Kimya Deneyleri- Asit, Baz, Tuzların İletkenliği

                  

DENEY NO:  3

DENEY ADI: Asit, Baz ,Tuzların İletkenliği

DENEYİN AMACI:  Asit baz ve tuzların sulu çözeltilerinde iyonlarına ayrışarak elektrik akımını ilettiğini göstermek

TEORİK BİLGİ:

Asit-Baz

Arhenius’un yaptığı tanıma göre:

Suda hidrojen iyonu (H⁺) vererek çözünen madde asit hidroksit(OH^-) iyonu vererek çözünen madde bazdır.

Örneğin;

HCl_(g) → H⁺_(suda) + Cl^-_(suda) (Asit)

HNO_{3 (s)} → H⁺_(suda) + NO₃^-_(suda) (Asit)

NaOH _(k) → Na⁺_(suda) + OH^-_(suda) (Baz)

Ba(OH)_{2 (k)} → Ba⁺²_(suda) + 2OH^- _(suda) (Baz)

Arrhenius’un asit-baz tanımı, maddelerin yalnız sulu çözeltileri için geçerlidir.

Lowry-Bronsted teorisine göre:

Bir tepkimede proton (H⁺ iyonu) verici madde asit;proton alıcı madde ise bazdır.

HCl _(g) + H₂O _(s) → H₃O⁺ _(suda) + Cl^- _(suda)

Bu tepkimede, HCl proton verici olduğundan asit, H₂O proton alıcı olduğundan bazdır. Bu tepkimenin tersi düşünüldüğünde;

H₃O⁺ _(suda) + Cl^- _(suda) → HCl _(g) + H₂O _(s)

H₃O⁺ iyonu Cl^- iyonuna proton verdiği için asit; Cl^- iyonu proton aldığı için bazdır

Asidik Oksitler

Bazı Ametal Oksitleri Bazı Metal Oksitleri

SO₂ + H₂O → H₂SO₃ CrO₃ + H₂O → H₂CrO₄

N₂O₃ + H₂O → 2 HNO₂ 2 CrO₃ + H₂O → H₂Cr₂O

P₄O₆ + 6 H₂O → 4 H₃PO₃ Mn₂O₇ + H₂O → 2 HMnO₄

P₄O₁₀ +6 H₂O → 4 H₃PO₄

Bazik Oksitler(Metal Oksitleri)

A₂O + H₂O → 2 AOH A : Li, Na

AO + H₂O → A(OH)₂ A: Ca, Sr, Cr, Mn

Asit ve Bazların Genel Özellikleri

Asitlerin Özellikleri :

1. Suda çözündüklerinde iyon oluştururlar. Bu nedenle asitlerin sulu çözeltileri az ya da çok elektrik akımını iletir.

2. Tatları ekşidir. Limonun ekşiliği içindeki sitrik asitten, sirkenin ekşiliği içindeki asetik asitten ileri gelir.

3. Boya maddelerine etki ederler. Örneğin; asitler mavi turnusol boyasının rengini kırmızıya dönüştürür, pembe renkli fenolftalein boyasını renksiz hale getirirler.

4. Na, K, Mg gibi iyonlaşma enerjisi düşük (tepkime verme eğilimi yüksek) metallerle tepkimeye girerek hidrojen gazı oluştururlar.

Na_(k) + HCl _(suda) → NaCl _(suda) + ½ H_{2 (g)}

Mg _(k) + H₂SO_{4 (suda)} → MgSO_{4 (suda)} + H_{2 (g)}

Bu tepkimeyi alkali ve toprak alkali metallerin tümü ile Fe, Zn ve Al gibi soy olmayan metaller verir.

Cu, Hg ve Ag gibi yarı soy metallere yapısında oksijen bulunmayan HCl, HBr gibi asitler etki etmez. Bu metallere HNO₃ ve H₂SO₄ gibi kuvvetli asitler etki eder. Ancak bu tepkimelerde H₂ gazı yerine H₂O oluşur.

Cu _(k) + 4 HNO_{3 (suda)} → Cu(NO₃)_{2 (suda)} + 2 NO_{2 (g)} + 2 H₂O _(s)

2 Ag _(k) + 2 H₂SO_{4 (suda)} → Ag₂SO_{4 (suda)} + SO_{2 (g)} + 2 H₂O _(s)

Au ve Pt gibi soy metallere asitlerin hiçbiri yalnız başına etki edemez. Bu metallere üç hacim derişik HCl ve bir hacim HNO₃ karışımı olan kral suyu (altın suyu) etki eder.

5. Karbonat ve bikarbonatlarla tepkimeye girerek CO₂ gazı oluştururlar.

CaCO_{3 (k)} + 2 HCl _(suda) → CaCl_{2 (suda)} + CO_{2 (g)} + H₂O _(s)

6. Bazlarla birleşerek tuz ve su oluştururlar. Bir asit bir bazla birleştiğinde hem asit hem de baz özelliklerini kaybeder. Bu nedenle asitlerle bazlar arasındaki tepkimelere nötrleşme tepkimesi denir.

HCl _(suda) + NaOH _(suda) → NaCl _(suda)

Bazların Özellikleri :

1. Suda iyon oluşturarak çözünürler. Çözeltileri elektrik akımını iletir.

2. Tatları acıdır. Sabun köpüğünün acılığı yapısındaki sodyum hidroksitten, karabiberin acılığı yapısındaki piperidin bazından ileri gelir.

3. Boya maddelerine etki ederler. Bazlar, kırmızı turnusolu mavi; renksiz fenolftaleini pembe yaparlar.

4. Kuvvetli bazlar amfoter metallerle (Zn, Al, Pb, Sn…) tepkimeye girerek hidrojen gazı oluştururlar.

Zn _(k) + 2 NaOH _(suda) → Na₂ZnO_{2 (suda)} + H_{2 (g)}

Al _(k) + 3 KOH _(suda) → K₃AlO_{3 (suda)} + 3/2 H_{2 (g)}

5. Elle tutulduklarında kayganlık hissi verirler. Sabunun, yumurta akının ve deniz suyunun kayganlıkları yapılarındaki bazlardan kaynaklanır.

6. Asitleri nötrleştirirler. Yani asitlerle veya asit oksitlerle tuzları oluştururlar.

H₂CO_{3 (suda)} + Ca(OH)_{2 (suda)} → CaCO_{3 (k)} + 2 H₂O _(s)

Asit-Bazların Kuvveti

Asitlerin ve bazların kuvveti, bunların suda iyonlaşma yüzdeleri ile ilgilidir. Suda %100’e yakın oranda iyonlaşan asit veya bazlara kuvvetli asitler veya bazlar denir. Diğer bir deyişle kuvvetli asitler veya bazlar, kuvvetli elektrolitlerdir.

Kuvvetli asitlere aşağıdakiler örnek verilebilir:

HCl(Hidroklorik Asit)

HNO₃(Nitrik Asit)

H₂SO₄(Sülfirik Asit)

HClO₄(Perklorik Asit)

Kuvvetli bazlara aşağıdakiler örnek verilebilir:

NaOH(Sodyum Hidroksit)

KOH(Potasyum Hidroksit)

Ca(OH)₂(Kalsiyum Hidroksit)

Asit ve bazların çoğu suda çözündükleri halde iyonlarına çok az ayrışır. “Zayıf asit ve baz” olarak adlandırılan böyle maddeler suda daha çok moleküller halinde bulunur. Zayıf asit-baz çözeltilerinin elektrik iletkenliği çok azdır.

Bir asidin veya bazın değerliği ile kuvveti arasında bir ilişki yoktur.

25⁰C’de 10⁷ M’dan yüksek konsantrasyonda H⁺ iyonları içeren bir çözelti asidiktir, denir. 10⁷ M’dan daha az H⁺ iyonu içeren çözeltiye de baziktir, denir. [H⁺] > [OH^-] ise çözelti asidiktir. [H⁺] <[OH^-] ise çözelti baziktir.

Bazlarla birleşerek tuz ve su oluştururlar. Bir asidin hidrojeni yerine metal veya amonyum iyonunun geçmesiyle oluşan bileşiğe tuz denir. Bir asit bazla birleştiğinde hem asit hem de baz özelliklerini kaybeder. Bu nedenle asitlerle bazlar arasındaki tepkimelere nötrleşme tepkimesi denir.

Bazı asitler ağır yanıklara yol açarken bazıları yalnızca ağrı verir. Örneğin karınca ve arı gibi böceklerin ya da ısırgan otu gibi bitkilerin salgıları ağrı verici asitlerdir. Öte yandan bazı asitlerin öldürücü bir zehir olmasına karşılık bazıları zararsız, hatta meyve asitleri gibi tadı ve kokusu hoş maddelerdir. Üzümde de, şarap dinlendirilen fıçılarda krem tarta biçiminde çökelen ve kabartma tozu yapımında kullanılan tartarik asit bulunur.

.

Asit ve Bazın Kuvvetliliğinin Periyodik Cetveldeki Konumlarına Göre Değerlendirilmesi

Aynı periyotta bulunan ametal elementlerin elektronegatiflikleri periyot içinde soldan sağa doğru arttığından, bileşiklerin asitlik kuvvetleri; NH3 < H2O < HF şeklindedir. (elektronegativitenin artması suda çözünmeyi kolaylaşrırır.Çünkü bağın daha da iyonikleşmesini sağlar.)

-Elektronegatiflik:Bir moleküldeki her bir atomun bağ yapacak elektronlarını çekme gücüdür.-

Aynı grupta yukardan aşağıya elektronegativite azalır bunun sonucunda asitlik bileşiğinkuvvetti azalır.

Bir periyotta bulunan elementlerin oluşturdukları bileşiklerin bazlık karakteri soldan sağa doğru azalır. 2. periyottaki elementlerin oluşturdukları; NH3, H2O, HF bileşiklerinin bazlık karakteri

NH3 > H2O > HF şeklindedir.

Metalin elektronegatifliği ne kadar düşükse baz o kadar kuvvetlidir. TUZLAR

TUZLAR

 Asit ve bazların birleşmesi sonucu oluşurlar.

 Kuvvetli asit ve zayıf bazın birleşmesi sonucunda asidik tuzlar oluşur

 Kuvvetli baz ve zayıf asitin birleşmesi sonucunda bazik tuzlar oluşur.

 Kuvvetli asit ve kuvvetli bazın birleşmesi sonucu nötr tuzlar oluşur.

 Tuzlar iyon yapılı bileşiklerdir.

 Suda iyonlaşarak çözündükleri için çözeltileri elektrik akımını iletir.

 Katı halde elektrik akımını iletmezler. Ancak ısı etkisi ile eritilmiş halleri ile sulu çözeltileri elektrik akımını iletir.

KULLANILAN ARAÇ GEREÇLER:

**Beher glas(4 adet)

**Bağlantı Kabloları

**Su

**Lamba(1.5 V)

**Seyreldik Hidroklorik asit(HCL)

**Duy

**Seyreldik NaOH çözeltisi

**Elektrot(2 adet)

**Yemek Tuzu

**Pil Yatağı

**Pil

**Anahtar

DENEYİN YAPILIŞI:

Pili, pil yatağına yerleştirip, iletken kablolar, elektrotlar, pil ve anahtarlarla oluşan bir devre hazırlanır. Elektrotlar önce saf suya daldırılır.Ampulün  yanıp yanmadığı kontrol edilir.Kaç tane pil takarsak takalım devre paralel bağlı olduğu için eşit dağılır.

     

Elimizde bulunan diğer beher glasların birini asit, birine baz, diğerine de tuz konulur.

Beher glasların üzerine hangi çözeltinin olduğu yazılır.

           

Aynı zamanda hazırlanan devrenin elektrotları çeşme suyuna daldırılır. Çeşme suyu elektriği iletmez. Elektrotlar birbirine değince lamba yanıyor.

Devrenin elektrotları tuzlu suya daldırılır. Tuzlu su elektriği iletir. Lamba yanar.

Elektrotlar asite daldırılır.Yanıp yanmadığı kontrol edilir.

Elektrotlar baza daldırılır.Yanıp yanmadığı kontrol edilir.

       

KAZANIMLAR:

Işığın yanması için çözeltinin içinde bir akım oluşması gerektiğini öğrendik ve akımında iyon göçleri sonucunda oluştuğunu biliyoruz.Yani artık neyin elektriği çok iyi iletip neyin çok az ilettiğini biliyoruz.akülerin içinde bulunan sıvınında elektriği iletmesi gerekiyor ve gözlemlediğimiz olaylar sonucunda ne tür çözeltiler kullanmamız gerektiğini biliyoruz.(Akülerin birçok çeşidi bulunur. Genel olarak kuru ve sıvılı aküler olarak ikiye ayrılırlar. Sıvılı akülerde, elektronların bağlarında tutulan kimyasal enerji, elektrik enerjisi olarak ortaya çıkarılır. Bu işlemde gerekli olan elektrolit olarak asit kullanılabilir. Bu olayda kullanılan elektrolitin amacı bu sıvının içindeki iyonlarda enerjinin depolanmasıdır. Arabalarda kullandığımız sıvılı akülerde genelde asit kullanılır.)

DENEYİN SONUCU:

- Çeşme suyunun olduğu beherde lamba yanmadı.

- Tuzlu suyun  olduğu beherde lamba yandı.

- Asitin olduğu beherde lamba yandı.

- Bazın olduğu beherde lamba yandı.

Arrheniusa göre saf tuzların veya suyun iletken olmadığını, oysa sudaki çözeltilerin iletken olduklarını açıklamışlardır. Ayrıca bazı asit ve baz çözeltilerinde lamba yanmaz. Bu asit ve bazların kuvvetli ya da zayıf olmasından kaynaklanmaktadır.

DENEYİN YORUMU:

Asit, baz ve tuzların sulu çözeltileri elektrik akımını iletti ve böylece her bir düzenekte ampulün yandığını gördük. Bilindiği gibi asit (H+, HSO4-), baz (Na+, OH-) ve tuzlar(Na+,Cl-) suda iyonlarına ayrışırlar. Özellikle kuvvetli asit ve bazlar suda iyonlarına %100 ayrılır ve iyi birer elektrolit olarak kullanılabilirler. Bu özellikteki çözeltiler de elektrik akımını çok iyi iletir ve ampulün yanmasını sağlarlar.

Ampulün parlak olup olmaması ise hazırlanan çözeltinin derişimi ile alakalı bir durumdur. Hazırlanan çözeltinin derişimi ne kadar yüksekse içerdiği iyon miktarı da o kadar fazla olur. Asit çözeltisinin derişimi diğer çözeltilere göre daha yüksek olduğu için ampul en yüksek parlaklıkta bu devrede yandı. Yine aynı şekilde tuz çözeltisinin derişimi düşük olduğu için bu devrede lamba en düşük parlaklıkta yandı. Sıvılarda iletkenlik iyonlar ile sağlanır. Bu iyonlar sıvı içinde hareket ederek elektrik akımının geçişini sağlarlar. Devreden geçtiği gözlenen elektrik akımını açıklamak için, çözelti içinde elektrotlar arasında akan yüklerin olması gerekir.

Güç kaynağının + ve – uçlarının yerlerini değiştirip anahtarı kapattığımızda; ampul yine yanar. Çünkü akımın oluşmasında bu kutupların yer değişiminin engelleyici bir etkisi yoktur.

Arrhenius’un asit-baz tanımı, maddelerin yalnız sulu çözeltileri için geçerlidir.

Lowry-Bronsted teorisine göre:

Bir tepkimede proton (H⁺ iyonu) verici madde asit;proton alıcı madde ise bazdır.

HCl _(g) + H₂O _(s) → H₃O⁺ _(suda) + Cl^- _(suda)

Bu tepkimede, HCl proton verici olduğundan asit, H₂O proton alıcı olduğundan bazdır. Bu tepkimenin tersi düşünüldüğünde;

H₃O⁺ _(suda) + Cl^- _(suda) → HCl _(g) + H₂O _(s)

H₃O⁺ iyonu Cl^- iyonuna proton verdiği için asit; Cl^- iyonu proton aldığı için bazdır

                  

                      ASİTLERİN GÜNLÜK HAYATTAKİ KULLANIMI

Sirke, seyreltik bir asetik asit çözeltisidir.Araba akülerinde sülfirik asit kullanılır.
Nitrik asit, boya ve gübre yapımında kullanılır.Temizlikte kullanılan tuz ruhu seyreltik hidroklorik asit çözeltisidir.
Midemiz de seyreltik hidroklorik asit salgılayarak besinleri parçalar. Bu salgının fazlalaşması midede ülsere sebep olur.
Bazı maddelerin yapısında hidrojen bulunmadığı hâlde, hidrojen iyonu (H+) oluşumuna sebep oldukları için sulu çözeltileri asit özelliği gösterir. 
CO2 ve SO2 suda asit özelliği gösteren maddelerdir.Havadaki karbon dioksit ve kükürt dioksit gazları da yağmur damlalarında çözündüklerinde asit olarak yere düşer. Asit yağmurları bu şekilde oluşur.

                 BAZLARIN GÜNLÜK HAYATTAKİ KULLANIMI

. Sabun yapımında ve reyon denilen yapay ipekli kumaşların üretiminde çok önemli bir ham madde olan sudkostik, ayrıca pamuk ipliklerine sağlamlık ve parlaklık kazandırmak amacıyla pamuklu dokuma sanayisinde de kullanılır.

            Potaskostiğin sanayideki en önemli kullanım alanı arap sabunu ve öbür temizlik maddelerinin üretimidir. Sönmüş kireçten inşaat sanayisinde sıva, çimento ve badana yapımında, ayrıca asitli toprakları nötrleştirmek için tarımda yararlanılır. Yaygın ama yanlış bir adlandırmayla kısaca amonyak olarak bilinen amonyaklı su evlerde en çok  kullanılan temizlik maddelerinden biridir

Bütün yağ ve kirleri çözen bu bileşik özellikle banyo küveti, lavabo ve cam temizleyicileri bileşimine katılır. Gene kısaca karbonat tozu olarak ya da karbonat olarak bilinen sodyum di karbonat oldukça zayıf bir alkalidir. Kabartma tozlarının ve bazı köpüklü içeceklerin yapımında kullanılır; midedeki fazla asidi giderdiği için mide yanmalarına ve arı sokmasından dolayı meydana gelen ağrıya karşı etkilidir.

KAYNAKÇA:

Pi yayınları,öss kimya konu anlatımlı,syf.124

Thema Larouss

http://www.uydupasaji.com/299-kimya/41799-asitler-bazlarin-gunluk-hayatta-kullanimi.htmle Tematik Ansiklopedi, Cilt-3, s.336