Iyonu | Turkish Chemistry
Eyl 21

FONKSİYONEL GRUPLAR
icon1 admin | icon2 Organic Chemistry | icon4 09 21st, 2009| icon3No Comments »


• FONKSİYONEL GRUPLAR

  .

 

ALKOLLER
Hidrokarbonlardaki hidrojen unun bir ya da farklı C daki birkaçının çıkarılıp yerine -OH kökünün bağlanmasıyla oluşan bileşiklerdir.
Genel formülü R-OH dır.
Molekülde bulunan OH grubunun sayısına göre 2 ye ayrılırlar:

1. Mono Alkoller
Yapısında 1 tane OH grubu bulunduran bileşiklerdir. OH grubunun bağlı olduğu C una göre üç değişik şekilleri vardır.

a. Primer (Birincil) Alkol
-OH grubunun bağlı olduğu C unda iki tane hidrojen u varsa, alkol primerdir.

b. Sekonder (İkincil) Alkol
-OH grubunun bağlı olduğu C unda bir tane hidrojen u varsa, alkol sekonderdir.

c. Tersiyer (Üçüncül) Alkol
-OH grubunun bağlı olduğu C unda H u yoksa, alkol tersiyerdir.

2. Poli alkoller
Yapısında birden fazla OH grubu bulunduran bileşiklerdir.

Etandiol Propantriol
(özel adı glikol) (özel adı gliserin)

İsimlendirme yapılırken aynı sayıda karbon u bulunduran alkanların sonuna -ol eki getirilir ya da alkil’in sonuna alkol getirilir.

NOT: Sistematik isimlendirme yapılırken OH grubuna yakın olan C undan numaralamaya başlanır.


Aynı karbon sayılı bir alkolün primer, tersiyer ve sekonder şekilleri birbirlerinin izomeridir.

ALKOLLERİN ELDESİ

  1. Alkenlere H2O katılmasıyla alkoller elde edilir.

Katılmada markow nikof kuralı geçerlidir.

  1. Alkil halojenürlerin seyreltik KOH veya NaOH çözeltisi ile ısıtılmasından
  2. Aldehit, keton ve karboksilli asitlerin indirgenmesinden.
    Bu reaksiyonlar çift yönlü olarak gerçekleşirler.

Tersiyer alkoller yükseltgenemez.
Bu ile ilgili olarak denklemler bizim şu yorumları yapmamızı sağlar.

  1. Primer alkoller bir kademe yükseltgenirse aldehitleri, 2 kademe yükseltgenirse karboksilli asitleri oluşturur.
    Tersten bir ifadeyle karboksilli 1 kademe indirgenirse aldehit, 2 kademe indirgenirse primer alkoller elde edilir.
  2. Sekonder alkoller yalnızca 1 kademe yükseltgenebilir. Ketonların indirgenme ürünü sekonder alkoldür.
  1. Grignard bileşiği kullanılarak
  1. Formaldehit + R – MgX ® Primer alkol
  2. Aldehit + R – MgX ® Sekonder alkol
  3. Keton + R – Mg-X ® Tersiyer alkol

ALKOLLERİN REAKSİYONLARI

  1. Alkollerin tamamı Na, K gibi alkali metallerle reaksiyona girerek H2 açığa çıkarırlar.
  1. İki mol mono alkolden, 1 mol H2O çekilerek 1 mol eter elde edilir.

  1. 1 mol alkolden, 1 mol su çekilmesiyle alkenler elde edilir.
  1. Alkoller yanma reaksiyonu verirler.
  1. Alkol + Karboksilli Ester + H2O

ETER
İki alkil grubunun bir oksijene bağlanmasıyla oluşan bileşiklerdir. Genel formülü
CnH2n+2O olup gösterilişi

R-O-R ÅŸeklindedir.

  1. Basit Eter: Alkil gruplarının ikisi de aynıdır.
    R1-O-R1
  2. Karışık Eter
    Alkil grupları birbirinden farklı ise bu eterlere karışık eter denir .

R1-O-R2
İsimlendirme yapılırken alkil grupları söylendikten sonra eter kelimesi getirilir.
CH3-O-CH3 CH3-O-C2H5
Di metil eter Metil etil eter
C2H5-O-C3H7
Etil propil eter

Eterlerin Eldesi

  1. 2 mol alkolden, 1 mol su çekilerek 1 mol eter elde edilir.

2R-OH ® R-O-R + H2O
Alkol Eter

  1. Alkolatların, alkil halojenürler ile tepkimesinden eterler elde edilir.

R-ONa + R-X ® R-O-R + NaX
Alkolat Alkil halojenür Eter
CH3-CH2-ONa+CH3-Br ® CH3-CH2-O-CH3 + NaBr

Bu resim ekranınıza sığabilmesi için küçültülmüştür. Bu alana tıklayarak büyük resimi görebilirsiniz. Orjinal resimin boyutları 642×510.

KARBONİLLİ BİLEŞİKLER
ünde grubu bulunduran bileşiklerdir.
Bu gruba karbonil grubu denir. Karbonil grubunda sp2 hibritleşmesi sonucunda meydana gelmiş üç tane sigma bağı ile bir tane pi bağı vardır.
Karbonil grubunda karbon -oksijen ve karbon- karbon atomları arasındaki açılar 120° olup düzlemseldir.

Grubunda soru işaretinin yerine değişik grupların bağlanmasıyla değişik bileşikler meydana gelir.
? iÅŸaretinin yerine ;

  • H atomu baÄŸlanırsa aldehit
  • R grubu baÄŸlanırsa keton
  • OH grubu baÄŸlanırsa karboksilli
  • OR grubu baÄŸlanırsa ester oluÅŸur.

ALDEHİTLER

  • Karbonil grubuna bir – R ve bir H nin baÄŸlanmasıyla aldehitler oluÅŸur.


veya R – CHO genel formülü ile gösterilir.

  • Aldehitlerin küçük molekülleri hoÅŸ olmayan kokulu, büyük molekülleri ise hoÅŸ kokuludurlar.
  • Aldehitlerin kaynama noktaları, aynı karbon sayılı alkol ve asitlerden düşük, alkanlardan yüksektir.

İsimlendirme

  1. Türediği karboksilli asitteki - OİK ASİT eki yerine aldehit kelimesi getirilir.
  2. Türediği hidrokarbonun sonuna - AL eki getirilir.

ALDEHİTLERİN KİMYASAL REAKSİYONLARI

  1. Aldehitler yükseltgenme reaksiyonu verirler.

Aldehitlerin yükseltgenmesinden karboksilli asitler oluşur.

  1. Aldehitler, Amonyaklı AgNO3 çözeltisini (Tollens ayıracı) metalik gümüşe indirger. Deneyin yapıldığı tüp, gümüş metali ile kaplanacağından ayna görüntüsü oluşur.

R – CHO + 2Ag++3OH- ® 2Ag(k) + R – COO- +2H2O
Aldehit

  1. Aldehitler, Fehling çözeltisi ile ısıtılırsa kırmızı renkli bakır I oksit (Cu2O) çöker.

Fehling çözeltisi
NaOH ile baziklendirilmiş CuSO4 çözeltisine sodyum potasyum tartarat çözeltisi katılarak hazırlanan koyu mavi renkli çözeltidir.
R – CHO+2Cu+2 + 5OH- ® Cu2O(k) + RCOO- + 3H2O

  1. Aldehitler potasyum permanganat çözeltisinin rengini giderirler. Aldehit karboksilli aside yükseltgenirken, KMnO4′deki Mn+7 iyonu Mn+2 ‘ye indirgenir.
    5RCHO + 2MnO4- + 6H+ ® 5RCOOH+2Mn+2+3H2O
  1. Aldehitler polimerleÅŸme reaksiyonu verirler.
  2. Aldehitler katılma reaksiyonu verirler.
    Katılma karbonil grubundaki pi bağının açılması ile gerçekleşir.
  1. Hidrojen katılması (İndirgenme Reaksiyonu)
    Aldehitlerin indirgenmesinden (H2 katılması) primer alkoller oluşur.
  2. Aldehitlere su katılmasıyla aldehit hidrat bileşikleri oluşur.
  3. Aldehitlere NH3 katılmasıyla amonyaklı aldehit oluşur.

ALDEHİTLERİN ELDESİ

  1. Primer alkollerin bir kademe yükseltgenmesinden aldehitler elde edilir.
  2. Karboksilli asitlerin bir kademe indirgenmesinden aldehitler elde edilir.

KETONLAR
Karbonil grubuna iki tane alkil grubunun bağlanmasıyla oluşur. Ketonların genel formülü,
veya RCOR ÅŸeklindedir.

  • Ketonlarda alkil grupları aynı ise basit keton, farklı ise karışık ketondur.

Basit keton Karışık keton

isimlendirme ;

  1. Alkil gruplarından sonra keton kelimesi getirilir.
  2. Türediği hidrokarbondan sonra -ON eki getirilir.

Özellikleri

  1. Ketonların az sayıda C atomu taşıyan molekülleri suda çözünürler. Büyük moleküllü ketonlar katıdır.
  2. Ketonlar yükseltgenmezler. Zorlanırsa CO2 ve H2O ya parçalanırlar.
  3. Ketonlar polimerleşme reaksiyonu vermezler. (Aseton hariç)
  4. Ketonlar katılma reaksiyonu verirler.
  1. Hidrojen katılması (İndirgenme Reaksiyonu)
    Ketonların indirgenmesinden sekonder alkoller oluşur.
  1. Su katılması
    Ketonlara su katılmasıyla kararsız keto hidrat bileşikleri oluşur.
  1. Ketonların en küçük üyesi olan asetonun kondensasyonundan aromatik bir bileşik olan mezitilen meydana gelir.

Kondensasyon
Birden fazla küçük moleküllerin polimerleşme sırasında, küçük polar moleküllerin ayrılması olayına denir.

Ketonların Eldesi

  1. Sekonder alkollerin bir kademe yükseltgenmesinden ketonlar elde edilir.
  1. Karboksilli tuzlarının ısıtılmasından ketonlar elde edilir.
  1. Alkinlere su katılmasından ketonlar elde edilir.

Aldehit ve ketonlarda İzomeri

  • Aynı C sayılı aldehitlerle ketonlar birbirinin izomeridir. Kapalı formülleri CnH2nO dur.

Propanon ve propanal kapalı formülleri C3H6O olduğundan birbirinin izomeridir.

KARBOKSİLLİ ASİTLER
Yapılarında karboksil grubu bulunduran bileşiklere karboksilli asitler denir.

Karboksilli Asitler
a. Yapısında bulundurdukları -COOH grubu sayısına göre:
1. Mono karboksilli asitler
Yapılarında 1 tane -COOH grubu bulunduranlar
2. Poli karboksilli asitler
Yapılarında birden fazla -COOH grubu bulunduranlar.
2 tane -COOH grubu bulunduranlara di karboksilli asitler 3 tane -COOH grubu bulunduranlara tri karboksilli asitler adı verilir.
b. Yapılarında -OH ya da -NH2 bağlı olanlar
1. -COOH grubu yanında -OH grubu da bağlı ise oksi asitler adı verilir.
2. -COOH grubu yanında -NH2 grubu da bağlı ise amino asitler adı verilir.
Mono karboksilli asitlerin genel formülleri şeklindedir. CnH2nO2 kuralına uyar.
İsimlendirme yapılırken aynı sayıda karbon u bulunduran alkanların sonuna “oik ” eki getirilir.
R grubu dallanmış bir hidrokarbon ise, karboksil grubunun bulunduğu karbon una birinci karbon numarası verilerek diğerleri numaralandırılır.
Ayrıca COOH grubundan sonraki 2. karbon una a, 3. karbon una b, 4. karbon una g harfleri verilerek de isimlendirme yapılır.

Poli asitler ise şöyle isimlendirilir;

Karboksilli Asitlerin Genel Elde EdiliÅŸleri
1. Primer alkollerin iki derece yükseltgenmesinden
Primer alkoller bir derece yükseltgenirse aldehitler oluşur. Aldehitler yükseltgenirse karboksilli asitler oluşur. Yani primer alkoller 2 kademe yükseltgenirse karboksilli asitler oluşur.

2. Grignard BileÅŸiklerinden

3. Karboksilli Tuzlarından
R-COONa + HBr ® R-COOH + NaBr
Karboksilat Tuz Karboksilli

Karboksilli Asitlerin Özellikleri ve Reaksiyonları

  1. Karboksilli asitlerin molekülleri arasında dihidrojen bağı vardır. Bundan dolayı aynı karbon sayılı, eter, aldehit, keton ve alkollerden daha yüksek sıcaklıkta kaynarlar.
  2. Su ile hidrojen bağı oluşturabildiklerinden suda kolayca çözünürler. Ancak zayıf olduklarından suda az iyonlaşırlar. ağırlığı arttıkça iyonlaşma % leri azalır.
  3. Homolog sıra oluşturabilirler.
  4. Aktif metallerle H2 ı açığa çıkarırlar.
    Alkoller yalnızca K ve Na gibi metallerle tepkime verirler. Asitler ise K, Na, Mg, Zn…… gibi metallerle de tepkime verirler. Bu özellik Karboksilli asitleri alkollerden ayırır.

R-COOH + Na ® R-COONa + H2
K. Tuz
2R-COOH + Ca ® (R-COO)2 Ca + H2

  1. Karboksilli asitler, bazlarla nötürleşme tepkimesi verirler.

R-COOH + NaOH ® R-COONa + H2O
Tuz

  1. Karboksilli asitler, karbonatlı (Na2CO3, MgCO3…) tuzlarla tepkime verirler.

2R-COOH+CaCO3 ® Ca(R-COO)2(g) + CO2 + H2O

  1. Asitin karboksil grubundaki OH grubu çıkarılırsa kalan kısma açil grubu denir.

  1. Karboksilli asitler, alkollerle esterleri oluÅŸtururlar.

YaÄŸ Asitleri
Yağ asitleri çift ve yüksek karbon sayılı karboksilli asitlerdir.
Doymamış yağ asiti dendiğinde alkil grubunda en az bir tane çift bağ bulunduran yağ asitleridir. Bu asitler oda sıcaklığında sıvı haldedir.

NOT: Adipik asidin hegzametilen diamin ile kondensasyonu sonucu naylon oluÅŸur.

OPTİKÇE AKTİFLİK
Bir C atomuna 4 farklı ya da grup bağlı ise bu C atomuna asimetrik C atomu adı verilir. Molekülde asimetrik C atomu bulunduran bileşikler optikçe aktif maddelerdir. Bu maddeler polarize ışığın titreşim düzlemini çevirirler.

Yukarıdaki bileÅŸiklerde yıldız konulan C atomları asimetrik C atomu’dur.

ESTERLER
Bir mol karboksilli asitle, bir mol mono alkol tepkimeye girerse 1 mol ester ve 1 mol su oluşur. Bu olaya esterleşme olayı denir.

İsimlendirme

  1. adı, alkolden gelen alkil adı ve esteri sözcüğü okunarak
  2. Alkolden gelen alkil grubunun adı yazılır, sonra asitin “oik kısmı kaldırılır.
    Yerine -at eki getirilir.

Esterlerin Elde Edilişi ve Reaksiyonları

  1. Karboksilli asitlerin, asidik ortamda alkollerle tepkimesinden ester elde edilir.

4. YaÄŸlar
Yağ asitlerinin gliserin ile oluşturdukları esterlerdir. Bunlara gliseridde denir. Kullanılan yağ asidi doymuş ise katı yağlar, doymamış ise sıvı yağlar elde edilir. Sıvı yağlar H2 ile doyurularak katı yağlar (Margarin) elde edilir. Mumlar ise ester, alken, aldehit karışımlarıdır.

5. SabunlaÅŸma
Büyük moleküllü karboksilli asitlerin Na ve K tuzlarına sabun denir.
Karboksilli asitlerin gliserin ile tepkimesinden ester elde edilir.
Esterlerin (yağların) bazik ortamdaki hidrolizine sabunlaşma denir.

NOT: Deterjanların sabunlardan daha iyi temizleyici olması, sert suda dahi çözünebilmesindendir.

ALİFATİK AMONYAK TÜREVLERİ
AMİNLER

  • Amonyakdaki hidrojen atomlarının yerine Alkil gruplarının baÄŸlanmasıyla aminler oluÅŸur.

  • Aminler isimlendirilirken alkil gruplarından sonra kelimesi getirilir.
  • Aminler zayıf baz özelliÄŸi gösterirler. Suda OH- iyonu vererek iyonlaşırlar.

CH3 – NH2 + H2O ® CH3 NH3+ + OH-

  • aminler asitlerle reaksiyona girerek tuz oluÅŸtururlar.

CH3 – NH2 + HCI ® CH3 – NH3CI

AMİNO ASİTLER

  • ünde hem karboksilli (-COOH), hem de (-NH2) grubu bulunduran bileÅŸiklerdir.

  • Basit primer ve sekonder aminler amonyaktan daha kuvvetli anhidrobazlardır. Tersiyer aminlerde bazlık özelliÄŸi daha küçüktür.
  • Amino asitler, moleküllerinde hem asidik (karboksil grubu), hem de bazik (amino grubu) gruplar bulundurduÄŸundan anfoter bileÅŸiklerdir.

Amino asitlerdeki karboksil hidrojeninin -NH2 grubuna geçmesiyle iç tuz oluşur.

  • Amino asitler anfoter olduklarından hem asitlerle hem de bazlarla tuz oluÅŸtururlar.

  • Amino asitler proteinlerin yapı taÅŸlarıdır.

AMİTLER
Karboksilli asitlerdeki karboksil grubunun,
‘ ı yerine NH2 grubunun baÄŸlanmasıyla amitler oluÅŸur.

  • Primer amitler karboksilli asitler gibi isimlen-dirilir. Karboksilli asitteki - OİKASİT eki yerine -AMİT kelimesi getirilir.
  • Sekonder ve tersiyer amitler, primer amit gibi isimlendirilir. Azota baÄŸlı gruplar (N-) yazılıp belirtilir.
  • Amitler nötr özellik gösterirler.
  • Amitler genellikle suda çözünürler.

DİAMİT (ÜRE)

  • Üre idrarda bulunur. İdrardan elde edildiÄŸi gibi sentetik olarak da elde edilir. Azot gübresi olarak kullanılır. Suda çok, alkolde az çözünür.
  • Üre, NH3 ve CO2′nin yüksek basınçta ısıtılmasından elde edilir.
  • Üre, fosgenin NH3 ile etkileÅŸmesinden elde edilir.

KARBONHİDRATLAR
Genel formülleri Cn(H2O)m şeklinde olan bileşikler karbonhidratlardır.
Günlük hayattaki yiyeceklerin büyük bölümü (unlu ve şekerli besinler) ile giyeceklerin bir kısmı (pamuklu, ketenli, suni ipekli karbonhidratlar) yeşil bitkiler tarafından fotosentez yoluyla üretilir. Yeşil bitkilerin kökleriyle topraktan aldıkları su ve yapılarındaki gözenekleriyle havadan aldıkları karbondioksiti yapraklarındaki klorofilin katalizörlüğünde güneş enerjisinden yararlanılarak karbonhidrat haline dönüştürülür. Bu olaya fotosentez denir.
6CO2 + 6H2O ® C6 (H2O)6 + 6O2
Glikoz
Karbonhidratlar formaldehitin polimeri gibi düşünülebilir. Karbonhidratları, yapılarında aldehit veya keton grubu bulunduran poli alkoller olarak tanımlayabiliriz.
Yapılarında aldehit bulunduranlara aldoz, keton bulunduranlara ketoz denir.
Karbonhidratların sınıflandırılması

  1. Mono sakkaritler : Glikoz, fruktoz galaktoz
  2. Di sakkaritler : Sakkaroz, sükroz, laktoz
  3. Poli sakkaritler : Selüloz, nişasta, glikojen

Mono Sakkaritler
Basit şekerlerdir. Tatlı olup suda çözünürler. Glikoz, galaktoz, fruktoz mono sakkaritlere örnektir. Mono sakkaritler optikçe aktiftir.
Glikoz, yapısındaki aldehit grubundan dolayı tollens ayıracı ve fehling çözeltisi ilereaksiyon verir.
Fruktoz, ise yapısında keton grubu olmasına raÄŸmen halkalı yapıya döndüğünde a – hidroksi yapı kazandığı için diÄŸer ketonlardan farklı olarak tollens ve fehling ile reaksiyon verir.

Di Sakkaritler
İki mono sakkaritten 1 mol su çekilmesiyle di sakkaritler oluşur.
Glikoz + Glikoz ® Maltoz
Glikoz + Fruktoz ¾¾® Sakkaroz
-H2O
Glikoz + Galaktoz ® Laktoz
C6H12 O6 + C6 H12 O6 ¾¾® C12 H22 O11
-H2O
Günlük hayatta kullanılan maltoz (meyve şekeri), sakkaroz (çay şekeri) ve laktoz (süt şekeri) birer di sakkarittir.

Poli Sakkaritler
Günlük hayatta nişasta, dekstrin, selüloz ve türevleri olarak kullanılan maddeler birer poli sakkaritlerdir.
n mono sakkaritden, (n-1) su çıkarılmasıyla poli sakkaritler oluşur.
sayısı 5 – 15 ise dekstrin, 20 ise glikojen, 30-35 ise NiÅŸasta ve 2000 kadar ise selüloz meydana gelir.

AROMATİK BİLEŞİKLER
Açık yapılı (halkasız) bileşiklere alifatik dendiğini söylemiştik. Halkalı yapıda olan bileşiklerden bazıları aromatik özellik gösterirler.
Bir organik bileşiğin aromatik olduğunu anlamak için aşağıdaki özelliklere bakmak gerekir.

  1. Halkalı yapıdadırlar.
  2. Halkadaki bağlar tek, çift, tek, çift olmak üzere dönüşümlü ile sıralanmıştır.
  3. Halkadaki p elektronları sayısı;

(4n + 2) olmalıdır. (n : halka sayısı)

Yukarıdaki özellikleri gösteren bileşikler aromatiktir.
Aromatik bileşiklerin en küçük üyesi benzendir. Kapalı formülü C2H2 olup CnH2n-6 genel formülü ile gösterilir. Benzende C atomları arasında üç tane çift bağ vardır. Çift bağlar tek-çift-tek-çift şeklinde sıralanmıştır. Benzende 6 karbonlu bir halka vardır.
Benzen doymamış bir hidrokarbon olmasına rağmen doymamış hidrokarbonların özelliklerini göstermez. Katılma reaksiyonu vermez. Yer değiştirme reaksiyonu verir.

Benzen ü aşağıdaki şekillerde de gösterilir.

Benzen halkasından hidrojen çıkmasıyla geriye kalan köke FENİL denir. Aşağıdaki şekillerde gösterilir.

BENZENİN MONO TÜREVLERİ
Benzendeki hidrojenler, halkanın elektronca zengin olması sebebiyle katyon hale geçmeye elverişlidirler. Benzen halkasına katyon hale getirilmiş veya gruplarla saldırı başlatılırsa H+ kopması ile birlikte grup halkaya yerleşmiş olur. Olay yerdeğiştirme reaksiyonudur. Sonuçta benzen türevleri elde edilir.
Benzen ünden bir hidrojen çıkıp yerine bir ya da fonksiyonel grubun bağlanmasıyla benzenin mono türevleri oluşur. Benzenin mono türevlerinin bir tane izomeri vardır.
Benzenin mono türevleri adlandırılırken halkaya bağlı grubun adından sonra benzen eki getirilir.


BENZENİN Dİ TÜREVLERİ
Benzen ünden iki hidrojen u çıkarılıp yerine yada gruplarının bağlanmasıyla benzenin di türevleri oluşur.
“Orto” “meta” “para” olmak üzere üç tane izomeri vardır. Grupların birbirini takip eden karbonlara baÄŸlanması halindeki izomeri orto, bir atlayarak karbonlara yerleÅŸmesi meta, karşılıklı karbon larına yerleÅŸmesi halindeki izomeri para olarak isimlendirilir.

BENZENİN TRİ TÜREVLERİ
Benzen halkasından üç hidrojen u çıkarılıp yerine ya da gruplarının bağlanmasıyla benzenin tri türevleri oluşur.
Visinal, simetrik, Asimetrik olmak üzere üç izomeri vardır.

BAZI AROMATİK BİLEŞİKLER Toluen (Metil benzen)
Benzendeki H inin -CH3 ile yer deÄŸiÅŸtirme-sinden elde edilir.

FENOL (OKSİ BENZEN) Z;Zayıf özelliği gösterir. Sulu çözeltisi FeCI3 ile mor renk verir. Bu fenolün tanınma reaksiyonudur.

BENZİL ALKOL Aromatik bir alkoldür. Alifatik alkollerin özelliklerini gösterir.

BENZALDEHİT Aromatik aldehittir. Bazı reaksiyonları alifatik aldehitlere benzer. Yükseltgendiğinde karboksill oluşur. Fehling ayıracına etki etmez. Amonyaklı gümüş nitrata zor etki eder. Zayıf indirgendir.

AMİNO BENZEN (ANİLİN) Aromatik bir bileşiğidir. Zayıf baz özelliği gösterir.

NİTRO BENZEN Benzenin derişik nitrik ve derişik H2SO4 karışımı, ile reaksiyonundan elde edilir.
HNO3 + 2H2SO4 NO2+ + H3O+ + 2HSO4-

TRİ NİTRO TOLUEN (TNT)
(2,4,6 Trinitro toluen) tNT patlayıcı özelliktedir. Trotil adıyla top mermileri, deniz ve kara mayınlarını doldurmakta kullanılır.

Eyl 21

KİMYASAL DENKLEMLER
icon1 admin | icon2 Analytical Chemistry | icon4 09 21st, 2009| icon3No Comments »

KİMYASAL DENKLEMLER

İki ya da daha fazla maddenin birbirleri ile etkileşerek kendi özelliklerini kaybedip yeni özelliklerde bir takım ürünler meydana getirmesine kimyasal olay, bunların formüllerle gösterilmesine kimyasal denklem denir. Kimyasal denklemlerde (®) işaretinin sol tarafında reaksiyona girenler, sağ tarafında da ürünler bulunur.

  • Hidroklorik asit ve sodyum hidroksitin reaksiyonundan yemek tuzu ve su meydana gelir. Bu kimyasal olayın denklemi

HCl + NaOH ®NaCl + H2O
şeklindedir. Bu olayda reaksiyona giren ve çıkan atom sayıları birbirine eşittir.

Kimyasal reaksiyonlarda değişmeyen bazı özellikler.

  • Atom sayısı ve cinsi
  • Toplam kütle
  • Toplam proton sayısı
  • Toplam nötron sayısı
  • Toplam elektron sayısı
  • Kütle numaraları
  • Çekirdek kararlılıkları

Kimyasal reaksiyonlarda;
Mol sayısı, molekül sayısı, basınç, hacim, sıcaklık değişebilir.

BASİT DENKLEM DENKLEŞTİRME
Karışık redoks reaksiyonlarının dışındaki denklemleri denkleştirmek için atom sayısı en fazla olan bileşiğin kat sayısı 1 olarak alınır. Diğerlerinin katsayısı buna bağlı olarak sayılarak bulunur.

DENKLEM KATSAYILARININ YORUMU ve ANLAMI
Bir kimyasal denklemde maddelerin baş tarafında bulunan katsayılar mol olarak yorumlanır.
Şayet reaksiyona giren ve oluşan maddelerin tamamı gaz olursa kat sayılar hacim (lt) olarak da yorumlanabilir.
N2(g) + 3H2(g) ® 2NH3(g) denklemi;
1 mol N2(g) ile 3 mol H2 tepkimeye girmiş 2 mol NH3 oluşmuştur. Şeklinde yorumlanır.
Bu denklemde maddelerin tamamı gaz olduğundan 1 hacim N2 ile 3 hacim H2 tepkimeye girmiş ve 2 hacim NH3 oluşmuş şeklinde de yorumlanabilir.
Ya da 1 lt N2 ile 3 lt H2 tepkimeye girerse 2 lt NH3 oluÅŸur da denilebilir.

 

REAKSİYON TİPLERİ
1. Asit – Baz reaksiyonları

  • Asit ve bazların reaksiyonundan tuz ve su oluÅŸur. Olaya nötürleÅŸme denir. Su oluÅŸurken asidin H+ iyonu ile bazın OH- iyonu birleÅŸir.

HCI + NaOH ® NaCI + H2O

  • Asit ve oksitlerin bazlarla, bazik oksitlerin asitlerle ve asit oksitlerin bazik oksitlerle reaksiyonları da asit baz reaksiyonudur.
    CO2 + 2NaOH ® Na2CO3 + H2O
  • Anhidrobaz olan NH2 ün asitlerle reaksiyonundan yalnız tuz oluÅŸur.
    2NH3 + H2SO4 ® (NH4)2SO4
  • Na2CO3 ve CaCO3 gibi bazik tuzların asitlerle reaksiyonundan tuz ve su oluÅŸur, CO2 gazı açıga çıkar.

CaCO3 + 2HCI ® CaCI2 + CO2(g) + H2O

2. Metallerin asitlerle reaksiyonu

  • Hidrojenden aktif metallerin asitlerle reaksiyonundan tuz oluÅŸur. Hidrojen gazı açıga çıkar.

Mg + 2HCI ® MgCI2 + H2(g)
Zn + 2HCI ® ZnCI2 + H2(g)

  • Soy ve yarı soy metallere oksijensiz asitler etki etmez.

Cu + HCI ®Reaksiyon vermez
Ag + HCI ® Reaksiyon vermez.

  • Yarısoy metallere (Cu – Hg – Ag) HNO3 ve H2SO4 gibi asitler özellikte etki ederler. Reaksiyon sonucu H2 gazı açıga çıkmaz.

Derişik H2SO4 kullanıldığında SO2 gazı açığa çıkar. Seyreltik H2SO4 reaksiyon vermez. Derişik HNO3 den NO2(g), seyreltik HNO3 den NO(g) elde edilir.

3. Metallerin bazlarla reaksiyonu
Kuvvetli bazlarla yalnızca anfoter metaller (Al, Zn, Sn, Pb …) reaksiyon verir. Tuz oluÅŸur. Hidrojen gazı açığa çıkar.
Zn + 2NaOH ® Na2 ZnO2 + H2(g)
AI + 3NaOH ® Na3AIO3 + 3/2 H2(g)

4. Organik bileÅŸiklerin yanma reaksiyonu
Hidrokarbon; yapısında C ve H bulunduran bileÅŸiklerdir. Bazı organik bileÅŸiklerin yapısında C – H – O ı bulunur. Organik bileÅŸiklerin yanmasından CO2 ve H2O oluÅŸur.
C3H6 + 9/2 O2 ® 3CO2 + 3H2O
C2H5 OH + 3O2 ® 2CO2 + 3H2O

5. Yer değiştirme reaksiyonları
Aktiflik: Metallerin elektron verebilme, ametallerin elektron alabilme kabiliyetine aktiflik denir.
Aktif olan bir metal daha pasif olan metal katyonu ile yer deÄŸiÅŸtirir.

Fe(k) + 2AgNO3(ag) ® Fe(NO3)2(ag) + 2Ag(k)

  • Aktif olan bir ametal daha pasif olan ametal anyonu ile yer deÄŸiÅŸtirir.

2NaI + Br2 ® 2Na Br + I2

  • Anyon ve katyon her ikisi de yer deÄŸiÅŸtirir.

AgNO3 + NaCI ® AgCI + NaNO3

6. Aktif metallerin su ile reaksiyonu
Li K Ba Sr Ca Na gibi aktif metallerin su ile reaksiyonundan hidrojen gazı açıga çıkarken metal hidroksit oluşur.
Na + H2O ® NaOH + 1/2 H2(g)

7. Analiz (Ayrışma) Reaksiyonları
Bir bileşiğin kendisinden daha basit maddelere ayrıştırılmasına analiz denir.
Aşağıdaki denklemler analiz reaksiyonlarına örnek olarak verilebilir.
CaCO3 + ısı ® CaO + CO2(g)
elektroliz
H2O ¾¾¾® H2 + 1/2 O2

8. (Birleşme) reaksiyonları
Birden fazla maddenin birleşerek yeni özellikte yeni bir madde oluşturması olayına denir.
H2 + 1/2 O2 ® H2O
N2 + 3H2 ® 2NH3

Redoks Reaksiyonları
Kimyasal reaksiyonların birçoğunda reaksiyona giren maddeler arasında elektron alışverişi olur. Böyle reaksiyonlara redoks reaksiyonları denir.
Redoks, yükseltgenme (elektron verme) ve indirgenme (elektron alma) olaylarının birleşimidir.
Elektron veren atom kendisi yükseltgenirken karşısındakini indirgediğinden dolayı indirgendir. Elektron alan atom kendisi indirgenirken karşısındakini yükseltgediği için yükseltgendir.

Yükseltgenme (Elektron verme)
Al0 ® Al+3 + 3e-
3e- vermiş, ya da 3e- ile yükseltgenmiş
Cl-1 ® Cl+7 + 8e-
8e- vermiş, ya da 8e- ile yükseltgenmiş
2Cl ®Cl2 + 2e-
2e- vermiş, ya da 2e- ile yükseltgenmiş
S3-2 ® 3S+6 + 24e-
24e- vermiş, ya da 24e- ile yükseltgenmiş

İndirgenme (Elektron alma)
Mg+2 + 2e- ® Mg0 2e-
almış ya da 2e- ile indirgenmiş
P+5 + 2e- ® P+3 2e-
almış ya da 2e- ile indirgenmiş
N2 + 6e- ® 2N-3 6e-
almış ya da 6e- ile indirgenmiş

Redoks Denklemlerinin DenkleÅŸtirilmesi
Sırası ile şu işlemler yapılmalıdır;

  1. DeÄŸerlik deÄŸiÅŸtiren elementler tespit edilerek her iki taraftaki deÄŸerlikleri bulunur.
  2. Yükseltgenme ve indirgenme yarı tepkimeleri ayrı ayrı yazılır.
  3. Verilen elektron sayısı alınan elektron sayısına eşit olması gerektiğinden uygun katsayılar kullanılarak elektron eşitliği sağlanır.
  4. Reaksiyon, iyon reaksiyonu ise (asidik ortamda ya da bazik ortamda gerçekleşen bir tepkime ise) H+ ya da OH- iyonları ekleyerek veya denklem üzerinde H+ ya da OH- iyonları gözüküyorsa bunların katsayıları değiştirilerek yük denkliği sağlanır. Gerekli tarafa H2O yazılır.
  5. Reaksiyona giren ın cins ve sayısı, reaksiyondan çıkan ın cins ve sayısına eşit olması gerektiğinden dolayı atom eşitliği sağlanmamış uygun katsayılarla eşitlenir.

Örnek – 1
KMnO4 + HCI ® KCI + MnCI2 + CI2 + H2O
denklemini en küçük tam sayılarla denkleştiriniz.

Çözüm
Elementlerin denklemde değerliklerini bulalım.

Değerlik değiştiren elementler Mn ve CI dir. Mn+7 den Mn+2 ye indirgenmiş, CI- den CI20 a yükseltgenmiştir. indirgenme ve yükseltgenme yarı reaksiyonlarını yazalım.
Mn+7 + 5e- ® Mn+2 (indirgenme)
2CI- ® CI02 + 2e- (yükseltgenme)
Elektron sayılarını eşitlemek için indirgenme yarı reaksiyonunu 2, yükseltgenme yarı reaksiyonunu 5 ile çarpalım.
2/ Mn+7 + 5e- ® Mn+2 (indirgenme)
5/ 2CI- ®CI2 + 2e- (yükseltgenme)

2Mn+7 + 10CI- ® 2Mn+2 + 5CI2
ürünlerin katsayılarını esas denkleme yazalım.
KMnO4 + HCI ® KCI + 2MnCI2 + 5CI2 + H2O
SaÄŸ tarafta 2 tane Mn vardır. KMnO4 ün katsayısı 2 olursa sol taraftaki Mn’de 2 tane olur.
Solda 2K vardır, sağdaki KCI nin katsayısı 2 olmalıdır.
Klor ı sağ tarafta toplam 16 tane vardır. HCI nin katsayısı 16 olmalıdır.
Solda 16 tane H varsa, H2O nun katsayısı 8 olmalıdır.
Denklemin denkleÅŸtirilmiÅŸ hali;

2KMnO4+16HCI ® 2KCI + 2MnCI2 + 5CI2 + 8H2O

ÅŸeklinde olur.

Örnek – 2
Asidik ortamda gerçekleşen

tepkimesini en küçük katsayılarla denkleştiriniz?

Çözüm
Elementlerin deÄŸerlikleri bulunur.

DeÄŸerlik deÄŸiÅŸtiren elementler Sb, S ve N’dur.
Sb ve S yükseltgenirken verdikleri elektronları N alarak indirgenmiştir.

N+5 + e- ® N+4
Elektron sayılarını eşitlemek için yükseltgenme yarı reaksiyonlarını 1 ile, indirgenme yarı reaksiyonunu 28 ile çarpalım.
1/Sb2+3 ® Sb2 + 4e’. (Yükseltgenme)
1/S2-2 ® 3.S+6 + 24e (Yükseltgenme)
28/N+5 + le’ ® N+4 (İndirgenme)
_______________________________
ürünlerin kat sayılarını esas denkleme yazalım.

İyonik olduğu için yük denkliği eşitlenmeli. Soruda verilen iyonlar esas alınarak asitli ortam olduğu için H+ ve H2O yazılacak. Girenlerin yük toplamı (- 28), çıkanların yük toplamı (-6). Yükleri eşitlemek için girenler tarafına 22 H+ yazılmalıdır. 22 H+ yazılınca H eşitliğini sağlamak için çıkanlar tarafına 11 H2O yazılmalıdır.
Denklemin denkleÅŸmiÅŸ hali,

ÅŸeklinde olur.

Eyl 21

KİMYASAL HESAPLAMALAR
icon1 admin | icon2 General Chemistry | icon4 09 21st, 2009| icon3No Comments »


Mol: 6,02.1023 taneciÄŸe 1 mol denir.
Bu sayıya Avogadro sayısı denir.
Bazı işlemlerde kısaltma olarak (No: Avogadro sayısı) gösterilir.
1 mol Mg atomu 6,02.1023 tane atom içerir.
1 mol H2SO3 molekülü 6,02.1023 tane molekül içerir.
1 mol Al2(SO4)3 molekülü 6,02.1023 tane molekül içerir.
1 mol H2 molekülü 6,02.1023 tane molekül içerir.
Bir atomun gram türünden miktarına atom-gram (1 mol atom) denir.
Bir bileşiğin molekül kütlesinin gram türünden miktarına molekül-gram (1 mol molekül) denir.
1 mol H2SO4 bileşiği: H: 1, S: 32, O : 16 olmak üzere 2.1 + 32 + 4.16 = 98 gram olarak bulunur.
Bir iyonun gram türünden miktarına iyon-gram denir.
Gazlar için;
Normal şartlar altında (N.Ş.A.), (0°C, 1 atm) 1 mol gaz, 22,4 lt.dir.

 

 

Örnek – 1
Normal şartlar altında 11,2 lt. hacim kaplayan SO3 gazı için;
(S: 32, O: 16)

  1. Kaç moldür?
  2. Kaç gramdır?
  3. Kaç tane molekül içerir?
  4. Kaç tane atom içerir?

sorularını cevaplayınız?

Çözüm
a. 1 mol gaz N.Åž.A 22,4 lt.
x 11,2 lt.

x = 0,5 mol.

b. 1 mol SO3′ün kütlesini hesaplayalım.
32 + 3.16 = 80 gram
1 mol SO3 80 g ise
0,5 mol x

x = 40 gram.

c. 1 mol SO3 6,02.1023 tane molekül içerir ise
0,5 mol SO3 x

x = 3,01.1023 tane SO3 molekülü vardır.

d. 1 mol SO3 4.6,02.1023 tane atom ise
0,5 mol SO3 x

x = 12,04.1023 tane atom vardır.

BİLEŞİK FORMÜLÜ BULMA PROBLEMLERİ
Kaba Formül (Basit Formül)
Bir bileşiği oluşturan atomların cinsini ve oranını belirten formüldür. Kaba formülde molekülü oluşturan atomların kaçar tane olduğu bilinemez.

Gerçek Formül (Molekül Formülü)
Bir bileşiği oluşturan atomların cinsini oranını ve sayısını belirten formüldür. Molekül formülünde simgelerin altındaki sayılar, bileşiğin bir molekülü içindeki atomlarının gerçek sayılarını gösterir.
Bir bileşiğin kaba formülünün bulunabilmesi için bileşiği oluşturan atomların ayrı ayrı mol sayıları bulunur ve bu sayılar en küçük tamsayılar haline getirilir. Şayet bileşiğin gerçek (molekül) formülü isteniyorsa kaba formül bulunduktan sonra bileşiğin mol ağırlığı ya da içerdiği toplam atom sayısı verilmelidir.

KİMYA KANUNLARI
1. Kütle Korunumu Kanunu
Reaksiyona girenlerin kütleleri toplamı, reaksiyondan çıkanların kütleleri toplamına eşittir.

Örnek – 2
Aşağıda bazı maddelerin molekül ağırlıkları verilmiştir.
X in mol ağırlığı : 160 g/mol
Y nin mol ağırlığı : 28 g/mol
Z nin mol ağırlığı : 56 g/mol ise
X + 3Y ® 2Z + 3T
T’nin mol ağırlığı kaçtır?

Çözüm
Verilenler mol ağırlığı ise katsayısı ile çarpılıp ürünler girenlere eşitlenmelidir.

2. Sabit Oranlar Kanunu
Bir bileşiği oluşturan elementlerin ağırlıkları arasında sabit bir oran vardır.
Fe2O3 bileÅŸiÄŸinde (Fe: 56, O: 16)
2.56 = 112 gram Fe’ye karşılık
3.16 = 48 g O vardır.
birleÅŸme oranı en sade ÅŸekilde 7 gram Fe’ye karşı 3 gram oksijendir.

Örnek – 3
X2Y3 bileşiğinin birleşme oranı ise hangi sonuçlar çıkarılabilir?

Çözüm
11 gram X2Y3 bileÅŸiÄŸinin 8 gramı X, 3 gramı Y’dir.
Veya: X’in atom ağırlığı 4 ise Y’nin atom ağırlığı 1′dir, sonuçları çıkarılabilir.

3. Katlı Oranlar Kanunu
İki arasında birden fazla oluşabiliyorsa, bu bileşiklerde elementlerden birinin sabit miktarına karşı diğerinin değişen miktarı arasında basit ve tam sayılarla ifade edilen orana katlı oranlar denir.

ATOM AĞIRLIĞI BULMA PROBLEMLERİ
Bir içerisinde atom ağırlığı bilinmeyen elementlerin atom ağırlığını bulabilmek için öncelikle bileşiğin 1 molünün ağırlığı bulunmalıdır. Atom ağırlığı verilenler kullanılarak sorulan atom bulunur.

Örnek – 5
9,6 gram oksijen içeren X2O3 bileşiği 32 gram ise X in atom ağırlığı kaçtır? (O : 16)

Çözüm
Önce bileşiğin mol sayısını hesaplayalım.
1 mol X2O3 te 48 gram oksijen varsa
x mol X2O3 9,6 gram oksijen varsa
__________________________________
x = 0,2 mol

0,2 mol X2O3 32 gram ise
1 mol X2O3 x
__________________________________
x = 160 gram

1 mol X2O3 160 gram olduğuna göre
2X + 3.16 = 160
x = 56 olarak bulunur.

DENKLEMLİ KİMYA PROBLEMLERİ
Kimyasal hesaplamaların denklemler yardımıyla yapılmasını bu başlık altında inceleyeceğiz.

Bu tip problemlerde;

  1. Denklem verilmiş ise denklemin denk olup olmadığı kontrol edilmeli, denklem denk değilse denkleştirilmelidir.
  2. Hangi maddelerin reaksiyona girip hangi maddelerin oluştuğu verilir. Bunlar denklemde yerine yazılmalı ve denklem denkleştirilmelidir.
  3. Reaksiyona giren maddeler verilir fakat ürünler belirtilmez. Bu durumda denklem yazılmalıdır ve denkleştirilmelidir.

2Al + 3S ® Al2S3 denklemine göre (Al: 27,S: 32);

  1. 2 mol alüminyum 3 mol S ile reaksiyona girmiş 1 mol Al2S3 oluşmuştur.
  2. 54 g Alüminyum 96 gram S ile reaksiyona girerse 150 gram Al2S3 oluşturur.
  3. 2. 6,02.1023 tane Al, 3.6,02.1023 tane S ile tepkimeye girdiÄŸinde 6,02.1023 tane Al2S3 oluÅŸur.

yorumları yapılabilir.

Örnek – 6
9 g Al yeterli miktarda HNO3 ile reaksiyona girerek çözünüyor.
a. Kaç mol HNO3 gerekir?
b. Oluşan H2 gazı normal koşullarda kaç litredir?

Çözüm
Denklem yazılıp eşitlenir.
Al + 3HNO3 ® Al(NO3)3 + 3/2H2
1 mol 3 mol 1 mol 1,5 mol

a. Önce Al nin mol sayısını bulalım

mol Al 3 mol HNO3 ile reaksiyona girerse

x

x = 1 mol HNO3 gerekir.

b. 1 mol Al dan 1,5 mol H2 oluÅŸursa
x

x = 0,5 0,5 0,5 0,5 mol H2(g) oluÅŸur.
VH2 = 0,5 x 22,4 = 11,2 Lt H2 oluÅŸur.

ARTIK MADDE PROBLEMLERİ
Reaksiyona giren maddelerden herhangi birinin başlangıçta alınan miktarının sınırlı olması durumunda diğer maddeler ne kadar fazla olursa olsun reaksiyona giremeyecek, yani madde artışı olacaktır.
Oluşan ürün miktarı ise sınırlı olana yani tamamen harcanana bağlı olacaktır.

Örnek – 7
0,3 mol N2 ile 2 gram H2 gazlarının karışımından birisi bitinceye kadar NH3(g) oluşturuluyor.
Aşağıdaki soruları yanıtlayınız? (N : 14, H : 1)
a. Kaç mol NH3(g) oluşur?
b. Reaksiyondan sonra toplam gaz NŞA da kaç lt gelir?

Çözüm
Reaksiyon denklemi yazılıp eşitlenirse
N2(g) + 3H2(g) ® 2NH3(g)
elde edilir. Soruda N2 ve H2 verildiğinden hangisinin az ya da çok olduğu tespit edilmelidir. H2 nin mol sayısı N2 mol sayısının 3 katı olacakmış. N2 gazı 0,3 mol girerse H2 gazı 0,9 mol reaksiyona girer yani H2 gazının 0,1 molü fazladır. Bu durumda;

a.

Alınan: N2 + 3H2 ® 2NH3
Reaksiyona giren:0.3 MOL 1MOL 0
Sonuç: 0,3 mol 0,9 mol 0,6 mol

0,3 mol 0,9 mol 0,6 mol

Biter 0,1 mol 0,6 mol
Artar oluÅŸur.

b.
Ortamda
Artan gaz : 0,1 mol
OluÅŸan gaz : 0,6 mol

Toplam gaz :0,7 mol

1 mol N.Åž.A’da 22,4 lt ise
0,7 mol x

x =15,68 lt gelir.

KARIŞIM PROBLEMLERİ
Bir karışımdaki herbir maddenin miktarını tespit etmeye yönelik soru tipleridir. Denklemsiz ya da denklemli olarak karşımıza çıkabilir. Reaksiyonlu sorularda maddelerin verdiği reaksiyonlar bilinmelidir. Soruların çözümünde mol ile işlem yapmakta fayda vardır.
0,7 mol X

Örnek – 8
Eşit kütlede CH4 ve SO2 den oluşan karışım 3,01.1022 tane molekül içermektedir.
Buna göre karışımdaki herbir madde kaçar mol dür?
(H: 1, C: 12, O: 16, S: 32,)

Çözüm
CH4 ve SO2 den oluşan karışımın molekül sayısı 3,01.1022 tane ise mol sayısı 0,05 mol dür.
Karışımdaki gazların kütleleri eşit olduğuna göre mol oranları SO2 için x mol ise
CH4 için 4x mol dür.
Buna göre 0,05 mollük karışımın 0,01 molü SO2′ye 0,04 molü CH4 e aittir.

  • MOL KAVRAMI

Google Adsense Privacy Policies