GENEL KİMYA DERS NOTLARI. Ydr. Doç. Dr. Saadet ALKIŞ

Transkript

1 GENEL KİMYA DERS NOTLARI Ydr. Doç. Dr. Saadet ALKIŞ 1

2 MADDE Boşlukta yer kaplayan, kütlesi olan, duyularla algılanabilen şeyler birer maddedir. Maddenin şekil almış hâline cisim denir. Maddenin en küçük yapı birimi atomdur. Atomlar birleşerek maddeleri meydana getirir. Örneğin iki adet hidrojen atomu ile bir adet oksijen atomu birleştiğinde su meydana gelir. Atomlar ise elektron, nötron ve protonlardan oluşmaktadır. Elektron maddenin en küçük parçacığıdır ve enerjiden meydana gelir. Çevremizde gördüğümüz maddelerin çoğunluğu saf değil, birer karışımdır. Örneğin içtiğimiz sıradan su, homojenmiş yani her tarafı aynıymış gözüktüğü halde içinde az da olsa tuz ve hava vardır. Yani su bir karışımdır. Karışımların belirli özellikleri yoktur. Karışımların haricinde bir saf madde vardır. Bir madde içinde bulunan yabancı maddeler, kimya usulleri ile anlaşılmayacak kadar az olunca bu maddeye, saf diyoruz. Saf maddenin belirli bazı özellikleri vardır ve bu özellikleri hiç değişmez. Maddede meydana gelen değişiklikler ikiye ayrılmaktadır. Fiziksel olay: Bir madde üzerinde meydana geldiği zaman o maddenin yapısını değiştirmeyen olaydır. Mesela kâğıdın yırtılması, fiziki bir olaydır. Çünkü kâğıt, kâğıt olmaktan çıkmamış sadece şekli değişmiştir. Kimyasal olay: Bir madde üzerinde meydana geldiğinde o maddenin yapısını değiştiren olaydır. Örneğin kâğıdın yanıp kül olması. ATOM Atom: Maddeyi oluşturan temel taneciklerden sadece 1 tanesidir. Element: Çok sayıda aynı cins atomun bir araya gelmesiyle oluşan topluluktur. Maddeleri oluşturan taneciklerin tümü hareketli taneciklerdir. Yemek tuzunu su içerisine attığımızda çözünerek suyun her tarafına yayılması, odaya sıkılan bir parfümün odanın her yerine yayılması gibi özellikler bu durumu göstermektedir. Ancak elektrik akımını iletmeyen katı hâldeki yemek tuzunun, suda çözündüğünde oluşan karışımın elektrik akımını iletir hâle gelmesi, plâstik bir tarağın yün kazağa sürtülmesi sonucunda küçük kağıt parçalarını çekebilmesi maddeyi oluşturan temel parçacıklar olan atomların aslında daha da küçük taneciklerden oluştuğu ve bir kısım olaylar sonucunda da bu tanecikler arası etkileşimlerin ve değişimlerin olduğu sonucunu ortaya çıkarmaktadır. İşte bir atomu oluşturan parçacıklar proton, nötron ve elektrondur. Bir atomun temel yapısı iki ana bölgeden oluşur. a. Atom Çekirdeği: Proton ve nötronların bulunduğu yoğun ve küçük hacimli bölgedir. b. Enerji Katmanları: Elektronların dağıldığı, çekirdek hacmine göre oldukça büyük hacimli ve boşlukların çok olduğu bölgedir. Buna göre atomun yapısını tekrar sınıflandırırsak, atom temel olarak iki ana bölgeden meydana gelir. Bunlar da atom çekirdeği ve enerji katmanları (enerji seviyeleri) dir. Daha sonra atom çekirdeğinde ise proton ve nötronlar bulunur. Enerji katmanlarında ise sadece elektronlar yer alır diyebiliriz. Atomu oluşturan alt parçacıkların yükleri birbirinden farklıdır. Protonlar pozitif (+) yüklü, elektronlar negatif ( ) yüklü ve nötronlar ise yüksüz parçacıklardır. Atom çekirdeğinde proton ve nötronlar, çekirdeğin dışındaki katmanlarda ise elektronlar bulunur. İzotop Atomlar: Proton sayıları, aynı nötron sayıları farklı olan atomlardır. Bu atomların nötron sayıları farklı olduğundan kütle numaraları da farklı olur. İzotop atom: Bir elementin izotop nötr atomlarının kimyasal özellikleri aynıdır. Fiziksel özellikleri ise farklıdır. İzotop olan fakat elektron sayıları farklı olan taneciklerin ise fiziksel ve kimyasal özellikleri farklıdır. 2

3 İzoton Atomlar: Proton sayıları farklı, nötron sayıları aynı olan elementlerdir. Bu atomların hem kimyasal, hem de fiziksel özellikleri farklıdır. İzobar Atomlar: Proton sayıları farklı, kütle numaraları (nükleon sayıları) aynı olan elementlerdir. Bu atomların hem kimyasal hem de fiziksel özellikleri farklıdır. Atomun Kısımları Çekirdekte pozitif (+) yükü protonlar ile enerji katmanlarındaki negatif ( ) elektronlar arasında bir çekim kuvveti vardır. Bu çekim kuvvetinden dolayı elektronların, çekirdek üzerine yapışması gerekirdi. Yani pozitif (+) yüklü protonun, negatif ( ) yüklü elektronu yani kendisinden zıt yüklü elektronu çekmesi gerekirdi. Ancak atomda böyle bir durum söz konusu değildir. Elektronlar belirli enerji katmanlarında çekirdekten belirli uzaklıklarda bulunurlar. Bunun nedeni elektronların çekirdek çevresinde sabit bir konumda değil de sürekli hareket halinde ve çekirdeğin çevresini sürekli kat eder bir durumda yani çekirdeğin çevresinde sürekli dolanması durumunda bulunmasıdır. Bu durumda çekirdeğin çekim kuvveti ile elektronların büyük bir hızla dönemsinden kaynaklanan merkezkaç kuvveti birbirini dengeler. Böylece elektronlar belirli bir konumda çekirdek çevresinde sürekli dönerler. Atomlar çekirdek ve yörüngelerden oluşmuşlardır. Çekirdekte proton ve nötronlar; yörüngelerde de, elektronlar bulunur. PROTON: Atomun çekirdeğinde bulunan, + yüklü taneciklere denir. Protonun Özellikleri: 1. Atomun çekirdeğinde bulunurlar yüklü taneciklerdir. (Atomun çekirdek yükünü belirler. ) ( Ps=Çy ) 3. Atomun cinsini belirler. (Ps=An) 4. Nötr atomlarda, elektron sayısına eşittir. (Ps=An=Çy=Es) 5. Atomun kütlesine etki ederler. NÖTRON: Atomun çekirdeğinde bulunan yüksüz taneciklere denir. Nötronun Özellikleri: 1. Atomun çekirdeğinde bulunurlar. 2. Yüksüz taneciklerdir. (Atomun çekirdek yüküne etki etmezler.) 3. Atomun kimyasal özelliklerine, etki etmezler. 4. Atomun kütlesine etki ederler. ELEKTRON: Atomun çekirdeğinin etrafında hareket eden yüklü taneciklere denir. Özellikleri: 1. Atomun çekirdeğinin etrafında hareket ederler. 2. Yüklü taneciklerdir. (Atomun yüküne etki ederler.) 3. Bilhassa değerlik elektronları, atomun kimyasal özelliklerine etki eder. 4. Nötr atomlarda Ps = Es dır. 5. Atomun kütlesine etkileri ihmal edilir. Atomun Tarihçesi ve Atom Modelleri Dalton Bütün maddeler atomlardan yapılmıştır. Birçok değişik atom vardır. Fakat bir elementin atomları aynıdır ve diğer elementlerin atomlarından her yönüyle farklıdır. Atom parçalanamaz. Atomlar birleşerek molekülleri oluşturur, bileşiğin molekülleri birbirinin aynısıdır. Thomson Dalton'a ek olarak Atomda artı (+) ve eksi (-) yüklü parçacıkları vardır. Artı (+) ve eksi (-) yüklü parçacıklar atomun her tarafına eşit olarak dağılmıştır. Rutherford 3

4 Yaptığı deneyde ince altın levha üzerine gönderilen, (+) yüklü olan α taneciklerinin küçük bir kısmının geri yansıdığını, ışınların çoğunun levhanın diğer tarafına geçtiğini tesbit etmiş ve şu sonuçlara varmıştır. Atomda büyük boşluklar vardır. Gönderilen ışınların çok azının geriye yansımasından, atomdaki (+) yüklerin yoğun olarak küçük bir hacimde toplanmış olduğu sonucunu çıkarmıştır. Her atomun çekirdeğindeki (+) yük sayısı farklıdır. Bohr Atomda bulunan her elektron çekirdekten belirli uzaklıkta bulunabilir ve her uzaklığın bir potansiyel enerjisi vardır. Atomlar kararlı halde iken ışın yayınlamazlar. Yüksek enerji seviyesindeki bir elektron (uyarılmış elektron), düşük enerji seviyesine inerken ısı ve ışık verir. Elektron çekirdek atrafında dairesel yörüngelerde hareket ederler. Modern Atom Teorisi Elektron dalga özelliği göstermektedir. Atomdaki elektronun aynı anda yeri ve hızı bilinemez. Elektronların bulunma ihtimalinin fazla olduğu küre katmanları vardır ve bu katmanlara orbital adı verilmiştir. Atomda Elektron Dağılımı Bir elektron kabuğu aynı baş kuantum sayısını (n) paylaşan kuantum durum dizisidir. Baş kuantum sayısı n ile gösterilir ve n burada orbital olarak ifade edilen harften önceki sayı olarak belirtilir. Elektron kabuğu elektronların dolanabildiği bir alandır. Bir atomun n inci elektron kabuğu 2n 2 kadar elektron yerleştirebilir. Örneğin ilk kabuğa 2 elektron, ikinci kabuğa 8 elektron ve üçüncü kabuğa 18 elektron yerleştirebilir. İzin verilen durum elektron spininden dolayı ikiye katlanmaktadır. Her bir atom orbitalinin spinleri zıt olmak üzere iki elektronun aynı kuantum sayılarına sahip olduğu görülmektedir, bunlardan biri +1/2 spinine sahipken (genellikle yukarıya doğru bir ok şeklinde gösterilir) diğeri -1/2 spinine sahiptir.( -1/2 spini de aşağı doğru ok şeklinde gösterilir.) Bir alt kabuk, kendisini kapsayan kabuk içerisinde, açısal momentum kuantum sayısı ile ifade edilen bir konum dizisidir. l = 0, 1, 2, 3 değerleri sırasıyla s,p,d,f orbitalleri olarak gösterilir Fizikçiler ve kimyacılar atom ve moleküllerin elektron dizilimlerini göstermek için standart gösterim tipini kullanırlar. Atomlar için bu gösterim, atom orbitalleri dizisi ile (örneğin Fosfor elementi için 1s, 2s, 2p, 3s, 3p) her bir orbitale ait elektron sayısı ile ifade edilir. Elektron sayısı orbitalin üst indisine yazılır. Örneğin hidrojen atomunun birinci kabuğundaki s orbitalinde yalnızca 1 elektron vardır, dolayısıyla hidrojen atomunun elektron dizilimi 1s1 gösterimi ile ifade edilir. Lityum atomunun 1s alt kabuğunda 2 elektron vardır, daha üst enerji seviyesi olan 2s alt kabuğunda ise 1 elektron vardır, böylelikle Lityum atomunun elektron dizilimi 1s 2 2s 1 gösterimi (okunuşu ise bir-s-iki, iki-s-bir ) ile ifade edilir.. Atom numarası 15 olan Fosfor elementinin elektron dizilimi ise şöyledir: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3. 4

5 Periyodik tablo Periyodik tablonun şekli atomların elektron dizilimiyle son derece ilişkilidir. Örneğin, 2. grup elementlerinin hepsi [E] ns 2 elektron dizilimine sahiptir. (E burada bir asal gazın elektron dizilimidir) Ayrıca bunlar aynı grupta oldukları için kimyasal özellikleri bakımından önemli ölçüde birbirine benzemektedirler. Daha genel olarak, periyodik tablodaki blok kavramının nedeni s,p,d,f alt kabuklarını doldurmak için gerekli elektron sayısıdır. En dış elektron kabuğuna genellikle değerlik kabuğu denilmektedir. Bu kabuk atomun kimyasal özelliğini belirlemektedir. Hatırlanmalı ki daha önceden, kimyasal özelliklerdeki benzerlikler elektron dizilimi düşüncesinden daha önemliydi. Periyot Periyotlar cetvelindeki yatay sıralardır Elementler atom numarası en küçük ten en büyüğe doğru ( soldan sağa ) sıralanırlar Periyot numarası enerji seviyesini = yörünge sayısını gösterir 7 periyot bulunur PERİYOT CETVELİNDE SOLDAN SAĞA DOĞRU GİDİLDİKCE 1-Atom numarası artar 2-Kütle numarası artar 3-Metalik özellik azalır 4-Ametalik özellik artar 5-Elektron verme özelliği azalır 5

6 6-Elektron alma özelliği artar 7-Atom çapı küçülür 8-Asitlik özelliği artar 9-İyonlaşma enerjisi büyür 10-Elektro negatiflik büyür LANTANİTLER :Atom numarası olan elementler ( 6 periyotta ) AKTİNİTLER :Atom numarası olan elementler ( 7 periyotta ) 1. Periyotta 2 element tamamlanmamıştır G R U P Periyotlar cetvelindeki düşey sıralardır Elementler gruplara ortak kimyasal özelliklerine göre sıralanmıştır 18 tane grup vardır 8 tane A grubu 8 tane B grubu ( 8B grubu 3 gruptan oluşur ) ) 1A Grubu ALKALİ METALLER 2A TOPRAK ALKALİ METALLER 3A METALLER 7A HALOJENLER 8A SOYGAZLAR 1A, 2A,,3A, grubunda METALLER 4A, 5A, 6A, 7A grubunda AMETALLER 8A grubunda SOYGAZLAR PERİYOT CETVLİNDE YUKARIDAN AŞAGIYA DOĞRU İNİLDİKÇE 1-Atom numarası artar 2-Kütle numarası artar 3-Metalik özellik artar 4-Ametalik özellik azalır 5-Elektron verme isteği artar 6-Elektron alma isteği azalır 7-Atom çapı büyür 8-Bazlık özelliği artar Her grup ve periyot boyunca elementlerin özellikleri genellikle sistematik bir biçimde değişiklik gösterirler. Aynı grupta olan elementler sertlik, parlaklık, iletkenlik, elektron alma veya verme yatkınlıları bakımından birbirine benzerdir. M E T A L L E R 1- Katıdırlar ( Civa = Hg hariç ) 2- Yüzeyleri parlaktır 3- Isı ve elektriği iyi iletirler 4- Tel ve levha haline gelebilirler 5- Tek atomludurlar ( atomik yapılıdırlar ) 6- Kendi aralarında bileşik yapmazlar 7- Kendi aralarında alaşım yaparlar 8- Elektron verme özelliğindedirler ( katyon = +) 9- Ametallerle iyonik bileşik yaparlar 10- Canlıların yapısında çok az bulunur 11- Erime-kaynama noktaları yüksektir 6

7 12-1A,2A,3A grubunda bulunurlar 13- Sulu çözeltileri BAZ özelliği taşır A M E T A L L E R 1 periyodik tablonun sağ tarafında bulunurlar.katı, sıvı, gaz halindedirler ( İyot=I, karbon=c, fosfor = P, kükürt = S katı ) ( Brom= Br sıvı ) ( Azot=N, Oksijen=O, Hidrojen=H klor=cl gaz ) 2 Yüzeyleri mattır 3- Isı ve elektriği iyi iletmezler 4- Tel ve levha haline gelemezler 5- İki ve daha fazla atomludurlar ( molekül yapılı 6- Kendi aralarında bileşik yaparlar 7- Kendi aralarında alaşım yapmazlar 8- Elektron alma özelliğindedirler ( Anyon= ) 9- Kendi aralarında Kovalent bileşik yaparlar 10- Canlıların yapısında bolca bulunurlar 11- Erime-kaynama noktaları düşüktür 12-4A,5A,6A,7A grubunda bulunurlar 13- Sulu çözeltileri ASİT özelliği taşır Y A R I M E T A L L E R Hem metallerin hem de ametallerin özelliklerini bir arada taşıyan elementlere denir. Yarı metaller bazı fiziksel özellikleri ve görünüşleri yönünden metallere, kimyasal özellikleri bakımından daha çok ametallere benzerler. Yarı metaller sınıfında 8 element bulunur Bor = B Silisyum = Si Germanyum = Ge Arsenik = As Antimon = Sb Tellür = Te Polanyum = Po Astanit = At 1 Parlak veye mat olabilirler 2 Elektrik ve ısıyı ametallerden daha iyi metallerden daha az iletirler. 3 İşlenebilirler ( tel ve levha haline getirilebilirler ) 4 Kırılgan değildirler. Yarı metaller; elektronik devre elemanlarında, değişik alanlarda (mikroskop mercekleri, projektörlerde ) kullanılır. S O Y G A Z L A R 1- Doğada gaz halinde bulunurlar 2- Kararlı yapıdadırlar 3- Bileşik oluşturmazlar 4- Tek atomludurlar 5- Erime kaynama noktaları düşüktür 6- Periyodik tabloda 8A grubunda yer alırlar Helyum = He Argon = Ar Ksenon = Xe Neon = Ne Kripton = Kr Radon = Rn BİLEŞİK İki veya daha fazla elementin bir araya gelip, özelliklerini kaybederek oluşturdukları yeni maddeye BİLEŞİK denir. Bileşikler Atomlardan oluşur. Fakat bu atomlar belirli şartlarla bir araya gelmelidir. Sodyum (Na) bir atomdur: Tek başına bileşik oluşturamaz. Örneğin Klor(Cl) atomuyla birleşirse, Sodyum Klorür (NaCl) bileşiğini oluşturur. Aşağıdaki resimde Sodyum ve Klor atomlarının Sodyum klorür bileşiğini oluşturması gösteriliyor. 7

8 Bileşiklerin Özellikleri İki veya daha fazla atomdan oluşur. Bileşik oluşurken kimyasal değişim gerçekleşir. Bileşiği oluşturan atomların kimlikleri değişir. Bileşiği oluşturan atomlar belli oranlarda birleşir. Bileşiği oluşturan atomlar kimyasal yollarla birbirinden ayrılabilir. Bileşikler formüllerle gösterilir. Saf maddedirler. Belirli bir erime kaynama noktaları vardır. Bilinen 120 ye yakın atom çeşidi olmasına karşın sayılamayacak kadar çok bileşik vardır. Atomlar 2 li, 3 lü, 4 lü veya çok daha fazla sayıda birleşerek bileşikleri oluştururlar. Bilinen Bazı Bileşikler Su, Tuz, Şeker, Etil Alkol, Karbondioksit, Asitler vb. Bileşikteki Atom Sayıları Bir bileşikteki atom sayısı ve çeşidinin nasıl bulunacağı aşağıdaki örneklerde gösterilmiştir. NaCl bileşiğinde bir tane Sodyum, bir tane de Klor atomu bulunur. Bir elementin sağ altında yazan sayı o elementten kaç tane olduğunu belirtir. Sayı 1 ise yazılmaz. H 2 O bileşiğinde 2 tane Hidrojen(H) bir tane oksijen(o) bulunur. Parantez altına ve baş tarafına yazılan sayılar tüm parantezi kapsar. Bileşikte 2 tane Hidrojen, 2 tane Oksijen ve 1 tane Magnezyum bulunur. Başta bulunan 3 katsayısı parantezin içi dahil tüm atomlara çarpan olarak etki yapar. Bileşikte 3 tane magnezyum, 2 3=6 tane Oksijen 2 3=6 tane Hidrojen bulunur Su Formülü: H 2 O Atom sayıları: 2 tane hidrojen, 1 tane oksijen Kullanım alanları: Dünyanın ve vücudumuzun yaklaşık 3/4 ü sudan oluşur. Bitki ve hayvanların yaşaması için gereklidir. 8

9 Amonyak Formülü: NH 3 Atom sayıları: 1 tane azot, 3 tane hidrojen Kullanım alanları: Patlayıcı madde yapımında. Gübre ve temizlik ürünlerinde amonyak bulunur. Karbon dioksit Formülü: CO 2 Atom sayıları: 1 tane karbon, 2 tane oksijen Kullanım alanları: Bitkiler fotosentez yaparken karbondioksit kullanır. Yangın söndürme tüplerinde ve kola gibi gazlı içeceklerde kullanılır. Hidrojen Klorür Formülü: HCl Atom sayıları: 1 tane hidrojen, 1 tane klor Kullanım alanları: Temizlik malzemelerinde kullanılır. Midede bulunan asittir. İyon Katyon Anyon Elementler son katmanlarını doldurmak isterler. Tüm elementler içinde sadece 6 tanesinin son katmanı tamamen doludur. Diğer elementler katmanlarını doldurmak için başka elementlerle bir araya gelerek bileşikleri oluşturur. Nötr: Elektron alış verişi yapmamış atom. Ne artı ne de eksi. İyon: Atomların nötr olmayan halidir. Atom ya elektron almıştır ya da elektron vermiştir. Katyon: Atomun artı yüklü iyon halidir. Atom elektron vermiştir. Anyon: Atomun eksiyüklü iyon halidir. Atom elektron almıştır. Bir atomun iyon yükünün + veya olduğu proton ve elektron sayıları arasındaki farka göre hesaplanır. Elementlerin iyon yükleri sembollerinin üst bölgelerine sayı ve işaretleriyle beraber yazılır. Örneğin; +2 yüklü kalsiyum iyonunun gösterilişi: Ca yüklü azot iyonunun gösterilişi:.. N yüklü sodyum iyonunun gösterilişi: Na + -1 yüklü klor iyonunun gösterilişi:.. Cl KİMYASAL BAĞLAR Kimyasal bağlar atomları bir arada tutan elektriksel çekim kuvvetleridir. Bazı bağlar atomları molekül ve kristallerde bir arada tutar, bunlara molekül içi bağlar denir. Diğer tür bağlar molekülleri ve bileşikleri bir arada tutar ki, bunlara da moleküller arası bağlar denir. Kimyasal bağ moleküllerde atomları bir arada tutan kuvvettir Atomlar daha düşük enerjili duruma erişmek için bir araya gelirler. Bir bağın oluşabilmesi için atomlar tek başına bulundukları zamankinden daha kararlı olmalıdırlar Genelleme yapmak gerekirse bağlar oluşurken dışarıya enerji verirler. Atomlar bağ yaparken Elektron dizilişlerini soy gazlara benzetmeye çalışırlar Bir atomun yapabileceği bağ sayısı sahip olduğu veya az enerji ile sahip olduğu veya az enerji ile sahip olabileceği yarı dolu orbital sayısına eşittir. Soy gazların bileşik oluşturamamasının sebebi bütün orbitallerinin dolu olmasıdır. Elektron yapıları farklı olan atomlar değişik biçimlerde bir araya gelerek kimyasal bağ oluştururlar. 9

10 Elektron alış verişi ya da elektron ortaklaşmasının nedeni; atomların kararlı hale gelebilmek için elektron düzenlerini soy gazlarınkine benzetme isteğidir Soy gazların 8 değerlik elektronuna sahip oldukları için elektron sayısı 8 e tamamlanır Buna oktet kuralı denir İYONİK BAĞLAR İyonik bağlar metaller ile Ametaller arasında metallerin elektron vermesi ametallerin elektron almasıyla oluşan bağlanmadır Metaller elektron vererek (+) değerlik ametaller elektron alarak (-) değerlik alırlar Bu şekilde oluşan (+) ve (-) yükler birbirini büyük bir kuvvetle çekerler Bu çekim iyonik bağın oluşumuna sebep olur Onun için iyonik bağlı bileşikleri ayrıştırmak zordur Elektron aktarımıyla oluşan bileşiklerde kaybedilen ve kazanılan elektron sayıları eşit olmalıdır İyonik katılar belirli bir kristal yapı oluştururlar. İyonik bağlı bileşikler oda sıcaklığında katı halde bulunurlar. İyonik bileşikler katı halde elektriği iletmez Sıvı halde ve çözeltileri elektriği iletirler KOVALENT BAĞLAR Hidrojenin ametallerle ya da ametallerin kendi arlarında elektronlarını ortaklaşa kullanarak oluşturulan bağa kovalent bağ denir. Değerlik elektronları elementin simgesi çevresinde noktalarla gösterilerek elektron ortaklaşması gösterilir Bu tür formüllere elektron nokta formülleri denir. Periyodik cetvelin A gruplarında değerlik elektron sayısı grup numarasına eşit olduğundan grup numarası simge çevresine konulacak elektron sayısını gösterir. İki atom arasına konulan noktalar her iki atom için de sayılır ve kararlı moleküller de atomların simgeleri çevresinde toplam nokta sayısı 8 dir. Moleküllerin elektron nokta formülleri yazılırken Molekülü oluşturan atomların değerlik elektronları belirlenir. Yapacakları bağ sayıları saptanır çok bağ yapanlar merkez atomu olarak alınır. Merkez atomu birden fazla ise merkez atomları birbirine bağlanacak şekilde yazılır. Değerlik elektronlar atomların çevresine oktet kuralına uyacak şekilde dağıtılır Apolar Kovalent Bağ: Kutupsuz bağ yani (+) (-) kutbu yoktur. İki Hidrojen atomu elektronları ortaklaşa kullanarak bağ oluştururlar. İki atom arasındaki bağ H-H şeklinde gösterilir. Flor atomunun son yörüngesinde 7 elektronu vardır ve bir tane yarı dolu orbitali vardır. 2 flor atomu arasında elektronlar ortaklaşa kullanılarak bir bağ oluşur. Oksijenin son yörüngesinde 6 elektronu vardır 2 tane yarı dolu orbitali vardır. Buna göre 2 tane bağ oluştururlar. Polar Kovalent Bağlar: Farklı ametaller arasında oluşan bağa polar kovalent bağ denir. Elektronlar iki atom arasında eşit olarak paylaşılmadığından kutuplaşma oluşur. Hidrojen ve Flor elektron ortaklığı ile bileşik oluşturmuş durumdadır. Florun elektron alması yani elektronu kendisine çekme gücü hidrojenden daha fazla olduğundan elektron kısmen de olsa Flor tarafındadır. Dolayısıyla Flor kısmen (-) Hidrojen ise kısmen (+) yüklenmiş olur. Bu olaya kutuplaşma denir. Bu tür bağa polar kovalent bağ denir. Not: Bazı hallerde ortaklaşılan her iki elektron da bir atom tarafından verilir. Böyle bağlara koordine kovalent bağ denir 10

11 METAL BAĞI Metal atomlarını katı ve sıvı halde bir arada tutan kuvvetlere metal bağı denir. Değerlik elektronlarının serbest hareketleri nedeniyle metaller Elektrik akımı ve ısıyı iyi iletirler. Metal kristalinde Basınç etkisiyle kristalin bir kısmının kayması asıl yapıyı bozmaz. Bu nedenle metaller dövülerek tel ve levha haline getirilebilirler. Metallerin erime noktaları genelde moleküllü katılardan yüksektir. Oda koşullarında hemen tümü katıdır. Periyodik cetvelde; Bir grupta yukarıdan aşağıya doğru atom çapı büyüdükçe genel olarak metal bağı zayıflar dolayısıyla erime noktası düşer. Bir sırada soldan sağa doğru atom çapı küçülüp değerlik elektron sayısı arttıkça metal bağı kuvvetlenir erime noktası yükselir Moleküllü katı grubuna giren ametallerle metallerin özellikleri Metaller Elektrik akımını ve ısıyı iyi iletirler Erime noktaları yüksektir Ametallere göre değerlik elektronları çok daha hareketlidir Dövülebilme çekilebilme özelliğine sahiptirler ve şekil verilebilirler Ametallerle birleşirler İyonları daima artı yüklüdür Ametaller Isı ve elektrik akımını iyi iletmezler Erime noktaları düşüktür Metal yumuşaklığına sahip değillerdir Kırılgandırlar Birbirleriyle ve metallerle birleşirler MOL KAVRAMI Mol: 6, taneciğe 1 mol denir. Bu sayıya Avogadro sayısı denir. Bazı işlemlerde kısaltma olarak (No: Avogadro sayısı) gösterilir. 1 mol Mg atomu 6, tane atom içerir. 1 mol H 2 SO 3 molekülü 6, tane molekül içerir. 1 mol Al 2 (SO 4 ) 3 molekülü 6, tane molekül içerir. 1 mol H 2 molekülü 6, 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 H 2 SO 4 bileşiği: H: 1, S: 32, O : 16 olmak üzere = 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: Normal şartlar altında 11,2 lt. hacim kaplayan SO 3 gazı için; (S: 32, O: 16) Kaç moldür? Kaç gramdır? Kaç tane molekül içerir? 11

12 Kaç tane atom içerir? sorularını cevaplayınız? Çözüm a. 1 mol gaz N.Ş.A 22,4 lt. x 11,2 lt. x = 0,5 mol. b. 1 mol SO 3 ün kütlesini hesaplayalım = 80 gram 1 mol SO 3 80 g ise 0,5 mol x x = 40 gram. c. 1 mol SO 3 6, tane molekül içerir ise 0,5 mol SO 3 x x = 3, tane SO 3 molekülü vardır. d. 1 mol SO 3 4x6, tane atom ise 0,5 mol SO 3 x x = 12, 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 element 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 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. Fe 2 O 3 bileşiğinde (Fe: 56, O: 16) 2.56 = 112 gram Fe ye karşılık 3.16 = 48 g O vardır. birleşme oranı en sade şekilde 7 gram Fe ye karşı 3 gram oksijendir. Örnek X 2 Y 3 bileşiğinin birleşme oranı ise hangi sonuçlar çıkarılabilir? Çözüm 11 gram X 2 Y 3 bileşiğinin 8 gramı X, 3 gramı Y dir. Veya: X in atom ağırlığı 4 ise Y nin atom ağırlığı 1 dir, sonuçları çıkarılabilir. 12

13 3. Katlı Oranlar Kanunu İki element arasında birden fazla bileşik 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 bileşik içerisinde atom ağırlığı bilinmeyen elementlerin atom ağırlığını bulabilmek için öncelikle bileşiğin 1 molünün ağırlığı bulunmalıdır. Atom ağırlığı verilenler kullanılarak sorulan atom bulunur. Örnek : 9,6 gram oksijen içeren X 2 O 3 bileşiği 32 gram ise X in atom ağırlığı kaçtır? (O : 16) Çözüm Önce bileşiğin mol sayısını hesaplayalım. 1 mol X 2 O 3 te 8 gram oksijen varsa x mol X 2 O 3 9,6 gram oksijen varsa x = 0,2 mol 0,2 mol X 2 O 3 32 gram ise 1 mol X 2 O 3 x x = 160 gram 1 mol X 2 O gram olduğuna göre 2X = 160 x = 56 olarak bulunur. KİMYASAL TEPKİMELER Kimyasal değişmelere ya da kimyasal tepkimelere kimyasal reaksiyonlar da denir. Kimyasal tepkime sırasında değişim geçiren maddelere reaksiyona girenler, yeni oluşan maddelere de reaksiyondan çıkanlar ya da ürünler adı verilir. Demirin paslanması sırasında havadaki oksijenle demir birleşerek demir oksit denilen pası oluşturur. Burada demir ve oksijen girenler, demir oksit ise çıkan üründür. Kimyasal tepkimeler sırasında meydana gelen değişiklikler, kimyasal denklemlerle gösterilir. Kimyasal denklemlerde giren ve çıkan maddeler formüllerle gösterilir. Örneğin kömür yanarken içindeki karbon havadaki oksijenle birleşir ve karbon dioksit gazı açığa çıkar. Bu olaya ilişkin tepkime denklemi şu şekilde yazılır: C + O 2 CO 2 Kömür Oksijen Karbon dioksit Girenler Çıkanlar (Ürün) Denklemden de görüldüğü gibi tepkimeye giren ve çıkan maddeler arasına ok konur. Giren maddeler okun sol tarafında, çıkanlar ise sağ tarafında bulunur. Kimyasal denklemler tepkime hakkında bir çok bilgiyi basit bir şekilde göstermemize yarar. Örneğin; C + O 2 CO 2 tepkimesi bize 1 karbon atomuyla 2 oksijen atomunun birleşerek 1 karbon dioksit molekülü oluşturduğunu gösterir. Tepkime Çeşitleri Kimyasal tepkimeler gerçekleşirken bazı maddeler arasında bağlar koparken, bazı maddeler arasında yeni bağlar oluşur. Kimyasal tepkimeler, oluş şekline göre sentez, ayrışma ve yer değiştirme tepkimeleri olarak sınıflandırılabilir: 1. Sentez (Birleşme) Tepkimeleri: Element ya da bileşiklerin birleşmesiyle yeni bir madde oluşumuna sentez (birleşme) tepkimesi adı verilir. Örnek; karbon dioksit ve suyun oluşumu: C + O 2 CO 2 2 H 2 + O 2 2 H 2 O 2. Analiz (Ayrışma) Tepkimeleri: Bir bileşik kendini oluşturan daha basit maddelere ayrışıyorsa, buna analiz (ayrışma) tepkimesi adı verilir. Örnek; suyun ve potasyum kloratın (KClO 3 ) ayrışması: 2 H 2 O 2 H 2 + O 2 KClO 3 KCl + 3/2O 2 13

14 3. Yer Değiştirme Tepkimeleri: Bir element ve bir bileşik arasında ya da iki farklı bileşik arasında oluşan tepkimelerde, atomlar birbiriyle yer değiştirip yeni bileşikler oluşturabilir. Bu tip tepkimelere yer değiştirme tepkimesi adı verilir. Örneğin magnezyum ile çinko oksit tepkimeye girdiğinde magnezyum oksit ve çinko oluşur. Mg + ZnO MgO + Zn Tepkime denkleminde de görüldüğü gibi elementler yer değiştirerek yeni bileşikler oluşturur. 4-Asitlerle Bazların Reaksiyonu Asit ve bazın tepkimesinden tuz ve su oluşur. Bu reaksiyonlara nötürleşme reaksiyonu denir. Asit + Baz Tuz + Su 2HCl + Mg(OH) 2 MgCl 2 + 2H 2 O 3H 2 SO 4 + Al(OH) 3 Al 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O NH 3 + HCl NH 4 Cl 2NH 3 + H 2 SO 4 (NH 4 ) 2 S *Asidik oksitler, bazlarla tepkimeye girerek, tuz ve su oluştururlar. SO 2 + 2KOH K 2 SO 3 + H 2 O SO 3 + 2NaOH Na 2 SO 4 + H 2 O * Bazik oksitler, asitlerle tepkimeye girerek tuz ve H 2 O oluştururlar. Na 2 O + 2HCl 2NaCl + H 2 O MgO + H 2 SO 4 MgSO 4 + H 2 O 4-Asitlerle Bazların Reaksiyonu Asit ve bazın tepkimesinden tuz ve su oluşur. Bu reaksiyonlara nötürleşme reaksiyonu denir. Asit + Baz Tuz + Su 2HCl + Mg(OH) 2 MgCl 2 + 2H 2 O 3H 2 SO 4 + Al(OH) 3 Al 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O NH 3 + HCl 2NH 3 + H 2 SO 4 NH 4 Cl (NH 4 ) 2 S 5-Isı Bakımından Reaksiyonlar Isı veren reaksiyonlara ekzotermik, ısı alan reaksiyonlara endotermik tepkimeler denir. 2SO 2 + O 2 2SO 3 + ısı(ekzotermik) CaCO 3 + ısı CaO + CO 2 (Endotermik) 6-Çekirdek Tepkimeleri Çekirdekte gerçekleşen tepkimelere denir. a. Doğal radyoaktif tepkimeler: Kararsız olan elementlerin kendiliğinden ışıma yapmalarına denir U 88 Ra + 2 alfa b. Füzyon tepkimeleri: Küçük kararsız atomların reaksiyon sonucu büyük atomlara dönüşmesine denir. c. Fisyon tepkimeleri: Büyük kararsız atomların, küçük atomlara parçalanmasına denir. Tepkime Denklemlerinin Denkleştirilmesi Kimyasal tepkimelere giren maddelerle çıkan maddeleri oluşturan atomların cinsleri ve sayıları aynıdır. Dolayısıyla bir tepkime denkleminin sol ve sağ tarafında aynı cins ve aynı sayıda atom bulunmalıdır. Böyle tepkime denklemlerine denkleştirilmiş tepkime denklemi adı verilir. Kimyasal reaksiyonda atomların çeşidi ve sayısı korunur. İşte bunları sağlamak için denklemleri eşitlememiz gerekir. Basit denklemler eşitlenirken, 1. Yapısı en karışık olanın katsayısı 1 alınır. 14

15 2. Daha sonra diğer atomlar sayma yöntemi ile eşitlenir. Bir Kimyasal reaksiyonda; Korunanlar 1. Atom cinsi ve sayısı 2. Kütle 3. Toplam proton, elektron, nötron sayısı 4. Toplam yük 5. Çekirdek yapısı Korunmayanlar 1. Mol sayısı korunmayabilir 2. Hacim korunmayabilir 3. Madde sayısı korunmayabilir 4. Fiziksel ve kimyasal özellik korunmaz 5. Atomların çapı ve elektron sayısı korunmaz Eğer bir tepkime denklemi denk değilse, formül ve sembollerin önüne uygun sayılar yazılarak tepkime denkleştirilir. Örneğin su, oksijen ve hidrojenin birleşmesiyle oluşur. Fakat oksijen ve hidrojen tek atom hâlinde değil, O 2 ve H 2 molekülleri şeklinde ve gaz hâlde bulunur. Suyun tepkime denklemini 2 H 2 + O 2 2 H 2 O şeklinde yazarsak denk bir tepkime denklemi yazmış olmayız. Çünkü giren atom sayısı ile çıkan atom sayısı aynı değildir. Girenler tarafında 2 tane O atomu, çıkanlar tarafında ise 1 tane O atomu vardır. Denklemi denkleştirmek için H 2 ve H 2 O`nun önüne 2 yazalım; 2 H 2 + O 2 2 H 2 O 4 adet H 4 adet H 2 adet O 2 adet O Bu durumda girenler ve çıkanlar denkleşmiş olur. Şimdi de O 2`nin önüne 1/2 yazalım; H 2 + 1/2O 2 H 2 O 2 adet H 2 adet H 1 adet O 1 adet O Görüldüğü gibi yine tepkimeye giren ve çıkan atom sayıları denkleşti. O hâlde, denk olmayan bir kimyasal tepkime denklemi, formüllerin başlarına katsayılar yazılarak denk hâle getirilebilir. Örnek: Magnezyum ve oksijen birleşerek Magnezyum oksit (MgO) bileşiğini oluşturur. Bu olayın tepkime denklemini yazınız. Örnek: Metanın formülü CH 4 olduğuna göre, metan ve oksijen arasındaki kimyasal denklemi yazınız. Tepkimelerde Kütlenin Korunumu Bir kimyasal tepkimede, tepkimeye giren maddelerin kütlelerinin toplamı, çıkan maddelerin kütlelerinin toplamına eşittir. Demirin kükürt ile tepkimesinden demir sülfür oluşur (Kükürt = Sülfür). Demir sülfürün tepkime denklemi şu şekildedir. Fe + S FeS g Giren Çıkan kütle = = 88 g kütle = 88 g Denklem Katsayılarının Anlamı Bir denklem eşitlendiğinde maddenin katsayısı o maddenin mol sayısı demektir. C 3 H 8 + 5O 2 3CO 2 + 4H 2 O 1mol + 5 mol 3 mol + 4 mol Kimyasal tepkimelerde bir denklemi denkleştirirken, denklem eşitliklerini eşitleyip denkleştirmemiz mümkündür. Böylece bir eşitliği yazıp denklemi denkleştirmiş olacağız. Örneğin Formül İfadesi: C 6 H 14 O 4 + O 2 CO 2 + H 2 O 15

16 C Eşitliği : C 6 H 14 O 4 + O 2 6CO 2 + H 2 O H Eşitliği : C 6 H 14 O 4 + O 2 6CO 2 + 7H 2 O Bu durumda denklemin sağ tarafında 19 oksijen(o) atomu vardır(yedi su molekülünden 7 ve altı karbondioksit molekülünden 12 oksijen atomu olmak üzere).sol tarafta 19 oksijen atomu olması için, 4 oksijen bileşikte bulunduğundan ilave 15 oksijene gerek duyulmaktadır. Bu nedenle O 2 nin katsayısı 15/2 olmalıdır. O Eşitliği : C 6 H 14 O /2O 2 6CO 2 + 7H 2 O (denklem eşitlendi) Katsayıların son kez düzenlenmesi: Kesirli sayılar kabul edilebilir olmasına karşın, genel eğilim tüm katsayıların tam sayı olacak şekilde çarpılmasıdır. Bu eşitlik tüm katsayılar iki ile çarpıldığında kesirden kurtarılmış olur. 2C 6 H 14 O O 2 12CO H 2 O (katsayılar tam sayı olarak eşitlendi) Son Kontrol: Denklemin tam olarak eşitlediğinden emin olmak için son kontrolümüzü yapıyoruz. Sol Taraf: (2x6)=12C; (2x14)=28H; [(2x4)+(15x2)]=38 O Sağ Taraf: (12x1)=12C; (14x2)=28H; [(12x2)+(14x1)]=38 O Görüldüğü gibi bir eşitlikten yararlanarak kimyasal tepkime denklemimizi doğru bir şekilde denkleştirmiş olduk. Kimyasal Reaksiyonlarda Denkleştirme Çözümlü Sorular C 6 H 12 O 6 + O 2 CO 2 + H 2 O tepkimesini denkleştiriniz. İçerisinde en fazla atom içeren bileşik C 6 H 12 O 6 (24 atom var) olduğu için buradan başlayacağız. Girenlerde Karbon sayısı 6, ürünlerde 1 olduğu için CO 2 nin katsayısını 6 yapacağız. C 6 H 12 O 6 + O 2 6CO 2 + H 2 O olur. Girenlerde Hidrojen sayısı 12, ürünlerde 2 olduğu için H 2 O katsayısını 6 yapıyoruz. C 6 H 12 O 6 + O 2 6CO 2 + 6H 2 O olur. En son Oksijen denkleştireceğiz. Girenlerde Oksijen 8, ürünlerde =18 oksijen vardır. C 6 H 12 O 6 bileşiğinin katsayısını değiştiremeyiz. Bu nedenle sadece O 2 nin katsayısı değişebilir. 18 oksijenden 6 tanesi C 6 H 12 O 6 içerisinde olduğu için 18-6 = 12 oksijen olması için O 2 katsayısı 6 olmalıdır. Tepkimenin Denkleşmiş Hali C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O C 3 H 8 + O 2 CO 2 + H 2 O tepkimesini denkleştiriniz. En fazla atom içeren C 3 H 8 bileşiğinden başlayacağız. Girenlerden Karbon sayısı 3, ürünlerde 1 olduğu için CO 2 katsayısını 3 yapacağız. C 3 H 8 + O 2 3CO 2 + H 2 O Girenlerde Hidrojen sayısı 8, ürünlerde 2 olduğu için H 2 O katsayısını 4 yazacağız. C 3 H 8 + O 2 3CO 2 + 4H 2 O Oksijen atomunun denkleştirilmesi en son yapılacaktır. Ürünlerde 6+4 = 10 oksijen atomu bulunmaktadır. Girenlerde oksijenin katsayısı 5 yapılır. Tepkimenin Denkleşmiş Hali C 3 H 8 + 5O 2 3CO 2 + 4H 2 O C 2 H 5 OH + O 2 CO 2 + H 2 O tepkimesini denkleştiriniz. En fazla atom içeren C 2 H 5 OH bileşiğinden başlayacağız. Karbon girenlerde 2, ürünlerde 1 olduğu için CO 2 katsayısını 2 yapacağız. 16

17 C 2 H 5 OH + O 2 2CO 2 + H 2 O olur C 2 H 5 OH bileşiğinde Hidrojen sayısı 6, ürünlerdeki H 2 O içerisinde 6 olması için katsayısını 3 yapacağız. C 2 H 5 OH + O 2 2CO 2 + 3H 2 O olur. Ürünlerdeki Oksijen sayısı 4+3= 7 dur. C 2 H 5 OH içinde 1 oksijen olduğu için geriye 6 Oksijen kalır. O 2 6 olması için katsayısının 3 olması gerekir. C 2 H 5 OH + 3O 2 2CO 2 + 3H 2 O Soru Aşağıdaki denklemleri denkleştirin Al + S Al 2 S 3 CaO + H 3 PO 4 Ca 3 (PO 4 ) 2 + H 2 O 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) Al 0 Al e - Cl -1 Cl e - 2Cl Cl 2 + 2e - 3e - vermiş, ya da 3e - ile yükseltgenmiş 8e - vermiş, ya da 8e - ile yükseltgenmiş 2e - vermiş, ya da 2e - ile yükseltgenmiş İndirgenme (Elektron alma) Mg e - Mg 0 2e - almış ya da 2e - ile indirgenmiş P e - P +3 2e - almış ya da 2e - ile indirgenmiş N 2 + 6e - 2N -3 6e - almış ya da 6e - ile indirgenmiş Redoks Denklemlerinin Denkleştirilmesi Sırası ile şu işlemler yapılmalıdır; 1. Değerlik değiştiren elementler tespit edilerek her iki taraftaki değerlikleri 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 H 2 O yazılır. 5. Reaksiyona giren atomların cins ve sayısı, reaksiyondan çıkan atomların cins ve sayısına eşit olması gerektiğinden dolayı atom eşitliği sağlanmamış atomlar uygun katsayılarla eşitlenir. Örnek 1 KMnO 4 + HCI KCI + MnCI 2 + CI 2 + H 2 O denklemini en küçük tam sayılarla denkleştiriniz. 17

18 Elementlerin denklemde değerliklerini bulalım. Değerlik değiştiren elementler Mn ve CI dir. Mn +7 den Mn +2 ye indirgenmiş, CI- den CI 2 0 a yükseltgenmiştir. indirgenme ve yükseltgenme yarı reaksiyonlarını yazalım. Mn e - Mn +2 (indirgenme) 2CI - CI e (yükseltgenme) Elektron sayılarını eşitlemek için indirgenme yarı reaksiyonunu 2, yükseltgenme yarı reaksiyonunu 5 ile çarpalım. 2/ Mn e - Mn+2 (indirgenme) 5/ 2CI - CI 2 + 2e (yükseltgenme) 2Mn CI 2Mn CI 2 ürünlerin katsayılarını esas denkleme yazalım. KMnO 4 + HCI KCI + 2MnCI 2 + 5CI 2 + H 2 O Sağ tarafta 2 tane Mn vardır. KMnO 4 ün katsayısı 2 olursa sol taraftaki Mn de 2 tane olur. Solda 2K vardır, sağdaki KCI nin katsayısı 2 olmalıdır. Klor atomları sağ tarafta toplam 16 tane vardır. HCI nin katsayısı 16 olmalıdır. Solda 16 tane H atomu varsa, H 2 O nun katsayısı 8 olmalıdır. Denklemin denkleştirilmiş hali; 2KMnO 4 +16HCI 2KCI + 2MnCI 2 + 5CI 2 + 8H 2 O şeklinde olur. MOL-MOLEKÜL (Molekül gram ya da yalnızca mol): 6,02 x tane moleküle 1 mol-molekül veya 1 mol denir. Ya da molekül ağırlığının gram cinsinden değerine 1 mol molekül denir. H 2 0 nun molekül ağırlığı 18 akb 6,02 x tane molekül =1 mol-molekül H 2 0 = 18 gram CO 2 nin molekül ağırlığı = 44 akb 6,02 x tane molekül = 1 mol-molekül CO 2 = 44 gram Avogadro sayısı bazen 6 x alınır. Örnek 1. 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. Örnek -2. 9,6 gram oksijen içeren X 2 O 3 bileşiği 32 gram ise X in atom ağırlığı kaçtır?(o: 16) Çözüm Önce bileşiğin mol sayısını hesaplayalım. 18

19 1 mol X 2 O 3 te 48 gram oksijen varsa x mol X 2 O 3 9,6 gram oksijen varsa x = 0,2 mol 0,2 mol X 2 O 3 32 gram ise 1 mol X 2 O 3 x x = 160 gram 1 mol X 2 O gram olduğuna göre 2X = 160 x = 56 olarak bulunur. Örnek 3. 9 g Al yeterli miktarda HNO 3 ile reaksiyona girerek çözünüyor. a. Kaç mol HNO 3 gerekir? b. Oluşan H 2 gazı normal koşullarda kaç litredir? Çözüm: Denklem yazılıp eşitlenir. Al + 3HNO 3 Al(NO 3 ) 3 + 3/2H 2 1 mol 3 mol 1 mol 1,5 mol a. Önce Al nin mol sayısını bulalım n= gr/ AA n= 9/27 =0.33 mol 1 mol Al 3 mol HNO 3 ile reaksiyona girerse 0.33 mol Al x x = 0.99 mol HNO 3 gerekir. b. 1 mol Al dan 1,5 mol H 2 oluşursa 0.33 mol Al x mol x = 0.33 x 1.5 = mol H 2 (g) oluşur. VH 2 =0.495 x 22,4 = lt H 2 oluşur. Örnek 4. 0,3 mol N 2 ile 2 gram H 2 gazlarının karışımından birisi bitinceye kadar NH 3 (g) oluşturuluyor. Aşağıdaki soruları yanıtlayınız? (N : 14, H : 1) a. Kaç mol NH 3 (g) oluşur? b. Reaksiyondan sonra toplam gaz NŞA da kaç lt gelir? Çözüm : Reaksiyon denklemi yazılıp eşitlenirse N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) elde edilir. Soruda N 2 ve H 2 verildiğinden hangisinin az ya da çok olduğu tespit edilmelidir. H 2 nin mol sayısı N 2 mol sayısının 3 katı olacakmış. N 2 gazı 0,3 mol girerse H 2 gazı 0,9 mol reaksiyona girer yani H 2 gazının 0,1 molü fazladır. Bu durumda a. N 2 + 3H 2 2NH 3 Reaksiyona giren: 0.3 mol 1mol Sonuç: 0,3 mol 0,9 mol 0,6 mol Biter 0,1 mol 0,6 mol Artar oluşur. b. Ortamda Artan gaz : 0,1 mol Oluşan gaz : 0,6 mol Toplam gaz :0,7 mol 1 mol N.Ş.A da 22,4 lt ise 0,7 mol x x =15,68 lt gelir. Örnek 5. Eşit kütlede CH 4 ve SO 2 den oluşan karışım 3, tane molekül içermektedir. Buna göre karışımdaki herbir madde kaçar mol dür? (H: 1, C: 12, O: 16, S: 32,) Çözüm: CH 4 ve SO 2 den oluşan karışımın molekül sayısı 3, tane ise mol sayısı 0,05 mol dür. Karışımdaki gazların kütleleri eşit olduğuna göre mol oranları SO 2 için x mol ise CH 4 için 4x mol dür. Buna göre 0,05 mollük karışımın 0,01 molü SO 2 ye 0,04 molü CH 4 e aittir. 19

20 Örnek 6. 6 gr Hidrojen atomu içeren NH 3 bileşiği kaç moldür?(h:1) 1 mol NH 3 bileşiğinde 3 gr H atomu varsa x mol 6 gr H atomu vardır. x: 2 mol NH 3 dür. Örnek 7. 5,1 gram NH 3 bileşiği ile ilgili; moldür. 2. 4,2 gram N içerir. 3. 1,2 mol atom içerir. yargılarından hangileri doğrudur? (N: 14 H:1 ) A) Yalnız I B) Yalnız II C)Yalnız III D) I ve II E) I, II ve III Çözüm: Soruyu çözmek için öncelikle bileşiğin mol ünü bulmamız gerekmektedir. Oran orantıda ilk satırı genelde 1 mole göre yazdığımız için bileşiğin mol kütlesini(1 molünün kütlesini) öncelikle bulmamız gerekmektedir. N + 3.H şimdi N ve H değerlerini (N:14H:1)yerine yazarsak = 17gr 1 mol NH 3 17gr ise X mol NH 3 5,1 gram dır. X= 0,3 mol NH 3 I doğru 1 mol NH 3 te 14 gr N varsa 0,3 mol NH 3 x - X= 4,2 gr N vardır. II doğru Atom demek bileşikteki elementlerin sayıları toplamıdır. 1 N + 3 H = 4 atom 1 mol bileşikte 4 mol atom varsa 0,3 mol bileşikte x X= 1,2 mol atom vardır III doğru Örnek 8. 3, tane molekül içeren C 2 H 6 bileşiği için; 1. 0,5 moldür. 2. 2,4 gram C içerir. 3. Toplam 4 mol atom içerir. ifadelerinden hangileri doğrudur?(c:12 H:1 N A : 6, ) A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III Molekül dendiği zaman bileşiğin kendisini anlarız. C 2 H 6 bileşiği 1 molekül dür. Burada şu denkliği bilmemiz gerekir. 1 mol Mg atomu = 6, tane Mg atomu = 24 gr Mg 1 mol H 2 O molekülü = 6, tane H 2 O molekülü = 18 gr H2O Bu denkliği bu şekilde çoğalta biliriz. 1 mol denince 6, tane atom veya molekül anlayabiliriz. 1 mol C 2 H 6 bileşiğinde 6, tane molekül varsa X mol C 2 H 6 bileşiğinde 3, tane molekül vardır. X= 0,5 mol I doğru 1 mol bileşikte 24 gr C varsa 0,5 mol bileşikte X gr C vardır X= 12 gr C II yanlış 1 mol bileşikte 8 mol atom varsa 0,5 mol bileşikte x X= 4 mol atom vardır. III.doğru 20

21 Örnek 9. 8 gram C 3 H 4 gazı ile ilgili; 1. 0,25 moldür. 2. 0,8 gram H içerir. 3. 1,4.N tane atom içerir. açıklamalarından hangileri doğrudur? (C: 12 H:1 N: Avogadro sayısı) A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III Çözüm: 1 mol bileşik 40 gr ise x mol bileşik 8 gr dır X= 0,2 mol dur. I yanlış 1 mol bileşik 4gr H içerirse 0,2 mol bileşik x gr H içerir X= 0,8 gram Hiçerir. II doğru 1 mol bileşik 7.N tane atom içerirse 0,2 mol bileşik x gr tane atom içerir X= 1,4.N tane atom III Doğru Örnek 10. 3, tane XO molekülü 15 gram ise bileşikteki X in atom kütlesi kaç gramdır? (O:16 N A :6, ) Çözüm : 3, tane XO molekülü 15 gr ise 6, tane XO molekülü a gr dır. a= 30 gram X + O = 30 oksijenin atom agırlığını (16) yerine yazarsak X + 16 = 30 buradan x = 14 çıkar Örnek 11. 8,8 gram C 3 H 8 bileşiği toplam kaç mol atom içerir?(c:12 H:1) Çözüm: Önce bileşiğin kaç mol olduğunu buluruz. Bileşiğin molunu bulmadan da çözümü mümkündur. 1 mol C 3 H 8 44 gr ise X mol 8,8 gr dır. X= 0, 2 mol dur. 1 mol de 11 mol atom varsa 0,2 mol de x mol atom vardır. - X= 2,2 mol atom vardır. 2.yol 44 gram C 3 H 8 de 11 mol atom varsa 8,8 gram C 3 H 8 de x mol atom vardır. X= 2,2 mol atom Formül Bulma Örnek-12. ÖRNEK : Bir gazın 2.34 g N ve 5.34 g O içerdiği bulunmuştur. Bileşiğin basit formülü nedir? (O : akb, N : akb) ÇÖZÜM : Herbir elementin bileşik içindeki mol sayısını belirleyelim. 21

22 Bileşik içindeki N ve O mol sayısı olmalıdır. Moleküldeki atom sayıları verilirken tam sayılar halinde ifade etmek gerek çünkü molekül içinde yarım veya kesirli atomlar olmaz. Bu nedenle basit formülü elde ederken diğer sayılar en küçük olanına bölünebilir. bileşiğin basit formülüdür. Örnek-13. C ve H'den oluşan bir bileşiğin 3 gramında 0,6g H bulunduğuna göre bileşiğin basit formülü nedir? (C = 12, H = 1) C 0,2 H 0,6 katsayılarını tam sayı haline getirmek için her ikisini de 0,2'ye bölersek, basit formül CH 3 bulunur. Örnek-14. Basit formülü CH 3 olan bir bileşiğin molekül kütlesi 30 gram ise molekül formülü nedir? (C = 12, H = 1) n. CH 3 C n H 3n n. 15g = 30g n = 2 Molekül formülü = C 2 H 6 bulunur. Örnek-15-.C X HYO 2 bileşiğinin 0,2 molü 1 mol O 2 ile tam yanarak 0,8 mol CO 2 ile 0,8 mol H 2 O oluşturuyor. Bu organik bileşiğin molekül formülü nedir? Tepkime ile ilgili verilerden yararlanarak 1 mol C X H Y O 2 nin yanma tepkimesindeki katsayılar bulunur. C X H Y O Z +...O 2...CO H 2 O 0,2 mol 1 mol 0,8mol 0,8 mol 1 mol 5 mol 4 mol 4 mol 1 mol C X H Y O Z için denkleşmiş haldeki yanma tepkimesi şöyledir: 1 C X H Y O Z + 5O 2 4CO 2 + 4H 2 O Atom sayıları eşitlendiğinde x = 4, y = 8, oksijen sayıları eşitlendiğinde Z + 10 = 8 + 4'den z = 2 bulunur. Bu değerler 1 mol bileşikteki atomların katsayıları olduğundan molekül formülü C 4 H 8 O 2 olur. Örnek-16. Glikozun basit formülü CH 2 O, Molekül formülü C 6 H 12 O 6 olduğuna göre n sayısı nedir? Çözüm: Molekül formülü = basit formül. n C 6 H 12 O 6 =(CH 2 O).n n = 6 ol ur. Örnek-17. Okzalik asit molekülünün basit kütlesi: 45, molekül kütlesi ise 90 g/mol olduğuna göre n sayısı nedir? Çözüm: Molekül kütlesi = basit molekül kütlesi. 90 = 45 n n=2 22

23 Örnek-18. X ve Y den oluşan bir bileşikte sabit kütle oranı 7/3 ise, bileşiğin basit formülü nedir? (X=14, Y=12) Atom sayılarını bulmak için verilen element kütleleri atom kütlelerine bölünür. nx = 7 / 14= 0,5 ny = 3/12 = 0,25 değerleri yerlerine yazıldığında X = 0,5 Y= 0,25 bulunur. Bu bileşikte katsayılar 0,25 e bölünerek kısaltılır ve basit formül X 2 Y bulunur. Örnek 19. Kafein örneğinin yakma analizi sonucu g C, g H, g N ve g O içerdiği görülmüştür. Kafeinin mol tartısı g olduğuna göre gerçek formülü nedir? (H : akb, O : akb, C : akb, N : akb ) ÇÖZÜM : Her bir elementin mol sayısı; mol C gerçek formülü ise; X. (C 4 H 5 N 2 O) = gr X. [4 ( g) + 5 (1.008 g) + 2 ( g) + 1 ( g)] = g ( g) X= g X = 2 bileşiğin gerçek formülü C 8 H 10 N 4 O 2 dur. ÖRNEK 20: % 43.7 P ve % 56,3 O içeren fosfor oksidin en basit formülü nedir? Molekül kütlesi 284 ise molekül formülü nedir? (O : akb, P : akb). çözüm : 100 g. Bileşik temel seçersek, 100 g. Bileşikteki atomların mol sayılarını bulabiliriz. Bileşiğin en basit formülü (P 2 O 5 ) tir. Gerçek formülünde de elementlerin mol oranları korunacağından gerçek formül (P 2 O 5 ) X şeklinde olmalıdır (X = 1, 2, 3,...) Bileşiğin gerçek formülü P 4 O 10 dur. 23

24 Yüzde oran hesaplama Aslında yüzde oranları; bileşiğin kütlesi 100 kabul edilerek yapılan hesaptır. Bileşiği oluşturan elementleri yüzdesi 160 gr bileşik 112 gr demir 48 gr oksijen Örnek 21. NaOH üretiminde Na 2 CO 3 ve Ca(OH) 2 kullanılmaktadır. 500 g Na 2 CO 3 kullanıldığında ne kadar NaOH üretilir. Bu tür problemlerde ilk yapılması gereken reaksiyonun yazılarak, reaksiyondaki denkleştirilmelerin yapılmasıdır. Bu bir yer değiştirme reaksiyonudur. Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2 2 NaOH + CaCO 3 Yukarıdaki reaksiyona bakacak olursak 1 mol Na 2 CO 3 'dan 2 mol NaOH oluşmaktadır. 1 mol Na 2 CO 3 = 105,9 gr/mol 1 mol NaOH = 40 gr/mol 105,9 g Na 2 CO 3 80 g NaOH 500 g x g NaOH x = 500 x 80/105,9 x = 377 g NaOH oluşur Örnek 22. 4,00 mol Fe ile 5,00 mol H 2 O nun tepkimesi sonucunda kaç mol H 2 oluşur? Çözüm: 3Fe + 4H 2 O Fe 3 O 2 + 4H 2 İki reaktantın (giren ürün) miktarı verildiği için öncelikle hangi reaktantın sınır belirleyici olduğunu bulmak gerekiyor. Yani reaktantlardan biri tamamen reaksiyona girerken diğerinin bir kısmı reaksiyona girip bir kısmı artacak. 3 mol Fe 4 mol H 2 0 (tepkimeye göre) 4,00 mol Fe x mol H 2 0 x = (4 x 4) / 3 x = 5,33 mol H 2 O Bu demektir ki bu reaksiyonun olabilmesi için 5,33 mol H 2 O'ya ihtiyacımız var. Fakat elimizde 5,00 mol H 2 O bulunmaktadır. O zaman bu reaksiyonun sınır reaktantı H 2 O. 5 mol H 2 O için kaç mol Fe gerektiği bulunmalıdır. 3 mol Fe 4 mol H 2 0 (tepkimeye göre) x mol Fe 5 mol H 2 0 x = (5 x 3) / 4 x = 3,75 mol Fe gerekmektedir. Elimizde 4,00 mol Fe zaten var. Öyleyse eldeki Fe'in 3,75 molü 5,00 mol H 2 O reaksiyona girecek ve 0,25 mol Fe reaksiyona girmeden kalacak. Diğer bir deyişle hesaplamalar yapılırken H 2 O temel alınacak 4 mol H 2 O reaksiyona girdiğinde 4 mol H 2 oluşuyorsa (reaksiyondan) 5 mol H 2 O x mol H 2 x = (5 x 4) / 4 x = 5 mol H 2 oluşur. 24

25 GAZLAR: Maddeler tabiatta katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç halde bulunurlar. -Maddenin en düzensiz halidir. -Akışkandırlar, saydamdırlar. - Gaz hali genel olarak molekül ve atomların birbirinden uzak olduğu ve çok hızlı hareket ettiği bir haldir. - Gaz molekülleri birbirine uzak olduğu için aralarında etkileşim yok denecek kadar azdır. Bu sebeple gaz molekülleri -birbirinden bağımsız hareket ederler. -Gazların hacim ve şekilleri işgal ettikleri kaba göre değişir. Bulundukları kabı doldururlar. Kolaylıkla bir ortamda yayılırlar. -Gazlar kolaylıkla sıkıştırılabilirler. -Gazlar birbiriyle her oranda karışarak birinin yalnız başına işgal ettiği hacmi bu sefer beraberce doldururlar. -Gazlar hızlı hareket ettiklerinden bulundukları kabın çeperine çarparlar ve bu çarpma neticesi kaba basınç uygularlar. Bulundukları kap içerisinde bütün yönlerde aynı basıncı uygularlar. -Yoğunlukları katı ve sıvıya göre çok küçüktür. -Isıtıldıklarında bütün gazlar sıcaklık değişimi karşısında aynı oranda genleşirler. -Gazların taneciklerinin oluşturduğu hacim, moleküller arasındaki boşluk yanında ihmal edilebilecek kadar küçüktür. -Tanecikleri yüksek enerjilidir. Gaz molekülleri sabit bir hızla hareket ederken birbiriyle ya da bulundukları kabın duvarlarıyla çarpışırlar. Bu çarpışmalarda taneciklerin hızı ve doğrultusu değişebilir. Fakat çarpışmalar esnek olduğundan kinetik enerjide bir değişme olmaz. Boşlukta ve diğer gazlar arasında yayılabilirler. -Gaz taneciklerinin sıcaklık değişimi ile hızları değişeceğinden ortalama kinetik enerjileri de değişir. -Sıcaklıkları aynı olan bütün gazların ortalama kinetik enerjileri birbirine eşittir. -Gaz molekülleri yüksek basınç düşük sıcaklıklarda sıvılaştırılabilirler. -Tanecikleri arasındaki itme-çekme kuvveti ihmal edilecek kadar küçüktür. -Tanecikleri birbirinden uzak ve bağımsız olarak sürekli hareket ederler. -Belirli hacim ve şekilleri yoktur. Bulundukları kabın hacmini ve şeklini alır. -Düşük basınç ve yüksek sıcaklıkta ideale yaklaşırlar. Özkütleleri, katı ve sıvıların özkütlesinden çok küçüktür. --Bütün gazlar sıcaklıkla genişler. Fakat genleşme katsayısı gazlar için ayırt edici özellik değildir. Çünkü, bütün gazların genleşme katsayısı aynıdır. -Molar hacimleri en büyüktür. Normal koşullarda tüm ideal gazların molar hacimleri 22,4 litredir. -Birbirleri ile her zaman homojen karışım oluştururlar. GAZ YASALARI --Boyle Kanunu İngiliz bilgini R. Boyle sabit sıcaklıktaki bir gazın hacmini, değişik basınçlarda ölçmüştür. Sabit sıcaklıkta bir gazın hacmi ile basıncının çarpımı sabittir. Bir gazın hacmini sıcaklığını değiştirmeden yarıya indirelim. Böylece gaz moleküllerinin sayısında bir değişiklik olmaz ancak birim hacimdeki gaz moleküllerinin sayısı iki misli olur. Bu nedenle moleküller arasındaki uzaklık ve dolayısıyla aynı molekülün çeperdeki herhangi bir noktaya ikinci gitmesi gereken yol yarıya iner. Sıcaklık aynı kaldığından moleküllerin ortalama hızı değişmediğine göre, çepere yapılan çarpma sayısı ve dolayısıyla basınç iki misli artar. PxV=K P 1 xv 1 =P 2 xv 2 =..=K örnek- Bir gazın hacmi, 20 C de ve 1 atm. Basınç altında 10 lt. olsun aynı sıcaklıkta ve 2 atm. Basınç altında ölçü yapılsaydı bu gazın hacmi ne olurdu? Çözüm- Madem ki basınç iki kat artmıştır, boyle kanununa göre Hacim de yarıya inmelidir. P 1 xv 1 =P 2 xv 2 bağıntısına göre P 1 = 1atm. P 2 = 2 atm. V 1 = 10 Litre V 2 =? V 2 =V 1 P 1 /P 2 = 10 lt. 1atm/2atm=5litre --Lussac ve Charles Kanunları Boyle yaptığı denemelerde sıcaklığı sabit tutup basınçla hacim arasındaki değişmeleri incelemişti. Şimdi de sabit basınç altında sıcaklığı değiştirdiğimiz zaman hacimde nasıl bir değişiklik olur? Bu denemeyi ilk defa Fransız bilgini Charles yapmış ve sabit basınçta, bir gazın hacminin sıcaklığın 0 o C tan 1 o C a yükselmesiyle, 0 o C taki hacminin 1/273 ü kadar arttığını görmüştür. Gazın sıfır derecedeki hacmini V o ve t derecedeki hacmini Vt ile gösterirsek 25

26 V t =V 0 + V 0 x1/273 t Hacmi sabit olan bir gazın basıncı mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. P=KT --Charles kanununu: Sabit basınçta bir gazın hacmi mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır veya matematik olarak V= KT (Burada V hacmi T mutlak değeri K da bir sabiti göstermektedir.) V 1 /V 2 =T 1 /T 2 Örnek Bir Gaz 27 C de ve bir atm. 600 ml. gelmektedir. Bu gazın 0 o C de ve 1 atm. de hacmi ne olur? Çözüm- Gazın sıcaklığı düştüğü göre hacmi de mutlak sıcaklıkta orantılı olarak azalacaktır. Önce sıcaklıkları mutlak Sıcaklık cinsinden yazalım. T 1 = =300 K T 2 = =273 K V 1 /V 2 =T 1 /T 2 => 600/V 2 =300/273 buradan V 2 =546 bulunur; genel gaz denkleminde sıcaklığı sabit tutarsak Boyle, basıncı sabit tutarsak, Charles, hacmi sabit tutarsak Gay-Lusssac kanunlarını elde ederiz. Boyle kanunu gazların hacimlerinin basınçla büyük ölçüde değiştirilebileceğini belirtmektedir. Katı ve sıvılarda ise hacmin basınçla değişmesi önemsemeyecek kadar küçüktür. Charles kanunu, bütün gazların genleşme katsayılarını birbirinin aynı olması özelliği ile ilgilidir. Katı ve sıvılarda ise sıvılarda ise genleşme katsayısı hem çok küçük hem de her madde için aynı değildir. Lussac kanunu hacmi sabit tutulan bir gazın sıcaklığı arttırıldığında basıncının da artacağını belirtmektedir. Gazların genleşme katsayısı ile basınçlarının artma katsayısı birbirinin aynı ve 0 o C deki hacim ve basınç değerinin 1/273 dür. Gazlara ait bir önemli gözlemde birbiri içine büyük bir hızla yayılabilmeleridir. Van Der Waals Denklemi ;Genel gaz denklemi hacim, basınç ve sıcaklık gibi değişkenler arasında ilişki kuran ve bu değişikliklerle ilgili kanunları özetleyen bir denklem olduğuna göre yalnız ideal gazlar için geçerlidir. PV = nrt olduğuna göre 1 mol gaz için PV/RT= 1 olur. Avogadro Hipotezi ;Aynı basınç ve sıcaklıkta bütün gazların eşit hacimlerinde eşit sayıda Molekül vardır. Eşit sıcaklık ve basınç şartlarında bütün gazların eşit hacimlerinde aynı sayıda molekül bulunacağına göre sıcaklık, basınç ve hacim hacim değerleri belirtildiğinde molekül sayısının da belirli olması gerekir.standart şartlarda (0 o C ve 760 mm Hg basıncı altında) herhangi bir gazın 1 molünün hacmi 22,4 litre Gelir ve 1 mol gazda 6,02 x molekül bulunur. Bu sayıyada avogadro sayısı denir. Birleşik Gaz Yasası : İdeal gazlara ilişkin P=f(V), ve V=f(T) ilişkisinin nasıl olduğunu inceledik. fakat çoğu kez P, V, T aynı anda değişime uğrayabilir. Bu durumda yeni duruma karşı gelen büyüklüklerin ne olduğunu söyleyebilmek için yeni bir eşitliğe ihtiyaç duyabiliriz. Bu iki yasayı birlikte inceleyen ve ilgili değişkenleri bir ifade de bulunduran yasaya da Birleşik Gaz Yasası adı verilir. Birleşik gaz yasasına ilişkin denklemi türetebilmek için aşağıdaki şekli düşünelim. Burada P 1, V 1 ve T 1 durumundaki sistemin, 1 ve 2 yolundan ilerleyerek P 2, V 2 ve T 2 durumuna ulaştığını varsayalım. 1 nolu basamağı düşünürsek değişen büyüklük basınç ve buna bağlı olarak hacimdir. V x /V 1 = P 1 /P 2 2 nolu basamağı düşünürsek değişen büyüklük sıcaklık ve buna bağlı olarak yine hacimdir. 26

27 V 2 /V x = T 2 /T 1 Her iki eşitlikteki V x büyüklüğü birbirine eşitlenirse (P 1 V 1 /P 2 ) = V x = (T 1 V 2 /T 2 ) veya (P 1 V 1 /T 1 ) = (P 2 V 2 /T 2 ) = k yazılabilir. İdeal gaz yasası Öz hacmi olmayan, moleküller arasında hiçbir itme ve çekme kuvveti bulunmayan ve gaz moleküllerinin birbiriyle çarpışmasında hiçbir kinetik enerji kaybı olmayan bir hayali gaz örneğine ideal gaz denir. İdeal gaz, moleküllerin özhacimlerinin moleküllerin serbestçe dolaştıkları tüm hacim oranı çok küçük olan (yani tüm hacim yanında ihmal edilebilecek kadar küçük kalan), moleküllerinin arasında çekme ve itme kuvvetleri bulunmayan, molekülleri arası çarpışmaların esnek olduğu (enerji kaybı olmayan çarpışma)gaz modelidir. Gerçek durum ele alındığında, hiçbir gaz ideal değildir. Fakat çoğu gaz düşük basınç ve yüksek sıcaklıklarda ideal gaz modeline uyarlar. İdeal gaz yasası ideal bir gazın durum denklemidir. Gazın belli bir miktarının durumu basınç, hacim ve sıcaklığa bağlı olarak bu denklem ile tespit edilebilir. Bu yasa, bundan önce Boyle, Charles, ve Avogadro tarafından formüle edilmiş olan gaz kanunlarını kapsar. İdeal gaz olarak ifade edilen gazlar bu denkleme uygun hareket ederler. Denklem şu şekilde ifade edilir: Buraya kadar anlatılan gaz yasalarını özetlersek, P ile Boyle-Mariotte Yasası (n, T sabit iken) V T ile Charles Yasası (n, P sabit iken) V n ile Avogodro Yasası (P, T sabit iken) P T ile Gay-Lussac Yasası (V, n sabit iken) Tüm bu yasaları birleştirirsek, P olduğu görülür. Uygun bir katsayı kullanılarak bağıntıyı eşitlik haline getirirsek, P =. R İdeal Gaz Sabiti P. V = n. R. T denklemi elde edilir. Bu denkleme ideal Gaz Denklemi (Genel Gaz Denklemi) denir. Bu denklemde; Basınç (P) birimi Hacim (V) birimi Mol sayısı (n) birimi atm Litre mol Sıcaklık (T) birimi Kelvin alındığında İdeal gaz sabitinin sayısal değeri, R= 0,082 alınır. Örnek: Bir ideal gaz P 1 =0.848 atm ve T 1 =277 o K sıcaklıkta V 1 =7.0 lt hacimdedir. Basınç ve sıcaklık değerleri P 2 =1.52 atm ve T 2 =284 o K, olursa hacim V 2 ne olur? İdeal gaz kanununa göre n 1 = n 2. V 2 =V 1 (P 1 /P 2 ) (T 2 /T 1 )=(7.0 lt) (0.848/1.52) (284/277)=4 lt Örnek - 2 mol H 2 gazının 5,6 lt'lik bir kapta 8 atm. basınç yapması için sıcaklığı kaç C olmalıdır? 27

28 P.V = n.r.t denkleminden; T= 273 K çıkmalıdır. Kaç C olduğu sorulduğundan K = C eşitliğinden gazın sıcaklığı 0 C olacaktır. Örnek- Bir ideal gazın 1.5 molü kapalı bir kap içinde 27.8 lt hacimdedir.12 C de gazın basıncı nedir? P=nRT/V=(1.5 mol) ( lt atm/mol K) ( K)/(27.8 lt)=1.26 atm GAZLARIN KARŞILAŞTIRILMASI Farklı kaplarda bulunan gazların yeni bir kapta karıştırılması ya da musluklarla birbirine bağlı olan kapların musluğunun açılması ile gazların birbirine karıştırılması şeklindeki soru tipleri bu başlıkta incelenecektir. Farklı gazlar birbiriyle karşılaştırıldığında ya da herhangi bir gazın farklı ortamlardaki halleri birbiriyle kıyaslandığında; Buradan genel olarak aşağıdaki formül çıkarılır. Örnek - 2 litre hacimli kapta mutlak sıcaklığı T olan m gram CH 4 gazı, 3 litre hacimli kapta mutlak sıcaklığı 2T olan 2m gram SO 2 gazları vardır. SO 2 gazının basıncının CH 4 gazı basıncına oranı kaçtır?(h :1,C : 12, O: 16, S: 32) CH 4 gazı için basınç :, hacim 2 litre, sıcaklık T dir. SO 2 gazı için basınç :, hacim 3 litre sıcaklık 2T dir. 28

29 Karıştırılan gazlar birbiriyle reaksiyon verebilir ya da vermeyebilir. Gazlar sabit sıcaklıkta karıştırılıyorsa; P.V = n.r.t denklemine göre; T sabit ise, P.V değeri, mol sayısı (n) ile doğru orantılıdır. Gazlar karıştırıldığında; P son.v son =P 1.V 1.+P 2.V P n.v n formülünden yararlanarak işlemler yapılır. DALTON YASASI Dalton yasası ya da Dalton'un kısmi basınçlar yasası; Bu yasaya göre belirli hacimdeki kapalı bir kap içinde bulunan bir gaz karışımının toplam basıncı karışımı oluşturan gazların kısmi basınçlarının toplamına eşittir. Her bir bileşenin kısmi basıncı ise bunların ayrı ayrı aynı kap içinde bulundukları zaman etki eden basınçtır. Yalnızca ideal gazların uyduğu bu yasanın geçerli olabilmesi için karışım durumundaki gazların, birbirleriyle kimyasal etkileşme yapmamaları gerekir. P toplam =P ı +P 2 + P 3 + biçiminde gösterilir. Burada P karışımın toplam basıncı, P 1, P 2,P 3, ise her bir bileşenin kısmi basıncıdır. Örnek- 4 mol H 2, 3 mol CO 2 ve 2 mol He gazının bulunduğu kabın toplam basıncı 1,8 atm.'dir. Buna göre karışımdaki gazların kısmi basıncı nedir? Kısmi basınç sorularında aynı kapta birden fazla gazın bulunması söz konusudur. Dolayısıyla herbir gaz için hacim (V) ve sıcaklık (T) aynıdır. GAZLARIN KİNETİĞİ VE DİFÜZYON HIZI (Graham Yasası) Gazlar uzayda birbirinden oldukça uzak mesafelerde hareket eden moleküller topluluğu olup, gaz taneciklerinin öz hacmi gazın kapladığı toplam hacim yanında yok denecek kadar azdır. Gaz molekülleri sabit bir hızla hareket ederler ve bu hareketleri sırasında birbirleriyle ve içinde bulundukları kabın çeperiyle çarpışırlar. Bu çarpışmalar esnek olup çarpışma sırasında kinetik enerji değişmez. Gaz molekülleri ısı enerjisini kinetik enerjiye dönüştürürler. Sabit sıcaklıkta bütün gazların ortalama kinetik enerjileri aynıdır. Yani kinetik enerji yalnızca sıcaklığa bağlıdır. Difüzyon hızı için; Aynı basınç ve sıcaklık altında X ve Y gazlarını özdeş bir kaba koyalım. Bu iki gazın ortalama kinetik enerjileri birbirine eşittir. 29

30 Örnek- Helyum gazından 4 defa daha yavaş hareket eden (yayılan) gaz hangisidir? (C= 12, H= 1, O= 16, S= 32) A) CH 4 B) O 2 C) C 3 H 4 D) SO 2 E) SO 3 Gaza X dersek. Bu gazı tanıyabilmek için mol kütlesini bulalım. Her iki tarafın karesini alalım. Mx = 64 g/mol Mol kütlesi 64 gram olan gaz SO 2 dir. Cevap (D) GAZLARIN ÇÖZÜNÜRLÜĞÜ Bir gazın herhangi bir sıvıdaki çözünürlüğü; a. Gazın cinsine bağlıdır. b. Sıcaklık arttıkça azalır. c. Basınç arttıkça artar. Örnek--2 mol H 2 gazının 5,6 lt lik bir kapta 8 atm. basınç yapması için sıcaklığı kaç C olmalıdır? P.V = n.r.t denkleminden; T= 273 K çıkmalıdır. Kaç C olduğu sorulduğundan K = C eşitliğinden gazın sıcaklığı 0 C olacaktır. Örnek g XeF 4 gazı 80 C de içi boşaltılmış 3 litrelik bir kaba konuluyor. XeF 4 gazının kaba uyguladığı basınç ne kadardır? (1 mol XeF gramdır.) P=? V = 3.00 litre n = 2.50 g XeF 4 x 1 mol/ g XeF 4 = mol R = l atm/(mol K) T = = 353 o K 30

31 31

32 GAZ BASINCININ ÖLÇÜLMESİ Gaz basıncını ölçmeye yarayan aletlere manometre denir. Toriçelli deniz seviyesinde civa kullanarak yapmış olduğu deney sonucu açık hava basıncını hesaplamıştır. Sıvılar, basıncı her tarafa eşit olarak iletirler. Sıvı basıncı sıvının yüksekliğine ve yoğunluğuna bağlıdır. Cıvanın yoğunlugu 13,6 g/cm3, suyun yoğunluğu 1 g/cm3 tür. Yukarıdaki deney civa yerine su kullanarak yapılsaydı, Borudaki su yüksekliği: 76.13,6 = 1033,6 cm olurdu. Sorular 76 cm Hg = 760 mm Hg = 1 atm 1-Bir gaz 27 o C de ve bir atm. 600 ml gelmektedir. Bu gazın 0 C de ve 1 atm. de hacmi ne olur? Y: V=546 ml 2-Sabit basınçta 300 ml hacme sahip X gazının sıcaklığı 23 C ye düşürüldüğünde hacmi 200 ml olmaktadır. Buna göre, X gazının ilk sıcaklığı kaç C dir? Y: t=102 o C 3- Bir gazın hacmi, 20 o C de ve 1 atm. Bsınç altında 10 lt. olsun aynı sıcaklıkta ve 2 atm. basınç altında ölçü yapılsayd bu gazın hacmi ne olurdu? Y:V=5 lt 4-4 mol H 2, 3 mol CO 2 ve 2 mol He gazının bulunduğu kabın toplam basıncı 1,8 atm. dir. Buna görenin CO 2 kısmi basın nedir? Y: P CO2 = 0.6 atm 5-Aşağıdakilerden hangisi Avogadro hipotezinin ifadesidir? A) Kimyasal tepkimeye giren maddelerin ağırlıkları toplamı tepkimeden çıkan maddelerin ağırlıkları toplamına eşittir B) Kimyasal tepkimeye giren ve oluşan gaz hacimleri arasında basit bir oran vardır C) Aynı koşullarda bütün gazların eşit hacimlerinde eşit sayıda molekül vardır D) Bir bileşiğin yüzde bileşimi sabittir E) Sabit sıcaklıkta belli bir gaz kütlesinin hacmi ile basıncının çarpımı sabittir Y: C 32

33 6-3 mol O 2 gazı 0 C de ve 2 atmosfer basınç altında kaç litre hacim kaplar? A) B) C) D) E) Y:C 7-3X 2 (g) + Y 2 (g) 2YX 3 (g) tepkimesi bilindiğine göre 1 mol YX 3 oluşturmak için gerekli olan Y 2 (g) miktarı 0 C sıcaklıkta 2 atmosfer basınç altında kaç litre hacim kaplar? A) B) 22.4 C) D) 5.6 E) 2 8 Y: D 8- I- 16 gram oksijen gazı II tane He gazı III- 6 gam C içeren CO2 gazı yukarıdaki gazların N Ş A? da kapladıkları hacim hangi seçenekte doğru olarak verilmiştir?(c=12 O=16) A) I=II ;III B) I,II=III C) I=II=III D) II=III IE) I=III;II Y: C tane CO molekülü N Ş A da 5 6 litre hacim kaplayan N 2 gazı ve 7 5 gram NO gazından oluşan karışımın kütlesi kaç gramdır? (C:12, O:16, N:17) A) 14 B) 21 C) 22 D) 28.5 E) Y: D gram C 2 H 4 gazı için aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?(c=12 H=1) A)4 8 gram C içerir B)1 6 gram H içerir C)0 5 mol dür D)N Ş A da 8 96 litre hacim kaplar Y: D SIVILAR Katı - gaz arasındaki madde halidir. Sıvı maddeleri oluşturan tanecikler arasında çok az bir çekim kuvveti vardır. Sıvıların damlalar oluşturmasının sebebi, sıvıyı oluşturan tanecikler arasındaki bu çekim kuvvetidir. Maddenin sıvı hali belirli bir şekle sahip değildir. Yani sıvılar bulunduğu kabın şeklini alırlar. Buna rağmen belirli bir hacme sahiptirler. Sıvı, maddenin ana hallerinden biridir. Sıvılar, belli bir şekli olmayan maddelerdir, içine konuldukları kabın şeklini alırlar, akışkandırlar. Sıvı molekülleri, sıvı hacmi içinde serbest hareket ederler. Sıcaklık düşürüldükçe kinetik enerjileri azalan gaz molekülleri sıvı hale geçer. Sıvılar ve Özellikleri Katı ile gaz arasındaki madde halidir. Sıvı maddeleri oluşturan tanecikler arasında çok az bir çekim kuvveti vardır. Sıvıların damlalar oluşturmasının sebebi, sıvıyı oluşturan tanecikler arasındaki bu çekim kuvvetidir. Maddenin sıvı hali belirli bir şekle sahip değildir. Yani sıvılar bulunduğu kabın şeklini alırlar. Buna rağmen belirli bir hacme sahiptirler. Sıvı, maddenin ana hallerinden biridir. Sıvılar,belli bir şekli olmayan maddelerdir, içine konuldukları kabın şeklini alırlar, akışkandırlar.sıvı molekülleri, sıvı hacmi içinde serbest hareket ederler. Sıcaklık düşürüldükçe kinetik enerjileri azalan gaz molekülleri sıvı hâle geçer. Sıvı hâldeki moleküller birbirine temas edecek kadar yakın olduğundan aralarındaki çekim kuvvetleri gazlara göre daha fazladır. Moleküllerin sıvı hâldeki hareketleri gaz hâldeki hareketlerine göre daha kısıtlıdır. Gaz molekülleri gelişigüzel (Brown) hareket eder, sıvı molekülleri ise titreşim hareketinin yanı sıra öteleme hareketi de yapar. Sıvı molekülleri arasındaki çekim kuvveti gaz moleküllerine göre fazla olduğundan moleküller arası boşluklar gazlara göre daha azdır. Sıvılara basınç uygulandığında sıvı hacminde ölçülebilir bir değişiklik meydana 33

34 gelmez. Gazlar sıkıştırılabilir akışkandır; ancak sıvılar ise hemen hemen hiç sıkıştırılamayan akışkanlardır. Sıvıların Yüzey Gerilimi Bir sıvının yüzey alanını arttırmak için gereken enerji ya da işe yüzey gerilimi denir.si da yüzey gerilimi birimi J m-2 veya N m-1 dir. Sıcaklık, moleküller arası kuvvetleri azalttığı için sıcaklığın artması yüzey gerilimini düşürür.sıvılar, yüzey gerilimi nedeniyle yüzey alanlarını minumum düzeyde tutmak ister. Bu nedenle sıvı damlaları küre biçimindedir. Adhezyon ve Kohezyon Kuvvetleri Sıvının bir yüzeyi ıslatması ya da yüzeyde küresel damlalar hâlinde kalması, aşağıda tanımlanan iki kuvvete bağlıdır. Sıvı molekülleri (benzer moleküller) arasındaki çekim kuvvetlerine kohezyon kuvvetleri; sıvı molekülleri ile kap çeperleri (farklı moleküller) arasındaki çekim kuvvetlerine de adhezyon kuvvetleri denir. Kohezyon kuvvetleri, adhezyon kuvvetlerinden daha büyükse damla biçimini korur.eğer adhezyon kuvvetleri büyükse damla film şeridi şeklinde yayılır, yüzeyi ıslatır. Toprağın vekumaşın su ile ıslanması bu olaya örnektir. Su ile cam arasındaki adhezyon kuvvetleri su molekülleri arasındaki kohezyon kuvvetlerinden büyük olduğundan su yüzeyi iç bükeydir. Cıvada ise kohezyon kuvvetleri, adhezyon kuvvetlerinden büyük olduğundan cıva yüzeyi dış bükeydir.sıvı ve cam gibi maddeler arasındaki adhezyon kuvvetleri büyükse sıvı molekülleri kılcal cam boruda yükselir. Bu olaya kapiler etki denir. Yüzey Gerilimine Etki Eden Faktörler Sıvıların yüzey gerilimine etki eden faktörlerden biri sıcaklık bir diğeri ise sıvının içine çözünen veya çözünmeyen başka bir sıvının ya da katının eklenmesidir. Bazı erimiş metaller dışında, birçok sıvının yüzey gerilimi sıcaklık arttıkça azalır. Saf sıvıya bu sıvıda çözünmeyen başka bir sıvı eklendiğinde sıvının yüzey gerilimi bir miktar düşer. Bunun nedeni sıvının diğer sıvı molekülleri ile arasında gerçekleşecek zayıf etkileşimlerdir. Saf sıvıya (çözücü) içerisinde çözünen bir madde eklendiğinde ise çözünen ve çözücünün yapısına bağlı olarak yüzey gerilimi değişir. Çözücünün yüzey gerilimini düşüren maddelere yüzey aktif maddeler, değiştirmeyenlere ise yüzey inaktif maddeler denir. Örneğin deterjan, asitler,alkoller, esterler yüzey aktif; şeker, gliserin,organik asit tuzları yüzey inaktif maddelerdir. Ayrıca sıvı üzerindeki gaz yoğunluğunun arttırılması da yüzey gerilimini bir miktar azaltır. Viskozite Sıvıların akmaya karşı gösterdiği dirence viskozite denir. Bir sıvının viskozitesi ne kadar büyükse o kadar yavaş akar. Viskozluğun tersine ise akıcılık denir. SI de viskozitenin birimi Paskal saniye (Pa s) dir.moleküller arası kuvvetleri büyük olan sıvılar,moleküller arası kuvvetleri zayıf olan sıvılara göre daha yüksek viskoziteye sahiptir.mol kütlesi ve moleküllerinin geometrik şekli farklı olan sıvıların viskoziteleri de farklıdır. Büyük kütleli ve doğrusal bir molekül yapısına sahip sıvıların viskozluğu, küçük ve küresel moleküllerden oluşan sıvının viskozluğundan çok daha yüksektir. Sıcaklık arttıkça moleküller arasındaki çekim kuvvetleri azalacağından sıvının viskozluğu azalır, akıcılığı artar. Sıvı hal tanecikler arasındaki çekme ve bu parçacıkların kinetik enerjilerine bağlıdır. Çekim kuvvetleri sıvıyı belirli bir hacimde tutar ve kinetik enerjide parçaların hareketliliğini sağlar. Dolayısıyla bu hareket sıvıya akışkanlık sağlar. Sıvılar bulundukları kabın şeklini alma özelliğine sahiptir. Sıvıların genel özellikleri aşağıdaki gibidir; Sıvılar içinde bulundukları kabın şeklini alırlar. Basınç yükseltildiğinde sıvıların hacimleri ölçülebilir büyüklükte değişmez. Sıcaklık yükseltildiğinde hacimleri az da olsa arttığından yoğunlukları düşer. Birbirleri içinde çözünebilen iki sıvı temasa geldiklerinde, az da olsa birbirlerinin içinde yayılırlar. 34

35 Sıvılar akmaya karşı direnç gösterirler. Sıvıların yüzey gerilimleri vardır. Açık kaptaki sıvılar buharlaşırlar. Bu özellikler her sıvıda olmasına rağmen sıvıdan sıvıya farklılık göstermektedir. ÇÖZELTİLER, ÇÖZELTİLERİN ÖZELLİKLERİ, ÇÖZELTİ ÇEŞİTLERİ, ÇÖZELTİ OLUŞUMU, ÇÖZÜNME Maddeler doğada element, bileşik ve karışım halinde bulunabilirler. Karışımlar iki şekilde oluşmaktadır. Karıştırılan maddeler birbirleri içersinde fiziksel bir değişikliğe uğramıyorlarsa; bu tip karışımlara heterojen karışımlar denir. Karıştırılan maddeler fiziksel değişikliğe uğruyorlarsa; bu tip karışımlara homojen karışımlar denir. Homojen karışımlar çözeltilerdir. Çözücü=Saf Su Çözünen=NaCl Çözelti=Tuzlu Su Çözeltiler iki kısımdan oluşmaktadır. Çözeltide çok bulunan madde çözücü, az bulunan madde çözünendir. Maddenin üç hali değişik şekillerde bir araya gelerek çözelti oluşturabilirler. ÇÖZELTİ ÇEŞİTLERİ Çözeltiler içerdikleri çözünen madde miktarına göre ikiye ayrılırlar. a) Seyreltik Çözelti: Çözüneni az, çözücüsü çok olan çözeltidir. b) Derişik Çözelti: Çözüneni çok, çözüneni az olan çözeltidir 35

36 Çözeltiler çözünenin çözünürlüğüne göre üçe ayrılırlar. a)doymuş Çözelti: Çözebileceği maksimum miktardaki maddeyi çözmüş olan çözeltidir. b)doymamış Çözelti: Çözebileceği maksimum miktardan daha az çözünmüş madde içeren çözeltilerdir. c)aşırı Doymuş Çözelti: Çözebileceği maksimum miktardan daha fazla çözünmüş madde içeren çözeltilerdir. Çözeltiler elektrik akımı iletkenliklerine göre ikiye ayrılırlar. a)elektrolit Çözeltiler: Sulu çözeltileri elektrik akımını iletiyorsa bu tip çözeltilere elektrolit çözeltiler denir. NaCl(k) ==>> Na b)elektrolit Olmayan Çözeltiler: Sulu çözeltileri elektrik akımını iletmiyorsa bu tip çözeltilere elektrolit olmayan çözeltiler denir. ÇÖZÜNME OLAYI Bir maddenin başka bir madde içerisinde gözle görülemeyecek kadar küçük taneciklere homojen olarak ayrışması olayına çözünme denilir. O halde bir madde bir başka madde içerisinde en küçük yapı taşına ayrışmaktadır. Bu yapıtaşları maddelerin cinsine göre, molekülleri, iyonları ve çok nadiren de atomları şeklinde olabilir. Bu bölümde, maddelerin çözünmesi olayının yönü, çözünme miktarları ve çözünmedeki enerji davranışları incelenmektedir. Bir katı madde, bir sıvı madde içerisine atılmış ve bir miktarı çözünmüş olsun. Bu katı maddenin sıvı içerisinde çözünmesi halinde, katıya çözünen ve sıvı maddeye de çözücü denir. Her çözünme olayında az veya çok enerji alış verişi olur. Çözünme Entalpisi adı verilen bu enerji endotermik veya ekzotermik olabilir. Bu enerji değeri bize maddenin nasıl ve ne kadar çözünebileceği hakkında bir yargı verebilir. Molekül Halinde Çözünme Molekül yapılı maddelerin bir çoğu suda çözünmezler. çözünebilenlerin çoğu moleküller halinde çözünürler.+ ve iyonlar içermediğinden çözelti elektriği iletmez.organik maddelerden alkoller,şekerler suda molekül olarak çözünürler. O 2,H 2, N 2 gibi bazı gazlar suda moleküller halinde çözünür. C 2 H 5 OH (s) C 2 H 5 OH (suda) Çözünürlükleri Asidik, Bazik ve nötr çözeltiler olarak ta sınıflandırmak mümkündür. Asidik Çözeltiler: Suda çözündükleri zaman sudaki H iyonların derişimini artıran maddelere asit denir. Bu maddelerin sulu çözeltilerine de asitik çözelti denir. Bazı maddeler yapılarındaki Hiyonunu suya verirler bazılarda suyu parçalayarak H iyonu verirler. Bazik Çözeltiler: Suda çözündükleri zaman sudaki OH iyonlarının derişimini arttıran maddelere baz, çözeltilerine de bazik çözelti denir. Nötr Çözeltiler: çözelti içinde H ve OH iyonları derişimi, saf sudaki H ve OH iyonları derişimine eşit ise bu çözeltilere denir 36

37 Hem çözücü taneciklerinin hem de çözünen taneciklerinin serbest kalması için H 1 ve H 2 kadar enerji harcanıyor. Çözünme ile taneciklerin birbirini sarması sırasında H 3 kadar bir enerji de dışarı veriliyor. Eğer dışarı verilen enerji harcanan enerjiden büyükse, çözünme ekzotermik, değilse endotermiktir. Bu bilgiler bize maddelerin birbiri içerisinde çözünüp çözünmeyeceği de anlatır. Örneğin; Olay ekzotermik ise bir çözelti oluşur. Aynı şekilde çözücünün ihtiyaç duyduğu enerji küçükse yine çözelti oluşur. Tersi durumda maddeler birbiri içerisinde karışamaz ve çözelti oluşturamaz. Bunun yanında, (bilgi yelpazesi.net) bu türden maddelerin kimyasal bağ yapılarının benzerliği de çok önemlidir. Yani, molekül yapıları birbirine benzeyen maddeler birbirini çözerken, molekül yapıları farklı maddeler birbiri içerisinde dağılamaz ve çözelti oluşturamaz. Örneğin, su ile yağlı boya birbiri içerisinde karışmazken, tinerin içerisinde boya kolayca dağılabilmektedir. İyonik Maddelerin Çözünmesi İyonik yapılı maddelerin çoğunluğu katıdır. Bu maddelerin bir başka çözücü içerisinde çözünebilmesi için bu katı örgünün kırılması gerekir. Örneğin yemek tuzunun su içerisindeki çözünmesi olayını göz önüne aldığımızda; NaCl taneciklerinin oluşturduğu kristal yapının Na + ve Cl - iyonlarının ayrılması ile kırılması söz konusudur. Bu şekilde bir miktar enerji alarak kırılan bu örgü ile serbest kalan iyonlar içinde bulunduğu su molekülleri ile elektrostatik etkileşim ile hidratlaşarak sarılırlar ve yeniden zıt yüklü taneciklerin birleşmesine izin vermez. Bu durumda yemek tuzu su içerisinde çözünmüş olur. Hidratlaşma sırasında bir miktar enerji dışarı verilir. DERİŞİM (KONSANTRASYON) Bir çözeltide çözünmüş madde miktarı derişim ile ifade edilir. Derişim, verilen bir çözücüde ya da çözeltide bulunan çözünen miktarının bir ölçüsüdürbir çözeltide birim hacimde çözünmüş olan çözünen miktarına denir. Belli başlı derişim birimleri şunlardır; Yüzde derişim, Molar derişim (molarite), Normal derişim (normalite) a)kütlece Yüzde(%) derişim: 37