kimya ıı ders notları
advertisement
Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 KİMYA II DERS NOTLARI Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Sulu Çözeltilerin Doğası Elektrolitler Metallerde elektronların hareketiyle elektrik yükü taşınır. O2 molekülleri (çözünen madde) Saf su Suda çözünmüş Oksijen gazı Elektrik yükü, çözelti içinde iyonların göç etmesiyle taşınabilir. Bazı çözünen maddeler su içinde iyonlarına ayrışırlar ve elektrik yükünün taşınmasını sağlarlar Bu maddelere elektrolit denir Anot(+) Katot(-) Çözeltideki moleküllerin büyük kısmı Çözücü( solvent) molekülleridir. Çözünen madde molekülleri/iyonları sayıca çok daha azdır ve rastgele dağılmışlardır. 1 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 Elektrolit Çeşitleri Kuvvetli elektrolit tamamen iyonlarına ayrılır. Elektriği İyi iletir. suda çözünen iyonik bileşikler (e.g. NaCl) ve bazı moleküler bileşikler (e.g. HCl) Bütün Zayıf elektrolit kısmen iyonlarına ayrılır. Elektrolit olmayan maddeler iyonlarına ayrılmazlar. Elektriği Az iletir. Elektriği Çoğu İletmez. moleküler bileşikler. Kuvvetli Elektrolitler ! HCl, HCl, MgCl2, ve NaCl Kuvvetli elektrolit Zayıf elektrolit Zayıf Elektrolitler ! CH3CO2H(aq) ---> ---> CH3CO2-(aq) + H+(aq) (aq) 2 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 Çözeltilerde elektriği ne iletir ? Katyonlar (+) ve Anyonlar (-) Elektrolit Olmayanlar ! ŞŞeker eker etanol eti ilen glik ikol ol et gl etilen glikol Elektrolit Örnekleri Kuvvetli eletrolit – 100 % disosyasyon NaCl (k) H2O Na+ (aq) + Cl- (aq) Zayıf elektrolit – tamamen disosyasyon yok CH3COOH CH3COO- (aq) + H+ (aq) Hidrasyon; iyonların su molekülleriyle etrafının çevrilmesi olayıdır. Kuvvetli Elektrolit: MgCl2(k) → Mg2+(aq) + 2 Cl- (aq) Zayıf Elektrolit : →CH3CO2-(aq) + H+(aq) CH3CO2H(aq) ← Elektrolit olmayan: CH3OH(aq) δ− δ+ H2 O 3 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 Elektrolit olmayanlar elektriği iletir mi? Derişimin İfadesi Çözeltide Katyon (+) yok ve anyon (-) yok C6H12O6 (k) H2O 0.0050 M MgCl2 C6H12O6 (aq) Kuvvetli Elektrolit Zayıf Elektrolit Elektrolit olmayan HCl CH3COOH (NH2)2CO HNO3 HF CH3OH HClO4 HNO2 C2H5OH NaOH H2 O C12H22O11 MgCl2(k) → Mg2+(aq) + 2 Cl-(aq) 0.0050 M 0.0050 M 0.0100 M Stokiyometri Önemli! [Mg2+] = 0.0050 M [Cl-] = 0.0100 M [MgCl2] = 0 M İyonik bileşikler Çökelme Tepkimeleri Örnek Kuvvetli Elektrolit Çözeltilerinde İyon Konsantrasyonunun Hesaplanması. 0.0165 M Al2(SO4)3 çözeltisi içindeki aluminyum ve sülfat iyonu konsantrasyonu nedir? Bazı bileşikler suda çözünmezler. Çözünen iyonlar birleşerek suda çözünmeyen bileşikleri oluşturablirler. Çökelme olur. Al2(SO4)3 (k) → 2 Al3+(aq) + 3 SO42-(aq) Al derişimi: [Al] = 0.0165 mol Al2(SO4)3 2 mol Al3+ × 1L 1 mol Al2(SO4)3 = 0.0330 M Al3+ Ag+(aq) + Cl-(aq) → AgCl(k) Sülfat derişimi : 2[SO42-] = 0.0165 mol Al2(SO4)3 × 3 mol SO4 = 0.0495 M SO421 mol Al2(SO4)3 1L 4 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 Net İyonik Eşitlik Bütüncül Eşitlik: AgNO3(aq) +NaI (aq) → AgI(k) + NaNO3(aq) İyonik Eşitlik: Gözlemci iyonlar Ag+(aq) + NO3-(aq) + Na+(aq) + I-(aq) → AgI(k) + Na+(aq) + NO3-(aq) Net iyonik eşitlik: Ag+(aq) + I-(aq) → AgI(k) Çökelme Reaksiyonları Çökelek – çözeltiden ayrılan çözünmeyen katı çökelek Pb(NO3)2 (aq) + 2NaI (aq) PbI2 (k) + 2NaNO3 (aq) moleküler eşitlik Pb2+ + 2NO3- + 2Na+ + 2I- PbI2 (k) + 2Na+ + 2NO3- iyonik eşitlik PbI2 Pb2+ + 2I- PbI2 (k) net iyonik eşitlik Na+ and NO3- gözlemci iyonlardır İki iyonik bileşiğin verdiği tepkimenin bulunması: İyon değişimi kuralı: KBr Æ K+ + Br AgNO3 Æ Ag+ + NO3- KBr + AgNO3 Æ AgBr(k) + KNO3 Çözünürlük Kuralları Çözünen Bileşikler: Alkali metal (Grup 1A) ve amonyum bileşikleri Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+ Nitratlar, NO3- NH4+ perkloratlar ve asetatlar ClO4- CH3CO2C2H3O2CH3COO- 5 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 Çözünürlük Kuralları • Çoğunlukla çözünen bileşikler : Klorürler, bromürler and iyodürler • Çözünmeyen bileşikler : Hidroksitler Cl-, Br-, I Pb2+, Ag+, and Hg22+ bromür ve klorürleri hariç SO42Sr2+, Ba2+, Pb2+ and Hg22+sülfatları hariç CaSO4 az çözünür. Karbonatlar Arrhenius asidi su içerisinde H+ (H3O+) üreten maddedir OH-, S2- Sülfatlar and sülfürler alkali metal (grup 1A) ve amonyum tuzları hariç alkali toprak metalleri (grup 2A) sülfürleri hariç Sr2+ ve Ca2+ hidroksitler az çözünürler. ve Fosfatlar CO32-, PO43- alkali metal (grup 1A) and amonyum tuzları hariç Monoprotik asitler HCl H+ + Cl- HNO3 H+ + NO3- CH3COOH H+ + CH3COO- Kuvvetli elektrolit, kuvvetli asit Kuvvetli elektrolit, kuvvetli asit Zayıf elektrolit, zayıf asit Diprotik asitler Arrhenius bazı su içerisinde OH- üreten maddedir H2SO4 H+ + HSO4- Kuvvetli elektrolit, kuvvetli asit HSO4 H+ + SO42- Zayıf elektrolit, zayıf asit - Triprotik asitler H3PO4 H2PO4HPO42- H+ + H2PO4H+ + HPO42H+ + PO43- Zayıf elektrolit, zayıf asit Zayıf elektrolit, zayıf asit Zayıf elektrolit, zayıf asit 6 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 Nötralizasyon Reaksiyonları asit + baz tuz + su Asit-Baz Reaksiyonları Mg(OH)2 Mg(OH)2(k) + 2 H+(aq) → Mg2+(aq) + 2 H2O(s) HCl (aq) + NaOH (aq) H+ + Cl- + Na+ + OHH+ + OH- NaCl (aq) + H2O Na+ + Cl- + H2O Mg(OH)2(k) + 2 CH3CO2H(aq) → Mg2+(aq) + 2 CH3CO2-(aq) + 2 H2O(s) H2 O Asit-Baz Reaksiyonları Tablo İyon Gaz Oluşturan Bazı Tepkimeler Tepkime CaCO3(k) + 2 H+(aq) → Ca2+(aq) + H2CO3(aq) Fakat: H2CO3(aq) → H2O(s) + CO2(g) CaCO3(k) + 2 H+(aq) → Ca2+(aq) + H2O(s) + CO2(g) 7 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 Yükseltgenme-İndirgenme Reaksiyonları (elektron transfer reaksiyonları) 2Mg (k) + O2 (g) 2Mg O2 + 4e- 2MgO (k) 2Mg2+ + 4e- Oksidasyon yarım reak. (e- kaybı) 2O2- Reduksiyon yarım reak. (e- kazanma) 2Mg + O2 + 4e2Mg + O2 2Mg2+ + 2O2- + 4e2MgO Bakır Sülfat Çözeltisinde Çinko Yarı Tepkimeler Reaksiyonu yarı tepkimeler halinde ; Yükseltgenme: Zn(k) → Zn2+(aq) + 2 e- İndirgenme: Cu2+(aq) + 2 e- → Cu(k) Net: Cu2+(aq) + Zn(k) → Cu(k) + Zn2+(aq) Zn(k) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(k) 8 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 Redoks Kuvvetli Yükseltgenler: Kuvvetli İndirgenler: Cl- Æ Cl2 SO3-2 , SO2 , NO2- Æ SO42- , NO3- vs. Serbest Halojenler (Cl2 vb.) (seyreltik bazik çözelti)Æ ClOSerbest Halojenler (Cl2 vb.) (konsantre bazik çözelti)Æ ClO3S2O32- Æ S4O62- MnO4- (Asidik çözeltide)Æ Mn+2 + H2O MnO2 (Asidik çözeltide)Æ Mn+2 + H2O MnO4- (Bazik veya nötür çözeltide)Æ MnO2 Cr2O72- (Asidik çözeltide)Æ Cr+3 + H2O Cr2O72- (Bazik çözeltide)Æ CrO42- + H2O CrO42- (Bazik çözeltide)Æ CrO22- + H2O HNO3 (Konsantre) Æ NO2 + H2O HNO3 (Seyreltik) Æ NO + H2O H2SO4 (Sıcak,konsantre) Æ SO2 + H2O Serbest Halojenler (Cl2 vb.) Æ ClH2O2 (Asidik çözeltide) Æ H2O H2O2 (Bozulma) Æ O2 + H2O Na2O2 (Asidik çözeltide)Æ NaOH HClO4 Æ Cl- + H2O Örnek Yükseltgen ve İndirgenin Belirlenmesi. Hidrojen peroksit, H2O2, çok yönlü bir bileşiktir. Kullanıldığı alanlardan bazıları, odun hamuru ve tekstil maddelerinin beyazlatılması ve su arıtımında klor yerine kullanılmasıdır. Aşağıdaki tepkimelerde hidrojen peroksit in indirgen mi yoksa yükseltgen mi olduğunu belirleyiniz. H2O2(aq) + 2 Fe2+(aq) + 2 H+ → 2 H2O(s) + 2 Fe3+(aq) 5 H2O2(aq) + 2 MnO4-(aq) + 6 H+ → 8 H2O(s) + 2 Mn2+(aq) + 5 O2(g) 9 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 H2O2(aq) + 2 Fe2+(aq) + 2 H+ → 2 H2O(s) + 2 Fe3+(aq) Demir yükseltgenmiş ve peroksit indirgenmiştir. 5 H2O2(aq) + 2 MnO4-(aq) + 6 H+ → Sulu Çözelti Tepkimelerinin Stokiyometrisi: Titrasyonlar. Bir çözeltinin bir başka çözeltiye kontrollü biçimde eklenmesidir. 8 H2O(s) + 2 Mn2+(aq) + 5 O2(g) Mangan indirgenmiş ve peroksit yükseltgenmiştir. Titrasyon Eşdeğerlik Noktası Her iki tepkenin de tamamıyla tükendiği nokta. İndikatör Eşdeğerlik noktasında veya buna çok yakın bir noktada renk değiştiren madde. İndikatör Örnek 0.1568 g demir tel, Fe2+(aq) iyonuna çevrildikten sonra 26.42 mL KMnO4(aq) çözeltisi ile titre edilmiştir. KMnO4(aq) çözeltisinin Molaritesi nedir? 5 Fe2+(aq) + MnO4-(aq) + 8 H+(aq) → 4 H2O(s) + 5 Fe3+(aq) + Mn2+(aq) 10 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 5 Fe2+(aq) + MnO4-(aq) + 8 H+(aq) → 4 H2O(s) + 5 Fe3+(aq) + Mn2+(aq) Tepkimede tüketilen KMnO4 miktarını belirleyin: nKMnO4 = 0.1568g Fe× 1 molFe 1 molFe2+ × × 55.847 g Fe 1 molFe − 1 molMnO4 1 molKMnO4 × = 5.615×10−4 molKMnO4 5 molFe2+ 1 molMnO4− Örnek Aşağıdaki reaksiyonları sınıflandırınız Ca2+ + CO32NH3 + H+ CaCO3 NH4+ Konsantrasyonu hesaplayın: [ KMnO4 ] = 5.615 × 10−4 mol KMnO4 = 0.02140 M KMnO4 0.02624 L Zn + 2HCl Ca + F2 ZnCl2 + H2 CaF2 Çökelme Asit baz Redoks (H2 yerdeğiştirme) Redoks (Birleşme) Örnek 11 Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007
