Konu anlatımı
Limonun ekşiliği, sabunun kayganlığı, mide ekşimesinin karbonatla geçmesi ve çaydanlıktaki kirecin sirkeyle çözülmesi asitlerin ve bazların günlük hayattaki izleridir. Asitler ve bazlar birbirinin etkisini giderir; bu tepkimede tuz ve su oluşur. Bu yüzden asitler, bazlar ve tuzlar birlikte incelenir.
Bu sayfada asit ve bazların bilinen özelliklerini, indikatörleri ve pH kavramını, asit ve bazların su ortamındaki davranışını, nötralleşme tepkimelerini ve mol sayıları üzerinden yapılan hesapları, asit ve bazların metallerle tepkimelerini, fayda ve zararlarını, güvenlik önlemlerini ve hayatımızdaki tuzları göreceksin. TYT'de pH yalnızca asitlik ve bazlıkla ilişkilendirilir; pH hesaplanmaz.
Asitlerin ve bazların özellikleri
Asitlerin sulu çözeltileri ekşi tatlıdır, mavi turnusol kâğıdını kırmızıya çevirir, elektriği iletir, aktif metallerle hidrojen gazı, mermer gibi karbonatlı maddelerle karbon dioksit gazı açığa çıkarır ve aşındırıcıdır. Bazların sulu çözeltileri acı tatlıdır, ele kayganlık hissi verir, kırmızı turnusol kâğıdını maviye çevirir, elektriği iletir ve yağlarla tepkimeye girer. Kirecin, sabunun ve deterjanların ciltte bıraktığı kayganlık hissi bazlıklarındandır. Laboratuvarda hiçbir maddenin tadına bakılmaz; bu özellikler günlük hayattaki deneyimlerden bilinir.
Su ortamında asit ve baz
Asitler suda çözündüklerinde H₃O⁺ (hidronyum) iyonu, bazlar OH⁻ (hidroksit) iyonu oluşturur: HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻ ve NaOH → Na⁺ + OH⁻. Bazı maddeler suyla tepkimeye girerek asit ya da baz gibi davranan çözeltiler oluşturur. Karbon dioksit, kükürt dioksit ve diazot pentaoksit suyla asit oluşturur: CO₂ + H₂O → H₂CO₃ ve N₂O₅ + H₂O → 2HNO₃. Amonyak ve kalsiyum oksidin çözeltileri ise OH⁻ iyonu içerdiği için baz gibi davranır: CaO + H₂O → Ca(OH)₂.
İndikatörler ve pH
Ortamın asitliğine ya da bazlığına göre renk değiştiren maddelere indikatör denir. Turnusol, fenolftalein ve pH kâğıdı laboratuvarda kullanılan indikatörlerdir; kırmızı lahana suyu, mor üzüm suyu ve çay da doğal indikatördür. pH, bir çözeltinin asitliğini ya da bazlığını gösteren bir değerdir: 25 °C'de pH değeri 7'den küçük olan çözeltiler asidik, 7 olanlar nötr, 7'den büyük olanlar baziktir. pH küçüldükçe asitlik, büyüdükçe bazlık artar. Limon suyu ve sirke asidik, sodyum klorür çözeltisi nötr, çamaşır suyu ve sodyum hidroksit çözeltisi baziktir.
Nötralleşme
Asit ile baz tepkimeye girerek tuz ve su oluşturur; buna nötralleşme denir. Tepkimenin özünde H₃O⁺ ile OH⁻ iyonlarının su oluşturması vardır: H₃O⁺ + OH⁻ → 2H₂O. Tam nötralleşme için asidin verdiği H₃O⁺ iyonlarının mol sayısı, bazın verdiği OH⁻ iyonlarının mol sayısına eşit olmalıdır. Bir mol HCl bir mol, bir mol H₂SO₄ iki mol H₃O⁺; bir mol NaOH bir mol, bir mol Ca(OH)₂ iki mol OH⁻ verir. Asit fazlaysa karışım asidik, baz fazlaysa bazik olur.
Metallerle tepkimeler
Asitlerle tepkimeye girerek hidrojen gazı açığa çıkaran magnezyum, demir ve sodyum gibi metallere aktif metal denir: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂. Bakır, cıva ve gümüş gibi yarı soy metaller hidroklorik asitle hidrojen gazı vermez; nitrik asit ve derişik sülfürik asitte çözünür ama bu tepkimelerde hidrojen gazı açığa çıkmaz. Altın ve platin gibi soy metaller nitrik asitte bile çözünmez; derişik nitrik asit ile derişik hidroklorik asidin karışımı olan kral suyunda çözünür. Alüminyum ve çinko hem asitlerle hem de sodyum hidroksit gibi bazlarla hidrojen gazı açığa çıkardığı için amfoter metal olarak adlandırılır.
Hayatımızda asitler, bazlar ve tuzlar
Asit yağmurları tarihi eserleri ve doğayı aşındırır; kireç ve kostik ise yağları, saçı ve deriyi etkiler. Derişik sülfürik asit nem çeker ve suda çözünürken çok ısı açığa çıkarır; bu yüzden asit suya azar azar eklenir. Çamaşır suyu ile tuz ruhu karıştırılırsa zehirli klor gazı çıkar. Programda öne çıkan tuzlar sodyum klorür (yemek tuzu), sodyum karbonat (çamaşır sodası), sodyum bikarbonat (yemek sodası), kalsiyum karbonat (kireç taşı) ve amonyum klorürdür (nişadır).
Çözümlü örnekler
Örnek 1. 0,2 mol sülfürik asidi (H₂SO₄) tamamen nötralleştirmek için kaç gram sodyum hidroksit gerekir? Kaç gram sodyum sülfat oluşur? (H: 1, O: 16, Na: 23, S: 32)
Çözüm. Her sülfürik asit iki H₃O⁺ verdiği için 0,2 mol asitten 0,4 mol H₃O⁺ oluşur. Tam nötralleşme için 0,4 mol OH⁻ gerekir; her NaOH bir OH⁻ verdiği için 0,4 mol, yani 0,4 · 40 = 16 g sodyum hidroksit gerekir. H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O denklemine göre 0,2 mol sodyum sülfat oluşur; mol kütlesi 142 g/mol olduğundan 0,2 · 142 = 28,4 g'dır.
Örnek 2. 0,3 mol HCl içeren çözelti ile 0,2 mol NaOH içeren çözelti karıştırılıyor. Karışım asidik mi, bazik mi, nötr müdür? Kaç gram sodyum klorür oluşur? (Na: 23, Cl: 35,5)
Çözüm. Asit 0,3 mol H₃O⁺, baz 0,2 mol OH⁻ verir. 0,2 mol OH⁻ ile 0,2 mol H₃O⁺ tepkimeye girer ve 0,1 mol H₃O⁺ artar; karışım asidiktir. HCl + NaOH → NaCl + H₂O denklemine göre tükenen baz kadar, yani 0,2 mol sodyum klorür oluşur: 0,2 · 58,5 = 11,7 g. Karışımın pH değeri 7'den küçüktür.
Örnek 3. Alüminyum, magnezyum ve bakır parçaları ayrı ayrı hidroklorik asit ve sodyum hidroksit çözeltilerine atılıyor. Hangi kaplarda gaz çıkışı gözlenir? Metalleri sınıflandırınız.
Çözüm. Magnezyum aktif bir metaldir; hidroklorik asitle hidrojen gazı çıkarır, sodyum hidroksitle tepkime vermez. Alüminyum amfoter bir metaldir; hem asitle hem bazla hidrojen gazı çıkarır. Bakır yarı soy bir metaldir; hidroklorik asitle de sodyum hidroksitle de hidrojen gazı vermez. Gaz çıkışı üç kapta gözlenir: magnezyum-asit, alüminyum-asit ve alüminyum-baz.
Örnek 4. pH değerleri 2, 7 ve 12 olan üç çözelti var. Bu çözeltiler sırasıyla limon suyu, sodyum klorür çözeltisi ve çamaşır suyu olabilir mi? Mavi turnusol kâğıdı hangilerinde kırmızıya döner?
Çözüm. pH değeri 7'den küçük olan çözelti asidiktir; limon suyu asidik olduğu için pH değeri 2 olan çözelti limon suyu olabilir. Sodyum klorür çözeltisi nötrdür ve pH değeri 7'dir. Çamaşır suyu baziktir; pH değeri 12 olabilir. Mavi turnusol kâğıdı yalnızca asidik çözeltide, yani limon suyunda kırmızıya döner. Nötr ve bazik çözeltilerde mavi turnusolün rengi değişmez.
Sık yapılan hatalar
- Sülfürik asidin bir mol H₃O⁺ verdiğini sanmak; her H₂SO₄ iki H₃O⁺ verir.
- Nötralleşmede asit ve bazın mol sayılarını değil, H₃O⁺ ve OH⁻ mol sayılarını eşitlemek gerektiğini unutmak.
- pH değeri büyüdükçe asitliğin arttığını sanmak; pH küçüldükçe asitlik artar.
- Her metalin asitlerle hidrojen gazı verdiğini düşünmek; bakır ve gümüş hidroklorik asitle hidrojen vermez.
- Derişik asidin üzerine su dökmek; asit suya eklenir.
- Asit: ekşi, mavi turnusol → kırmızı, H₃O⁺. Baz: acı, kaygan, kırmızı turnusol → mavi, OH⁻.
- 25 °C'de pH < 7 asidik, pH = 7 nötr, pH > 7 bazik.
- Asit + baz → tuz + su; tam nötralleşmede mol H₃O⁺ = mol OH⁻.
- Aktif metaller asitle H₂ verir; Al ve Zn amfoterdir; Cu, Hg, Ag yarı soy; Au, Pt soydur.
- Asit suya eklenir; çamaşır suyu ile tuz ruhu karıştırılmaz.