Asit ve bazların özellikleri

Bir bardak kırmızı lahana suyu hazırlayın ve üç bardağa bölün. Birincisine birkaç damla limon suyu, ikincisine bir tutam karbonat ekleyin, üçüncüsüne dokunmayın. Birinci bardak pembeye, ikincisi yeşilimsi bir renge döner; üçüncüsü morluğunu korur. Lahana bir şey "bilmez"; içindeki boya molekülleri ortamdaki iyonlara göre renk değiştirir. Bir önceki derste bir maddeyi asit ya da baz yapan iyonları tanıdık: hidronyum ve hidroksit. Bu ders, o iki iyonun asitlere ve bazlara kazandırdığı ortak davranışları sıralıyor: renk değiştiren göstergeler, elektrik iletkenliği, karbonatlarla köpürme, yağlarla tepkime ve bu maddelerle güvenle çalışmanın kuralları.

• Asitlerin ve bazların ortak özelliklerini, çözeltiye verdikleri iyonlarla açıklarsın.
• Turnusol, fenolftalein, metil oranj ve doğal göstergelerin renklerini yorumlarsın.
• Asit ve baz çözeltilerinin elektrik iletkenliğini kuvvetle ilişkilendirirsin.
• Gündelik hayattaki asit ve bazları tanır, seyreltme ve ilk yardım kurallarını uygularsın.

Ortak iyon, ortak davranış

Bütün asitler suda hidronyum iyonu, bütün bazlar hidroksit iyonu oluşturur. Bu yüzden limon suyu ile akü sıvısı, sabun ile lavabo açıcı birbirinden çok farklı görünse de kendi grupları içinde benzer davranır. Aşağıdaki özelliklerin her biri, bu iki iyondan birinin çözeltideki varlığının bir sonucudur.

Tat ve dokunuş

Gıdalardaki asitler ekşi tat verir: limondaki sitrik asit, sirkedeki asetik asit, yoğurttaki laktik asit buna örnektir. Bazlar ise acımsı bir tada sahiptir ve sulu çözeltileri ele kaygan, sabunsu gelir. Bu kayganlık, bazın derideki yağlarla tepkimeye girip sabuna benzer maddeler oluşturmasından kaynaklanır. Bu bilgiler gıdalardan ve gündelik deneyimden gelir. Laboratuvarda hiçbir madde tadılmaz ve çıplak elle denenmez; derişik asitler ve bazlar dokuyu aşındırır.

Göstergeler

Ortamın asidik mi bazik mi olduğuna göre renk değiştiren maddelere gösterge (indikatör) denir. En bilinen gösterge turnusoldür: asitler mavi turnusol kâğıdını kırmızıya, bazlar kırmızı turnusol kâğıdını maviye çevirir. Fenolftalein asidik ve nötr çözeltilerde renksizdir, bazik çözeltilerde pembe olur. Metil oranj asidik ortamda kırmızı, bazik ortamda sarıdır. Her gösterge rengini belirli bir aralıkta değiştirdiği için bir göstergenin tek başına verdiği bilgi sınırlıdır; fenolftaleinin renksiz kalması, çözeltinin asidik mi nötr mü olduğunu ayırt etmez.

Doğada da göstergeler vardır. Kırmızı lahana suyu asidik ortamda pembe-kırmızı, nötr ortamda mor, bazik ortamda yeşil ve sarı tonlara döner. Bazı çiçeklerin ve meyvelerin renkleri de ortamın asitliğine göre değişir.

Elektrik iletkenliği

Asit ve bazların sulu çözeltileri elektriği iletir, çünkü çözeltide serbestçe hareket eden artı ve eksi yüklü iyonlar bulunur. Bu tür çözeltilere elektrolit denir. İletkenlik, kuvvet ile doğrudan ilişkilidir. Aynı derişimdeki hidroklorik asit ve asetik asit çözeltileri birer lambalı devreye bağlanırsa hidroklorik asitli devredeki lamba parlak, asetik asitli devredeki lamba sönük yanar. Kuvvetli asit neredeyse tamamen iyonlaştığı için çözeltide çok daha fazla iyon vardır. Şekerli su ise iyon oluşturmadığı için lambayı yakmaz. Damıtılmış suyun iyon sayısı ihmal edilecek kadar düşük olduğundan o da pratikte iletken sayılmaz; musluk suyunun bir miktar iletmesi, içinde çözünmüş minerallerin iyonlarından kaynaklanır.

Asitler ve karbonatlar

Asitler, kalsiyum karbonat gibi karbonatlı maddelerle tepkimeye girer ve karbon dioksit gazı açığa çıkarır. Mermer ve kireç taşı büyük ölçüde kalsiyum karbonattan oluştuğu için üzerlerine dökülen limon suyu ya da sirke köpürür ve yüzeyde mat bir iz bırakır. Çaydanlığın dibinde biriken kireç de karbonattır; asitli kireç çözücüler bu katmanı çözünen ürünlere ve gaza dönüştürerek temizler. Bu tepkimede oluşan ürünlerin adlandırılması ve tuzların genel özellikleri ilerideki tuzlar dersinin konusudur.

Asit yağmuru ve mermer

Karbonatla tepkimenin büyük ölçekli bir sonucu asit yağmurudur. Yakıtların yanmasıyla havaya karışan kükürt ve azot oksitleri, önceki derste gördüğümüz asidik oksitlerdir; yağmur damlalarında çözünerek suyu normalden daha asidik hale getirirler. Bu yağmur, mermer ve kireç taşından yapılmış heykellerin ve yapıların yüzeyini yıllar içinde aşındırır; ayrıntılar yumuşar, yüzey pürüzlenir. Göllerdeki suyun asitleşmesi de canlıları etkiler. Asidik oksitlerin, karbonatlarla tepkimenin ve suyun iyonlarının bir araya geldiği bu örnek, ayrı ayrı öğrenilen özelliklerin doğada nasıl birleştiğini gösterir.

Bazlar ve yağlar

Kuvvetli bazlar yağları parçalayıp suda dağılabilen, sabunsu maddelere dönüştürür. Sodyum hidroksit içeren lavabo açıcıların giderdeki yağ ve saç tıkanıklığını açması bu özelliğe dayanır. Aynı özellik, bu ürünlerin cilde ve gözlere neden çok tehlikeli olduğunu da açıklar: deri ve göz de yağ ve protein içerir. Sabunun yağlardan ve bazdan nasıl üretildiği, kimyanın gündelik hayattaki yerini anlatan modülde ayrıca ele alınacaktır.

Güvenli çalışma

Derişik asitler, özellikle sülfürik asit, suyla karışırken çok fazla ısı açığa çıkarır. Bu yüzden seyreltme yapılırken asit azar azar suya eklenir; su asidin üzerine dökülmez. Su derişik asidin üzerine dökülürse ilk damlalar anında ısınıp kaynayabilir ve asit sıçrayabilir. Asit suya eklendiğinde ise açığa çıkan ısıyı büyük su kütlesi emer. Asit ya da baz deriye bulaştığında yapılacak ilk iş, bölgeyi bol suyla uzun süre yıkamaktır. Asidi bir bazla, bazı bir asitle nötrleştirmeye çalışmak, açığa çıkan ısı nedeniyle ikinci bir yanık riski taşır. Temizlik ürünlerini birbirine karıştırmanın tehlikeleri sağlık ve güvenlik dersinde işlenmişti; bu kurallar o listenin devamıdır.

Gündelik hayattaki asitler ve bazlar

Bu maddelerin ne kadar asidik ya da bazik olduğu birbirinden çok farklıdır; limon suyu ile akü sıvısı aynı grupta yer alsa da aynı ölçüde tehlikeli değildir. Göstergenin renginden fazlasını, yani bir çözeltinin ne kadar asidik ya da bazik olduğunu sayıyla söyleyen ölçek pH'tır; sıradaki ders pH'ı ve asit ile bazın birbirini nötrleştirmesini ele alıyor.

Örnek 1 — Gösterge okuma

Soru: Renksiz bir çözeltiye fenolftalein damlatılınca çözelti pembeye dönüyor. Bu çözelti için hangisi doğrudur?

• A) Asidiktir.
• B) Saf sudur.
• C) Baziktir.
• D) Nötrdür.
• E) Hiç iyon içermez.

Çözüm: Fenolftalein yalnız bazik ortamda pembe renk alır. Cevap: C.

Örnek 2 — İletkenlik

Soru: Eşit derişimdeki hidroklorik asit, asetik asit ve şeker çözeltileri lambalı devrelere bağlanıyor. Lambaların parlaklık sıralaması hangisidir?

• A) Şeker en parlak, asetik asit en sönük
• B) Üçü eşit parlaklıkta
• C) Asetik asit en parlak, hidroklorik asit en sönük
• D) Hidroklorik asit en parlak, asetik asit sönük, şekerli suda lamba yanmaz
• E) Yalnız şekerli suda lamba yanar

Çözüm: İyon sayısı kuvvetli asitte en fazla, şekerli suda sıfırdır. Cevap: D.

Örnek 3 — Karbonat

Soru: Mermer bir tezgâha sirke döküldüğünde gözlenen kabarcıklar hangi gazdır?

• A) Karbon dioksit
• B) Hidrojen
• C) Oksijen
• D) Klor
• E) Azot

Çözüm: Mermerdeki kalsiyum karbonat asitle tepkimeye girer ve karbon dioksit çıkar. Cevap: A.

Örnek 4 — Güvenlik

Soru: Derişik sülfürik asit seyreltilirken hangisi yapılmalıdır?

• A) Asidin üzerine hızla su dökülmelidir.
• B) Karışım ısıtılmalıdır.
• C) Asit ile su aynı anda boşaltılmalıdır.
• D) Kap kapatılıp çalkalanmalıdır.
• E) Asit azar azar ve karıştırılarak suya eklenmelidir.

Çözüm: Açığa çıkan ısıyı büyük su kütlesinin emmesi sıçramayı önler. Cevap: E.

• Göstergenin sessizliğini nötr saymak. Fenolftalein asidik ortamda da renksizdir.
• Turnusolün yönünü karıştırmak. Asit maviyi kırmızıya, baz kırmızıyı maviye çevirir.
• İletkenliği yalnız derişime bağlamak. Aynı derişimde kuvvetli asit daha iyi iletir.
• Suyu asidin üzerine dökmek. Asit her zaman suya eklenir.
• Bulaşan asidi bazla nötrleştirmeye çalışmak. İlk iş bol suyla yıkamaktır.