05-kÄ°myasal denge (88s).ppt [uyumluluk...

1

M.DEMİR 06-KİMYASAL DENGE 1

KİMYASAL DENGESULU ÇÖZELTİLERDE DENGE

Prof. Dr. Mustafa DEMİR


SULU ÇÖZELTİLERDE DENGEBileşikler suda, özelliklerine göre az veya çok oranda ayrışarak iyonlaşırlar. İyon içeren bir çözelti, iyon derişimine göre az veya çok oranda elektiriği iletir. Elektiriği saf sudan daha iyi ileten çözeltilere elektrolit çözeltileri, bu çözeltiyi meydana getiren çözünen maddeye de elektrolit denir.

2


Bir çözeltinin elektiriği iletebilmesi için maddenin iyonlarına ayrışması gerekir. Eğer madde suda iyonlarına ayrılmadan moleküler halde çözünmüşse elektiriği iletmez. Dolayısıyla maddenin suda çözünmüş olması elektiriği iletmesi için yeterli değildir.


Örneğin sofra tuzu ve şekerin her ikiside suda çözündüğü halde tuz çözeltisi elektiriği iletir, şeker çözeltisi iletmez. Çünkü şeker, iyonlarına ayrılmadan moleküler halde çözeltiye geçer. Bu tür çözeltilere elektrolit olmayan çözeltiler denir. Burada yalnız eloktrolitlerle ilgili özellikler incelenecektir.

3


ElektrolitlerElektrolitlerin kuvvetli ve zayıf elektrolitler

olmak üzere iki grupta incelenebilir. Kuvvetli elektrolitler suda tamamen

iyonlaşırlar. Kuvvetli asitler (HCl, HNO3, H2SO4, HClO4, gibi)ve tuzlar (NaCl, CaCl2, Na2SO4 gibi) birer kuvvetli elektrolitlerdir.


İYONLAŞMASulu çözeltide bir zayıf elektrolit iyonlaştığı zaman, maddenin iyonlaşmış şekli ile iyonları arasında bir denge kurulur. Denge kurulduğunda maddenin iyonlaşma hızı ile iyonların tekrar maddeyi oluşturma hızı eşit olur.

4


Örneğin A ,B,C ve D’den oluşan bir kimyasal tepkime için denge sabiti şeklinde yazılır. Buradaki küçük harfler eşitlenmiş denklemdeki katsayıları, büyük harfler ise kimyasal türleri tanımlar. Kimyasal türlerin derişimleri köşeli parektez ile [ ] gösterilir ve molar derişimi tanımlar.

badc

[B][A][D][C] =K D d + C c B b +aA


Denge sabiti ifadesindeki terimler birimsizdir. Bu nedenle denge sabiti değeri de birimsizdir. [A]/(1 M) oranının birimsiz olabilmesi için [A]’nın molar derişim olarak ifade edilmesi gerekir. Aynı şekilde PA/ (1 atm) ifadesinin birimsiz olabilmesi için Pa nın atmosfer olarak tanımlanması gerekir. Katı ve sıvılar için [A]/(saf hal)=[saf A](saf hal)= 1 olacağından , yine birimsiz olur.

5


Ancak bu ayrıntı hemen hemen hiç yazılmaz ve bir kabul olarak Çözünen maddenin derişimi molar derişim

olarak ifade edilir.Çözünen gaz ise derişim atmosfer olarak ifade

edilir.Saf katı, saf sıvı ve çözücülerin derişimleri,

birim olması nedeniyle yazılmaz.


Kimyasal denklemdeki derişim ilişkisi( denge durumu) dengeye ulaşma yolundan bağımsızdır. Ancak bu ilişkile dışarıdan yapılacak müdahale ile değiştirilebilir. Bu müdahaleler sıcaklık değişmesi, basınç değişmesi( tepken veya ürünlerden biri gaz ise), ve tepken veya ürünlerin toplam derişimindeki değişmeler olarak sıralanabilir. Bu değişmelerin etkisini Le Chatelier ilkesine göre tahmin etmek mümkündür.

6


Hatırlanacağı gibi Le Chatelier ilkesine göre kimyasal bir dengenin durumu daima o dengeyi dışarıdan yapılacak etkiyi yok edecek yöne doğru kayar. Buna göre sıcaklıktaki bir artış, derişim ilişkisini ısının soğurulduğu yöne doğru değiştirir. Basınçtaki bir artış, sistemin hacminin küçüleceği yöne doğru dengeyi kaydırır. Tepkimede yer alan türlerden biri, tepkime ortamına eklenmesi durumunda, sistem bu ilave edilen maddenin bir kısmını harcayacak (azaltacak) yöne kayar.


Tepkime moleküler düzeyde incelenecek olursa, dengeye ulaşıldığında bile tepkimede yer alan türler arasındaki tepkimenin durmadığı gözlenecektir. İleri ve geri yöndeki tepkime hızları birbirine eşit olduğu anda, tepken ve ürünlerin derişimlerinin oranı sabit kalır. Bir başka deyişle kimyasal denge ileri ve geri yöndeki tepkime hızlarının eşit olduğu dinamik bir durumdur.

7


Denge sabiti ifadesinde K’nın sayısal değerine denge sabiti değeri denir. Bu sayısal değer sıcaklığa bağımlıdır. Bu nedenle değerin yanında mutlaka

sıcaklığın belirtilmesi gerekir. Eşitlik yazılırken ürünlerin derişimleri paya,

tepkenlerin derişimi ise paydaya yazılır.


Denge sabiti ifade şekilleri Yukarıda da özetlendiği gibi denge sabiti bir çözücüde çözünen türler için, ürünlerin molar derişimlerinin tepkenlerin molar derişimlerine oranına denir. Katı ve saf sıvıların molar derişimleri değişmediği yani birim “1” kabul edildiği için eşitlikte yer almaz. Buna göre iyonlaşan türe veya oluşan ürünlere bağlı olarak denge sabiti çeşitli şekillerde isimlendirilebilir.

8


Suyun iyonlaşması, Ksu olarak ifade edilir.

su3223

32

K]][OHO[H1O][H]][OHO[HKOHOHO2H


Bir katının çözünmesi, Kçç ile ifade edilir

]][Cl[AgK1[AgCl]]][Cl[AgK

(suda)Cl(suda)AgAgCl(k)çç

9


Zayıf bir asitin veya zayıf bir bazın iyonlaşma sabiti Ka veya Kb olarak gösterilir.

b4

444

b2

2

a

KOH][NH]][OH[NHK

OHNHOHNHK][Ac

][HAc][OHO]][H[Ac

][HAc][OHKOHHAcOHAc

K[HAc]]][Ac[HKAcHHAc


Bir indirgenme/yükseltgenme (redoks) tepkimesinin denge sabiti Kred ile gösterilir

red8524

53223224

K][H]][Fe[MnO]][Fe[MnK

O4H5FeMn8H5FeMnO

10


Bir kompleksin oluşum sabiti n ile gösterilir.

2222

22

]][[])([

)(2

CNNiCNNiK

CNNiCNNi


Birden fazla basamaktan oluşan dengelerin sabitleri, ara basamakların denge sabitleri çarpımına eşittir

ilirhesaplanabsabitleridengeşeklindeCNNi

CNNiKKKKCNNiCNNiCNNi

CNNiKKKCNNiCNNiCNNiCNNiKKCNNiCNNi

iseCNCNNi

CNNiKCNNiCNCNNiCNCNNi

CNNiKCNNiCNCNNiCNCNNi

CNNiKCNNiCNCNNiCNNi

CNNiKCNNiCNNi

422443214242

323321332

22221222

3

2442

43

23332

222

212

]][[])([)(4

]][[])([)(3

]][[])([)(2

]][)([])([)()(]][)([

])([)()(]][)([

])([)()(]][[

])([)(

11


213

2

1

]][[][

][]][[

]][[]][[

]][[][

][]][[

KKCHCHxHA

AHCHA

CHAKCHACHACH

CHKCHCHHA

AHKAHHAşekildebenzer


Örnek

ızhesaplayınsabitinidengeiçinHNHNHgöreeverildiğinolarak

1,8x10][NH]][OH[NHKOHNHOHNH

1,0x10]][OH[HKOHHOH

34

53

4NH3423

14su2

12


çözüm Son tepkime ikinci tepkimenin ters çevrilip

birinci tepkime ile toplanmasıyla elde edilebilir. Dolayısıyla;

105

143

213343

2234

12

106,5108,11100,11

1

xxxxKxKKKKNHHNH

KKOHNHOHNHKKOHHOH

NHsu

NH

su


Benzer şekilde belli yöndeki iyonlaşmaya ilişkin denge sabiti biliniyorsa, aksi yöndeki birleşmeye ilişkin denge sabiti hesaplanabilir.

1

1

1]][[

][][

]][[

KAHHAKHAAHHA

AHKAHHA

13


Sulu bir çözeltide denge sabiti ifadesinde [H2O] terimi yer almaz. Çünkü sulu bir çözeltide suyun molar derişimi 55,555555 M’dır.

Nötral bir suda [H+] = [OH-] = 10-7 M ‘dır

molmolgggsulitre 5555,55/18

100010001


Ortama eklenecek olan H+ veya OH- ,H2OH++OH-dengesinin sola kaymasına neden olacaktır. Dolayısıyla tüm OH- veya H+ tepkime sonucu H2O ‘ya dönüşse bile en fazla 10-7 M H2O oluşacaktır. Bu durumda suyun derişimideki artış veya azalış 55,55555 ± 10-7 M kadar olacaktır. Suyun derişimindeki artış yüzdesi hesaplanacak olursa,

Dolayısıyla bu artış rahatlıkla ihmal edilebileceğinden K[H2O] = K yazılabilir.

00000018,0%108,1%10010

5555,55 77

xX

14


Suyun iyonlaşmasına ilişkin verilen iyonlar çarpımı değeri 25 oC için 1,008x10-14 dür.

Ancak kolaylık sağlaması nedeniyle, yaklaşık değer olarak 1,0x10-14 alınır.

İyonlaşmaya ilişkin verilen değerler aksi belirtilmedikçe 25 oC ‘sıcaklıktaki değerlerdir.

Değerler başka sıcaklıklar için ise mutlaka belirtilmelidir. Aşağıda suyun farklı sıcaklıklar için Ksu değerleri

verilmiştir.


Örnek0,2 M derişimdeki NaOH çözeltisinde

hidronyum ve hidroksit iyonlarının derişimi nedir? pH nedir?

15


Çözüm NaOH kuvvetli bir elektrolit olduğundan çözeltiye verdiği OH- , 0,2 mol/L’dir. Çözeltinin toplam OH- derişimi NaOH’tan gelen OH- ve suyun iyonlaşmasından gelen OH- toplamıdır. Yani [OH-] = NaOH tan gelen OH- + suyun iyonlaşmasından gelen OH- yazılabilir. Suyun iyonlaşmasından gelen OH- ve H+ eşit miktarlarda olacağından [OH-] = 0,20 + [H+] yazılabilir. Suyun iyonlaşmasından gelen H+ ortamın bazik olduğu da dikkate alınırsa, çok küçük olduğundan [OH-] = 0,20 + [H+] = 0,20 M kabul edilebilir.


30,13100,52,0100,1][

100,1])[2,0(100,1]][[

141414

14

pHxxHxH

xOHHKsu

Yapılan ihmalin doğruluğu basit bir hesaplama ile kontrol edilebilir.[OH-] = 0,2 + [H+] = 0,2 + 5,0x10-14 0,20

16


iyonlaşmaAsetik asit suda aşağıdaki şeklinde iyonlaşır.

Ancak bu iyonlaşma yüzde yüz olmadığından, çözeltide CH3COOH, CH3COO- ve H3O+ iyonları birlikte bulunur. Bu iyonlaşma için denge bağıntısı yandaki şekilde yazılabilir

COOCHOHCOOHCH 333


Bu iyonlaşma için denge bağıntısı yandaki şekilde yazılabilir

OHCOOHCHCOOCHOHK

2333

17


Örnek:1

? K H (suda)NH NH1,8x10 K OH NH OH (suda)NH

1,0x10]][OH[HK OHH OH

NH434

15-NH3

-423

-14-su

-2


Çözüm:1

10-5-

14-3

NH3su213

334

NH3223

-4

su12

5,6x10 1,8x101 x 1,0x10 K

K1x K=KK=K

K H (suda)NH K

1K OH (suda)NH OHNHK K OHHOH

NH

18


İyonlaşma derecesiYüzde iyonlaşma derecesi, denge

halindeki bir zayıf elektrolitin 100 birimindeki iyonlaşan miktarını verir. İyonlaşma derecesi yardımıyla denge

sabiti değeri bulunabilir.


ÖRNEK 1: 0,1 M derişimindeki asetik asitin 25 oC’da, % 1,34 oranında iyonlaştığı bilinmektedir. Buna göre asetik asitin ayrışma sabiti nedir?

19


ÖRNEK 1: 0,1 M derişimindeki asetik asitin 25 oC’da, % 1,34 oranında iyonlaştığı bilinmektedir. Buna göre asetik asitin ayrışma sabiti nedir?(1/2)

Denge sabiti değerini hesaplarken bileşenlerin derişimlerinin molar derişim biriminden yani litrede mol olarak hesaplanması gerekir. Bu nedenle çözeltinin hacmi 1 litre olarak kabul edilir. 1 litre 0,1 M asetik asit çözeltisinde 0,1 mol asetik asit bulunduğuna göre, bunun %1,34’ü ayrıştığında toplam (1,34x0,1)/100 = 1,34x10-3 mol asetik asit ayrışmış demektir.


ÖRNEK 1: 0,1 M derişimindeki asetik asitin 25 oC’da, % 1,34 oranında iyonlaştığı bilinmektedir. Buna göre asetik asitin ayrışma sabiti nedir?(2/2)

Buna göre ayrışmadan kalan miktar 0,100- 1,34x10-3 = 0,09866 mol dür. Asetik asitin ayrışma dengesi ve denge bağıntısı gereğince ayrışan asetik asit kadar H+ ve CH3COO- meydana geleceğinden, bu iyonların derişimleri 1,34x10-3 mol/litre olur. Bilinen değerler yerine konursa denge sabiti bulunur.

5333

3ayr

33

1,82x100,098661,34x101,34x10K

COOHCHH COOCHK

HCOOCHCOOHCH

20


ÖRNEK 2: 0,001 M derişimindeki asetik asitin % 12,6 oranında iyonlaştığı bilinmektedir. Buna göre asetik asitin iyonlaşma sabiti nedir?


ÖRNEK 2: 0,001 M derişimindeki asetik asitin % 12,6 oranında iyonlaştığı bilinmektedir. Buna göre asetik asitin iyonlaşma sabiti nedir?

0,001 M HAc 0,01 mol HAc/litre

100/12,6 = 0,001/X X = 0,000126 mol iyonlaşan

O halde [H+] = 0,000126 mol/l [Ac-] = 0,000126 mol/l

[HAc] = 0,001-0,000126 =0,000874 mol/l

51,8164x10

0,0008740,0001260,000126K

HAcAc HK

AcHHAc

21


Çeşitli derişimlerdeki asetik asitin iyonlaşma dereceleri

asit derişimi % iyonlaşma derecesi2,0 0,3015 1,0 0,426 0,1 1,34 0,01 4,38 0,001 12,6Bu olay Le Chatelier ilkesine de uygundur. Sistemin daha seyreltik olması demek dengedeki su miktarının artması demektir. Sistemin bu fazlalığı azaltacak yöne yani daha fazla iyonlaşma yönüne kayacaktır.

OHCOOCHOHCOOHCH 3323


ÖRNEK 3: 2,0 M’lık asetik asit çözeltisindeki bütün bileşenlerin molar derişimleri nedir?

22


ÖRNEK 3: 2,0 M’lık asetik asit çözeltisindeki bütün bileşenlerin molar derişimleri nedir?(1/4)

Çözeltide başlangıçta 2,0 mol/litre asetik asit vardır. Bunun X molünün iyonlaştığını düşünelim. Bu sırada X mol H+ ve X mol CH3COO- meydana gelmiştir. Bu değerleri denge sabiti ifadesinde yerine konarak çözüm yapılır. Bu iki çözümden şüphesiz negatif değerli olan anlamsızdır. Dolayısıyla yanıt [H+] = [CH3COO-] = 6,02x10-3 M ayrımadan kalan miktar ise 2,0-6,02x10-3 = 1,994 M dır.


ÖRNEK 3: 2,0 M’lık asetik asit çözeltisindeki bütün bileşenlerin molar derişimleri nedir?(2/4)

2-23- 1

5-25-2

5

53

3ayr.

33

1,2x10- X 6,02x10 X)X(1,82x10- 5-3,64x10 X

1,82x10 X)-(2,0 X1082,10,2

1,82x10COOHCHH COOCHK

HCOOCHCOOHCH

xXXX

xx ΜΜΜx02 dengede0 0 M 2,0 abaşlangıçt

23


ÖRNEK 3: 2,0 M’lık asetik asit çözeltisindeki bütün bileşenlerin molar derişimleri nedir?(3/4) Yaklaşık çözüm Bu tür problemlerin çözümünde bazı yaklaştırmalar yapılarak ikinci dereceden denklem çözümünden kaçınılabilir. Örneğin yukarıdaki çözüme bakılırsa asetik asitin başlangıçtaki derişimi 2,0 M dır. Bunun iyonlaşan miktarı ise 0,00602 M kadar olup toplamın yanında ihmal edilebilecek kadar azdır. Yani (2,0-X) = 2,0 kabul edilebilir. Bu durumda denklemin çözümü basitleşir. Bulunan sonuçlar karıştırılırsa yaklaştırma yapmakla önemli bir hatanın yapılmadığı görülür. Asit ve asetat derişimleri yaklaştırma yapılmadan 0,00602 M iken yaklaştırma yapıldığında bu değer ancak 0,00603 olmuştur.

M 1,994 6,03x10-2,0 COOH][CHM 6,03x10 ]COO[CH ][H

3,64x10 X1,82x102,0

X1,82x10X2,0

XX1,82x10COOHCH

COOCH H

3-3

3--3

5-2

52

5

53

3


ÖRNEK 3: 2,0 M’lık asetik asit çözeltisindeki bütün bileşenlerin molar derişimleri nedir?(4/4) Yaklaşık çözüm

M 1,994 6,03x10-2,0 COOH][CHM 6,03x10 ]COO[CH ][H

3,64x10 X1,82x102,0

X1,82x10X2,0

XX1,82x10COOHCH

COOCH H

3-3

3--3

5-2

52

5

53

3

24


Yüzde iyonlaşma derecesi İyonlaşma sabiti bilinen bir zayıf elektrolitin yüzde iyonlaşma derecesini hesaplamak oldukça kolaydır. Örneğin 2,0 M’lık HAc çözeltisinin, iyonlaşma yüzdesi

şeklinde hesaplanabilir. Aynı elektrolitin değişik derişimlerdeki çözeltileri için iyonlaşma yüzdeleri hesaplanırsa en yüksek iyonlaşmanın en seyreltik olanda olduğu görülür. Örneğin asetik asit için benzer hesaplama yapılırsa aşağıdaki çizelge elde edilir.

3015,0%10000,21003,6 3 xx


ÖRNEK 4: 1,0 M derişimdeki asetik asit çözeltisinin pH’ı nedir? Bu çözeltide asetat derişimi nedir? K = 1,8x10-5

25


ÖRNEK 4: 1,0 M derişimdeki asetik asit çözeltisinin pH’ı nedir? Bu çözeltide asetat derişimi nedir? K = 1,8x10-5

2,37 = pH )0log(4,24x1- = ]log[H- = pH4,24x10 = ][Ac = ][H = x 1,8x10 = x

edilebilir ihmalx 1,8x10x1,0

xxHAc

Ac HK

3-+3--+5- 2

5

xxx01dengede

0 0 01 abaşlangıçt AcH HAc


Denge sabiti tipleri

(org)I (suda)I Kdağılım 22

O4H + Fe + Mn 8H + 5Fe + MnO KredoksNi(CN) 4CN + Ni )( K

OH +NH OHNH Ac + H HAc K ,K

SO + Ba (k)BaSO K OH + OH O2H K

2+3+2++2-4

-24-+2nolş

- +44

-+ba

-24+24 çç

-+32su

26


KOMPLEKS İYONLARIN BASAMAKLARI VE TOPLAM OLUŞUMU

43214-24-232133-2

2122-2

4-24--33-3- 222-+

1+-+2

KKKK Ni(CN)4CNNiKKK )(3CNNi

KK Ni(CN)2CNNiise

K Ni(CN) CN + Ni(CN)K Ni(CN) CN +Ni(CN)K Ni(CN) CN + Ni(CN)K Ni(CN) CN + Ni

CNNi


SUYUN İYONLAŞMASI VE pH Bildiğimiz gibi su, çok zayıf bir eloktrolittir ve OH-

vererek iyonlaşır. Bildiğimiz gibi seyreltik çözeltilerde, iyonlaşan su miktarı toplam su miktarı yanında ihmal edinilebilecek kadar azdır. (1 litre suda iyonlaşan su miktarı 10-7 kadardır. Oysa 1 litre suda 55,55 mol kadar su molekülü bulunur. Dolayısıyla 55,55 mol yanında 10-7 molün ne kadar küçük bir değer olduğu aşikardır.) Dolayısıyla sabit kabul edilebilir.

27


Bir başka deyişle K bir sabit ise K[H2O]da bir sabittir. K[H2O] = [H+] [OH-] K[H2O] sabitine su sabiti denir ve Ksu ile gösterilir. Saf su için Ksu değeri 1,0x10-14 dür. Ksu = [H+] [OH-] = 1,0x10-14 su iyonlaştığında eşit sayıda H+ ve OH- iyonları meydana getirdiğine ve bu iki molar derişimleri çarpımı Ksu değerini verdiğine göre saf sudaki her bir iyonun derişimi kolaylıkla hesaplanabilir.


OHOH HK

OHHOHOHOHOHOH

2

2322

M 1,0x10 X 1,0x10 X1,0x10 ][OH ]H [ X ][OH ][H

x x OHHOH

7-14-217--

-

2

28


Suyun iyonlaşması

]][OHO[H=K]][OHO[HO][HK

O][H]][OHO[HK OHOHO2H

-3su

-322

22

-3-32


K[H2O]2 =K ??? [H2O] = 55,5555 bulunuz0,1 M HCl eklense bileH+ + OH- H2OGereğince en fazla 10-7M H2O oluşacaktır.

Yani [H2O]=55,555 + 1,0x10-7 =55,555 M HATA PAYI

7-7 2x10 % X 100 10

555,55 X

29


Suyun iyonlaşması ve pH Saf suya asit eklenirse [H+] derişimi 10-7 M ın üstüne çıkar. Ancak [H+] [OH-] = 1,0x10-14 olduğundan [OH-] derişimi aynı ölçüde azalır. Şüphesiz bunun tersi de doğrudur. Yani saf su baz eklendiğinde [OH-] derişimi artarken [H+] derişimi azalır. Bildiğimiz gibi düşük derişimleri ifade etmede p ölçüsü bulunmuştur. p ölçüsü, molar iyon derişiminin logaritmasının eksi işaretlesine verilen addır. Eğer söz konusu olan iyon [H+] ise buna pH, [Ca2+] ise pCa, [Cl-] ise buna pCl denir. Buna göre saf suyun pH ve pOH değerleri 7 dir. pH = -log[H+] = log(10-7) = 7 pOH = -log[OH-] = log(10-7) = 7


Asitli bir çözeltide [H+] derişimi 10-7 den daha büyüktür, dolayısıyla pH 7 den daha küçüktür. Bazik çözelti için bunun tersi doğrudur. Bazik çözeltide H+ derişimi 10-7 den daha küçüktür, dolayısıyla pH den daha büyüktür. Buradan şu genellemeyi yapmak mümkündür. Sulu çözeltilerde H+ ve OH- iyonları daima bulunur. Asitli çözeltilerde [H+] derişimi 10-7 den büyüktür, dolayısıyla pH 0 ile 7 arasındadır. Bazik çözeltilerde ise [OH-] derişimi 10-7 den küçüktür, dolayısıyla pOH 0 ile 7 arasındadır. Suyun pH ve pOH toplamı daima 14 sayısını verir. pH + pOH = 14

30


Ksu değerinin sıcaklığa bağımlığı Suyun iyonlaşma sabiti sıcaklığa bağlı olarak değişir. 25C de suyun iyon çarpımı 1.008x10-14

dür. Bu değer yaklaşık olarak 1.0x10-14 olarak kullanılır.Çeşitli sıcaklıklardaki suyun iyon çarpımı aşağıda verilmiştir.Sıcaklık ( C ) Ksu

0 0.114x10-1425 1.008x10-1450 5.47x10-14100 49x10-14


Ksu değerinin sıcaklığa bağımlığı Bir sistemin sıcaklığı değiştirildiğinde denge sabiti de değişir. K üzerinde sıcaklığın etkisini anlamak için K ve DG terimlerinin birleştirilmesi gerekir. İkinci terim T’den bağımsızdır /RS/RTH -

/R)S/RTH(-)/RTST-H(-

/RTΔG

oo

oo

oo

o

e x e e e eK

DDDD

DD

000/

STHGeK RTG o

DDD D

31


Eğer ∆H0 pozitif ise artan sıcaklıkla birinci terim büyür. ∆H0 negatif ise artan sıcaklıkla birinci terim küçülür. Dolayısıyla; 1.Sıcaklık artarsa,endotermik bir tepkimenin denge sabiti büyür. 2.Sıcaklık artarsa, ekzotermik bir tepkimenin denge sabiti küçülür. Bu durum Le Chatelier ilkesine uygundur. Isı + Tepkimeye girenler ürünler

/RS/RTH - oo e x e K DD


Örnek 5: 50 oC deki suda hidronyum ve hidroksit iyonları derişimi nedir? PH nedir?

32


Örnek:5 50 oC deki suda hidronyum ve hidroksit iyonları derişimi nedir? PH nedir?

369,7631,61414

631,6)1047,5log(]log[

]][[ 2,338x10 (X)5,47x10 (X)

1047,5OH

73

7-

14-214-3

pOHpHpOH

pHxHpHOHOH

xXXOHKsu


Örnek 6: 0.001M derişimindeki NaOH çözeltisinde pH nedir?

33


Örnek 6: 0.001M derişimindeki NaOH çözeltisinde pH nedir? Bu çözeltideki [OH-] , 0,01M NaOH tan gelen ve suyun iyonlaşmasından gelen OH-olacaktır. Suyun iyonlaşması sonucu oluşan [H3O+]=[OH-] olacağından [OH-]=0,001 +[H3O+]su yazılabilir.Suyun iyonlaşmasından gelen [OH-] derişimi 0,001 yanında çok küçük olduğundan ihmal edilebilir. Dolayısıyla, [OH-] =≈0,001 yazılabilir.

0,001 1,0x10 0,001 OHkontrolüihmalin

11pHlog(1,0x10pH

1,0x10 0,0011,0x10 OHOHK OH

11-

11

11-14-3

-su3


ÖRNEK 7: 0,001 M derişimdeki HCl çözeltisinin pH’ı nedir? Bu çözeltideki [H+] ve [OH-] derişimleri nedir?

34


ÖRNEK 7: 0,001 M derişimdeki HCl çözeltisinin pH’ı nedir? Bu çözeltideki [H+] ve [OH-] derişimleri nedir?

HCl kuvvetli bir elektrolit olduğundan, suda yüzde yüz iyonlaşır. Dolayısıyla [H+] = [Cl-] = 0,001 M =1,0x10-3

M olur. pH = -log [H+] olduğundan pH = -log(1,0x10-3) pH = 3 tür. Çözeltideki [H+] derişimi, yukarıda da bulunduğu gibi 1,0x10-3 M’dır. Ksu = [H+] [OH-] = 1,0x10-14 olduğundan, [H+] derişimi yerine konursa

bulunur.1,0x10 ][OH

1,0x10 ][OH )(1,0x10

11--

-14--3

11

314 1,0x101,0x10

1,0x10OH


ÖRNEK 8: 0,001 M NaOH içeren çözeltinin pH’ı nedir

35


ÖRNEK 8: 0,001 M NaOH içeren çözeltinin pH’ı nedir

Aynı sonucu daha kısa yoldan bulmak mümkündür.

[OH-] = 1,0x10-3 M olduğuna göre pOH = 3 dür. pH + pOH = 14

pH = 14-3 = 11 bulunur.

11 pH )log(1,0x10- pH

]log[H- pH11-

113

1414-3-

14--su

3--

1,0x101,0x101,0x10H

1,0x10 )](1,0x10[H 1,0x10 ][OH ][H K

dıır M 1,0x10 M 0,001 ][OH ][Na

ından iyonlaşyon 100 % NaOH


ÖRNEK 9: PH = 12,048 olan çözeltide [H+] ve [OH-] derişimleri nedir?

36


ÖRNEK 9: PH = 12,048 olan çözeltide [H+] ve [OH-] derişimleri nedir?

Yapılacak işlem tamamen logaritmik bağıntı ile ilgilidir.

pH = -log[H+] log[H+] = -pH log[H+] = -12,048 [H+] = antilog(-12,048) [H+] = 8,953x10-13 M [OH-] = 0,011 M


LE CHATELIER İLKESİDenge halindeki bir sisteme,

dışarıdan bir etki olursa sistem bu etkiyi ortadan kaldıracak şekilde kendini düzenler.

37


Le chatelier ilksi

1123

3

8272

+-272

-2

+3-3

1,0x10 Cr H

8H + OCr + Br O4H + 2Cr + BrO

BrOOCrBrK

Bu tepkimedeki Cr2O72- derişimi artırılarak 2 katına çıkartılacak olursa,aynı sayısal değeri verebilmek için, denge sabiti ifadesinde paydada bulunan türlerin derişiminin de artması ,yani sol yöne doğru kayması gerekir.


Le chatelier ilkesiGenel olarak söylemek gerekirse : 1.Dengedeki bir tepkimeye, ürünlerden biri

eklenir (veya tepkenlerden biri azaltılırsa) tepkime sola kayar.

2.Dengedeki bir tepkimeye ürünlerden biri azaltılır (veya tepkenlerden biri artırılırsa) tepkime sağa kayar.

38


SKOOG


39



40



41



42



43



44



SKOOG BÖLÜM 9: 7,8Soru bankası 2: 1,2Çalışma soruları 01: 1,2,3

05-kÄ°myasal denge (88s).ppt [uyumluluk...

Documents