Asit ve Bazlar

Makale Sayfaları
Asit ve Bazlar
Suda Asit ve Baz Dengeleri
Suyun İyonlaşma Sabiti ve pH
Kuvvetli Asitler ve Kuvvetli Bazların pH
Zayıf Asitler ve Zayıf Bazların  pH
Poliprotik Asitler ve pH
Tampon Çözeltiler
Asit veya Bazların Titrasyon Eğrileri
Zayıf bir Asidin Kuvvetli bir Bazla Titrasyonu
Kuvvetli Asit ve Zayıf Asit Bulunan Bir Çözeltinin Kuvvetli Bazla Titrasyonu

03.02. Zayıf Asitler ve Zayıf Bazların  pH

Tamamen iyonlaşmayan asitlere ve bazlara zayıf asit veya baz denir.  Zayıf asitler HA, zayıf bazlarda B ile gösterilir.

HA  +  H₂O    H₃O⁺  +  A^-         K_a = [H₃O⁺] [A^-] / [HA]

2H₂O     H₃O⁺  +  OH^-               K_su = [H₃O⁺] [OH^-]
Eğer K_a değeri 10^-4 ile 10^-9 arasında ve asidin başlangıç derişimi 1-10^-3 M arasında ise, suyun iyonlaşma dengesinin pH ye etkisini olmadığı kabul edilir. Sadece K_a denge ifadesini kullanarak hidronyum derişimi hesaplanabilir. Dengede

[HA] = C_HA - [H₃O⁺] yazılabilir. Aynı zamanda

[A^-] = [H₃O⁺] olduğundan     

K_a = [H₃O⁺]² / (C_HA - [H₃O⁺])

Formülünden H₃O⁺ iyonunun derişimi bulunur.

Bu tür problemlerin çözümünde diğer bir kabul ise başlangıç derişiminin K_a ya oranı,

(C_HA / K_a)³ 10 ise asidin iyonlaşması ile başlangıç derişiminin fazla değişmediği düşünülebilir ve paydadaki H₃O⁺ derişimi C_HA yanında ihmal edilebilir.

K_a = [H₃O⁺]² / C_HA formülünden [H₃O⁺] çekilerek,

[H₃O⁺] =  (K_a . C_HA) bağıntısı bulunur.

Örnek:

Derişimi 0.10 M olan Asetik asit ( CH₃COOH) çözeltisinin pH si nedir?

Ka = 1,75x10^-5 (25^oC)

Çözüm:
CH₃COOH veya genel formülü ile HA suda
                      

Başlangıç:   0,10 M                           0          0

Değişim         -x                              +x          +x

Dengede: (0,10-x) M                      +x          +x

K_a = [H₃O⁺]² / C_HA

K_a =1,75x10^-5 = x² / (0,10-x)


Son kabulümüzün uygulanabilirliği test edildiği zaman

 0,10 / 1,75.10^-5 >10³

Asidin iyonlaşması ile başlangıç derişiminin fazla değişmediği düşünülebilir ve paydadaki H₃O⁺ derişimi C_HA yanında ihmal edilebilir.

1,75x10^-5 = x² / 0,10

x² = 1,75x10^-6

[H₃O⁺] = x = 1,32x10^-3M

pH = -log 1,32x10^-3

pH = 2,88

Aynı kurallar zayıf bazlar içinde geçerlidir.

B  +  H₂O      BH⁺   +   OH^-                  K_b = ([BH⁺] [OH^-] / [B]

2H₂O   nbsp;  H₃O⁺nbsp;  +   OH^-                       K_su = [H₃O⁺] [OH^-]   


K_b = [OH^-]² / C_B � [OH^-]

K_b = [OH^-]² / C_B

Eğer K_b değeri 10^-9 dan küçük ve bazın derişimi de 10^-3 M dan daha küçük ise suyun iyonlaşma etkisini göz önüne almak zorundayız.

B  +  H₂O      BH⁺   +   OH^-                  K_b = ([BH⁺] [OH^-] / [B]

2H₂O      H₃O⁺   +   OH^-                       K_su = [H₃O⁺] [OH^-]

[OH^-] = [OH^-]_{zayıf baz}  + [OH^-]_su

Zayıf bazdan gelen [OH^-] aynı zamanda [BH⁺] ya, sudan gelen [OH^-] ise suyun  [H₃O⁺] ya eşittir. Dolayısıyla

[OH^-] = [BH⁺] + [H₃O⁺] yazılabilir.

[BH⁺] = K_b [B] /  [OH^-]

[H₃O⁺] = K_su / [OH^-] 

Bu değerler yerine konulduğunda

[OH_-] = K_b [B] / [OH^-] + K_su / [OH^-]

[OH^-]² = K_b[B] + K_su

[OH^-] = (K_b[B] + K_su)^1/2    

Baz zayıf olduğundan dengedeki B derişimi, bazın başlangıç derişimine eşit olarak düşünülebilir. Böylece eşitlik

[OH^-] = (K_bC_B + K_su)^1/2

haline gelir.

 K_bC_B >> K_su olduğunda eşitlik

[OH^-] = (K_bC_B) ^1/2 şeklini alır.

Örnek: 
2,5x10^-5 M anilin, C₆H₅NH₂, çözeltisindeki türlerin derişimlerini ve pH değerlerini bulunuz.
K_b = 4,30x10^-10

Dikkat edilmesi gereken husus K_b değerinin 10^-9 dan, baz derişimin ise 10^-3 M dan küçük olduğudur.

C₆H₅NH₂  + H₂O  C₆H₅NH₃⁺  +  OH^-

[OH^-] = (K_bC_B) ^1/2

[OH^-] = (4,30x10^-10 x 2,5x10^-5 + 1,00x10^-14)^1/2 = (1,08x10^-14 + 1,00x10^-14) ^1/2

[OH^-] = 1,44x10^-7 M

[OH^-] = [C₆H₅NH₃⁺] = 1,44x10^-7 M

[C₆H₅NH₂] = 2,5x10^-5�1,44x10^-7 = 2,49x10^-5 M

[H₃O⁺] = K_su / [OH^-] = 1,00x10^-14 / 1,44x10^-7 = 6,94x10^-8 M

pH= -log 6,94x10^-8 = 7,16