Ana içerik

Konu: Kimya Kütüphanesi > Ünite 13

Ders 2: Asit Baz Dengesi

Ka ve Kb Arasındaki İlişki

Zayıf bir asitin Ka'sı ile konjüge (eşlenik) bazın Kb'si arasındaki ilişkiyi, Ka ile Kb ve pKa ile pKb arasında geçiş yapmak için kullanabileceğimiz denklemleri öğrenelim.

Önemli noktalar

Eşlenik asit baz çiftleri için, asit ayrışma (iyonlaşma) sabiti

K_{a}

ve baz iyonlaşma sabiti

K_{b}

arasındaki ilişki, aşağıdaki denklemle açıklanabilir:

$K_{a} \cdot K_{b} = K_{w}$ ‍
burada $K_{w}$ ‍ otoiyonizasyon sabitidir

$p K_{a} + p K_{b} = 14 (25^{\circ} C$ ‍'de)

Giriş: Zayıf asit ve bazların tersinir iyonizasyonları

Kısaca

HA

olarak gösterilen zayıf asitler, eşlenik baz

A^{-}

H_{3} O^{+}

'yı oluşturmak için bir

H^{+}

(ya da proton) verirler:

HA (a q) + H_{2} O (l) ⇌ H_{3} O^{+} (a q) + A^{-} (a q)

asit baz asit baz

Buna benzer bir şekilde, kısaca

B

olarak gösterilen bir baz da sudaki bir protonu kabul ederek eşlenik asit olan

{HB}^{+}

{OH}^{-}

'yi oluşturur:

B (a q) + H_{2} O (l) ⇌ {HB}^{+} (a q) + {OH}^{-} (a q)

baz asit asit baz

İyonizasyon tepkimesinin denge sabiti, zayıf bir asit ya da baz için, her bir türün göreli miktarlarını verir. Biz bu makalede eşlenik (konjüge) bir asit-baz çifti için, denge sabitleri (

K_{a}

K_{b}

) arasındaki ilişkiyi ele alacağız.

Not: Bu makaledeki tüm çözeltilerin, sulu çözeltiler olduklarını varsayacağız.

Asit olarak tepkimeye giren $HA$ ‍ için $K_{a}$ ‍'yı bulalım

Bir monotropik zayıf asit olan

HA

'nın ayrışma tepkimesini yakından inceleyelim:

HA (a q) + H_{2} O (l) ⇌ H_{3} O^{+} (a q) + A^{-} (a q)

Bu tersinir tepkimenin ürünleri

A^{-}

HA

'nın eşlenik bazı ve

H_{3} O^{+}

'dır. Denge sabiti

K_{a}

için aşağıdaki ifadeyi yazabiliriz:

K_{a} = \frac{[H_{3} O^{+}] [A^{-}]}{[HA]}

Baz olarak tepkimeye giren $A^{-}$ ‍ için $K_{b}$ ‍'yi bulalım

A^{-}

bir baz olduğundan dolayı

A^{-}

'nin bir baz olarak davranarak sudan bir proton aldığı tepkimeyi aşağıdaki gibi yazabiliriz:

A^{-} (a q) + H_{2} O (l) ⇌ HA (a q) + {OH}^{-} (a q)

Bu tepkimenin ürünleri

HA

{OH}^{-}

'dir. Buna dayanarak

A^{-}

'nin bir baz olarak davrandığı tepkime için

K_{b}

denge sabitini yazabiliriz:

K_{b} = \frac{[HA] [{OH}^{-}]}{[A^{-}]}

Her ne kadar bu tepkime

HA

'nın asit olarak davrandığı tepkimenin tam tersi gibi görünse bile bunlar aslında birbirinden çok farklı tepkimelerdir.

HA

bir asit olarak davrandığında ürünlerin birisi

H_{3} O^{+}

'dır. Eşlenik bazı olan

A^{-}

bir baz olarak davrandığında ise ürünlerinden birisi

{OH}^{-}

olur.

Eşlenik asit-baz çifti için $K_{a}$ ‍ ve $K_{b}$ ‍ arasındaki ilişki

Eğer

HA

için

K_{a}

'yı, eşlenik bazı

A^{-}

'nin

K_{b}

'si ile çarparsak, aşağıdaki denklemi ve sonucu elde ederiz:

\begin{aligned} K_{a} \cdot K_{b} & = (\frac{[H_{3} O^{+}] [A^{-}]}{[HA]}) (\frac{[HA] [{OH}^{-}]}{[A^{-}]}) \\ = [H_{3} O^{+}] [{OH}^{-}] \\ = K_{w} \end{aligned}

burada

K_{w}

, suyun ayrışma sabitidir. Bu ilişki, bir eşlenik asit-baz çifti için

K_{a}

K_{b}

'yi ilişkilendirmek açısından çok yararlıdır!! Ayrıca, işimize yarayacak başka denklemler türetmek için

25^{\circ} C

'deki

K_{w}

değerini kullanabiliriz:

\begin{aligned} K_{a} \cdot K_{b} & = K_{w} \\ = 1, 0 \times 10^{- 14} 25^{\circ} C ’de (Denklem 1) \end{aligned}

Eğer Denklem 1'in iki tarafının da negatif

\log_{10}

'unu alırsak, aşağıdaki denklemi ve sonucu elde ederiz:

p K_{a} + p K_{b} = 14 (25^{\circ} C ’de) (Denklem 2)

Eşlenik asidin

K_{a}

'sı verildiğinde, zayıf bir bazın

K_{b}

'sini (veya

p K_{b}

'yi) belirlemek için bu denklemleri kullanabiliriz. Ayrıca, eşlenik bazın

K_{b}

'si verildiğinde zayıf bir asidin

K_{a}

'sını (veya

p K_{a}

'sını) hesaplayabiliriz.

Bu denklemlerinn yalnızca eşlenik asit-baz çiftleri için geçerli olduğunu unutmayın. Eşlenik asit-baz çiftleri hakkında daha fazla bilgi için bu videomuzu izleyebilirsiniz.

Kavram kontrolü: Eğer $25^{\circ} C$ ‍'deki $NH 3$ ‍'ün $K_{b}$ ‍ değerini biliyorsak, aşağıdaki değerlerden hangisini hesaplayabiliriz?

Örnek: Zayıf bir bazın $K_{b}$ ‍ değerini bulalım

25^{\circ} C

'de hidroflorik asidin

(HF)

p K_{a}

'sı

3, 36

'dır.

Florür, $F^{-} (a q)$ ‍, için $K_{b}$ ‍ değeri ne olur?

Bu problemi adım adım çözelim.

1. Adım: Elimizdekinin bir eşlenik asit-baz çifti olduğundan emin olalım

Eşlenik asit-baz çifti ilişkisinin olup olmadığını,

HF

için ayrışma tepkimesini yazarak bulabiliriz:

HF (a q) + H_{2} O (l) ⇌ F^{-} (a q) + H_{3} O^{+} (a q)

HF

'nin

H_{3} O^{+}

F^{-}

oluşturmak için protonunu suya verdiğini görebiliyoruz. Buna göre,

F^{-}

HF

'nin eşlenik bazıdır. Bu,

F^{-}

'nin

p K_{b}

'sini bulmak için,

HF

'nin

p K_{a}

'sını kullanabileceğimiz anlamına gelir. Yaşasın!

2. Adım: $p K_{a}$ ‍'dan $p K_{b}$ ‍'yi bulmak için 2. Denklemi kullanalım

p K_{b}

'yi bulmak için Denklem 2'yi yeniden düzenlediğimizde, aşağıdaki sonucu elde ederiz:

p K_{b} = 14, 00 - p K_{a}

HF

için bildiğimiz

p K_{a}

değerini denkleme koyduğumuzda aşağıdaki sonuca varırız:

p K_{b} = 14, 00 - (3, 36) = 10, 64

Buna göre,

F^{-}

'nin

p K_{b}

değeri

10, 64

'tür.

3. Adım: $p K_{b}$ ‍'den $K_{b}$ ‍'yi hesaplayalım

Son olarak, aşağıdaki denklemi kullanarak

p K_{b}

değerinden

K_{b}

değerini elde edebiliriz:

p K_{b} = - \log (K_{b})

Bu denklemi

K_{b}

için çözdüğümüzde:

K_{b} = 10^{- p K_{b}}

Bilinen

p K_{b}

değerini denkleme koyar ve çözersek aşağıdaki sonucu elde ederiz:

K_{b} = 10^{- (10, 64)} = 2, 3 \times 10^{- 11}

Buna göre, $F^{-}$ ‍'nin $K_{b}$ ‍ değeri $2, 3 \times 10^{- 11}$ ‍'dir.

Özet

Eşlenik asit baz çiftleri için, asit ayrışma (iyonlaşma) sabiti

K_{a}

ve baz iyonlaşma sabiti

K_{b}

arasındaki ilişki, aşağıdaki denklemle açıklanabilir:

$K_{w} = K_{a} \cdot K_{b}$ ‍

$p K_{a} + p K_{b} = 14 (25^{\circ} C$ ‍'de)
Özellikler
“Weak Acids and Bases (Zayıf Asit ve Bazlar)”, UC Davis ChemWiki, CC BY-NC-SA 3.0
Uyarlanmış makale CC-BY-NC-SA 4,0 lisansıyla lisanslanmıştır.
Ek Referanslar
Zumdahl, S.S. ve Zumdahl S.A. (2003). Atomic Structure and Periodicity. Chemistry (6. baskı, sayfa 290-94), Boston, MA: Houghton Mifflin Company.

Tartışmaya katılmak ister misiniz?

Giriş Yap

Sıralama ölçütü:

Henüz gönderi yok.

İngilizce biliyor musunuz? Khan Academy'nin İngilizce sitesinde neler olduğunu görmek için buraya tıklayın.

Kimya Kütüphanesi

Konu: Kimya Kütüphanesi > Ünite 13

Önemli noktalar

Giriş: Zayıf asit ve bazların tersinir iyonizasyonları

Asit olarak tepkimeye giren HA‍ için Ka‍ 'yı bulalım

Baz olarak tepkimeye giren A−‍ için Kb‍ 'yi bulalım

Eşlenik asit-baz çifti için Ka‍ ve Kb‍ arasındaki ilişki

Örnek: Zayıf bir bazın Kb‍ değerini bulalım

1. Adım: Elimizdekinin bir eşlenik asit-baz çifti olduğundan emin olalım

2. Adım: pKa‍ 'dan pKb‍ 'yi bulmak için 2. Denklemi kullanalım

3. Adım: pKb‍ 'den Kb‍ 'yi hesaplayalım

Özet

Tartışmaya katılmak ister misiniz?

Asit olarak tepkimeye giren $HA$ ‍ için $K_{a}$ ‍'yı bulalım

Baz olarak tepkimeye giren $A^{-}$ ‍ için $K_{b}$ ‍'yi bulalım

Eşlenik asit-baz çifti için $K_{a}$ ‍ ve $K_{b}$ ‍ arasındaki ilişki

Örnek: Zayıf bir bazın $K_{b}$ ‍ değerini bulalım

2. Adım: $p K_{a}$ ‍'dan $p K_{b}$ ‍'yi bulmak için 2. Denklemi kullanalım

3. Adım: $p K_{b}$ ‍'den $K_{b}$ ‍'yi hesaplayalım