Asit Baz + H

13.4.2015

İlk defa asitleri Antoine Lavoisier (1776) incelemiştir. Justus
von Liebig (1838) organik asitlerden bahsetmiştir. İlk defa asit
ve baz tanımı Svante Arrhenius (1884) tarafından yapılmıştır.
Buna göre uygun koşullar altında iyonlaştığında H+ iyonu
veren madde asit, OH- iyonu veren madde ise bazdır.
Uzm.Ecz. Kayhan BOLELLİ
Asit
HA
H + + A-
Baz
BOH
B
+
+ OH
-
1

Bu teoriye aminler gibi bünyesinde OH – taşımayan ancak su
ile ortama OH – veren maddeler de dahildir. Bu maddelere
pseudo baz adı verilir.
BH
B + H2O

+

OH -
+
Baz
B + H

H ++ A -
HA
+
BH
İki asit tanımı aynı olmakla beraber, baz tanımında
farklılık vardır. Baz
formülündeki BH+ asit gibi
davranabilir. Buna göre;
Asit
1923’de Johannes Nicolaus Brønsted ve Martin Lowry asit baz
reaksiyonlarında temel değişmenin proton alışverişine
dayandığını vurgulayarak, proton veren maddelerin asit,
proton alan maddelerin ise baz olduğunu tanımlamıştır.
Asit
2
Baz
+ H
+
Klasik teoriye göre sulu çözeltide bir asit bir bazla
reaksiyona girerek tuz ve su oluşturur. Brønsted’e göre
ise asitin baz ile reaksiyonu yeni bir asit ve yeni bir baz
meydana getirir. Yeni baz reaksiyona giren asidin
konjuge bazıdır. Yeni asit ise reaksiyona giren bazın
konjuge asididir.
+
3
Asit
Baz
CH3COOH
CH3COO
+
CH3NH3
_
* H PO
2
4
* H3PO4

H+
-
CH3NH2
=
HPO 4
_
H2PO4
H
+
+
H
+
H
+
H
4

+
+

+
Bazı tepkimelerde asit, bazı tepkimelerde baz olarak
davranan bu tür bileşiklere amfoter (sadece proton
alanlar ve verenler için; amfiprotik) bilesikler denir.
Saf asetik asit ve sıvı amonyak da amfoter bileşiklere
örnek oluştururlar.
=
HPO4
Örneklerde; su bir baz veya bir asit olarak davranmıştır:
HCl + H2O
Asit Baz
NH3 + H2O
Baz
Asit
_
+
Cl + H3O
Baz Asit
_
+
NH4 + OH
Asit
Baz
5
6
1
13.4.2015

Üçüncü asit baz teorisi Gilbert N. Lewis (1923)
tarafından açıklanmıştır. Buna göre asit elektron çifti
alabilen madde, baz ise elektron çifti verebilen
maddedir. Örneğin :
:NH3

H3N : BF3
BF3
+
(Baz)
(Asit)
Lewis’in bu teorisinden hareketle örnekteki gibi
nonprotik asitlere LEWIS ASİTİ denir. Ortamda proton
olmadığı halde oluşan asit-baz reaksiyonları da bu teori
ile açıklanmaktadır.
TEORİ
ASİT
Arrhenius
Hidrojen verici
BAZ
Hidroksil verici
Brønsted
Proton verici
Proton alıcı
Lewis
Elektron alıcı
Elektron verici
7

Ayarlı bir asit ya da bazın reaksiyonlarını kapsayan titrimetri
yöntemine nötralimetri denir. Farklı bilim insanları farklı asitbaz tanımları ileri sürmüşlerdir. Bunlardan nötralimetri
açısından önemli olanı BRØNSTED’in asit-baz tanımıdır.
BRØNSTED-LOWRY’e göre ortama proton verebilen maddeler
asit, ortamdan proton alabilen maddeler ise baz olarak
tanımlanmaktadır.
Yani;
asit

Buna göre asit-baz titrasyonları iki grupta
incelenebilir:
1-Asidimetri
2-Alkalimetri
H + + A-
HA
baz
8
B + H +
BH +
9
Asidik bir maddenin ayarlı bir baz çözeltisi (NaOH, KOH) ile
titre edilerek miktar tayininin yapılmasıdır. Bu yöntem ile
karboksilli asidler, sülfonik asidler gibi kuvvetli asidlerin,
kuvvetli asid özellik gösteren bazı fenol bileşiklerinin, sulu
çözeltide asid özellik gösteren tuzların, esterlerin, keto-enol
dengesine sahip bileşiklerin miktar tayinleri yapılabilmektedir.
Örnek:
COOH
10
Örnek:
+ KOH
COOCH2
+
CH2 OH
COOK
benzilbenzoat
COONa
+ NaOH
OH
+ H2O
N
OH
O
salisilik asid
N
CH
N
O
C 4 H9
COOH
+ 2 NaOH
N
C
C4 H9
N
+ NaOH
OH
O
N
C
ONa
C 4 H9
fenilbutazon
COONa
OCOCH3
O
+ CH3COONa + H2 O
OH
aspirin
11
12
2
13.4.2015
Bazik özellikteki bir maddenin HCl, H2SO4 gibi kuvvetli
asidlerin ayarlı çözeltileri ile titre edilerek miktar tayininin
yapılmasıdır. Bu yöntemle bazik maddeler (primer ve
sekonder aminler) ve sudaki çözeltisi bazik özellik gösteren
tuzların miktar tayini yapılabilir.
Örnek:
+
H2N CH2 CH2 NH2 + 2 H
Örnek:
CH 3
NHCOCH 2 N
CH3
baz lidokain + NH4 Cl
lidokain.HCl
+ HCl
CHNHMe
. HCl + NH 3
CH 3
NH3 CH2 CH2 NH3
etilendiamin
CHOH
C2H 5
C2H 5
HCl
+ NaOH
NaCl + H2O
(aşırısı)
CHOH
H
CH N CH
3
CH3
H
-
Cl
efedrin
HCl + NaOH
NaCl +
H2O
(aşırısı )
13

Nötralimetri titrasyonlarında asid-baz indikatörleri denilen
maddeler kullanılır. Bunlar zayıf asid veya bazik maddelerdir.
İndikatörü In şeklinde gösterirsek aşağıdaki şekilde
görüldüğü gibi iyonlaşır.
HIn


14

H+ + In-

HIn proton vericisi olup asid şeklidir. In- ise proton alır yani
bazik formudur. Asidik ve bazik formlarının renkleri
değişiktir. Bu nedenle titrasyon sırasında ortamda gözle
görülür bir renk değişikliği meydana getirirler.

Koyu renkli ve pH renk değiştirme aralığı dar olan maddeler
için karışık indikatörler kullanılır.
Reaksiyona katılan asit ve bazların, asitlik ve bazlık kuvvetleri
yani disosiyasyon sabiteleri 10-7 den küçük ise sulu
çözeltilerde titre edilemezler.
Çünkü sulu ortamda disosiyasyon sabitesi küçüldükçe
ekivalan nokta civarında pH değişimleri azalır ve kullanılan
indikatörün renk değiştirdiği aralık çok kısa olur.
Titrasyonun bitiş noktası kolay ve kesin teşhis edilemez.
Reaksiyon kantitatif olmaz ve bu da hesaplamalarda hataya
neden olur.
15


Bu nedenle disosiyasyon sabitesi 10-7 den küçük olan zayıf
asid ve zayıf bazları su yerine, başka uygun bir çözücüde
çözüp titre etmek mümkündür. Bu zayıf asid ve bazları titre
edecek çözeltiler; kuvvetli asid ya da bazların yine sudan
farklı, uygun bir çözücüde çözülmüş formlarıdır.
16


Titrasyon ortamında % 1 oranında dahi su bulunursa dönüm
noktası tayin edilememektedir.
Asidik ve bazik maddelerin, çözücü olarak sudan farklı
çözücüler kullanılarak miktar tayinlerinin gerçekleştirildiği
titrimetrik yönteme susuz ortam titrasyonu denir. Esası yine
asid-baz titrasyonlarına dayanır.
Asid-baz reaksiyonlarında proton alışverişi sulu ortamda
iyonlar (1), susuz ortamda ise moleküller (2) arasında
olmaktadır.
(1)
(2)
17
NaOH + HCl
NH3 + HCl
NaCl + HOH
NH4Cl
18
3
13.4.2015

Zayıf bir baz olan trimetil aminin HClO4 (perklorik asit) ile
sulu ve susuz ortamdaki reaksiyonlarına bakarsak;

Sulu ortamda:
+ HOH
HClO4
+
Me3N
H3O
H3O
+
+
[Me3NH]
+
+
ClO4
-
(1)
+
HOH
(2)

Susuz ortamda:
ClO4-
HClO4 + CH3COOH
Me3N
+
CH 3COOH2+
[Me3NH]
+
+
+
CH3COOH2
(3)
Suyun proton ilgisi fazla olduğundan trimetil amin gibi zayıf
bir baz hidroksonyum iyonundan kolayca proton alamaz,
dolayısı ile 2 nolu reaksiyon zor yürür. Halbuki asetik asidin
proton ilgisi suya göre az olduğundan 3 nolu reaksiyonda
oluşan (+) yüklü katyondan baz daha kolay proton koparır.
Böylece 4 nolu reaksiyon 2 nolu reaksiyondan çok daha kolay
yürür.
Kısaca özetlenecek olursa; sulu çözeltide zayıf bir baz olan
trimetilamin, asetik asid gibi zayıf tesirli bir çözücüde
çözüldüğünde daha kuvvetli baz özelliği gösterir ve reaksiyon
daha kolay yürür.
(4)
+ CH3COOH
19
Çözücü: glasiyal asetik asid, asetik asid anhidriti, dioksan,
benzen, kloroform;
20

Ayarlı Çözelti: HClO4 (perklorik asid), p-toluensülfonik asid;
Primer Standart
difenilguanidin;
(HClO4
için):
K-ftalat,
Na2CO3
veya
Zayıf bazik karakterdeki aromatik aminlerin, aminoasidlerin,
guanidin türevlerinin, morfolin, piridin, kinolin, pirazolon,
oksazolin, purin ve sülfonamidlerin miktar tayini susuz
ortamda HClO4 ile yapılır.
CH3COOH
2 Organik baz + X-
2 Organik bazın asetatı
+ HgX2
(CH3 COO)2Hg
İndikatör : kristalviyole, α-naftol, metil kırmızısı, bromkrezol
yeşili.
HClO4
Organik bazın perkloratı
Eğer susuz ortamda organik bazların halojenür tuzları tayin
edilecekse ortama merküri asetat ilave etmek gerekir. Merküri
asetat, hafif bazik karakter gösteren halojenür iyonlarının
glasiyal asetik asid ile reaksiyona girmesini önler.
+ CH3COOH
21

OH
OH
OH
OH
+
22
Öncelikle zayıf bir asid olan fenolün susuz ortamdaki
reaksiyonları incelenecek olursa;
CH3COOH
CHOH
CHOH
CHNHMe
CHN+H 2Me
Fenol ile su arasında bir proton alışverişi olur.
CH3COO-
Adrenalin
OH
+
N+H2Me.CH3COO- + CH3COOH2+
+ ClO4-
N
+
H2Me.ClO4-
O
HOH
-
+
+
H3O
hidroksonyum
iyonu
+2 CH3COOH
organik bazın
perkloratı
23
24
4
13.4.2015

Eğer fenol su yerine propilaminde çözülür ve kuvvetli bir baz
olan sodyum metilat ile titre edilirse reaksiyonlar aşağıdaki
şekilde oluşur:
OH
C3H7NH2
+
+ C3H7N H3
+
Propil amin gibi bazik çözücülerin proton afinitesi
suyunkinden daha fazla olduğu için zayıf asidik maddeler bu
çözücülerde daha fazla disosiye olurlar. Böylece fenol de daha
kuvvetli asidmiş gibi davranır.
Çözücü: propilamin, bütilamin, etilendiamin, n-bütilamin,
piridin;
O+
CH3ONa

+
C3H7N H3
Ayarlı Çözelti: Na-metilat, K-metilat, Li-etilat;
CH3OH
+ C3H7NH 2
İndikatör: timol mavisi, azoviyole, o-nitroanilin, kinaldin
kırmızısı.
25



Na ve K metilat ile titrasyon sırasında jelimsi çökelek oluşur.
Bu da titrasyonun bitiş noktasının gözlenmesini engeller. Lietilat ile bu olaya rastlanmaz. Jel oluşumunu önlemek için
ortama tetraalkilamonyumhidroksit ilave edilir.
26

Çok renkli çözeltiler ya da çok zayıf bazlarla çalışırken, aşırı
duyarlılık isteyen tayinlerde indikatör kullanmak yerine analiz
örneğinin miktar tayini, HClO4 ile potansiyometrik olarak
yapılır.
Keto-enol dengesi ile zayıf asidik karakter kazanan
bileşiklerin, zayıf asidik yapıdaki fenollerin ve yine zayıf asidik
özellikteki bazı sülfonamidlerin miktar tayini Na-metilat ile
susuz ortamda yapılır.
H
N
O
O
N
NH
N
OH
+ NaOMe
NH
O
O
ONa
+ CH 3OH
NH
dif enilhidantoin
Renkli çözeltilerde kolorimetrik olarak da tayin yapılabilir.
Na
O
NH 2
SO 2NH
sülfizoksazol
27
Me
N
+ CH 3ONa
SO2 N
+ CH3OH
Me
28
Laboratuvarda
Görüşmek
Üzere...
http://esisresearch.org/tr/43/ders-notlari
29
5