DENEYİN ADI: Asit,Baz ve 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)
HNO3 (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 H2 (g)
Mg (k) + H2SO4 (suda) → MgSO4 (suda) + H2 (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 HNO3 (suda) → Cu(NO3)2 (suda) + 2 NO2 (g) + 2 H2O (s)
2 Ag (k) + 2 H2SO4 (suda) → Ag2SO4 (suda) + SO2 (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.
CaCO3 (k) + 2 HCl (suda) → CaCl2 (suda) + CO2 (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) → Na2ZnO2 (suda) + H2 (g)
Al (k) + 3 KOH (suda) → K3AlO3 (suda) + 3/2 H2 (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.
H2CO3 (suda) + Ca(OH)2 (suda) → CaCO3 (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
1. Beherglas (4 adet)
2. Bağlantı kabloları
3. Saf su
4. Lamba (1,5 V)
5. Seyrektik NaOH çözeltisi
6. Elektrot (2adet)
7. Yemek tuzu(NaCl)
8. Pil yatağı
9. Pil
10. HCI Asit, NaOH, asetik asit, amonyak
DENEYİN YAPILIŞI
Elimizde bulunan 6 adet beherglas yarıya kadar saf su ile doldurulur. Pili pil yatağına yerleştirip iletken kablolar, elektrotlar, pil ve anahtarda oluşan bir devre hazırlanır. Elektrotları önce saf suya daldırılır ve anahtar kapatılır. Ampulün yanıp yanmadığı kontrol edilir. Elimizde bulunan diğer beher glasların birini asit, birine baz , diğerine tuz konulur. Beher glasların üzerine hangi çözeltinin olduğu yazılır. Aynı zamanda hazırlanan devrenin elektrotlarını önce asit çözeltisine sonra sırayla baz çözeltisine ve tuz çözeltisine batırılır.
DENEYİN SONUCU:
• Birinci beherde bulunan suda lamba yanmadı.
• İkinci beherde bulunan tuzlu su çözeltisinde lamba yandı.
• Üçüncü beherde bulunan sirkeli suda lamba yanmadı.
• Dördüncü beherde bulunan HCl(asitli su) çözeltisinde lamba yandı.
• Beşinci beherde bulunan NH3 (amonyaklı su) çözeltisinde lamba yanmadı.
• Altıncı beherde bulunan NaOH ( bazlı su) çözeltisinde lamba yandı.
Arrheniusa göre saf tuzların veya suyun iletken olmadığını, oysa sudaki çözeltilerin iletken olduklarını açıklamışlardır. Ayrıca bazı asit ve baz çözeltilerinde lamba yanmadı. 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 yandı. Çünkü akımın oluşmasında bu kutupların yer değişiminin engelleyici bir etkisi yoktur. Fakat elektrotlardan birini çıkardığımızda arada elektrik alış verişi olmadığı için ampul yanmadı.
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.)
KAYNAKÇA
Thema Larousse Tematik Ansiklopedi, Cilt-3, s.336
Fen Bilgisi Laboratuarı Deney Kılavuzu, s. 73
Pi yayınları,öss kimya konu anlatımlı,syf.124
Cemal İLTER
Hasan H. ÇOBAN
İzzet REİS
Ayhan NAZLI
Davut PİRAZ
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder