GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr.Tuba YETİM

Transkript

1 GENEL KİMYA

2 Kimya, bir merkez bilimdir. İlk kimya bilgileri «nasıl yapılır» sorusu, Modern kimyasal bilgiler «nasıl olur» + «neden» Modern kimya kuram ve ilkelere dayanır.

3 Bilimsel Yöntem Önerilen Kuram (yetersizliği gösterilmezse) Kuram (model) Gözlem Varsayım (hipotez) Deneyler Deneyler Kuramın değiştirilmesi(dene yler yetersiz ise) Hipoteze bakılması (deneyler yetersiz ise)

4 KİMYA; maddenin bileşim ve özellikleriyle ilgilenen bilim dalıdır. Madde; Bileşim; Özellik; boşlukta yer tutan, kütle özelliğine sahip ve aynı zamanda eylemsiz olan nesnedir. bir maddenin bileşenlerini ve madde içindeki oranlarını belirtir. bir maddeyi başka maddelerden ayıran niteliklerdir. Maddenin Özellikleri - Fiziksel Özellikler - Kimyasal Özellikler

5 Fiziksel Özellik; bir maddenin bileşimi değişmeden gösterdiği özelliktir. Fiziksel değişme olduğunda numunenin bazı fiziksel özellikleri değişirken bileşimi değişmeden kalır. Kimyasal Özellik; belirli koşullarda bir maddenin madde bileşiminde bir değişme olması ya da olmaması özelliğidir. Kimyasal değişme veya bir kimyasal tepkimede bir ya da daha fazla madde farklı bileşimlerde yeni tür maddelere dönüşür.

6 Maddenin Sınıflandırılması (Her yerde aynı görünürler) (Her yerde farklı görünürler)

7 Madde; atom denilen çok küçük birimlerden oluşur. Her farklı tip atom farklı kimyasal elementleri (element; tek bir atom çeşidinden oluşur) oluşturur. İki ya da daha fazla element atomunun birleşmesiyle oluşan maddelere bileşikler denir. Molekül, bileşiği oluşturan atomları bileşikteki ile aynı oranda içeren en küçük birimdir. Bir element ya da bileşiğin bileşimi ve özellikleri verilen örneğin her tarafında aynıdır ve bir örnekten diğerine değişmez. Element ve bileşiklere saf madde denir. Madde karışımlarının bileşimleri ve özellikleri bir maddeden diğerine değişebilir. Bileşimi ve özellikleri tüm karışım içerisinde aynı olanlara homojen karışım (çözelti), aynı olmayanlara heterojen karışım denir.

8 Karışımların Ayrılması Heterojen Karışımların Ayrılması Katı-katı Katı-sıvı 1) Aktarma 2) Süzme 3) Santrifüjleme Sıvı-sıvı Homojen Karışımların Ayrılması 1) Buharlaştırma 2) Damıtma (Destilleme,Distilasyon)

9 3) Çekme (Ekstraksiyon) 4) Süblimleştirme (Süblimasyon) 5) Kristallendirme (Kristalizasyon) 6) Kromatografi

10 Bileşiklerin Ayrışması Bileşik, kimyasal değişme ile kendini oluşturan elementlere ayrıştırılabilir. Maddenin Halleri Katı Sıvı Gaz Yakın temas Daha uzak Uzaklık çok fazla Düzenli yapı Akışkanlık özelliği Genleşme Belirli şekil Kabın şekli

11 Sıvı Kristal Amorf Katı sıvıların ve katı kristallerin özellikleri arasında özelliklere sahip olan kimyasal maddelerdir. KATI LİKİT SIVI KRİSTAL atomların kararlı bir kristal yapıya sahip olmadığı katılar için kullanılan terimdir. Belirli bir şekilleri yoktur. Cam amorf katı olmasına karşın sıvı bir maddedir. Cam katı halde bulunan tek sıvıdır. Polystyrene gibi polimerler, pamuk helva gibi yiyecekler ve ruj gibi makyaj malzemeleri amorf katılara örnek gösterilebilir.

12 Süper İletken Belirli bir kritik sıcaklığın altında hiçbir direnç(resistans) göstermeyen maddelere süperiletken denir. Süperiletkene verilen akım, hiç bir dirençle karşılaşmayacağı için herhangi bir döngü içerisinde sonsuza kadar dolaşabilir, yeter ki sıcaklık kritik sıcaklığın altında olsun ve akım belirli bir kritik değeri geçmesin. NMR Spektroskopisi ve Japonya'da kullanılan hızlı trenler verilebilir. Süper Akışkan Moleküllerin sürtünmesiz hareket ettiği maddedir. Yani maddenin sıfır akmazlığa sahip bir akışkan gibi davranmasıdır.

13 Plazma Gazın iyonize olması. Bose-Einstein Yoğunlaşması Bozonlardan (güç taşıyıcı parçacık) oluşan maddelerin mutlak sıfır sıcaklığına çok yakın değerlere kadar soğutulmasıyla ortaya çıkan maddenin bir halidir.

14 Manyetik Düzenli Rydberg Molekülü Kuark-gluon Plazması Dejenere Madde Süperkatı Sicimsi Sıvı Süpercamdır

15 Hal değişimi Donma: Sıvıların katılara dönüşmesidir. Erime : Katıların sıvılara dönüşmesidir. Buharlaşma: Sıvıların gazlara dönüşmesidir. Süblimleşme: Katıların gazlara dönüşmesidir. Depozisyon (Kırağılaşma): Gazların katılara dönüşmesidir. Yoğunlaşma: Gazların sıvılara dönüşmesidir. Katı eriyerek sıvıya, süblimleşerek gaza dönüşür. Sıvı buharlaşarak gaza, donarak katıya dönüşür. Gaz yoğunlaşarak sıvıya, depozisyon ile ise katıya dönüşür. Plazma ise kinetik enerjisi arttırılarak yani ısıtılarak sırasıyla önce sıvıya ardından da gaza dönüşür. Gaz halinden sonra daha fazla ısıtıldığı takdirde iyonlaşmaya, elektron kaybederek (+) yani pozitif yüklenmeye başlar.

16 Maddenin Bazı Özellikleri Genleşme, Isınan maddelerin yüzey veya hacimlerindeki artışa genleşme denir. Katı ve sıvıların genleşme katsayıları farklı olduğundan bu maddelerin genleşme miktarları ayırt edici özelliktir. Esneklik, yalnızca katılar için ayırt edici bir özelliktir. Sıvı ve gazların esnekliği söz konusu değildir. Çözünürlük, Aynı şartlarda bir çözücünün birim hacminde çözünebilen maddenin maksimum miktarına o maddenin çözünürlüğü denir. Çözünürlük her üç hal için ayırt edici bir özelliktir.

17 Maddenin Ölçülmesi Nicel, sayısal bilgilere denir (kantitatif). Nitel, sayısal olmayan bilgilerdir (kalitatif). Ölçüm, bir sayı ile birimin çarpımı olarak ifade edilir. Ölçümde bilimsel sistem olan «Uluslararası Birimler Sistemi» (SI) kullanılır.

18 SI sisteminde yedi temel birim vardır: Fiziksel Miktar Birim Kısaltma Uzunluk metre m Kütle kilogram kg Zaman saniye s Sıcaklık kelvin K Madde miktarı mol mol Elektrik akımı amper A Aydınlık şiddeti kandil cd

19 Kat SI Önekleri Önek eksa (E) peta (P) tera (T) 10 9 jiga (G) 10 6 mega (M) 10 3 kilo (k) 10 2 hekto (h) 10 deka (da) 10-1 desi (d) 10-2 santi ( c) 10-3 mili (m) 10-6 mikro (µ) 10-9 nano (n) piko (p) femto (f) atto (a) zepto (z) yokto (y)

20 Uzunluk, mesafe miktarıdır. 1 metre, ışığın vakumda 1/ saniyede kat ettiği mesafedir. Kütle, bir cisimdeki madde miktarıdır. Ağırlık, cisim üzerindeki yer çekimi kuvvetidir. W= g X m MADDE MİKTARININ ÖLÇÜSÜ SADECE KÜTLEDİR.

21 Sıcaklık, Standart atmosfer basıncında (1atm) buzun erime noktası ve suyun kaynama noktasının arasındaki mesafe belirli eşit aralıklara bölünerek sıcaklık ölçümü yapılır. Bu sıcaklık artışına derece denir. Celsius, buzun e.n. 0 ⁰C, suyun k.n. 100 ⁰C dir. Fahrenheit, buzun e.n. 32 ⁰F, suyun k.n. 212 ⁰F dir. SI da sıcaklık eşeli Kelvin dir. K ile gösterilir. T(K) = t (⁰C) +273,15 t(⁰f) = 1,8 t (⁰C) +32 t(⁰ra) = 1,8 t (⁰C) + 491,67 t(⁰re) = t (⁰C)/1,25 * Türetilmiş Birimler, hız (m/s), paskal (kg/m.s 2 ), joule (kg.m 2 /s 2 ), hacim (m 3 ) 1 cm 3 = 1 ml 1 dm 3 = 1 l = 1000 cm 3 SI sistemine uymayan birimler, kütle pound, uzunluk feet.

22 Yoğunluk, kütlenin hacime oranıdır. (g/ml veya g/cm 3 ) yoğunluk (d)= kütle (m) hacim (V) Kapasite özelliği, gözlenen madde miktarına bağlıdır. (kütle, hacim) Şiddet özelliği, gözlenen madde miktarından bağımsızdır. (yoğunluk) *

23 Anlamlı rakam, bir sayısal değerdeki anlamlı rakam sayısı verilerle doğrulanabilir olan rakamların sayısıdır. 4,0 g ölçümünde 2; 20,40g.cm -3 4 anlamlı rakam vardır. *Hesaplamanın sonucundaki anlamlı rakam sayısı verilerdeki anlamlı rakam sayısını geçmemelidir. Kurallar; - 0 dışındaki tüm rakamlar anlamlıdır - 0 ın anlamlılığı şöyledir: ondalıklı basamaktan önce gelen ve virgülden sonra ilk rakama kadar olan 0 lar anlamlı değildir, diğerleri anlamlıdır. 0, Nicelikler 1 den büyük olduğunda ondalık virgülünden önce gelen sıfırlar varsa belirsizlik vardır. Bu da sayının 10 un kuvveti halinde yazılmasıyla giderilebilir m 8,3x10 3 m (2 anlamlı) 8,30x10 3 m (3 anlamlı) 8,300x10 3 m (4 anlamlı)

24 Sayıların yuvarlanması, ondalıklı sayılarda atılacak olan rakam 5, 6, 7, 8, 9 ise kendinden önceki rakam 1 artırılır; 0, 1, 2, 3, 4 ise kendinden önceki rakam değiştirilmez. 23,892 anlamlı 3 rakam için 23,9 a, 17,83 anlamlı 3 rakam için 17,8 e yuvarlanır anlamlı 3 rakam için 8,67x10 4 şeklinde gösterilir.

25 Bir ölçümün kesinliği işlemin gerektirdiği anlamlı rakamların sayısını yansıtır ve tekrarlanan ölçümlerin birbirine ne kadar yakın olduğuna bağlıdır. Tekrarlanabilirlik derecesidir. Bir seri ölçümün doğruluğu elde edilen değerlerin ortalamasının gerçek değere yakınlığıdır. Ölçümlerde genellikle 2 tip hata vardır: - Sistematik hata; tekrarlanan ölçümler serisinin her birinde gözlenen hatadır. - Rastgele hata; rastgele değişen bir hatadır ve ölçüm serisinde ortalaması sıfırdır. Hatanın en aza indirilmesi için birçok ölçüm alınıp ortalaması hesaplanır.

26

27