Etiket Arşivleri: çözelti hazırlamak

09. Tampon Çözeltiler I ( Prof. Dr. Mustafa DEMİR )

TAMPON ÇÖZELTİLER

Tampon çözeltiler † Kimyada belli pH’larda çözelti hazırlamak ve bunu uzun süre kullanmak çok önemlidir. Ancak bu çözeltilerin saklanması hazırlanmasından daha zordur. † Bu tür çözeltiler HCl gibi kuvvetli asitlerden veya NaOH gibi kuvvetli bazlardan hazırlandığında havadaki CO2 ten veya bulundukları cam kaplardan kolaylıkla etkilenerek pH’ları değişir.

† Örneğin çözeltinin hava ile temas etmesi ile havadaki karbondioksiti soğurur ve pH düşer. Bu çözelti cam kaplarda saklandığında, camın eser halde de olsa çözünmesi pH yükselmesine neden olur. † Az miktarda asit veya baz eklenmesinden bile önemli ölçüde etkilenmeyen çözeltilere tampon çözeltiler denir. † Tampon çözeltiler, zayıf bir asit veya baz ile bunun tuzundan hazırlanır.

Tampon çözelti †Tampon çözelti: Konjuge asit-baz çiftinin bulunduğu ve pH değişmelerine karşı direnç gösteren çözeltilere denir. †Zayıf bir asit-kuvvetli bir baz veya zayıf bir baz kuvvetli bir asit titrasyonlarında (karışımlarında) konjuge asit/baz çifti içeren tampon çözelti oluşur.

† Zayıf bir asit olan asetik asit ve sodyum asetat çözeltileriyle hazırlanmış bir tampon çözelti düşünelim. Buradaki denge ve denge bağıntısı aşağıdaki gibi yazılabilir. † Bu bağıntıda da [H+] yalnız bırakırsak yandaki bağıntı elde edilir.

CH COOH H + CH COO − ⇔ + 3 3 + − [ ][ ] H CH COO K = 3 [CH 3 COOH ] + [CH 3 COOH ] [ ]= H K x [ − ] CH COO 3

† Bu bağıntı asetik asit çözeltisinde [H+] derişiminin K sabitine ve ayrışmamış asetik asit derişiminin, çözeltideki toplam asetat iyonu değişimine bağlı olduğunu gösterir.

† Başlangıçtaki asetik asit ve sodyum asetat derişimlerinin birbirine eşit olduğu (Mesela her ikisinin de 0,1 olduğu) özel bir durumu düşünelim. † Bu durumda bağıntıdaki [CH – COOH]/[CH COO ] oranı “1” e eşit 3 3 olacağından [H+] derişimi doğrudan [H+] = K † olur.

– † Dolayısıyla [CH COOH] / [CH3COO ] 3 oranı 1’den çok farklı olmadığı müddetçe çözeltinin pH’ında önemli bir değişiklik olmaz. † Çünkü böyle bir çözeltiye az miktarda asit eklenirse, denge sol yöne kayar ve fazla miktardaki asetat iyonları ile hemen asetik asit molekülünü meydana getirir. † Bir başka deyişle eklenen asitin etkisi azalır.

† Öte yandan aynı çözeltiye hidroksit iyonları eklenirse bu ortamdaki hidrojen iyonlarını nötürleştirir. † Ancak denge sağyana kayar ve aşırı miktarda asetik asit molekülleri hemen iyonlaşarak tekrar hidrojen iyonları meydana getirir.

Tampon çözeltiler CH COOH H + CH COO − ⇔ + 3 3 + − [ ][ ] H CH COO K = 3 [CH 3 COOH ] + [CH 3 COOH ] [ ]= H K x [ − ] CH COO 3

ÖRNEK 1: 0,01 M derişimindeki NaAc çözeltisini pH’ı nedir?

ÖRNEK 1: 0,01 M derişimindeki NaAc çözeltisini pH’ı nedir?(1/4) † Burada şüphesiz sodyum iyonunun pH’a bir etkisi yoktur. † Asetat iyonu ise asetik asitin bir konjuge bazı olduğundan, sulu çözeltide yandaki şekilde bir dengeye neden olur. † Bu dengedeki OH- derişiminin hesaplanabilmesi için Kb değerinin bilinmesi gerekir. † Oysa tablolarda yalnız asetik asitin iyonlaşmasına ait Ka değeri verilmektedir.

ÖRNEK 1: 0,01 M derişimindeki NaAc çözeltisini pH’ı nedir?(2/4) † Ka ve Ksu değerleri ile Kb hesaplanır. + – -14 † Ksu = [H ] [OH ] = 1,0×10 † Eğer Ksu eşitliği Ka eşitliğine bölünürse K eşitliği elde edilir. b †O halde genel olarak şu eşitlik yazılabilir. KaxKb = Ksu † Problemin ikinci kısmında izlenecek yol öncekinin aynıdır.

ÖRNEK 1: 0,01 M derişimindeki NaAc çözeltisini pH’ı nedir?(3/4) − [ ] [ ] − − HAc OH Ac H O HAc OH K + ⇔ + −−> = 2 b − [ ] Ac + − [ ][ ] H Ac −5 Ka = =1,82×10 [ ] HAc + – -14 Ksu = [H ] [OH ] = 1,0×10 + − + − K [ ][ ] [ ][ ] [ ] H OH H OH HAc su = = x K + − 1 + − [ ][ ] [ ][ ] H Ac H Ac a HAc −14 Ksu [OH][HAc] Ksu 1,0 x10 −10 K K = = −−> = =5,6×10 b b −5 Ka [Ac] Ka 1,8×10 K xK = K a b su

ÖRNEK 1: 0,01 M derişimindeki NaAc çözeltisini pH’ı nedir?(4/4) – – Ac + H O ⇔ HAc + OH 2 Başlangıçt a 0,01 0 0 Dengede 0,01 – X x x [OH−] (X)(X) −10 K b = − = =5,6×10 [Ac ] 0,01 −X -6 – -6 X = 2,4×10 = [OH ] →pOH =-log(2,4×10 ) →pOH =5,62 →pH = 14,0 – 5,62 = 8,38

Tampon çözeltiler † Bilinen tamponların birçokları zayıf asit veya bazların konjuge tuzları ile karıştırılmasıyla elde edilirler. † Konjuge tampon çözeltilerde pH, Ka değeri ile asit derişiminin konjuge bazının derişimine oranına eşittir.

CH COOH ⇔H + +CH COO − 3 3 + [CH COOH ] [ ] 3 H =K x a [ − ] CH COO 3

†Örneğin aşağıdaki bütün tamponların pH ları 4,92 dir. †0,20 M HAc/0,3 M Ac- 0,10 M HAc/0,15 M Ac- 0,020 M HAc / 0,03 M Ac- vs. †Tamponlanmış çözeltinin pH ının tamponun bileşenlerinden bağımsızdır, yalnız oranı önemlidir.

Tampon derişiminin etkisi † Eklenecek asit veya bazın, tampon tarafından absorplanması sonucu, pH da görülecek değişme tampon bileşenlerinin derişimine bağlıdır. † Örneğin 0,20 M HAc / 0,3 M Ac- şeklinde hazırlanmış ve pH’ı 4.92 olan tampon çözeltiye 10 ml 10 M HCl eklediğimizde pH 4,56 olurdu ki 0,36 birimlik değişiklik çoğu kez kabul edilebilir sınırlar içinde olabilir. † Ödev: 10 mL 12 M HCl eklendiğindeki pH değerini Bulunuz

Tampon derişiminin etkisi † Ancak biyokimyasal bir ortam söz konusu olduğunda bu fark önemli olabilir. † Bu durumda yeni bir tampon çözelti hazırlanması gerekir. † Örneğin yukarıdaki tampon çözelti 0,2 M HAc/0,3 M Ac- şeklinde değilde 0,8 M HAc/1,2 M Ac- şeklinde hazırlansaydı ve yine 10 ml 10 M HCl eklenseydi, HCl eklenmeden önceki pH = 4,917 iken, HCl eklendikten sonraki pH = 4,827 olurdu † Görüldüğü gibi bu durumda pH daki değişme ancak 0,089 kadardır ki 0,36 farka göre oldukça düşüktür. † Ödev: Yukarıdak soruyu 0,6 M HAc/0,9 M Ac- için çözünüz

Tampon derişiminin etkisi-3 10 ml 10 M HCl 1 litreye seyreltiğende HCl derişeri 0,1 M olacağlaca n, + HAc ⇔ Ac – +H -5 önce 0,2 0,3 1,2×1 sonra 0,2 +0,1 0,3 – 0,1 ? + Ka [HAc] 1,82×10−5 (0,3) [H ] = = − 0.2 [Ac ] [H+] = 2,37×10-5 →pH =4,56

Tampon derişiminin etkisi-4 + 1,82×10−5 (0,8) [H ] = 1,2 [H+] 1,21×10-5 pH 4,917 = = (eklenmeden önce) Hac H+ Ac – ⇔ + başaşlangıa 0,8 12 , dengede 0 8 0 1 12 0 1 , + , ? , − , + Ka [HAc] 1,82×0,9 [H ] = = − 1,1 [Ac ] + -5 [H ] = 1,489×10 pH =4,827 (eklendikten sonra)

Tampon derişiminin etkisi-5 † Eklenecek asit veya bazın, tampon tarafından absorplanması sonucu, pH da görülecek değişme tampon bileşenlerinin derişimine bağlıdır. † Örneğin 0,20 M HAc / 0,3 M Ac- şeklinde hazırlanmışve pH’ı 4.92 olan tampon çözeltiye 10 ml 10 M HCl eklediğimizde pH 4,56 olurdu ki 0,36 birimlik değişiklik çoğu kez kabul edilebilir sınırlar içinde olabilir. † Ancak biyokimyasal bir ortam söz konusu olduğunda bu fark önemli olabilir.

ÖRNEK 2: 1 litre saf suya 1 ml 0,1 M HCl eklenmesiyle pH da görülen değişim ile 0,2 M HAc ve 0,3 M NaAc içeren tamponlanmış yine 1 litre çözeltiye aynı miktarda HCl eklenmesiyle pH da görülecek değişimi karşılaştırınız.

ÖRNEK 2: 1 litre saf suya 1 ml 0,1 M HCl eklenmesiyle pH da görülen değişim ile 0,2 M HAc ve 0,3 M NaAc içeren tamponlanmışyine 1 litre çözeltiye aynı miktarda HCl eklenmesiyle pH da görülecek değişimi karşılaştırınız. †Saf suyun ilk pH’sının 7 olacağı doğaldır. 1 ml 0,1 M HCl’in 1000 ml’ye eklenmesi demek, yaklaşık 1000 kez seyreltilmesi demektir. † Dolayısıyla hidrojen iyonu derişimi 0,00001 M veya pH = 4 olur. Yani pH 7’den 4’e iner. †Asetik asit tamponunda HCl eklenmeden önceki pH = 4,9160 dir.

ÖRNEK 2: 1 litre saf suya 1 ml 0,1 M HCl eklenmesiyle pH da görülen değişim ile 0,2 M HAc ve 0,3 M NaAc içeren tamponlanmışyine 1 litre çözeltiye aynı miktarda HCl eklenmesiyle pH da görülecek değişimi karşılaştırınız. † HCl eklendikten HAc dengesinde, Le Chatelier ilkesine göre ortalama eklenen H+ eşitliğinin sola kaymasına yani eklenen H+ kadar HAc oluşumuna neden olacaktır. † HCl, zayıf bir baz (Ac-) içeren çözeltiye eklendiğine göre, protonun büyük bir kısmı tüketilecek ve denge tekrar kurulacaktır. † 1 ml HCl, 10-4 M H+ verdiğinden ve bu da 1,0×10-4 M Ac- ile tepkimeye girip aynı miktarda HAc oluşumuna neden olacağından, pH=4,9156 olur.

ÖRNEK 2: 1 litre saf suya 1 ml 0,1 M HCl eklenmesiyle pH da görülen değişim ile 0,2 M HAc ve 0,3 M NaAc içeren tamponlanmışyine 1 litre çözeltiye aynı miktarda HCl eklenmesiyle pH da görülecek değişimi karşılaştırınız. †Görüldüğü gibi aynı miktarda HCl saf suya eklendiğinde pH da 3 birimlik bir azalma olurken (pH 7’den pH 4’e) tamponlanmış çözeltide ancak 0,0004 birimlik bir azalmaya neden olmaktadır ki buna ölçülemeyecek kadar küçük bir değer denilebilir.

ÖRNEK 2: 1 litre saf suya 1 ml 0,1 M HCl eklenmesiyle pH da görülen değişim ile 0,2 M HAc ve 0,3 M NaAc içeren tamponlanmışyine 1 litre çözeltiye aynı miktarda HCl eklenmesiyle pH da görülecek değişimi karşılaştırınız. − + [Ac ][H ] K = a [HAc] + K a [HAc] [H ] = − [Ac ] + 1,8×10−5 (0,20) −5 [H ] = =1,2×10 0,3 pH = – log (1,2×10-5 ) →pH =4,9160

ÖRNEK 2: 1 litre saf suya 1 ml 0,1 M HCl eklenmesiyle pH da görülen değişim ile 0,2 M HAc ve 0,3 M NaAc içeren tamponlanmışyine 1 litre çözeltiye aynı miktarda HCl eklenmesiyle pH da görülecek değişimi karşılaştırınız. HAc ⇔ Ac – + H + önce 0,2 0,3 1,2×10-5 HCl ekl. sonra 0,2 +1,0×10-4 0,3 – 1,0×10-4 ? + K a [HAc] 1,8×10−5 (0,2 +0,0001) [H ] = = [Ac−] 0,3 −0,0001 + 1,82×10−5 x0,20001 −5 [H ] = =1,21×10 0,2999 pH = – log (1,21×10-5 ) →pH =4,9156

ÖRNEK 2: 1 litre saf suya 1 ml 0,1 M HCl eklenmesiyle pH da görülen değişim ile 0,2 M HAc ve 0,3 M NaAc içeren tamponlanmışyine 1 litre çözeltiye aynı miktarda HCl eklenmesiyle pH da görülecek değişimi karşılaştırınız.(tam) † Saf suyun ilk pH’sının 7 olacağı doğaldır. 1 ml 0,1 M HCl’in 1000 ml’ye eklenmesi − + demek, yaklaşık 1000 kez seyreltilmesi K = [Ac ][H ] demektir. Dolayısıyla hidrojen iyonu a [HAc] derişimi 0,00001 M veya pH = 4 olur. Yani pH 7’den 4’e iner. [H+] = K a [HAc] † Asetik asit tamponunda HCl eklenmeden [Ac−] önceki pH = 4,9160 dir. −5 + 1,8×10 (0,20) −5 † HCl eklendikten HAc dengesinde, Le [H ] = =1,2×10 Chatelier ilkesine göre ortalama eklenen 0,3 H+ eşitliğinin sola kaymasına yani eklenen pH = – log (1,2×10 -5 ) →pH =4,9160 H+ kadar HAc oluşumuna neden olacaktır. HCl, zayıf bir baz (Ac-) içeren çözeltiye eklendiğine göre, protonun büyük bir kısmı tüketilecek ve denge tekrar kurulacaktır. 1 ml HCl, 10-4 M H+ HAc ⇔ Ac – + H + verdiğinden ve bu da 1,0×10-4 M Ac- ile tepkimeye girip aynı miktarda HAc önce 0,2 0,3 1,2×10-5 oluşumuna neden olacağından, -4 -4 pH=4,9156 olur. HCl ekl. sonra 0,2 +1,0×10 0,3 – 1,0×10 ? † Görüldüğü gibi aynı miktarda HCl saf suya + K a [HAc] 1,8×10−5 (0,2 +0,0001) [H ] = = eklendiğinde pH da 3 birimlik bir azalma − [Ac ] 0,3 −0,0001 olurken (pH 7’den pH 4’e) tamponlanmış çözeltide ancak 0,0004 birimlik bir + 1,82×10−5 x0,20001 −5 azalmaya neden olmaktadır ki buna [H ] = 0,2999 =1,21×10 ölçülemeyecek kadar küçük bir değer denilebilir. pH = – log (1,21×10 -5 ) →pH =4,9156

ÖRNEK 3: 10 ml 6 M HAc ve 20 ml 6 M KAc nin karıştırılmasıyla bir tampon çözelti hazırlanmıştır. a) Bu çözeltinin pH’ı nedir? b) Bu çözeltinin 10 ml’sinin 100 ml’ye seyreltilmesi sonunda pH ne olur? c) Bu çözeltinin 10 ml’sinin 1 ml 6 M HCl ile karıştırılıp 100 ml’ye seyreltilmesi sonun da pH nedir?

ÖRNEK 3: 10 ml 6 M HAc ve 20 ml 6 M KAc nin karıştırılmasıyla bir tampon çözelti hazırlanmıştır. a) Bu çözeltinin pH’ı nedir? b) Bu çözeltinin 10 ml’sinin 100 ml’ye seyreltilmesi sonunda pH ne olur? c) Bu çözeltinin 10 ml’sinin 1 ml 6 M HCl ile karıştırılıp 100 ml’ye seyreltilmesi sonun da pH nedir? † 10 ml 6 M HAc + 20 ml 6 M KAc = 30 ml çözelti. Toplam hacim 30 ml olduğuna göre HAc 1/3 kez, Ac ise 2/3 kez seyreltilmiş demektir. †O halde HAc ve KAc nin son derişimleri 6x(1/3)=2 M HAc; 6x(2/3)= 4 M KAc olur. pH=5,041 olarak hesaplanır.

ÖRNEK 3: 10 ml 6 M HAc ve 20 ml 6 M KAc nin karıştırılmasıyla bir tampon çözelti hazırlanmıştır. a) Bu çözeltinin pH’ı nedir? b) Bu çözeltinin 10 ml’sinin 100 ml’ye seyreltilmesi sonunda pH ne olur? c) Bu çözeltinin 10 ml’sinin 1 ml 6 M HCl ile karıştırılıp 100 ml’ye seyreltilmesi sonun da pH nedir? † b) Bu çözeltinin 10 ml sinin 100 ml ye seyreltilmesiyle. HAc ve Ac- 1/10 oranında seyreltilmiş demektir. Yani. [HAc] = 0,2 M [Ac-] = 0,4 M olur. pH = 5,041 olarak hesaplanır. † Görüldüğü gibi pH da bir değişiklik olmamıştır. † c) 1 ml 6 M HCl 100 ml’ye seyreltilmektedir. O halde son derişimi 100 kez seyrelmiştir. Yani 6/100 = 0,06 M olmuştur, Öte yandan eklenen HCl, aynı miktarda HAc oluşumunu sağlayacaktır. Bu durumda pH = 4,856 olarak hesaplanır

ÖRNEK 3: 10 ml 6 M HAc ve 20 ml 6 M KAc nin karıştırılmasıyla bir tampon çözelti hazırlanmıştır. a) Bu çözeltinin pH’ı nedir? b) Bu çözeltinin 10 ml’sinin 100 ml’ye seyreltilmesi sonunda pH ne olur? c) Bu çözeltinin 10 ml’sinin 1 ml 6 M HCl ile karıştırılıp 100 ml’ye seyreltilmesi sonun da pH nedir? + HAc ⇔ H + Ac – 0,2 ? 4 + K a [HAc] 1,82×10−5 (2) −6 [H ] = = =9,1×10 [Ac−] 4 pH =5,041 + K a [HAc] 1,82×10−5 (0,2) [H ] = = [Ac−] 0,4 [H+] = 9,1×10 -6 →pH =5,041

ÖRNEK 3: 10 ml 6 M HAc ve 20 ml 6 M KAc nin karıştırılmasıyla bir tampon çözelti hazırlanmıştır. a) Bu çözeltinin pH’ı nedir? b) Bu çözeltinin 10 ml’sinin 100 ml’ye seyreltilmesi sonunda pH ne olur? c) Bu çözeltinin 10 ml’sinin 1 ml 6 M HCl ile karıştırılıp 100 ml’ye seyreltilmesi sonun da pH nedir? + HAc ⇔ H + Ac – Önce 0,2 0,4 Sonra 0,2 +0,06 1,82×10 – 5 ? + K a [HAc] 1,82×10−5 (0,26) [H ] = = [Ac−] 0,34 [H+] = 1,39×10-5 →pH =4,856

ÖRNEK 3 : 10 ml 6 M HAc ve 20 ml 6 M KAc nin karıştırılmasıyla bir tampon çözelti hazırlanmıştır. a) Bu çözeltinin pH’ı nedir? b) Bu çözeltinin 10 ml’sinin 100 ml’ye seyreltilmesi sonunda pH ne olur? c) Bu çözeltinin 10 ml’sinin 1 ml 6 M HCl ile karıştırılıp 100 ml’ye seyreltilmesi sonun da pH nedir?(tam) † 10 ml 6 M HAc + 20 ml 6 M KAc = 30 ml çözelti. Toplam hacim 30 ml HAc ⇔ H + + Ac – olduğuna göre HAc 1/3 kez, Ac ise 2/3 0,2 ? 4 kez seyreltilmiş demektir. O halde HAc −5 ve KAc nin son derişimleri 6x(1/3)=2 [H+] = K a [HAc] = 1,82×10 (2) =9,1×10 −6 M HAc; 6x(2/3)= 4 M KAc olur. [Ac−] 4 pH=5,041 olarak hesaplanır. pH =5,041 † b) Bu çözeltinin 10 ml sinin 100 ml ye −5 seyreltilmesiyle. HAc ve Ac- 1/10 [H+] = K a [HAc] = 1,82×10 (0,2) oranında seyreltilmiş demektir. Yani. [Ac−] 0,4 [HAc] = 0,2 M [Ac-] = 0,4 M olur. pH + -6 = 5,041 olarak hesaplanır. [H ] = 9,1×10 →pH =5,041 † Görüldüğü gibi pH da bir değişiklik olmamıştır. † c) 1 ml 6 M HCl 100 ml’ye seyreltilmektedir. O halde son HAc ⇔ H + + Ac – derişimi 100 kez seyrelmiştir. Yani 6/100 = 0,06 M olmuştur, Öte yandan Önce 0,2 0,4 eklenen HCl, aynı miktarda HAc Sonra 0,2 +0,06 1,82×10 – 5 ? oluşumunu sağlayacaktır. Bu durumda −5 pH = 4,856 olarak hesaplanır [H+] = K a [HAc] = 1,82×10 (0,26) [Ac−] 0,34 [H+] = 1,39×10-5 →pH =4,856

ÖRNEK 4: 1,0 M asetik asit ve 1,0 M sodyum asetat içeren bir tampon çözeltinin a) pH’ ı nedir? b) Bu çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol HCl eklendiğinde pH’ı ne olur? C )Bu çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol NaOH eklendiğinde pH’ı ne olur?

ÖRNEK 4: 1,0 M asetik asit ve 1,0 M sodyum asetat içeren bir tampon çözeltinin a) pH’ ı nedir? b) Bu çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol HCl eklendiğinde pH’ı ne olur? C )Bu çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol NaOH eklendiğinde pH’ı ne olur?(1/7) †a)Başlangıçtaki pH’ı doğrudan denge sabitinden bulunabilir ve pH = 4,7399 olarak hesaplanır. † b) Çözeltinin 100 ml sine 0,01 ml eklenirse litresine 0,1 molar asit ekleniyor demektir. † Bu asit, eşit miktarda asetat iyonu asetik asite dönüştürecektir.

ÖRNEK 4: 1,0 M asetik asit ve 1,0 M sodyum asetat içeren bir tampon çözeltinin a) pH’ ı nedir? b) Bu çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol HCl eklendiğinde pH’ı ne olur? C )Bu çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol NaOH eklendiğinde pH’ı ne olur?(2/7) † Dolayısıyla (CH COO-) derişimi ise 3 0,9 M olacaktır. pH = 4,6528 olarak hesaplanır †Görüldüğü gibi litrelik çözeltiye 0,1 molar asit eklenmesiyle pH’ı 0,0871 birim değişmektedir. †Oysa aynı miktarda asit saf suya eklenseydi pH 7’den 1’e düşerdi. Yani 6 birimlik bir değişme olurdu.

ÖRNEK 4: 1,0 M asetik asit ve 1,0 M sodyum asetat içeren bir tampon çözeltinin a) pH’ ı nedir? b) Bu çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol HCl eklendiğinde pH’ı ne olur? C )Bu çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol NaOH eklendiğinde pH’ı ne olur?(3/7) † c) Çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol baz eklendiğine göre litresine 0,1 mol ekleniyor demektir. † Bu baz, eşit miktardaki protonla su meydana getirirken, aynı miktarda asit iyonlaşarak tekrar asit ve asetat iyonlarını meydana getirecektir. † Dolayısıyla asetik asit miktarı 0,1 mol azalmış, asetat miktarı ise 0,1 mol artmış olacaktır. pH = 4,8270

ÖRNEK 4: 1,0 M asetik asit ve 1,0 M sodyum asetat içeren bir tampon çözeltinin a) pH’ ı nedir? b) Bu çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol HCl eklendiğinde pH’ı ne olur? C )Bu çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol NaOH eklendiğinde pH’ı ne olur?(4/7) † Burada da pH’daki değişim 0,0871 birimdir. †Oysa aynı miktardaki baz saf suya eklenseydi pH 7 den 3’e çıkardı. Yani 3 birim olurdu.

ÖRNEK 4: 1,0 M asetik asit ve 1,0 M sodyum asetat içeren bir tampon çözeltinin a) pH’ ı nedir? b) Bu çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol HCl eklendiğinde pH’ı ne olur? C )Bu çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol NaOH eklendiğinde pH’ı ne olur?(5/7) CH COOH ⇔H + + CH COO – 3 3 [H+][CH 3 COO −] −5 K a = =1,82×10 [CH COOH] 3 [CH COO – ] = 1,0 M[CH COOH] = 1,0 M 3 3 olduğlduğu [H+] = 1,82×10-5 →pH =4,7399

ÖRNEK 4: 1,0 M asetik asit ve 1,0 M sodyum asetat içeren bir tampon çözeltinin a) pH’ ı nedir? b) Bu çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol HCl eklendiğinde pH’ı ne olur? C )Bu çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol NaOH eklendiğinde pH’ı ne olur?(6/7) + – CH COOH ⇔ H + CH COO 3 3 önce 1,00 1,82×10 -5 1,0 H + ekl. sonra 1,1 X 0,9 [H+][CH 3 COO −] −5 K = =1,82×10 [CH 3 COOH] + -5 1.1 [H ] =1,82×10 x 0.9 [H+ ] = 2,22×10 -5 pH = 4,6528

ÖRNEK 4: 1,0 M asetik asit ve 1,0 M sodyum asetat içeren bir tampon çözeltinin a) pH’ ı nedir? b) Bu çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol HCl eklendiğinde pH’ı ne olur? C )Bu çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol NaOH eklendiğinde pH’ı ne olur?(7/7) + – CH COOH ⇔ H + CH COO 3 3 önce 1,0 1,82×10-5 1,0 OH ekl. sonra 0,9 X 1,1 [H+][CH COO−] −5 K = 3 =1,82×10 [CH COOH] 3 + -5 0,9 [H ] =1,82×10 x 1,1 [H+] = 1,489×10-5 →pH =4,8270

ÖRNEK : 1,0 M asetik asit ve 1,0 M sodyum asetat içeren bir tampon çözeltinin a) pH’ ı nedir? b) Bu çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol HCl eklendiğinde pH’ı ne olur? C )Bu çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol NaOH eklendiğinde pH’ı ne olur?(TAM) † a)Başlangıçtaki pH’ı doğrudan denge sabitinden + – bulunabilir ve pH = 4,7399 olarak hesaplanır. CH 3 COOH ⇔ H + CH 3 COO † b) Çözeltinin 100 ml sine 0,01 ml eklenirse -5 litresine 0,1 molar asit ekleniyor demektir. Bu asit, önce 1,00 1,82×10 1,0 eşit miktarda asetat iyonu asetik asite + dönüştürecektir. Dolayısıyla (CH3COO-) derişimi H ekl. sonra 1,1 X 0,9 ise 0,9 M olacaktır. pH = 4,6528 olarak hesaplanır + − † Görüldüğü gibi litrelik çözeltiye 0,1 molar asit K = [H ][CH 3 COO ] =1,82×10−5 eklenmesiyle pH’ı 0,0871 birim değişmektedir. [CH COOH] 3 Oysa aynı miktarda asit saf suya eklenseydi pH 7’den 1’e düşerdi. Yani 6 birimlik bir değişme + -5 1.1 olurdu. [H ] =1,82×10 x 0.9 † c) Çözeltinin 100 ml’sine 0,01 mol baz eklendiğine göre litresine 0,1 mol ekleniyor demektir. Bu baz, [H+ ] = 2,22×10 -5 pH = 4,6528 eşit miktardaki protonla su meydana getirirken, aynı miktarda asit iyonlaşarak tekrar asit ve asetat iyonlarını meydana getirecektir. Dolayısıyla asetik asit miktarı 0,1 mol azalmış, asetat miktarı ise 0,1 + – CH COOH ⇔ H + CH COO mol artmış olacaktır. pH = 4,8270 olur 3 3 † Burada da pH’daki değişim 0,0871 birimdir. Oysa önce 1,0 1,82×10-5 1,0 aynı miktardaki baz saf suya eklenseydi pH 7 den + – 3’e çıkardı. Yani 3 birim olurdu. ⇔ + CH 3 COOH H CH 3 COO OH ekl. sonra 0,9 X 1,1 [H+][CH 3 COO −] −5 [H+][CH COO−] −5 K a = =1,82×10 K = 3 =1,82×10 [CH 3 COOH] [CH COOH] 3 [CH COO – ] = 1,0 M[CH COOH] = 1,0 M + -5 0,9 3 3 [H ] =1,82×10 x olduğlduğu [H+] = 1,82×10 -5 →pH =4,7399 1,1 [H+] = 1,489×10-5 →pH =4,8270

ÖRNEK 5: 1,0 M derişimde NH OH ve 1,0 M 4 derişimde NH4+ iyonları içeren bir çözeltinin pH’ı nedir. Bu çözeltinin litresine 0,1 mol HCl ve 0,1 mol NaOH eklendiğinde pH değişimi ne olur?

ÖRNEK 5: 1,0 M derişimde NH OH ve 1,0 M derişimde NH + iyonları içeren bir 4 4 çözeltinin pH’ı nedir. Bu çözeltinin litresine 0,1 mol HCl ve 0,1 mol NaOH eklendiğinde pH değişimi ne olur?(1/4) † Çözüm için uygulanacak yol asit örneğindekinin aynısıdır. † a) [NH4OH] = [NH4+] = 0,1 M olduğuna göre † [OH-] = 1,8×10-5 Æ pOH = 4,739 Æ pH = 9,261 † b) Çözeltiye 0,1 M asit eklendiğinde aynı miktarda OH- tüketilecek fakat aynı miktarda NH4OH de ayrışarak NH4+ ve OH- verecektir. Dolayısıyla [NH OH] derişimi 0,9 4 M, [NH4+] derişimi ise 1,1 M olacaktır. pOH = 4,827 pH = 9,173

ÖRNEK 5: 1,0 M derişimde NH OH ve 1,0 M derişimde NH + iyonları içeren bir 4 4 çözeltinin pH’ı nedir. Bu çözeltinin litresine 0,1 mol HCl ve 0,1 mol NaOH eklendiğinde pH değişimi ne olur?(2/4) † pH değişimi 0,088 birimdir. † c) Çözeltiye 0,1 mol baz eklendiğinde ortamdaki amonyum iyonlarının miktarı ile NH OH oluşumunu sağlayacaktır. 4 Dolayısıyla [NH4OH] derişimi 1,1 M [NH4+] derişimi ise 0,9 M olacaktır. † [OH-] = 2,22×10-5 Æ pOH = 4,65 Æ pH = 9,35 † pH değişimi yine 0,9 birimdir. Oysa aynı miktarda asit veya baz suya eklenseydi 6 birimlik pH değişimi olurdu.

Kaynak: http://web.adu.edu.tr/user/mdemir/