Asit Baz ve pH Kavramları

Asit, baz ve pH kavramları bir kimyasalı tanımlamakta oldukça önemli bir yere sahiptir. Geçmişten günümüze pek çok asit ve baz tanımı yapılmıştır. Asitlerinin tadının ekşi, bazların acı olmasından ya da asitlerin turnusol kağıdını kırmızıya, bazların maviye boyamasından ötürü onları nitel olarak ayırabiliriz. Fakat kimyasal ve tehlikeli özelliklerinden ötürü her maddeyi tadamayacağımız, bu maddelerin asit veya baz olduğunu bilsek bile, ne derece asitlik veya bazlık özelliği gösterdiklerini anlayabilmemiz için daha kapsamlı ve analitik asit-baz tanımlarına ihtiyaç duyuyoruz. Bunlar Arrhenius, Brönsted-Lowry ve Lewis tanımlarıdır.

Arrhenius Tanımı

Bu tanıma göre ayrıştığında hidrojen iyonu H⁺ veren maddeler asit, hidroksil iyonu OH^- veren maddeler bazdır. Bu tanım hala kullanılmasına karşın yeterli bir kavram değildir çünkü buna göre asidik bir maddenin yapısında hidrojen, bazik bir maddenin yapısında ise hidroksil olmalıdır.
Fakat yapısında OH^- olmadığı halde bazik özellik gösteren maddeler vardır.
Buna en önemli örnek NH₃’tür. OH iyonu içermemesine rağmen bazik bir bileşiktir. Bu sebeple bu tanım doğru olmasına rağmen bazı bileşikleri kapsayamaz.

Brönsted-Lowry Tanımı

Bu tanıma göre, proton veren maddeler asit, alabilenler bazdır. Burada protondan kastımız (H⁺) iyonudur. H⁺ iyonu çekirdeğinde sadece proton bulundurduğundan, proton olarak anılır. Bu tanımı sulu ortamda gerçekleşen bir tepkime üzerinden daha rahat anlatabiliriz.

Asit₁ + H₂O -> Baz₁ + H₃O⁺

Bu tepkimeye göre, asit proton vererek kendisinin bazına dönüşür. Buna kimyada konjuge yani eşlenik asit-baz kavramı denir. Her asidin konjuge bazı, her bazın da konjuge bazı vardır. Örnek verecek olursak:

CH₃COOH + NH₃ -> CH₃COO^- + NH₄⁺

Burada asetik asit, bir protonunu vererek, kendi türünün konjuge bazını oluşturur. NH₃ bazik karakterdedir. O da proton alarak konjuge asidini oluşturur.
İlk tepkimemize bakarsak ortamdaki suyun asidik madde yanında, ortamda baz gibi davrandığını görürüz. Burada bilmemiz gereken: Suyun amfoter özellikte olmasıdır. Yani ortamdaki türe göre asidik veya bazik özellik gösterebilme yeteneğidir. Bunlara aynı zamanda amfiprotik maddeler de denir.
Arrhenius tanımı bu amfoter maddeleri açıklamada yetersiz kalırken, Brönsted-Lowry tanımı bu maddeleri açıklayabilir.

Lewis Tanımı

Bu tanıma göreyse, bir çift serbest elektronu bulunan ve bunu verebilen maddelere baz, bu serbest elektron çiftlerini alabilen molekül ya da iyonlara ise asit denir. Örneğin:

NH₃ + H⁺ -> NH₄⁺

Bu tepkimeye göre; NH₃ bir çift serbest elektron içerir. Bu elektronlarını H⁺’a vererek NH₄⁺ oluşturur. NH₃ serbest elektron çiftini verdiği için baz, H⁺ ise bu elektronları aldığı için asittir.
Lewis tanımı daha çok organik kimya alanında geçerli bir tanımken, ilk iki tanım analitik kimyada kullanılan tanımlardır.

pH Kavramı

pH kavramı ise bir maddenin asitlik veya bazlığının ölçüsüdür. Açılımı “power of hydrogen” olan pH, bir çözeltideki proton H⁺ etkinliğinin eksi logaritmasıdır (pH=-log[H⁺]).

pH skalası pH 0 ile pH 14 arasındadır ve bir maddenin asit ve bazlığının derecesini bize açıkça gösterir. Eğer pH<7 ise madde asidik, pH>7 ise madde bazik,  pH=7 ise madde nötraldir. Nötral maddeye örnek olarak saf suyu verebiliriz. Skalada 0'a doğru gidildikçe maddenin daha asidik, 14’e doğru gidildikçe daha bazik olduğunu görürüz.

Asit ve Bazlara Gündelik Örnekler

Her ne kadar asit ve baz denildiğinde, özellikle asit için, çevremizde pek de bulunmayan "tehlikeli" kimyasallar akla gelir. Fakat gündelik hayatımızda karşılaştığımız birçok ürün asit ya da baz olabilmektedir. Hatta öyle ki, mor lahanayı dahi turnusol kağıdına benzer bir görevle kullanmak mümkündür!
Gündelik asitlere örnek verecek olursak, birçoğumuzun da bildiği nareciye akla gelir. Limon suyu, içerdiği sitrik asitten dolayı pH olarak 2-3 arasında bir yerlere düşer. Bu da onu sudan 10,000-100,000 kat daha asidik yapar. Ayrıca sitrik asit, gıda amaçlı olarak da aktarlarda haricen satılmaktadır. Şahsen ben sitrik asidi, karbonatla olan etkileşiminde karbondioksit verdiği için, akvaryum hobisinde bile kullanmıştım (birçok kişi bu asit-baz reaksiyonunu hala ucuz bir çözüm olarak kullanır).
Asitlere bir diğer örnek de sıklıkla kullandığımız özellikle turşu ve salatalar için vazgeçilmez olabilen sirkedir. Yüzdece içeriği sirkeden sirkeye değişeceği için bir pH belirtmek zor olsa da pH'ı 2 ile 3 arasındadır. Sirkeyi asidik yapan ise içerdiği asetik asittir. Elma sirkeleri biraz daha fazla alkalin bileşik içerdiğinden, daha az asidiktir fakat hala asidiktir.
Elbette bazların en bilindik örneği ise sabunlardır, doğaları gereği alkali bir yapıya sahiptirler. Ayrıca her zaman sofralarımızın baş tadı olmasa da karbonattır. Aslında bu genellikle sodyum bikarbonattır, fakat kısaca karbonat deriz. Sıklıkla reflü hastaları, mide asitlerinin verdiği rahatsızlık sebebiyle bir bardak suya bir miktar karbonat koyarak, mide ortamını nötrleştirmeye çalışır. Ortamın asitliği azaldığında, hastanın şikayetleri de azalır. Ayrıca birçok yemekte karbonat, ortamın pH'ını bazikleştirdiği için sebep olduğu bazı etkilerden dolayı tercih edilir. Hatta el çekimi Noodle yapanlar, hamurdaki glutenin gücünü artırdığı ve sertleştirdiği için karbonatı özellikle tercih etmektedir. [3]
Hazırlayan:Devrim Yağmur Durur
Geliştiren: Ögetay Kayalı
Referanslar
1. Petrucci, Herring, Madura & Bissonette, Genel Kimya 2 İlkeler ve Modern Uygulamalar
2. Tural H., Analitik Kimya
3. Li, M., Sun, Q.-J., Han, C.-W., Chen, H.-H., & Tang, W.-T. (2018). Comparative study of the quality characteristics of fresh noodles with regular salt and alkali and the underlying mechanisms. Food Chemistry, 246, 335–342. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.11.020
4. <http://chemistry.elmhurst.edu/vchembook/184ph.html>
pH cetveli görseli: <https://carmensscience.weebly.com/chemistry/ph-scale>