeler denir
30
Amfolitler
Hem asitlerle, hem de bazlarla tuz
oluşturabilen maddelere amfolitler veya
amfoter elektrolitler denir
31
Amfolitler, amfolitin izoelektrik noktası
denen bir pH ortamında, eşit sayıda negatif
() ve pozitif (+) yük içerirler (H+A);
-İzoelektrik noktadan düşük pH ortamında (asit
ortam), katyon (pozitif yüklü iyon; H+2A) halinde
bulunurlar
-İzoelektrik noktadan yüksek pH ortamında (bazik
ortam) ise anyon (negatif yüklü iyon; A) halinde
bulunurlar
32
İndikatörler
Sulu çözeltide ortamın H+ iyonu
konsantrasyonuna (pH’ına) göre renk
değiştiren maddelerdir
İndikatörler, genellikle amfoter maddelerdir
33
Bazik ortamda
Asit ortamda
34
Phenolphthalein
Methylorange
35
36
İndikatörün renk değiştirdiği noktaya dönüm noktası denir
37
Sulu çözeltilerin pH’ı, genellikle bir amfolit olan ve ortamın H+
iyonu konsantrasyonuna (pH) göre renk değiştiren indikatör
boyalar yardımıyla ölçülebilir. Bu yöntemlere kolorimetrik
yöntemler denir
38
pH metre denen
aletlerde elektrottan
çıkan sinyal,
şiddetlendirilir ve
pH’ı bilinen bir çözelti
tarafından oluşturulan
sinyal ile karşılaştırılır
39
Sulu çözeltilerin pH’ı, elektrometrik
yöntemler olarak adlandırılan, iki elektrot
arasındaki potansiyel farkının bir
galvanometre ile ölçülmesi esasına dayanan
yöntemlerle daha hassas olarak ölçülebilir
40
41
ÇÖZELTİ
ÇÖZELTİ
Çözücü (solvent) denen dağıtıcı faz ile
bir veya birçok dağıtmış fazdan;
çözünen (solut) kurulan sıvı örnek
durum çözelti (solusyon) olarak
tanımlanır
42
Konsantrasyon
Bir çözeltinin konsantrasyonu,
çözeltinin belirli bir volümü içinde
çözünmüş olan madde (substrat)
miktarıdır
43
Çözünen Madde Miktarına göre Çözeltiler;
1) Seyreltik (Dilüe) çözeltiler: çözünmüş madde
miktarının az olduğu çözeltilerdir
(konsantrasyonu düşük çözeltiler)
2) Derişik (Konsantre) çözeltiler: çözünmüş madde
miktarının fazla olduğu çözeltilerdir
(konsantrasyonu yüksek çözeltiler)
3) Doymuş (satüre) çözeltiler: çözünmüş madde
miktarının maksimum olduğu çözeltilerdir
44
Çözeltilerin Seyreltilmesi
Konsantre bir çözeltiden dilüe bir çözelti
hazırlanmasına seyreltme denir
1:10’luk seyreltme yapılırken konsantre
çözeltiden 1 birim alınarak toplam hacim olan
10 birime tamamlanır
Seri seyreltmeler, içerisinde çözünen madde
miktarının gittikçe azaldığı bir seri
seyreltmelerdir
45
Çözelti konsantrasyonları
Kullanılan bazı ifadeler;
-Yüzde (%)
-Molarite (M)
-Molalite (m)
-Normalite (N)
46
Yüzdeler
%w/v (ağırlık/hacim)
%w/w (ağırlık/ağırlık)
%v/v (hacim/hacim)
47
% w/v konsantrasyon
%w/v , genellikle g/dL (g/100 mL)’ye karşılık gelir
Çözelti konsantrasyonu % 5 w/v; 5 gr çözünen
100 mL çözeltide
48
% w/w konsantrasyon
%w/w, genellikle g/g’a karşılık gelir.
Çözelti konsantrasyonu % 5 w/w; 5 gr çözünen 100
gr çözeltide
49
% v/v konsantrasyon
%v/v, genellikle mL/mL’ye karşılık gelir.
Hem çözücünün, hem de çözünenin sıvı olduğu
çözeltileri ifade etmek için kullanılır. Çözelti
konsantrasyonu % 70 v/v; 70 mL çözünen 100
mL çözeltide
50
Molarite (M)
1 L çözeltideki mol sayısıdır. Ölçüm birimi mol/L
5 M çözelti; çözeltinin 1 litresinde 5 mol çözünen
bulunur
51
Molalite (m)
1000g çözeltideki mol sayısıdır.
1 molal çözelti;1000 gr çözücüde 1 mol çözünen
bulunur
Klinik laboratuvarlarda kullanılan çözeltiler sulu
çözeltiler olduğu için molalite ile molarite
arasında bir fark yoktur
52
Normalite (N)
1 L çözeltideki ekivalan ağırlık sayısıdır. Ölçüm
birimi Eq/L’dir.
2 N çözelti; çözeltinin 1 litresinde 2 Eq
çözünen bulunur
53
SU
Hem katı hem de sıvı halde iken, birbirine
hidrojen köprüsü bağlarıyla bağlanma
yeteneğindedir;
Su molekülleri, dipol karakterdedir
54
SU
Polar biyomoleküller su içerisinde
rahatça çözünürler
Polar olmayan biyomoleküller su
içerisinde zayıf çözünürler. Yağlar ve
bunlara bağlı yapılar suda hem
çözünmezler, hem de suyla etkileşimden
kaçınırlar
55
Suyun iyonizasyonu
Hidronyum ve hidroksil iyonlarına ayrışır;
Sulu çözeltilerde, saf suda olduğu gibi H+ ile
OH konsantrasyonları eşit olduğunda,
çözeltinin nötral pH’ da olduğu ifade edilir
Nötral pH’da H+ ile OH’nin konsantrasyonu
birbirine eşit ve 10-7M’dır
56