ORTAÖĞRETİM KİMYA 10.SINIF 2.ÜNİTE: KARIŞIMLAR
1
ÜNİTENİN BÖLÜM BAŞLIKLARI • 1.BÖLÜM: HOMOJEN VE HETEROJEN KARIŞIMLAR • 2.BÖLÜM: AYIRMA VE SAFLAŞTIRMA TEKNİKLERİ
2
GİRİŞ
3
KARIŞIM NEDİR? • Karışım, birden fazla maddenin kimyasal özellikleri değişmeyecek şekilde bir araya gelmesiyle oluşan madde topluluğudur. Saf maddeler element ve bileşiklerden oluşur. Fakat maddelerin çoğu ne tek bir elementtir; ne de tek bir bileşiktir. Maddelerin çoğu saf madde olmayan karışımlardır. 4
KARIŞIMLARIN ÖZELLİKLERİ •1- Yapılarında iki ya da daha fazla madde bulundururlar. •2- İstenilen oranda karıştırılırlar. •3- Fiziksel olarak karışırlar. •4- Kendini oluşturan maddelerin özelliklerini taşırlar. •5- Kendini oluşturan maddelere fiziksel yöntemlerle ayrıştırılabilirler. •6- Saf değildirler. •7- Belli erime ve kaynama noktaları yoktur. •9- Belli bir formülleri yoktur. 5
1.BÖLÜM: HOMOJEN VE HETEROJEN KARIŞIMLAR
6
KARIŞIMLAR • HOMOJEN KARIŞIMLAR • HETEROJEN KARIŞIMLAR
7
HOMOJEN KARIŞIMLAR
8
.
HOMOJEN KARIŞIMLARIN TANIMI
• Her tarafında aynı özelliği gösteren, tek bir madde gibi gözüken karışımlardır. • Karışımı meydana getiren maddeler gözle veya optik aletlerle görülemezler. • Homojen karışımlara genel olarak “çözeltiler” de denir. • Tuzlu su, şekerli su, alkollü su, çeşme suyu ve havayı homojen karışıma örnek verebiliriz. 9
.
ÖRNEK SU + TUZ = TUZLU SU (Bileşik)+(Bileşik)=(HOMOJEN KARIŞIM)
10
ÇÖZELTİ TANIMI • Çözücü ve çözünenin oluşturduğu homojen karışımlara çözelti denir.
11
ÇÖZELTİNİN BİLEŞENLERİ Çözeltilerin iki bileşeni vardır. 1– Çözücü 2– Çözünen Çözücü: Genelde miktarı çok olan ve diğerini çözen maddedir. • Çözünen: Genelde miktarı az olan ve diğeri tarafından çözülen maddedir. • • • •
12
ÖRNEK SU + TUZ = TUZLU SU (ÇÖZÜCÜ) + (ÇÖZÜNEN) = (ÇÖZELTİ)
13
KARIŞIM
BİLEŞENLER
BİLEŞENLERİN FİZİKSEL HÂLİ
KOLONYA
SU-ETİL ALKOL
SIVI-SIVI
SİRKE
SU-ASETİK ASİT
SIVI-SIVI
TUNÇ
BAKIR-KALAY
KATI-KATI
TUZLU SU
TUZ-SU
KATI-SIVI
14
ÇÖZÜCÜ
ÇÖZÜNEN
ÇÖZELTİ
SIVI
KATI
TUZLU SU
SIVI
SIVI
ALKOL-SU
SIVI
GAZ
GAZOZ
KATI
KATI
ALAŞIMLAR
GAZ
SIVI
NEM
GAZ
GAZ
HAVA
15
ALAŞIMLAR • Katı ile katı arasındaki homojen karışımlara alaşım denir. • Alaşımı oluşturan elementler, kristal yapılarını kaybetmezler. • Sıcaklık yükselince metalin kristal formu değişebilir. • Yüzey merkezli küp, düzgün sekiz yüzlü (oktahedral) vb. metal kristal tipleri vardır. 16
ALAŞIM ÇEŞİTLERİ • Yer değiştirme alaşımları: Alaşımı oluşturmadan önce kristal yapıları aynı olan alaşımlardır. Bu çeşit alaşımlarda, alaşımı oluşturan element atomlarının yarıçapları en fazla %15 farklılık gösterir. • Konumlar arası alaşımlar: Kullanılmayan boşluklara küçük elementler yerleşir. Örneğin; çelikte boşluklara karbon atomları yerleşmiştir. 17
ÇELİĞİN PASLANMAMASI • Çelik, demire göre daha kararlı olduğundan kimyasal tepkimelere karşı ilgisiz hâle gelir.
18
BAŞLICA ALAŞIMLAR ALAŞIMIN ADI PİRİNÇ BRONZ (TUNÇ) LEHİM SAÇMA MATBAA HARFİ AMALGAM DİŞ DOLGUSU 22 AYAR ALTIN
BİLEŞİMİ % 63 Cu % 37 Zn % 70–95 Cu % 5–30 Sn % 60 Sn % 40 Pb % 99,5 Pb % 0,5 As % 73 Pb % 15 Sb % 12 Sn % 40–55 Hg % 45–60 Ag % 91,7 Au % 5 Ag % 2 Cu % 1,3 Zn 19
Altın Alaşımları Renk Sarı
Ayar Alışımdaki Elementlerin Yüzdeleri 22 Altın 91,67% Gümüş 5% Bakır 2% Çinko 1,33% Kırmızı 18 Altın 75% Bakır 25% Gül 18 Altın 75% Bakır 22,25% Gümüş 2,75%
20
Renk
Ayar Alışımdaki Elementlerin Yüzdeleri
Pembe
18
Beyaz
18
Beyaz
18
Gri– Beyaz
18
Yeşil
18
Altın 75% Bakır 20% Gümüş 5% Altın 75% Palladyum veya Platin 25% Altın 75% Palladyum 10% Nikel 10% Çinko 5% Altın 75% Demir 17% Bakır 8% Altın 75% Gümüş 25%
21
Renk
Ayar Alışımdaki Elementlerin Yüzdeleri
Açık Yeşil
18
Yeşil
18
Koyu Yeşil
18
Beyaz– Mavi veya Mavi Mor
18
–
Altın 75% Bakır 23% Kadmiyum 2% Altın 75% Gümüş 20% Bakır 5% Altın 75% Gümüş 15% Bakır 6% Kadmiyum 4% Altın 75% Demir 25% Altın 80% Alüminyum 20% 22
Renk Sarı Sarı Yoğun Sarı Sarı Koyu Sarı
Ayar Alışımdaki Elementlerin Yüzdeleri 22 18 22
Altın 91,6% Gümüş 5,5% Bakır 2,9% Altın 75% Gümüş 16% Bakır 9% Altın 91,6% Gümüş 3,2% Bakır 5,1%
14 9
Altın 58,5% Altın 37,5%
Gümüş 30% Bakır 11,5% Gümüş 31,25% Bakır 31,25%
23
Altın Alaşımı Fotoğrafları
Mor
Beyaz
Mavi – Yeşil – Pembe
Gül
Sarı (24 Ayar) Sarı (22 Ayar)
24
HETEROJEN KARIŞIMLAR
25
HETEROJEN KARIŞIMLARIN TANIMI VE ÇEŞİTLERİ • Her tarafta aynı özelliği göstermeyen ve içindeki taneciklerin gözle görülebildiği karışımlardır. 5 grupta incelenir. • Süspansiyon • Emülsiyon • Aerosol • Koloit • Adi karışım 26
SÜSPANSİYON • Katı-sıvı heterojen karışımlara denir. ÖRNEK • Tebeşir tozu- su • Su-talaş • Ayran
AYRAN
27
YAŞAMIMIZDAKİ SÜSPANSİYONLAR • Ca(OH)2 (KALSİYUM HİDROKSİT) SÜSPANSİYONU: Sönmüş kireç ismiyle satılan, suda çözünmeyen beyaz tozun suyla karıştırılması ile oluşur. Kireç denince, sönmüş kireç anlaşılır. Badana yapımında kireç süspansiyonu kullanılır. • Mg(OH)2 (MAGNEZYUM HİDROKSİT) SÜSPANSİYONU: Magnesi kalsine adıyla bilinen antiasit mide süspansiyonudur. 28
• BaSO4 (BARYUM SÜLFAT): Ameliyat esnasında kullanılan sargı bezi, pamuk, makas vb. steril ameliyat malzemeleri baryum sülfat çözeltisine batırılmıştır. Ameliyat esnasında vücudun içinde unutulan ameliyat malzemelerini, röntgen çekiminde BaSO4 gösterir. Ayrıca BaSO4 süspansiyonu ve hint yağı karışımı; XM solüsyonu adındaki ilaçtır. Röntgen filmi çekiminden az önce hastaya içirilir. İçirilen sıvının mideden bağırsağa kaç dakikada geçtiği BaSO4 ile anlaşılır; geçiş süresine göre hastalığa teşhis konur. 29
EMÜLSİYON • Sıvı-sıvı heterojen karışımlara denir. ÖRNEK • Zeytinyağı–su karışımı • Lipo ve hidro olmak üzere iki çeşittir. • Lipo, yağ içindeki su emülsiyonudur. Bazı kremler örnek verilebilir. • Hidro, su içindeki yağ emülsiyonudur. Balık yağı örnek verilebilir. 30
AEROSOL • Katı-gaz ya da sıvı-gaz heterojen karışımlara denir. ÖRNEK • Duman • Sis • Spreyli parfümler • Spreyli böcek ilaçları 31
KOLOİT • Çıplak gözle bakıldığında heterojen olduğu anlaşılmayan katı-sıvı karışımlara denir. • Koloitlerde çözünen madde ancak mikroskopla görülebilir. ÖRNEK • Jöle • Duman • Boya • Süt, krema DUMAN
32
• Katı ya da sıvı taneciklerin bir sıvı içerisinde çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük tanecikler hâlinde heterojen olarak dağılmasıyla oluşan karışıma koloit karışım denir. • Koloit, bir katı ya da bir sıvının başka bir sıvı içerisinde asılı kalması ile oluşan homojen görünüşlü heterojen maddelere verilen isimdir. • Koloit karışımlara koloidal karışım da denir. 33
• Koloidal karışımlar çıplak gözle fark edilemez. Genellikle parlak bir ışık demetinin ya da lazer ışınının karışımdan geçirilmesi ile fark edilirler. Koloidal bir karışımdan ışık demeti geçirildiğinde ışık, karışımın içerisinde görülür. Homojen karışımdan geçirildiğinde ise ışık görülmez. Işığın koloidal karışımlar ve homojen karışımlar üzerindeki etkisini ilk kez 1869 yılında John Tyndall (Can Tindel) araştırmıştır. 34
• Bu nedenle ışığın koloit karışımlarda dağılmasına “Tyndall Etkisi” denir. • Aerosol ve emülsiyonların büyük bir kısmı koloittir. • Yağlı boyalarda boyaya renk veren pigment katı hâldedir ve bağlayıcısı olan yağda askıda kalmıştır. Çıplak gözle bakıldığında tek bir madde gibi görünmesine rağmen boyalar heterojen yapıdadır. 35
ADİ KARIŞIM • Süspansiyon ve emülsiyon özelliği göstermeyen karışımlara denir. ÖRNEK • Salata
36
HOMOJENİZASYON • Homojenizasyon; süt içerisinde bulunan yağ globüllerinin, fiziksel yöntemler ile çaplarının küçültülerek kolloidal fazdan homojen faza geçmesi için uygulanılan işlemdir. • Başka gıdalarda da uygulanabilir.
37
KARIŞIMLARIN TANECİK BOYUTU ESAS ALINARAK SINIFLANDIRILMASI • Yaklaşık olarak tanecik boyutu 10–9 m’den küçük olan karışımlar homojen, büyük olanlar ise heterojen karışımlardır. Heterojen karışımları da kendi içinde sınıflandırmak mümkündür. Tanecik boyutu 10–9 m ile 10–7 m arasında olanlar koloit, 10–7 m’den büyük olanlar ise süspansiyon olarak sınıflandırılır. 38
ÇÖZÜNME OLAYI
39
• Karışımların oluşturulması sırasında bazı maddeler birbiri içinde çözünürken bazıları çözünmemektedir. • Maddelerin birbirleri ile çözelti oluşturup oluşturmamaları maddeler arasındaki etkileşimlere bağlıdır. Çözücü ve çözünen arasında oluşacak etkileşim, çözünenin kendi molekülleri arasındaki etkileşimden daha büyükse çözünme olayı gerçekleşir. 40
• Maddelerin birbiri içinde çözünmeleri “Benzer, benzeri çözer.” ilkesi ile açıklanır. Bu ilkede anlatılmak istenen benzerlik moleküllerin polar ya da apolar veya organik ya da inorganik olmasıdır. Polar maddeler polar çözücülerde, apolar maddeler apolar çözücülerde; organik maddeler organik çözücülerde, inorganik maddeler inorganik çözücülerde çözünür. • Dipol momenti sıfır olan moleküller apolar, sıfır olmayanlar polar moleküldür. 41
• Aynı tür atomlardan oluşmuş I2 ve CI2 gibi diatomik moleküller apolardır. • Çok atomlu moleküllerde ise her bir bağın uzaydaki dipolleri birbirini yok ediyorsa molekül apolar, yok etmiyorsa polardır. • Molekülün polar olup olmadığının belirlenebilmesi için molekül geometrisi bilinmelidir. • Molekül geometrisi, kovelent bileşikler için söz konusudur. 42
• İyonik bileşiklerde geometri olmaz. • İyonik bileşikler polardır.
43
İYONİK BİLEŞİKLERİN SUDA ÇÖZÜNMELERİ (İYON-DİPOL ETKİLEŞİMİ) • İyonik bileşikler polar bileşiklerdir, su da polar bileşiktir. Benzer benzerini çözdüğünden dolayı iyonik bileşikler genelde suda çözünür. • Suyun polarlığı, yemek tuzunun polarlığına göre çok azdır. 44
– (k)
• Na Cl örgü yapısındaki iyonlar arasındaki çekim, en güçlü çekimdir. • H2O molekülleri arasında dipol–dipol etkileşimi vardır. İyonik bağın kuvveti 250 birim, dipol–dipol bağının kuvveti ise 2 birimdir. • Yemek tuzunun suda çözünmesi, reaksiyon denklemiyle şöyle gösterilir: +
• Na+Cl–(k) + su → Na+(suda) + Cl–(suda) 45
• H2O’nun polarlığı 2 birim derecesinde olduğu hâlde, nasıl oluyor da polarlığı 250 – + birim derecesinde olan Na Cl (k)’nin örgü yapısındaki iyonlarını birbirinden ayırıp yapısını bozarak suda çözünmesini sağlıyor? • H2O molekülü dipol yapıdadır. • Bundan dolayı H2O’nun pozitif ve negatif ucu vardır. 46
–
• H2O’nun pozitif ucu Cl ile H2O’nun negatif ucu ise Na+ ile etkileşir. • Böylece Na+Cl–’de iyonlar arasındaki iyonik çekim ortadan kalkar. • Burada düşünülmesi gereken; tuza kıyasla zayıf polarlığa sahip suyun, bunu nasıl başarabildiğidir. • Birlikten kuvvet doğuyor, çözünme olayı gerçekleşiyor. 47
• 1 tane Na+ iyonu, en az 125 tane H2O – molekülünün negatif ucu ile; 1 tane Cl iyonu da, çok sayıda (en az 125 tane) H 2O molekülünün pozitif ucu ile sarılır. Böylece çözünme olayı gerçekleşir.
48
BİRLİKTEN KUVVETİN DOĞUP ÇÖZÜNME OLAYININ GERÇEKLEŞMESİNİN SOSYAL BOYUTU • Zayıfların bir araya gelmesi, kuvveti doğurur. • Kadınlar zayıf, yumuşak huylu, nazik, halim, selim olduklarından birleşerek etkili, kuvvetli cemiyet kurarlar. 49
• Kadın hakları, kadın hukuku ve kadın hürriyeti gibi kadınlıkla ilgili güçlü dernekler çoktur. Kadınlar, erkek artikel alır; çünkü kadın cemiyetleri serttir ve şiddetlidir, bu nedenle bir nevi erkeklik kazanırlar. Erkekler ise, dişi artikel alır; çünkü kendilerine güvenirler. Her bir fert kendi gücüne güvendiğinden, cemiyetleri zayıf olur. Özellikle kendine güvenen Arap milletinde buna çokça rastlanmaktadır. 50
• İkinci örnek; Ermeniler ile ilgilidir. Ermeniler dünyada azdırlar ve zayıftırlar. Ancak birleşerek büyük bir kuvvet kazanıp seslerini tüm dünyaya duyurabildikleri bilinen bir husustur (Ermeni soykırımı konusu). • Diğer bir örnek; Kurtuluş savaşında güçsüz olan Kuvayı Milliyenin, güçlü olan İngilizleri yenmesidir.
51
• Zayıflar; birliğe / birleşmeye mecburdur. • Koyun ve keçiler sürü hâlinde yaşayarak kurtlardan korunurlar. • “Kurdun olduğu yerde koyun olunmaz.” denir. İttifak olursa kurt zarar veremez.
52
Hatırlayalım
LONDON KUVVETLERİ (İNDÜKLENMİŞ DİPOL BAĞI) • İndüklenmiş dipollere örnek yalnız London kuvvetleridir. • Apolar taneciklerin (He atomları; I2, CCl4, N2 molekülleri) tanecikleri arasındaki pozitif ile negatif taneciğin çekimidir. • Simetri kaymasından dolayı taneciğin biri pozitif biri negatif olmuştur. 53
• Son elektronu biraz dışarı kayan tanecik pozitif, son elektronu biraz içeri kayan tanecik ise negatif olur; böylece aralarında çekim ortaya çıkar. • Bir kapta 2 trilyon CCl4 molekülü olduğunu varsayalım;1 trilyon pozitif CCl4 molekülü, 1 trilyon da negatif CCl4 molekülü olur ve bunlar balıkçı ağı gibi bir + bir – olmak üzere art arda dizilerek birbirlerini çekerler. 54
İNDÜKLENMİŞ DİPOL BAĞI HANGİ TANECİKLER ARASINDA GÖRÜLÜR? • Soy gaz atomları arasında • Yapı taşı molekül olan elementlerin moleküller arasında • Farklı cins iki atomun birleşmesinden oluşan apolar moleküller arasında
55
APOLAR ÇÖZÜCÜNÜN APOLAR MADDEYİ ÇÖZMESİ • Karbon tetraklorürde iyot molekülleri (I 2) çözünmektedir. • İndüklenmiş dipol–indüklenmiş dipol etkileşimi ile bu çözünme açıklanır. • İyot molekülleri de karbon tetraklorür molekülleri de apolar yapıya sahiptir. • Her iki molekülde de London etkileşimi etkindir. 56
• İyot molekülünün artısı ile karbon tetraklorür molekülünün eksisi veya tersi olarak aralarında çekim kuvveti oluşur ve böylece iyot karbon tetraklorürde çözünür.
57
İYON–İNDÜKLENMİŞ DİPOL ETKİLEŞİMİ İLE ÇÖZÜNME • Benzer olmayan maddelerin birbiri içerisindeki eser miktardaki çözünmeleri bu tür etkileşimle açıklanır. • Örneğin iyonik bir maddenin apolar bir çözücüde çözünmesi iyon–indüklenmiş dipol etkileşimidir. • CCl4 gibi apolar olan maddelerde yalnızca indüklenmiş dipol etkileşimi vardır. 58
• NaCl ise iyonik bir maddedir. • İyon–indüklenmiş dipol etkileşimleri çok zayıf olduğundan bu sıvılarda polar moleküllerin çözünürlüğü yok denecek kadar azdır. • Yok denilecek kadar az çözünmeye sebep olan bu etkileşim; örneğin NaCl ile apolar bir çözücü olan CCl4 gibi sıvılar arasındaki etkileşimdir. 59
Etil alkol (C2H5OH) suda çözünebilir mi? • Etil alkol molekülü su molekülü gibi polar yapıya sahiptir. • Aynı zamanda etil alkol ve su moleküllerinde oksijen atomuna hidrojen atomu doğrudan bağlı olduğu için her ikisinin molekülleri arasında da hidrojen bağı etkindir. • Bu nedenle etil alkol suda çözünür. 60
DİPOL-İNDÜKLENMİŞ DİPOL ETKİLEŞİMİ (OKSİJENİN SUDA ÇÖZÜNMESİ) • Apolar molekülün polar çözücüde çözünmesi olayıdır. Oksijen gazının suda çözünmesini buna örnek verilebiliriz. • Oksijen gazı moleküleri apolar molekül, su molekülleri ise polar moleküldür. • Su molekülleri arasında dipol-dipol bağı etkindir. 61
• Oksijen molekülleri arasında London kuvvetleri (indüklenmiş dipol etkileşimi) vardır. • Dipol-indüklenmiş dipol etkileşimi polar ve apolar maddeler arasında oluşan etkileşim sonucu çözünmedir. • Suyun artısı ile oksijen molekülünün eksisi veya tersi olarak aralarında çekim kuvveti oluşur ve böylece oksijen suda çözünür.
62
ÇÖZÜNME OLAYI FİZİKSEL OLAY MIDIR YOKSA KİMYASAL OLAY MIDIR? –
• H2O’nun pozitif ucu Cl ile H2O’nun negatif ucu ise Na+ ile etkileşti. • Böylece Na+Cl–’de iyonlar arasındaki iyonik çekim ortadan kalktı. • Bunun sonucunda da suda çözünme olayı gerçekleşti. 63
• Görüldüğü gibi zıt kutupların birbirini çekimi iyonik bileşiklerin iç yapısında değişikliğe neden oldu. Bu yönüyle çözünmeyi kimyasal olay olarak düşünebiliriz. • Aslında çözünme, fiziksel olay olarak bilinir.
64
ÇÖZÜNME VE İYONLAŞMA İLİŞKİSİ Çözünme yüzdesini zenginlik, iyonlaşmayı vermek kabul edersek; çözeltileri dört gruba ayırırız: 1. ÇOK ÇÖZÜNEN VE % 100 İYONLAŞAN ÇÖZELTİLER (ZENGİN, TAMAMINI VEREN) –1 +1 NaCl(k) + H2O(s) → Na (suda) + Cl (suda) Reaksiyon denklemi yukarıdaki gibi de yazılabilir. 65
2. AZ ÇÖZÜNEN VE % 100 İYONLAŞAN ÇÖZELTİLER (FAKİR, TAMAMINI VEREN): Bu grup, çözünürlük dengesi konusundaki bileşikler olup iyonlaşma denklemleri yanlış olarak çift yönlü okla gösterilir. Bunun nedeni çözünürlük hesaplamalarının denge mantığıyla yapılmasındandır. Aslında suda çözünmezler, bunlar kimyada az çözünen diye geçer. Çözünmeleri milyonda birkaç ile trilyonlarda birkaç civarındadır. –1 +2 Ca(OH)2(k)+ su → Ca (suda) + 2(OH) (suda) 66
3. HER ORANDA ÇÖZÜNEN VE AZ İYONLAŞAN ÇÖZELTİLER (ZENGİN, AZINI VEREN) CH3COOH(s)+su⇌CH3COO
–1 (suda)
+H
+1 (suda)
4. AZ ÇÖZÜNEN VE AZ İYONLAŞAN ÇÖZELTİLER (FAKİR, AZINI VEREN) –1 +1 NH3(g) + H2O(s) ⇌ NH4 (suda) + OH (suda) 67
İYON YAPILI BİLEŞİKLER SIVI HÂLDE VE ÇÖZELTİ HÂLİNDE ELEKTRİĞİ İLETİR NaCl(k) + yüksek sıcaklık → Na NaCl(k) + su → Na
+1 (suda)
+ Cl
+1 (s)
+ Cl
–1 (s)
–1 (suda)
68
ÇÖZELTİLERDE DERİŞİM İLE İLETKENLİK İLİŞKİSİ • İletkenlik, çözeltinin derişimi arttıkça belli bir noktaya kadar yükselir. • Derişim belli bir oranı geçince iletkenlik azalır. • Doygun çözeltiye erişildikten sonra iletkenlik değişmez. 69
SAF SIVILARDA DERİŞİM İLE İLETKENLİK İLİŞKİSİ • İletkenlik, saf sıvıların derişimi arttıkça belli bir noktaya kadar yükselir. • Saf sıvıların derişimi belli bir oranı geçince iletkenlik azalır.
70
İLETKENLİK ÇEŞİTLERİ • 1. Metallerin iletkenliği: Sıcaklıkla ters orantılıdır. Elektronun aktarımı ile olur. • 2. Çözeltilerin iletkenliği: Sıcaklıkla doğru orantılıdır. Farklı yükteki iyonlarla olur.
71
KRİSTAL SUYU İÇEREN BİLEŞİKLERDE, ORTAMDA SU OLDUĞU HÂLDE BİLEŞİK NİÇİN ISLANMAZ? • Kristal suyu içeren bir bileşik, hafif ısıtılsa veya güneşte kalsa; külçe hâline gelir, kristal yapısı bozulur. Normal zamanda ise kristal yapıdadır. Kristal suyu içeren bileşiğin içindeki su, toz hâlindeki katıya zarar vermez. 72
• 0 °C ile +4 °C arasında H2O(s) kristallerinin bulunabilme özelliği vardır. Kristal yapı, yalnız buzda değildir. Buzda olduğu gibi, suda da kristal yapı vardır. • Kristal yapı, katılara ait bir özelliktir. Su, kristal olunca, katıyla etkileşmez. • Demir kabı donduğunda parçalayan su kristal olduğunda, tam tersine yan yana olduğu suda çok çözünen toz hâlindeki katı maddeyi ıslatmıyor bile. 73
EBU'L VEFA (940–988) • Matematik ve astronomi âlimidir. • Yoğunluk ölçmeye yarayan piknometre (pikometre) aletini ilme kazandırmıştır.
74
ÇÖZELTİLERLE İLGİLİ SOSYAL ALANDA KULLANILAN KİMYA KELİME VE DEYİMLERİ • Yoğunlaşmak (Konsantre olmak): Herhangi bir işe kilitlenmek, kendini bir işe istekle vermek, yumulmak. Bütün dikkati, düşünceyi, duyguyu ve gücü bir konu üzerinde, bir noktada toplamak. 75
• Yumuşak alaşımlı üslup: Herkesin birbirine karşı ses tonunu yükseltmeden sevgi ruhu ile hareket etmesi, her söylenene laf yetiştirme yerine, dövene elsiz, sövene dilsiz olma hâli (Yumuşak alaşımlı üslup mevzuu herkesten beklenemez; özellikle zihniyet değişikliği gereksinimini hissetmek lazımdır).
76
ÇÖZELTİLER İLE İLGİLİ SÖYLEM HATALARI • “Çözündü” yerine “eridi” kelimesi kullanılır. Örneğin; “şeker çözündü” denmesi gerekirken “şeker eridi” denmektedir. • Çözünme olayı fiziksel olay olarak bilinir. Ancak kimyasal olarak da düşünülebilir.
77
ÇÖZELTİLERDE DERİŞİM
78
ÇÖZELTİLERİN SINIFLANDIRILMASI
79
DOYGUNLUĞA GÖRE ÇÖZELTİ TİPLERİ • DOYMAMIŞ ÇÖZELTİ • DOYMUŞ ÇÖZELTİ • AŞIRI DOYMUŞ ÇÖZELTİ
80
DOYMAMIŞ ÇÖZELTİ • Belli şartlarda bir çözücüde, çözünebilenden daha az madde çözünmüş ise bu tip çözeltilere doymamış çözeltiler denir.
81
DOYMUŞ ÇÖZELTİ • Belli şartlarda bir çözücüde, en çok çözünebilen kadar madde çözünmüş ise, bu tip çözeltilere doymuş çözeltiler denir.
82
AŞIRI DOYMUŞ ÇÖZELTİ • Bir çözücüde çözünebilenden daha fazla madde aynı sıcaklıkta çözünmüş ise bu tip çözeltilere aşırı doymuş çözeltiler denir. • Aşırı doygunluk hâli kararsız hâl olup çözeltiyi aşırı doygun hâle getiren faktörler ortadan kaldırılırsa çözelti tekrar doygun hâle döner. • Bal, pekmez ve reçel örnek verilebilir. 83
DERİŞİME GÖRE ÇÖZELTİ TİPLERİ • SEYRELTİK ÇÖZELTİ • DERİŞİK ÇÖZELTİ
84
SEYRELTİK ÇÖZELTİ Çözüneni çok az, çözücüsü fazla olan çözeltilere denir.
DERİŞİK ÇÖZELTİ Çözüneni fazla, çözücüsü az olan çözeltilere denir.
85
ÇÖZÜNEN MADDENİN CİNSİNE GÖRE ÇÖZELTİ TİPLERİ • İYONAL ÇÖZELTİ • MOLEKÜLER ÇÖZELTİ
86
• İyonal çözelti: Genellikle iyonik maddelerin suda çözünmesiyle oluşan, iyonlar içeren, elektriği ileten çözeltilerdir. Örneğin: Su–tuz karışımı. • Moleküler çözelti: Genellikle kovalent bağlı maddelerin suda çözünmesiyle oluşan, moleküller içeren, genellikle elektriği iletmeyen çözeltilerdir. Örneğin: Su–şeker karışımı.
87
İYONLAŞAN VE İYONLAŞMAYAN MOLEKÜLER BİLEŞİKLERİN SUDA ÇÖZÜNMESİ •HCl(g) + H2O(s) → H3O+1(suda) + Cl–1(suda) –1 +1 HCl(suda) → H (suda) + Cl (suda) –1 +1 HCl(g) H (suda) + Cl (suda) C6H12O6(k) C6H12O6(suda) 88
DERİŞİK DEYİMİ HEM NİTELLİK HEM DE NİCELLİK İÇERİR • Derişik deyimi hem nitellik hem de nicellik içerir. • Derişik çözelti; çözeni az, çözüneni çok çözeltidir. Bu yönüyle nitel bir kavram olup belli bir sınırı yoktur; “Şu yüzdenin üzerinde olursa derişik çözeltidir, şu yüzdenin altında olursa da seyreltik çözeltidir.” diyemeyiz. 89
• Derişik deyimi yerine göre nicel bir anlam da içerebilir; örneğin, derişik HCl denilince, kütlece % 36,5’luk HCl de anlaşılır (Doymuş HCl çözeltisi).
90
DERİŞİK VE SEYRELTİK TABİRLERİNİN, DOYMUŞ VE DOYMAMIŞLIKLA İLİŞKİSİ YOKTUR • Doymuş bir çözelti, seyreltik olduğu gibi; doymamış bir çözelti de derişik olabilir. Örneğin; doymuş kireç çözeltisi, kesinlikle seyreltiktir. Doymamış H2SO4 çözeltisi, derişik olabilir. 91
DERİŞİK ASİTLER NİÇİN EN FAZLA MOLEKÜL KÜTLESİ KADAR YÜZDEDE OLUR? • Derişik HCl kütlece % 36,5’luktur (Doymuş HCl çözeltisi). • Derişik H2SO4 kütlece % 98’liktir (Doymuş H2SO4 çözeltisi). • Derişik HNO3 kütlece % 63’lüktür (Doymuş HNO3 çözeltisi). • (H:1, Cl:35,5, O:16, S:32, N:14) 92
• Derişik HCl, derişik H2SO4, derişik HNO3 denince; yalnız yukarıda belirtilen yüzdelerdeki asitler anlaşılmalıdır. • Diğer çözeltilerde olduğu gibi; çözeni az, çözüneni çok olan çözelti anlaşılmamalıdır.
93
KONSANTRASYON (DERİŞİM) BİRİMLERİ • 1– MOLARİTE: 1 L hacmindeki çözeltinin içinde bulunan çözünmüş maddenin mol sayısına denir. • 2– NORMALİTE: 1 L hacmindeki çözeltinin içinde bulunan çözünmüş maddenin eşdeğer gram sayısına denir. • 3– MOLALİTE: 1 kg suda çözünmüş olan çözünen maddenin mol sayısıdır. 94
• 4– FORMALİTE: Birim hacimde çözünmüş iyonik maddenin mol sayısına denir. Formalite, iyonik bağlı bileşikler için geçerlidir. • 5– KÜTLECE % DERİŞİM: Kütlece % derişim 100 gram çözeltide kaç gram madde çözündüğünü ifade eder. %30’luk çözelti denince; 100 gram çözeltide 30 gram çözünen madde ve 70 gram su olduğu anlaşılır. 95
• 6– HACİMCE % DERİŞİM: Hacimce % derişim 100 mL çözeltide kaç mL madde çözündüğünü ifade eder. • 7– ppm (parts per million) CİNSİNDEN DERİŞİM: Milyonda bir oranında derişim demektir. Birimsiz niceliktir. • 8– ppb (parts per billion) CİNSİNDEN DERİŞİM: Milyarda bir oranında derişim demektir. Birimsiz niceliktir.
96
• 9– OSMOLAR DERİŞİM: Ozmotik basıncı, kanın ozmotik basıncı ile aynı olan steril çözeltilerdir. Bunlara izotonik çözelti de denir. Örneğin; % 5’lik C6H12O6 (glikoz) çözeltisi ve % 0,9’luk NaCl (sodyum klorür) çözeltisi izotoniktir. • 10– AĞIRLIK-HACİM ESASINA DAYANAN % DERİŞİM: 100 hacim birimi çözeltide çözünen maddenin kütlesi olarak tanımlanır. 97
DERİŞTİRME, SEYRELTME • Bir çözeltiye su eklenir veya çözünmüş madde miktarı azaltılırsa çözelti seyrelir. • Bir çözeltiden su buharlaştırılır veya çözünen maddeden eklenirse çözelti derişir.
98
KÜTLECE % DERİŞİM PROBLEMLERİ
99
x 100
100
Kütlece % derişim 100 gram çözeltide kaç gram madde çözündüğünü ifade eder. %30’luk çözelti denince; 100 gram çözeltide 30 gram çözünen madde ve 70 gram su olduğu anlaşılır. 101
42 g tuz 158 g saf suda çözünüyor. Elde edilen çözelti kütlece % kaçlıktır? % 21
102
200 g çözeltide 42 g tuz çözünüyor. Elde edilen çözelti kütlece % kaçlıktır? % 21
103
Kütlece %21’lik 200 g tuz çözeltisinde kaç g tuz çözünmüştür? 42 g
104
Kütlece %30’luk 300 g tuz çözeltisinin içerdiği su kaç g’dır? 100 g çözelti 70 g su içerirse 300 g çözelti 210 g su içerir.
105
300 g tuzun olduğu kütlece %30’luk çözelti kaç g’dır? 30 g tuz 100 g çözeltideyse 300 g 1000 g çözeltide olur.
106
300 g suyun olduğu kütlece %25’lik çözelti kaç g’dır? 75 g su 100 g çözeltideyse 300 g 400 g çözeltide olur.
107
• 150 mL su kullanarak kütlece %40’lık şeker çözeltisi hazırlamak için kaç g şeker almak gerekir? (dsu=1 g/mL) • 60 g su için 40 g şeker almak gerekirse • 150 g su için 100 g şeker almak gerekir.
108
ÇÖZELTİ SEYRELTİLİRKEN YA DA DERİŞTİRİLİRKEN KULLANILABİLECEK BAĞINTI • Çözelti kütlesi ile kütlece yüzdesi ters orantılıdır. • m1.%1=m2.%2
109
Kütlece %21’lik 200 g tuz çözeltisine 200 g su ilave ediliyor. Elde edilen çözelti kütlece % kaçlıktır? %10,5’luk (Çözelti kütlesi 2 katına çıktığından derişim yarıya düşer.)
110
Kütlece %20’lik 200 g çözelti buharlaştırılarak 100 g’lık çözelti hâline getiriliyor. Yeni çözelti kütlece % kaçlıktır? %40’lık (Çözelti kütlesi yarıya düştüğünden derişim 2 katına çıkar.)
111
• Kütlece %40’lık şeker çözeltisine saf su eklendiğinde oluşan çözelti kütlece %16’lık olup kütlesi 1000 g geliyor. Buna göre eklenen saf su kaç g’dır? • • • •
%1.m1=%2.m2 40x=16.1000 x=400 g (Başlangıç çözeltisinin kütlesi) 1000-400=600 g saf su eklenmiştir. 112
• 400 g kütlece %25’lik şeker çözeltisindeki suyun yarısı buharlaştırılırsa elde edilen çözelti kütlece % kaçlık olur? • 400 g çözeltide 300 g su ile 100 g şeker vardır. Suyun 150 g’ı kalır. Çözelti 250 g olur. 250 g çözeltide 100 g şeker varsa 100 g çözeltide 40 g şeker vardır (%40’lık çözelti).
113
FARKLI ÇÖZELTİLER KARIŞTIRILIRSA KULLANILABİLECEK BAĞINTI • m1.%1+m2.%2+……..= mToplam.%Son • Çözeltiye su eklenirse % derişim 0 alınır. • Çözeltiye saf çözünen eklenirse % derişim 100 alınır. • Çözeltiden su buharlaştırılırsa, toplama işareti yerine çıkarma işareti kullanılır. 114
• 40 g kütlece %40’lık ve 60 g kütlece %20’lik şeker çözeltileri karıştırılıp üzerine 300 g saf su ekleniyor. Buna göre oluşan son karışım kütlece % kaçlık olur? • 40.40+60.20+300.0=(40+60+300)x 1600+1200=400x 2800=400x x=7 (%7’lik) 115
• 300 g kütlece %20’lik tuz çözeltisinden çökelme olmadan 140 g su buharlaştırılarak 40 g daha tuz ekleniyor. Elde edilen tuz çözeltisi kütlece % kaçlık olur? • m1.%1+m2.%2= mToplam.%Son 300x20+40x100=(300-140+40)x%Son %Son=50 %50’lik olur. 116
• 150 g kütlece %20’lik şeker çözeltisine 50 g şeker ve 50 g su ekleniyor. Elde edilen şeker çözeltisi kütlece % kaçlık olur? • m1.%1+m2.%2 +m3.%3 = mToplam.%Son 150x20+50x100+50x0=250x%S %S=32 %32’lik olur.
117
• Kütlece %60’lık KOH çözeltisi ile kütlece %20’lik KOH çözeltisi hangi oranda karıştırılırsa son çözelti %25’lik çözelti olur? • %60’lık KOH çözeltisinin kütlesi x olsun. %20’lik KOH çözeltisinin kütlesi de y olsun. 60x+20y=25(x+y) =
118
• 200 g %25’lik tuz çözeltisi hazırlamak için aynı tuzun kütlece %60’lık ve %20’lik çözeltilerinden kaçar g kullanılmalıdır? • %1m1+ %2 m2=%S mT %60’lık tuz çözeltisinin alınan kütlesi x olsun. %20’lik tuz çözeltisinin alınan kütlesi (200-x) olur. 60x+20(200-x) =25.200 x=25 g (%60’lık tuz çözeltisinden 25 g alınır.) 175 g da %25’lık tuz çözeltisinden alınır. 119
• Kütlece %10’luk 150 g tuz çözeltisini kütlece %30’luk yapmak için kaç g su buharlaştırılmalıdır? • 1.yol: %1m1= %2 m2 10.150 = 30(150-x) 1500=30(150-x) 1500=4500-30x 30x=3000 x= 100 g su buharlaştırılmalıdır. 120
• 2.yol: m1.%1+m2.%2= mT.%S 10.150-0x=30(150-x) 1500=30(150-x) 1500=4500-30x 30x=3000 x=100 g su buharlaştırılmalıdır.
121
• İşyerlerinde insanların maruz kalabileceği CO gazı yasal limiti 1 L havada 35 mg olarak belirlenmiştir. Havanın yoğunluğu 1,75 g/L olarak alındığında izin verilen CO gazının kütlece % derişimi nedir? • = 1,75 g havada 0,035 g CO varsa 100 g havada 2 g CO vardır (%2’dir). 122
HACİMCE % DERİŞİM PROBLEMLERİ
123
HACİMCE YÜZDE DERİŞİM • Sıvılardan oluşan çözeltilerde derişim belirtilirken kütle yerine hacim değerleri de kullanılabilir. Bir çözeltinin 100 hacim biriminde çözünen maddenin hacim birimine hacimce yüzde derişim denir. • Kolonya şişesi üzerinde yazan 80° ifadesi kolonyanın 100 mL’sinde 80 mL etil alkol olduğunu belirtir. 124
AĞIRLIK-HACİM ESASINA DAYANAN % DERİŞİM
125
AĞIRLIK-HACİM ESASINA DAYANAN YÜZDE DERİŞİM • Katı ve sıvıdan oluşan çözeltilerde genellikle bu derişim birimi kullanılmaktadır. 100 hacim birimi çözeltide çözünen maddenin kütlesi olarak tanımlanır. Bu birim genellikle tıp ve eczacılıkta kullanılır. • Tentürdiyot iyot, sodyum iyodür, etil alkol ve sudan oluşan bir çözeltidir. 126
• Tentürdiyot 2 g iyot ve 2,5 g sodyum iyodürün etil alkolde çözülerek hacminin etil alkolle 100 mL’ye tamamlanması sonucunda elde edilir. • Bir çözeltinin ağırlık hacim esasına dayanan derişimi aşağıdaki formülle hesaplanabilir: x 100
127
• 40 mL çözeltide 10 g çözünen vardır, çözeltinin yoğunluğu 1,25 g/mL’dir. Buna göre çözelti kütlece % kaçlıktır? • m=dV m=1,25x40 m=50 g 50 g çözeltide 10 g çözünen varsa 100 g çözeltide x g çözünen vardır. x=20 g çözünen Kütlece %20’lik olur. 128
ppm (parts per million) CİNSİNDEN DERİŞİM PROBLEMLERİ (Milyonda bir oranında derişim demektir. Birimsiz niceliktir. 1 kg çözeltideki çözünen maddenin mg miktarına ppm denir.) 129
BİRİMLER • • • • • •
1 kg=103 g=106 mg 1 ton=103 kg 1 dm3=1L=103 mL 1 m3=103 dm3 1 L= 1 kg (su veya bazı ppm soruları için) 1 mL=1 g (su veya bazı ppm soruları için)
130
• Bir yüzme havuzundaki klor derişimi 4 mg/L olduğuna göre bu değerin ppm karşılığı nedir? (dsu = 1 g/mL) • 1 L=1 000 000 mg 1 000 000 mg havuz suyunda 4 mg klor olduğuna göre bunun ppm karşılığı 4 ppm olur.
131
• 4 kg su örneğinde 3,2 mg Pb+2 iyonu bulunmaktadır. Buna göre bu çözeltideki Pb+2 iyonunun derişimi kaç ppm olur? • 4 kg=4 000 000 mg 4 000 000 mg’da 3,2 mg Pb+2 iyonu bulunuyorsa 1 000 000 mg’da 0,8 mg Pb+2 iyonu bulunur. Bu da 0,8 ppm demektir. 132
• Bir musluktan alınan su örneğinde 0,02 ppm klor olduğu ölçülmüştür. Bu suyun 10 kg’ında kaç mg klor vardır? • Milyonda 0,02 klor ölçülmüş (Birim mg alınırsa 106 mg suda 0,02 mg klor var demektir. 106 mg=1 kg olduğuna göre; 1 kg’da 0,02 mg klor varsa 10 kg’da 0,2 mg klor vardır. 133
• 5 000 ppm FA çözeltisinin derişimi kaç mikromol/L olur? (FA:500 g/mol) • 1 L=1 kg= 1 000 000 mg Demek ki 1L çözeltide 5 000 mg FA çözünmüştür. 5 000 mg FA=5 g FA 500 g 1 molse 5 g 10-2 moldür. 10-2 mol=104 mikromol Çözeltinin derişimi 10 000 mikromol/L’dür. 134
ÇÖZÜNÜRLÜK Belirli bir sıcaklık derecesinde 100 g suda çözünebilen maksimum çözünen maddenin gramıdır.
135
• KCl’ün 40 derece santigratta çözünürlüğü 40 g/100 g su olduğuna göre bu sıcaklıkta 280 g doymuş KCl çözeltisi hazırlamak için kaç g su gerekir? • 140 g doymuş çözelti için 100 g su gerekiyorsa 280 g doymuş çözelti için x g su gerekir. x=200 g su gerekir. 136
ÇÖZÜNÜRLÜK VE KÜTLECE DERİŞİM İLİŞKİSİ PROBLEMLERİ
137
• Sodyum klorürün 20 derece santigratta çözünürlüğü 36 g/100 g sudur. Buna göre çözeltideki kütlece tuz yüzdesi nedir • 136 g çözeltide 36 g tuz çözünürse 100 g çözeltide x g tuz çözünür. x=26,5 g çözünür. Çözeltideki tuz yüzdesi kütlece %26,5’tir.
138
ÇÖZELTİLERİN KARIŞTIRILMASINDAN SONRAKİ İYON MOLARİTELERİNİN HESAPLANMASI • a) Tepkime yoksa • b) Tepkime varsa
139
• a) Çözeltilerin karıştırılmasından sonra şayet tepkime olmadıysa, çözeltilerin karıştırılmasından sonraki iyon molaritesi hesaplanması: Bir bileşik; 1A grubu katyonu, NO3– iyonu, NH4+ iyonu, H+ iyonu veya CH3COO– iyonu içeriyorsa böyle maddeler iyi çözünür. Bu iyonları ihtiva eden çözeltiler karıştırıldıklarında şayet nötrleşme olmuyorsa, tepkime yok demektir. Karışımdan sonraki molar derişimler M1V1=M2V2 formülünden hesaplanır. 140
• b) Çözeltilerin karıştırılmasından sonra şayet tepkime oluyorsa, bu tepkime genelde aşağıdaki iki tepkimeden birisidir. 1– Nötrleşme tepkimesi (asit + baz) 2– Çökme tepkimesi: İki çözelti karıştırıldığında çözünürlüğü düşük olan bir maddenin iyonları bir araya geldiğinde maddenin çözünürlük sınırı aşılıyorsa çökme olur. 141
ÇÖZELTİLER ARASINDAKİ YER DEĞİŞTİRME REAKSİYONLARINDAN HANGİLERİ GERÇEKLEŞİR? • KCl(suda) + NaNO3(suda) → Reaksiyon gerçekleşmez. • Gerçekleşen reaksiyonlarda ya ürünlerde suda çözünmeyen madde (çökelek) oluşmuştur veya gaz çıkışı olmuştur ya da ürünlerde su meydana gelmiştir. 142
KOLİGATİF ÖZELLİKLER (ÇÖZELTİLERİN DERİŞİME BAĞLI ÖZELLİKLERİ)
143
ÇÖZELTİLERDE BUHAR BASINCI, DONMA NOKTASI VE KAYNAMA NOKTASI • Saf bir sıvıda uçucu olmayan bir katı çözündüğünde çözeltinin buhar basıncı ve donma noktası saf çözücününkinden düşük, kaynama noktası ise büyük olur. • Bir çözeltinin kaynamaya başlama noktası (suya göre kaynama noktasındaki yükselme miktarı) içerdiği yabancı madde çözeltisinin molaritesi ile doğru orantılıdır. 144
• Bir sıvıda başka bir sıvı çözündüğünde kaynama noktası yükselebilir de düşebilir de, ancak genelde donma noktası düşer. • Yine bir sıvıda gaz çözündüğünde genellikle kaynama noktası etkilenmez; çünkü o sıcaklığa kadar gaz uçar. Donma noktası ise genelde düşer.
145
KOLİGATİF ÖZELLİKLER • • • •
a. Buhar basıncı düşmesi b. Donma noktası alçalması c. Kaynama noktası yükselmesi d. Ozmotik basınç
146
BUHAR BASINCI DÜŞMESİ (Öğretim Programında Yer Almıyor)
• Çözeltilerin buhar basıncı saf sıvıların buhar basıncından farklıdır. • Tuz, suyun buhar basıncını etkileyerek kaynama sıcaklığını yükseltmiş, buhar basıncını düşürmüştür. • Çözünenin derişimi ile çözeltinin buhar basıncı arasındaki ilişki Fransız kimyacı F.M.Raoult tarafından bulunmuştur. 147
RAOULT YASASI • Raoult yasasına göre uçucu bileşeni bulunmayan bir çözeltideki buhar basıncı düşmesi çözeltideki çözünen maddenin mol kesriyle orantılıdır. • Herhangi bir çözeltinin buhar basıncı (P T), çözeltiyi oluşturan bileşenlerin buhar basınçlarının (PA, PB, …) toplamına eşittir. • P T = PA + P B + … 148
• Çözücüsü A, çözüneni B olan iki bileşenli ideal bir çözeltide PA çözücünün kısmi buhar basıncı, PB çözünenin kısmi buhar basıncı olsun. • Çözücünün kısmi buhar basıncını hesaplamak için; saf çözücünün belirli bir sıcaklıktaki buhar basıncı (P0A) ile aynı çözücünün çözeltideki mol kesri (XA) çarpılır. PA = P0A XA olur. • O hâlde çözünenin kısmi buhar basıncı da; PB = P0B XB olur. • Buradan PT = P0A XA + P0B XB formülü çıkar.
149
• ÖRNEK: %70 C2H6O2 (etandiol veya glikol) içeren sulu çözeltinin 53 °C’taki buhar basıncını hesaplayarak saf suyun buhar basıncıyla karşılaştırınız. 53 °C’ta P0saf su = 107,2 mm Hg ve aynı sıcaklıkta P0etandiol = 1 mm Hg’dır (C2H6O2 :62, H2O:18). • ÇÖZÜM: C2H6O2 arabaların radyatör peteklerine soğutma amaçlı olarak katılan ve antifriz (donmayı önleyici) olarak kullanılan radyatör sıvısıdır. Etilen glikol adıyla da bilinir. 150
• 100 g’lık çözelti varsayılırsa bunun 70 g’ı C2H6O2, 30 g’ı da H2O olur. • 30 g H2O = 1,67 mol’dür. 70 g C2H6O2 = 1,13 mol’dür. Toplam mol 2,80’dir. • H2O’nun buhar basıncına katkısı 1,67/2,80=0,586 oranında, C2H6O2’nin katkısı ise 1,13/2,80=0,414 oranında olacaktır. • 53 °C sıcaklıkta saf H2O’nun buhar basıncı 107,2 mm Hg verildiğine göre 107,2 mm Hg’nın 1,67/2,80’si alınır (63,94 151 mm Hg).
• 53 °C sıcaklıkta C2H6O2’nin buhar basıncı da 1 mm Hg verildiğine göre 1 mm Hg’nın 1,13/2,80’si alınır (0,40 mm Hg). • Daha sonra bu iki kısmi basınç değerlerinin toplanması ile sonuç bulunmuş olur: • PT = 63,94 + 0,40 = 64,34 mm Hg • Görüldüğü gibi 53 °C sıcaklıkta saf H2O’nun buhar basıncı 107,2 mm Hg idi. %70’lik C2H6O2 çözeltinin buhar basıncı ise 64,34 mm Hg’dır. 152
• Görüldüğü gibi problemi Raoult’un ortaya koyduğu formülleri kullanmadan, basit orantı mantığı ile çözdük. • Raoult yasası, François–Marie Raoult tarafından 1882 yılında ortaya konulduğundan dolayı bu adla anılmaktadır.
153
DONMA NOKTASI ALÇALMASI (KRİYOSKOPİ) • ΔTd = Kd m i • ΔTd: Donma noktasının kaç°C alçaldığı (ΔTdonma) • Kd: Su için donma noktası alçalma sabiti (1,86 °C m–1) • m: Molalite • i: Moleküler katılarda 1’dir, iyonik katılarda ise iyon sayısıdır. 154
KAYNAMA NOKTASI YÜKSELMESİ (EBÜLİYOSKOPİ) • ΔTk = Kk m i • ΔTk: Kaynama noktasının kaç °C yükseldiği • Kk: Su için kaynama noktası yükselme sabiti (0,52 °C m–1) • m: Molalite • i: Moleküler katılarda 1’dir, iyonik katılarda ise iyon sayısıdır. 155
SUDA MOLEKÜLER KATI ÇÖZÜNDÜYSE KRİYOSKOPİK VE EBÜLİYOSKOPİK HESAPLAMALAR • Molalite, 1 kg suda çözünen maddenin mol sayısıdır. • 1 kg suda 1 mol moleküler katı çözününce donma noktası 1,86 °C alçalır. • 1 kg suda 1 mol moleküler katı çözününce kaynama noktası 0,52 °C yükselir. 156
SUDA İYONİK KATI ÇÖZÜNDÜYSE KRİYOSKOPİK VE EBÜLİYOSKOPİK HESAPLAMALAR • 1 kg suda 1 mol iyonik katı çözününce donma noktası 1,86 °C’ın iyonik katının iyon sayısıyla çarpıma kadar alçalır. • 1 kg suda 1 mol iyonik katı çözününce kaynama noktası 0,52 °C’ın iyonik katının iyon sayısıyla çarpıma kadar yükselir. 157
DONMA NOKTASI BULUNMASI VEYA DONMA NOKTASI ALÇALMASI HESAPLAMALARI • Hesaplanan ΔTd değeri, donma noktasının kaç °C alçaldığını gösterir. Şayet çözeltinin donma sıcaklığı soruluyorsa bulunan bu değer, 0 °C’tan çıkarılmalıdır. Başka bir ifadeyle bulunan değerin eksi (–) işaretlisi alınmalıdır. • Hesaplamaları orantıyla yapmak bazı sorularda daha pratik olabilir. 158
KAYNAMA NOKTASI BULUNMASI VEYA KAYNAMA NOKTASI YÜKSELMESİ HESAPLAMALARI • Hesaplanan ΔTk değeri, kaynama noktasının kaç °C yükseldiğini gösterir. Şayet çözeltinin kaynama sıcaklığı soruluyorsa 100 °C ile bulunan bu değer toplanmalıdır. • Hesaplamalar orantı yoluyla da yapılabilir. 159
KRİYOSKOPİK VE EBÜLİYOSKOPİK HESAPLAMALARDA ÇÖZELTİNİN HACMİ SUYUN KÜTLESİ KABUL EDİLEBİLİR • Seyreltik molar çözeltilerde çözeltinin mL cinsinden hacmi, suyun gram cinsinden miktarı olarak kabul edilir. Hassas hesaplamaya lüzum yoktur. 160
KRİYOSKOPİK PROBLEMLERİN ORANTI YOLUYLA ÇÖZÜMÜ PROBLEM: 4,81 x 10–2 M’lık moleküler bir çözelti suyun donma noktasını kaç °C düşürür? (Kd = 1,86 °C/m) ÇÖZÜM • 1. işlem: Çözeltiyi 1 L kabul edersek çözünen madde miktarı 4,81 x 10 –2 mol olur. 161
• 2. işlem: 1 L çözeltiyi 1000 g su olarak alabiliriz; molar çözelti seyreltik olduğundan, hata ihmal edilebilirdir. • 3. işlemde orantı kurulur: 1 mol moleküler madde suyun donma noktasını 1,86 °C düşürürse 4,81 x 10–2 mol moleküler maddenin suyun donma noktasını 0,09 °C düşürdüğü bulunmuş olur.
162
KRİYOSKOPİK PROBLEMLERİN FORMÜLLE ÇÖZÜMÜ PROBLEM: 4,81 x 10–2 M’lık moleküler bir çözelti suyun donma noktasını kaç °C düşürür? (Kdonma = 1,86 °C/m) ÇÖZÜM • ΔTd = m Kd • ΔTd = 4,81 x 10–2 m x 1,86 °C/m = 0,09 °C 163
FORMÜLLE ÇÖZÜMDE TÜRLER VE BİRİMLER • ΔTd = Kd m i • ΔTd: Donma noktasının kaç°C alçaldığı (ΔTdonma) • Kd: Su için donma noktası alçalma sabiti (1,86 °C m–1) • m: Molalite • i: Moleküler katılarda 1’dir. 164
TEORİK İYON SAYISI İLE DENEYSEL İYON SAYISI AYNI DEĞİLDİR BİLEŞİĞİN ADI iteorik
ideneysel
Na2SO4
3
i<3
NaCl
2
i<2
Al2(SO4)3
5
i<5
165
DENEYSEL KRİYOSKOPİ VE EBÜLİYOSKOPİ DEĞERLERİ, TEORİK DEĞERDEN GENELDE DAHA AZ ÇIKAR • Kaynama noktasının 1 °C yükselmesi hesaplanmasına rağmen 0,7 °C’lık bir yükselme olabilir. Bunun nedeni ideneysel değerinin iteorik değerinden daha az olması ve suyun polarlığı gibi sebeplerdir. 166
• Deneysel kriyoskopi ve ebüliyoskopi değerlerinin teorik değerden farklı çıkmasında, çözünme tepkimesinin endotermik veya ekzotermik olmasının da rolü vardır. Tepkimenin endotermik veya ekzotermik oluşuna göre farklı formüller ortaya konulmamıştır. • Aynı şekilde çözücünün de çözünenin de polarlığı formüle yansımamıştır.
167
• Soruda molarite verildiyse, bu değer molalite olarak alınabilir. Molaliteyi molariteye çevirmeye lüzum yoktur; çünkü molar derişimler genelde düşük verildiğinden hata ihmal edilebilecek boyutta olur. • Zaten hesaplanan değere göre deneysel sonucun farklı olduğu da belirtilmişti.
168
OZMOTİK BASINÇ • Yaşamın temeli olan hücreye madde girişlerinin bir kısmı, ozmos kanunu vasıtasıyla gerçekleştirilir. • Ozmos olayında; suda çözünmüş maddelerin çok olduğu kısım, suda çözünmüş maddelerin az olduğu kısma bir emme kuvveti uygular. Tabiattaki bitkilerin topraktan suyu emmeleri bu şekilde gerçekleşir. Bu emme kuvveti, ozmotik basınç olarak tanımlanır. 169
OZMOTİK BASINÇ İLE KRİYOSKOPİ VE EBÜLİYOSKOPİ İLİŞKİSİ • Belirli sıcaklıkta ozmotik basıncı bilinen bir çözeltinin donma ve kaynama noktası hesaplanabilir.
170
OZMOTİK BASINÇ FORMÜLÜNDE TÜRLER VE BİRİMLER • Π=cRT • Π (pi): Pa (paskal) cinsinden ozmotik basınç • c (molar konsantrasyon): 1 m3 çözelti içinde çözünen maddenin mol sayısı • R (sabit sayı): 8,314 • T: Kelvin (K) cinsinden mutlak sıcaklık 171
OZMOTİK BASINÇ PROBLEMLERİ PROBLEM: Ozmotik basıncı 300 K’de 120 kPa olan moleküler çözeltinin donma noktasını hesaplayınız (R = 8,314). ÇÖZÜM: Önce çözeltinin molaritesi bulunur, sonra donma noktası hesaplanır. • Π=cRT • 1. işlem olarak çeviri yapılmalıdır: kPa, Pa’ya çevrilir (120 kPa = 120 x 10 3 Pa). 172
• 2. işlem olarak verilenler formülde yerine konulur: 120 x 103 Pa = c x 8,314 x 300 • 3. işlemde ise c (ozmotik basınç) hesaplanır: c = 48,1 mol/m3 (1 m3 çözeltinin içinde 48,1 mol çözünen madde vardır). • 1 m3 çözelti = 1 x 103 dm3 çözelti = 1 x 103 L çözelti = 1 x 103 kg çözeltidir. • 1 x 103 kg çözelti = 1 x 103 kg su (Çözelti seyreltiktir, bu nedenle hata ihmal edilebilir boyuttadır.) 173
• 1 x 103 kg suda 48,1 mol çözünen madde varsa, 1 kg suda 48,1 x 10–3 mol çözünen madde vardır (molalite). • 48,1 x 10–3 = 4,81 x 10–2 mol çözünen madde vardır (molalite). • Son işlem olarak da orantı kurulur: 1 mol moleküler madde suyun donma noktasını 1,86 °C düşürürse 4,81 x 10–2 mol moleküler madde 0,09 °C düşürür. • Çözeltinin donma noktası= -0,09 °C olur. 174
HİDROSTATİK BASINÇ • Bir sıvının, içinde bulunduğu kabın çeperine ya da içlerine daldırılan cisimlere yaptığı basınca hidrostatik basınç denir. • Hidrostatik basınç, sıvının yüzeyinde sıfırdır. Derinlere inildikçe yükselir. • Hidrostatik basınç (P), cismin bulunduğu derinlik (h) ve sıvının yoğunluğuna (d) bağlıdır. • P= hd olur. 175
HAYATIMIZDEKİ ÇÖZELTİLER
176
SERUM DEKSTROZ • Serum dekstroz, % 5’lik glikoz çözeltisidir.
177
SERUM FİZYOLOJİK • Serum fizyolojik, % 0,9’luk NaCl çözeltisidir.
178
TENTÜRDİYOT • Tentürdiyot; I2 (iyot) ve KI (potasyum iyodür)’ün C2H5OH (etil alkol)’deki çözeltisidir. Radyoaktif izotopu, hipertiroidizimde kullanılır.
179
2.BÖLÜM: AYIRMA VE SAFLAŞTIRMA TEKNİKLERİ
180
KARIŞIMLARI AYIRMA VE SAFLAŞTIRMA TEKNİKLERİ • Suyla yıkayarak sürükleme: Altının kumdan temizlenmesi • Ekstraksiyon: Şeker pancarından şeker elde edilmesi • Eleme • Durultma: Katının sıvıdan ayrılması yöntemi • Santrifüjleme: Santrifüj cihazıyla yapılan çabuk çöktürme 181
• Kurutma ile ayırma: Etüv cihazında yapılan; rutubetin giderilmesi, suyun süratle uçurulması gibi işlere yarayan metot • Flotasyon: Genelde madencilikte cevherdeki bazı maddeleri elde etmek için kullanılan yüzdürme ile ayırma yöntemi
182
AZOT VE OKSİJEN GAZLARININ ELDE EDİLMESİ • Hava yüksek basınçta sıvılaştırılır. Sıvı havanın ayrımsal damıtılmasıyla azot ve oksijen gazları, linde cihazında elde edilir. • Azotun kaynama noktası –194 °C, oksijenin kaynama noktası ise –183 °C’tır. Bu nedenle önce azot gazı, sonra oksijen gazı ele geçer. • Sıvı hava; dewar (devar) kaplarında saklanır. 183
UÇUCU YAĞIN SUYU, ÖRNEĞİN; GÜL SUYU, KEKİK SUYU NASIL ELDE EDİLİR? • Bitkisel uçucu yağlar, ayrımsal damıtmayla elde edilir. • Bu yağlar uçucu olduklarından, ayrımsal damıtma esnasında su üstünde toplanmalarına özen gösterilir. Böylece hem israf önlenmiş hem de yeni bir ürün ortaya çıkmış olur. 184
• Ayrımsal damıtmanın sonunda uçucu yağ üstten alınır. • Uçucu yağlar, suda çözünmemelerine rağmen, su ile temas hâlinde olduklarından zamanla; doymamış veya doymuş gül yağı çözeltisi, kekik yağı çözeltisi vb. uçucu yağ çözeltileri alttaki kısımda elde edilir ki, işte bunlara gül suyu, kekik suyu vb. isimler verilir.
185
ÖZÜTLEME (EKSTRAKSİYON)
186
KRİSTALLENDİRME
187
KROMATOGRAFÄ°
188
KARIŞIMLAR ÜNİTESİNDE SOSYAL ALANDA KULLANILAN DEYİMLER • Yumuşak alaşımlı üslup: Herkesin birbirine karşı ses tonunu yükseltmeden sevgi ruhu ile hareket etmesi, her söylenene laf yetiştirme yerine, dövene elsiz, sövene dilsiz olma hâli (Yumuşak alaşımlı üslup mevzuu herkesten beklenemez; özellikle zihniyet değişikliği gereksinimini hissetmek lazımdır). 189