Asitler Bazlar Ve Tamponlar p H llmesi Ve

Asitler, Bazlar Ve Tamponlar: p. H Ölçülmesi Ve Önemi (1 saat) Doç. Dr. Mustafa ALTINIŞIK ADÜTF Biyokimya AD 2008

p. H Bir su molekülü, çok az sayıda bile olsa komşu su molekülü lehine bir proton yitirebilir ve böylece bir hidronyum iyonu (H 3 O+) oluşturabilir.

Su, az da olsa hidronyum ve hidroksil iyonlarına ayrışır.

Sulu çözeltilerde, saf suda olduğu gibi H+ ile OH ’nin konsantrasyonları eşit olduğunda, çözeltinin nötral p. H’ da olduğu ifade edilir.

Nötral p. H’da H+ ile OH ’nin konsantrasyonu birbirine eşit ve 10 -7 M’dır.

Bir çözeltideki H+ iyonları konsantrasyonunun eksi logaritması çözeltinin p. H’ı olarak ifade edilir.

25 o. C’de nötral bir çözeltinin p. H’ı 7’dir. Bir çözeltinin p. H’ı 7’den küçükse (H+ iyonu konsantrasyonu daha yüksek), çözelti asidiktir. Bir çözeltinin p. H’ı 7’den büyükse (H+ iyonu konsantrasyonu daha düşük), çözelti alkali veya baziktir.

ASİTLER VE BAZLAR Asitler proton vericisi (donör), bazlar proton alıcısıdırlar (akseptör). Asitler, yüksek konsantrasyonda H+ iyonu (proton) içeren sulu çözeltilerdir. Bazlar, yüksek konsantrasyonda OH¯ iyonu içeren sulu çözeltilerdir.

Hem proton vericisi (donör), hem proton alıcısı (akseptör) olan maddelere amfoter maddeler denir.

Asit ve bazların suda çözündüklerinde iyonize oluşları faklıdır. Buna göre zayıf asit – kuvvetli asit veya zayıf baz – kuvvetli baz tanımı yapılır.

Suda çözündüklerinde büyük oranda iyonize olan asitler kuvvetli asitlerdir (Ka değerleri büyük, p. Ka değerleri küçük). Suda çözündüklerinde az miktarda iyonize olan asitler zayıf asitlerdir (Ka değerleri küçük, p. Ka değerleri büyük).

Zayıf asitlerin p. Ka değerleri, titrasyon grafiği çizilerek bulunabilir. Bunun için, belirli volümdeki asit örneği, konsantrasyonu bilinen kuvvetli bir baz (genellikle Na. OH) çözeltisi ile titre edilir. Na. OH, bir indikatör boya veya bir p. H metre ile nötralizasyon sağlandığı anlaşılıncaya kadar, aside yavaş ilave edilir. Asidin belirli bir volümüne belirli miktarlarda Na. OH eklendikçe p. H ölçümü yapılır.

Eklenen Na. OH miktarlarına karşılık p. H değerlerinin grafiği çizilir. Buradaki grafikte bulunan p. H değeri, zayıf asidin p. Ka değeridir.

Bir proton donörü ve ona uygun proton akseptörü, bir konjuge asit-baz çifti oluştururlar.

Bilinen birçok konjuge asit-baz çifti vardır.

Zayıf asidin p. Ka değerine eşit p. H’da, zayıf asit ve bunun konjuge bazı eşit konsantrasyonlarda bulunur. Daha düşük p. H’larda asit konsantrasyonu fazladır; daha yüksek p. H’larda ise asidin konjuge bazının konsantrasyonu fazladır.

Biyokimyacılar için, suda çözündüklerinde tamamen iyonize olmayan zayıf asit ve bazların davranışı önemlidir. Zayıf asit ve bazlar, biyolojik sistemlerde bulunurlar; metabolizmada ve metabolizmanın düzenlenmesinde önemli rol oynarlar.

Tamponlar Zayıf bir asit (proton donörü) ve onun konjuge bazını (proton akseptörü) eşit miktarlarda içeren karışımlar tampon sistemi olarak bilinirler.

Tamponlar, küçük miktarlarda asit (H+) veya baz (OH ) eklendiğinde p. H değişikliklerine karşı koyma eğiliminde olan sulu sistemlerdir.

Bir tampon sisteminin tamponlama özelliği, iki reverzibl reaksiyonun sonucudur.

p. H, zayıf asit ile onun konjuge bazının bir karışımının tamponlama etkisi ve zayıf asidin p. Ka’sı arasındaki kantitatif ilişki, Henderson-Hasselbalch denklemi ile ifade edilir

Henderson-Hasselbalch denklemi, her hangi bir p. H’da proton donör ve proton akseptörün molar oranını hesaplamaya yarar. Örneğin; asetik asidin p. Ka değeri 4, 76 olduğuna göre asetat ve asetik asitten p. H’ı 5, 30 olan asetat tamponu hazırlamak için gerekli asetat ve asetik asidin molar konsantrasyon oranı:

Henderson-Hasselbalch denklemi, verilen bir p. Ka ve molar orana göre bir asit-baz çiftinin p. H’ını hesaplamaya yarar.

Kanda önemli bir tampon sistemi olan bikarbonat/karbonik asit tampon sistemi için Henderson-Hasselbalch denklemi:

Hem asitlerle hem bazlarla tuz oluşturabilen maddelere amfolitler veya amfoter elektrolitler denir.

Amfolitler, amfolitin izoelektrik noktası denen bir p. H ortamında, eşit sayıda negatif ( ) ve pozitif (+) yük içerirler (H+A ):

Amfolitler, izoelektrik noktadan düşük p. H ortamında (asit ortam), katyon (pozitif yüklü iyon; H+2 A) halinde bulunurlar; izoelektrik noktadan yüksek p. H ortamında (bazik ortam) ise anyon (negatif yüklü iyon; A ) halinde bulunurlar.

Sulu çözeltide ortamın H+ iyonu konsantrasyonuna (p. H’ına) göre renk değiştiren maddeler indikatör olarak tanımlanırlar. İndikatörler, titrasyonlarda sık kullanılırlar

İndikatörler, genellikle amfoter maddelerdir.

Litmus, zayıf bir asittir; iyonlaşmamış halde kırmızı, iyonlanmış halde mavi renklidir.

Methyl orange zayıf bir asittir; iyonlaşmamış halde kırmızı, iyonlanmış halde sarı renklidir.

Phenolphthalein, zayıf bir asittir; iyonlaşmamış halde renksiz, iyonlanmış halde pembe renklidir.

İndikatörün renk değiştirdiği noktaya dönüm noktası denir.

Sulu çözeltilerin p. H’ı, genellikle bir amfolit olan ve ortamın H+ iyonu konsantrasyonuna (p. H’ına) göre renk değiştiren indikatör boyalar yardımıyla ölçülebilir. Bu yöntemlere kolorimetrik yöntemler denir.

Sulu çözeltilerin p. H’ı, elektrometrik yöntemler denen, iki elektrot arasındaki potansiyel farkının bir galvanometre ile ölçülmesi esasına dayanan yöntemlerle daha hassas olarak ölçülebilir. p. H metre denen aletlerde elektrottan çıkan sinyal, şiddetlendirilir ve p. H’ı bilinen bir çözelti tarafından oluşturulan sinyal ile karşılaştırılır.