- Asit, baz ve tuzların (basamaklı olanlar dahil) ayrışma denklemlerini yazmak ve ayrışma derecesinden iyon miktarlarını hesaplamak.
- Moleküler, tam iyonik ve net iyon denklemlerini yazmak ve bir iyon değişim tepkimesinin tamamlanıp tamamlanmadığını belirlemek.
- Cl⁻, SO₄²⁻, CO₃²⁻, PO₄³⁻, NO₃⁻, NH₄⁺, Fe²⁺, Fe³⁺ ve Al³⁺ iyonlarını tanıma tepkimeleriyle ayırt etmek.
- Tuzun bileşimine bakarak hidroliz olup olmadığını ve çözeltisinin ortamını (asidik, bazik, nötr) belirlemek.
Saf su elektriği neredeyse hiç iletmez, şekerli su da iletmez. Ama suya bir tutam sofra tuzu atınca düzenekteki ampul yanar. Demek ki tuz suda yüklü taneciklere, yani iyonlara ayrışır. Bu derste iyonların «dilini» konuşmayı öğreneceksin: ayrışma denklemleri, iyon denklemleri, iyonların tanınması ve tuzların hidrolizi. DİM bu konuyu sever: 2026 IV. grup sınavında yazılı sorulardan biri tam da moleküler ve tam iyonik denklem tablosunu tamamlamaktı.
Elektrolitler ve ayrışma denklemleri
Elektrolitler, sulu çözeltide veya erimiş hâlde iyonlarına ayrışan ve bu yüzden elektriği ileten maddelerdir: asitler, bazlar, tuzlar. Elektrolit olmayan maddeler (şeker, alkol, oksijen, çoğu organik madde) iyon oluşturmaz. Bir elektrolitin iyonlarına ayrışmasına elektrolitik ayrışma denir.
Kuramı 1887’de İsveçli bilim insanı S. Arrhenius ortaya koydu. İyonik maddelerde (NaCl) iyonlar kristalde zaten vardır, su yalnızca onları birbirinden ayırır; polar kovalent moleküller (HCl) ise suyun etkisiyle iyonlaşır. Çözeltide iyonların çevresini su molekülleri sarar, yani iyonlar hidratlaşır (D. İ. Mendeleyev’in hidrat kuramı). Elektrik alanında pozitif iyonlar (katyonlar) katoda, negatif iyonlar (anyonlar) anoda gider; çözelti bir bütün olarak nötr kalır.
- Asitler → H⁺ katyonları ve asit kökü anyonları: HNO₃ → H⁺ + NO₃⁻. Asitlerin ortak özellikleri (ekşi tat, turnusolün kızarması) H⁺ iyonlarından gelir.
- Alkaliler (suda çözünen bazlar) → metal katyonları ve OH⁻ iyonları: Ba(OH)₂ → Ba²⁺ + 2OH⁻.
- Tuzlar → metal (veya NH₄⁺) katyonları ve asit kökü anyonları: Al₂(SO₄)₃ → 2Al³⁺ + 3SO₄²⁻; asidik tuz: NaHCO₃ → Na⁺ + HCO₃⁻.
- Basamaklı ayrışma: çok protonlu asitler H⁺ iyonlarını teker teker verir ve her sonraki basamak çok daha zayıftır: H₃PO₄ ⇌ H⁺ + H₂PO₄⁻; H₂PO₄⁻ ⇌ H⁺ + HPO₄²⁻; HPO₄²⁻ ⇌ H⁺ + PO₄³⁻. Bu yüzden fosforik asit çözeltisinde en az PO₄³⁻ iyonu bulunur.
- n(elektrolit)çözünen elektrolitin miktarı, mol
- αayrışma derecesi (kesir olarak); tam ayrışmada α = 1
- x + ybir formül biriminden oluşan iyon sayısı: AₓBᵧ → xAᵐ⁺ + yBⁿ⁻
Ayrışmada oluşan toplam iyon miktarı
1) Hangi tuzun 1 molü tamamen ayrıştığında en çok iyon oluşur?
A) NaCl B) K₂SO₄ C) AlCl₃ D) K₃PO₄ E) Fe₂(SO₄)₃
2) Bir çözeltide 0,4 mol Fe₂(SO₄)₃ vardır, ayrışma derecesi %75’tir. Kaç mol Fe³⁺, kaç mol SO₄²⁻ ve toplam kaç mol iyon oluşmuştur?
Çözümü gösterÇözümü gizle
2) Fe₂(SO₄)₃ → 2Fe³⁺ + 3SO₄²⁻; ayrışan tuz: 0,75 · 0,4 = 0,3 mol.
n(Fe³⁺) = 2 · 0,3 = 0,6 mol; n(SO₄²⁻) = 3 · 0,3 = 0,9 mol.
Toplam: 0,75 · 0,4 · 5 = 1,5 mol iyon.
Ayrışma derecesi. Kuvvetli ve zayıf elektrolitler
- αayrışma derecesi, %
- n(ayrışan)iyonlarına ayrışmış moleküllerin (formül birimlerinin) miktarı, mol
- n(çözünen)çözünen maddenin toplam miktarı, mol
Ayrışma derecesi, çözünen taneciklerin yüzde kaçının iyonlarına ayrıştığını gösterir
0,1 mol/L’lik çözeltilerde α > %30 olan maddeler kuvvetli, α < %3 olanlar zayıf, aradakiler orta kuvvetli elektrolit sayılır. Zayıf elektrolitlerin ayrışması tersinirdir, bu yüzden denklemde ⇌ yazılır. Seyreltme ve (çoğu durumda) ısıtma α’yı artırır, ortak iyon eklemek ise azaltır: CH₃COOH çözeltisine CH₃COONa eklenirse asetik asidin ayrışması geriler.
| Maddeler | Kuvvetli elektrolitler | Zayıf elektrolitler |
|---|---|---|
| Asitler | HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄, HClO₄ | H₂S, H₂CO₃, HF, HNO₂, CH₃COOH, H₂SiO₃ |
| Bazlar | alkaliler: LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂ | NH₃·H₂O ve suda çözünmeyen bazlar: Cu(OH)₂, Fe(OH)₃ |
| Tuzlar | suda çözünen tuzların hemen hepsi | — |
1) Bir çözeltide 0,5 mol HF vardır ve bunun 0,04 molü iyonlarına ayrışmıştır. Ayrışma derecesini (%) ve çözeltideki HF molekülleri ile iyonların toplam miktarını (mol) hesaplayın.
2) Bir çözeltide 3 mol MgCl₂ (α = %90) ve 2 mol KCl (α = %85) vardır. Kaç mol Cl⁻ iyonu oluşmuştur?
Çözümü gösterÇözümü gizle
HF ⇌ H⁺ + F⁻: ayrışmamış moleküller 0,5 − 0,04 = 0,46 mol, iyonlar 0,04 + 0,04 = 0,08 mol.
Toplam: 0,46 + 0,08 = 0,54 mol tanecik.
2) MgCl₂ → Mg²⁺ + 2Cl⁻: n(Cl⁻) = 2 · 0,9 · 3 = 5,4 mol.
KCl → K⁺ + Cl⁻: n(Cl⁻) = 0,85 · 2 = 1,7 mol.
Toplam: 5,4 + 1,7 = 7,1 mol Cl⁻.
İyon değişim tepkimeleri ve iyon denklemleri
Elektrolit çözeltileri arasındaki tepkimeler aslında iyonlar arasında gerçekleşir. Bir değişim tepkimesi, iyonlar çözeltiden «ayrıldığında» tamamlanır: çökelek (↓), gaz (↑) ya da az ayrışan bir madde (su, zayıf asit) oluşur. Aksi hâlde iyonlar karışık olarak kalır: KNO₃ ve NaCl çözeltileri karıştırılınca tepkime olmaz. Çökelekler çözünürlük tablosundan bulunur.
- 1Moleküler denklem
Denklemi yaz, denkleştir, çökeleği ↓, gazı ↑ ile işaretle.
- 2Tam iyonik denklem
Kuvvetli elektrolitleri (çözünen tuzlar, kuvvetli asitler, alkaliler) iyon olarak yaz; çökelek, gaz, su, zayıf elektrolitler, oksitler ve elementler formül olarak kalır. Katsayı iyonlara da uygulanır: 3BaCl₂ → 3Ba²⁺ + 6Cl⁻.
- 3Net iyon denklemi
İki tarafta aynı olan iyonları sadeleştir; bunlar tepkimeye katılmayan seyirci iyonlardır.
- 4Kontrol
İki tarafta hem atom sayıları hem de yüklerin toplamı eşit olmalıdır.
200 g %8’lik CuSO₄ çözeltisine aşırı NaOH çözeltisi eklendi. Tepkimenin moleküler, tam iyonik ve net iyon denklemlerini yazın (1) ve oluşan çökeleğin kütlesini (g) hesaplayın (2). Mr(CuSO₄) = 160, Mr(Cu(OH)₂) = 98
Çözümü gösterÇözümü gizle
Tam iyonik: Cu²⁺ + SO₄²⁻ + 2Na⁺ + 2OH⁻ → Cu(OH)₂↓ + 2Na⁺ + SO₄²⁻
Net: Cu²⁺ + 2OH⁻ → Cu(OH)₂↓ (mavi çökelek). Yükler: (+2) + 2 · (−1) = 0, sağda da 0.
(2) m(CuSO₄) = 200 · 0,08 = 16 g → n = 16 / 160 = 0,1 mol.
n(Cu(OH)₂) = n(CuSO₄) = 0,1 mol → m = 0,1 · 98 = 9,8 g.
Hangi maddelerin sulu çözeltileri arasındaki tepkime tamamlanır?
I. FeCl₃ ve KOH
II. Na₂SO₄ ve HNO₃
III. Na₂S ve HCl
IV. KCl ve NaNO₃
A) I, II B) I, III C) II, IV D) III, IV E) I, IV
Çözümü gösterÇözümü gizle
II. Olası ürünler (NaNO₃, H₂SO₄) çözünen kuvvetli elektrolitlerdir — tepkime olmaz.
III. Na₂S + 2HCl → 2NaCl + H₂S↑ — gaz çıkar, tamamlanır.
IV. Bütün iyonlar çözeltide kalır — tepkime olmaz.
Doğru cevap: B) I, III.
İyonların tanınması
Çözeltide hangi iyonun bulunduğunu tanıma tepkimesi gösterir: gözle görülen bir işaret verir — renkli çökelek, gaz ya da renk değişimi. Aynı ayıraç birkaç iyonu tanıyabilir (OH⁻ iyonu NH₄⁺, Fe²⁺, Fe³⁺ ve Al³⁺ iyonlarını), bu yüzden işaretin rengini aklında tut.
| İyon | Ayıraç | Gözlem | Net iyon denklemi |
|---|---|---|---|
| Cl⁻ | Ag⁺ (AgNO₃) | beyaz, peynirimsi çökelek; HNO₃’te çözünmez | Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓ |
| SO₄²⁻ | Ba²⁺ (BaCl₂) | beyaz çökelek; asitlerde çözünmez | Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄↓ |
| CO₃²⁻ | H⁺ (asit) | gaz çıkar, kireç suyunu bulandırır | CO₃²⁻ + 2H⁺ → CO₂↑ + H₂O |
| PO₄³⁻ | Ag⁺ (AgNO₃) | sarı çökelek; HNO₃’te çözünür | 3Ag⁺ + PO₄³⁻ → Ag₃PO₄↓ |
| NO₃⁻ | Cu + derişik H₂SO₄, ısıtma | kahverengi gaz (NO₂), çözelti maviye döner | Cu + 4H⁺ + 2NO₃⁻ → Cu²⁺ + 2NO₂↑ + 2H₂O |
| NH₄⁺ | OH⁻ (alkali), ısıtma | amonyak kokusu; ıslak kırmızı turnusol kâğıdı maviye döner | NH₄⁺ + OH⁻ → NH₃↑ + H₂O |
| Fe²⁺ | OH⁻; K₃[Fe(CN)₆] | yeşilimsi çökelek (havada kahverengileşir); potasyum ferrisiyanür ile mavi çökelek | Fe²⁺ + 2OH⁻ → Fe(OH)₂↓ |
| Fe³⁺ | OH⁻; KSCN | kahverengi çökelek; tiyosiyanat ile kan kırmızısı renk | Fe³⁺ + 3OH⁻ → Fe(OH)₃↓ |
| Al³⁺ | OH⁻ (az miktarda) | beyaz, jelatinimsi çökelek; alkalinin fazlasında çözünür | Al³⁺ + 3OH⁻ → Al(OH)₃↓ |
Eşleştirmeyi yapın.
1. Fe³⁺
2. NH₄⁺
3. SO₄²⁻
a. BaCl₂
b. AgNO₃
c. NaOH
d. KSCN
e. HCl
Çözümü gösterÇözümü gizle
2. NH₄⁺: NaOH ile ısıtınca amonyak çıkar → c.
3. SO₄²⁻: BaCl₂ ile beyaz BaSO₄ çökeleği → a.
AgNO₃, Cl⁻ ve PO₄³⁻ iyonlarının; HCl ise CO₃²⁻ iyonunun ayıracıdır.
Cevap: 1 – c, d; 2 – c; 3 – a.
Tuzların hidrolizi ve çözeltinin ortamı
Tuz iyonlarının suyla tepkimesi; sonucunda zayıf bir elektrolit (ya da onun iyonu) oluşur ve çözeltide H⁺ ya da OH⁻ iyonları fazla kalır. Hidrolize uğrayan, zayıf asitten veya zayıf bazdan gelen iyondur.
Tuzu «ebeveynlerine», yani onu oluşturan baz ve aside ayır. Ortamı kuvvetli ebeveyn belirler, zayıf ebeveynin iyonu ise hidroliz olur. Hidroliz genellikle tersinirdir ve ilk basamağıyla yazılır:
Na₂CO₃: CO₃²⁻ + H₂O ⇌ HCO₃⁻ + OH⁻ (Na₂CO₃ + H₂O ⇌ NaHCO₃ + NaOH) — ortam baziktir.
AlCl₃: Al³⁺ + H₂O ⇌ AlOH²⁺ + H⁺ (AlCl₃ + H₂O ⇌ AlOHCl₂ + HCl) — ortam asidiktir.
| Tuzu oluşturan | Örnekler | Hidroliz olan iyon | Ortam | Turnusol |
|---|---|---|---|---|
| kuvvetli baz + zayıf asit | Na₂CO₃, K₂S, CH₃COONa, K₃PO₄, Na₂SiO₃ | anyon | bazik, pH > 7 | mavi |
| zayıf baz + kuvvetli asit | AlCl₃, ZnSO₄, CuCl₂, NH₄NO₃, FeCl₃ | katyon | asidik, pH < 7 | kırmızı |
| kuvvetli baz + kuvvetli asit | NaCl, KNO₃, Na₂SO₄, BaCl₂ | hidroliz olmaz | nötr, pH = 7 | mor |
| zayıf baz + zayıf asit | CH₃COONH₄, Al₂S₃ | her iki iyon | nötre yakın; Al₂S₃ suda tamamen bozunur | — |
Zayıf baz ile zayıf ve uçucu bir asitten oluşan tuzlar suda tamamen ve geri dönüşsüz bozunur: Al₂S₃ + 6H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑. Bu yüzden çözünürlük tablosunda Al₂S₃ ve Al₂(CO₃)₃ için «—» işareti vardır: AlCl₃ ve Na₂CO₃ çözeltileri karıştırılınca karbonat değil Al(OH)₃ çöker ve CO₂ çıkar: 2AlCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3CO₂↑ + 6NaCl. Hidroliz endotermiktir: ısıtma ve seyreltme onu artırır; FeCl₃ gibi tuzların hidrolizini bastırmak için çözeltiye biraz asit eklenir.
Eşleştirmeyi yapın.
1. asidik ortam
2. bazik ortam
3. nötr ortam
a. K₂SiO₃
b. NH₄NO₃
c. Ba(NO₃)₂
d. Na₂S
e. Al₂(SO₄)₃
Çözümü gösterÇözümü gizle
NH₄NO₃ (zayıf NH₃·H₂O + HNO₃) ve Al₂(SO₄)₃ (zayıf Al(OH)₃ + H₂SO₄): katyon hidroliz olur, ortam asidiktir.
Ba(NO₃)₂ kuvvetli baz ile kuvvetli asidin tuzudur, hidroliz olmaz.
Cevap: 1 – b, e; 2 – a, d; 3 – c.
Önemli noktalar
- Asitler, alkaliler ve tuzlar elektrolittir; çok protonlu asitler basamaklı ayrışır ve her basamak bir öncekinden zayıftır.
- α = n(ayrışan) / n(çözünen); iyon miktarı α · n · (x + y). 0,1 mol/L’lik çözeltilerde kuvvetli elektrolitlerde α > %30, zayıflarda α < %3’tür.
- İyon değişimi çökelek, gaz ya da zayıf elektrolit (su) oluşunca tamamlanır; iyon denkleminde yalnızca çözünen kuvvetli elektrolitler iyon olarak yazılır.
- Cl⁻ — Ag⁺ (beyaz), SO₄²⁻ — Ba²⁺ (beyaz), CO₃²⁻ — H⁺ (CO₂), PO₄³⁻ — Ag⁺ (sarı), NH₄⁺ — OH⁻ (NH₃), Fe³⁺ — SCN⁻ (kan kırmızısı); Fe²⁺, Fe³⁺ ve Al³⁺ alkaliyle renkli çökelekler verir.
- Zayıf ebeveynin iyonu hidroliz olur, ortamı kuvvetli ebeveyn belirler: Na₂CO₃ — bazik, AlCl₃ — asidik, NaCl — nötr.
Kendini test et
12 soru. Her doğru cevap XP kazandırır.