Yapısmda C, H ve O bulunduran bileşiklerin yanma tepkimesi; CjHsOH C02 + 3H20

Transkript

1 (4T A şağıda verilen tepkimeleri denkleştiriniz. 1- H 04 + KOH K 04 + H20 2- Fe203 + A l ^ A1203 -t Fe 3- Ca+HCI CaCI2 +H2 Yanma tepkimeleri Çivinin paslandığım gördünüz mü? Hiç kamp ateşi veya soba yaktınız mı? Bu olaylar arasındaki ortak ilişkinin yanma olduğunu düşünür müsünüz? Bir maddenin oksijen gazıyla tepkimeye girmesine yanma olayı denir. Yanma tepkimelerin sonucunda oluşan yeni ürünlerle birlikte mutlaka ısı da açığa çıkar. Isı açığa çıkması tepkimenin, yanma tepkimesi olduğunu anlamamızı kolaylaştırır. Yanma olayları; a) Görünür (alevli) b) Görünmez (alevsiz) olmak üzere ikiye aynlır. Görünür yanmalarda, renk değişimi, gaz çıkışı, ısı ya da ışık yayılması gibi belirtiler gözlenebilir ve hızlı gerçekleşir. Örneğin: odunun yanması, kâğıdın yanması vb. Görünmez yanmalar ise, sessiz sedasız oluşur ve renksizdir. Örneğin; Solunum. Canlılığımızı sürdürebilmemiz için gerekli olan enerji vücudumuzda, yediğimiz besinlerin oksijenle yakılması sonucu oluşur. Buna solunum denir. Bazı yanma tepkimeleri ise çivinin paslanması gibi gözle gözlenebilmesi mümkün değildir. Çünkü çivinin paslanması yavaş gerçekleşen bir yanma tepkimesidir. Karbon, hidrojen ve oksijen elementlerini içeren bileşiklerin tam yanması sonucu daima karbon dioksit gazı ve su oluşur. Yanma tepkimelerin kimyasal denklemle gösterimi aşağıdaki gibidir. Metalin paslanması denklemi; Mg + I/2 O MgO veya 2Mg MgO şeklinde yazılabilir. Yapısmda C, H ve O bulunduran bileşiklerin yanma tepkimesi; CjHsOH C02 + 3H20 Solunum olayının tepkimesi; C6H] C02 + 6H20 + Enerji ASİTLER, BAZLAR VE TUZLAR Günlük yaşantımızda kullandığımız maddelerin özelliklerini hiç incelediniz mi? İçeriğinde hangi maddelerin olduğunu merak ettiniz mi? Sirke, limon, elma, gazoz, portakal, sabun, kabartma tozu ve diş macunu gibi hayatımızda önemli bir yeri olan yiyecek, içecek ve temizlik için kullandığımız bu maddelerin yapısmda neler olduğunu

2 biliyor musunuz? Resim 7 de bazı yiyecek, içecek ve temizlik için kullandığımız maddelerin yapısında bulunan maddeler gösterilmektedir. Limon / Sitrik asit Elma / Malik asit Kola / Karbonik asit Sirke / Asetik asit Diş macunu / Sodyum karbonat Kabartma tozu / Sodyum bikarbonat Sabun / Sodyum hidroksit Resim 7: Bazı maddelerde bulunan asit ve bazlar Yediğimiz bazı içecek ve yiyeceklerde asit vardır. Bunların tadındaki ekşilik, yapısındaki çeşitli asitlerden kaynaklanmaktadır. Bazı maddelerin yapısmda ise baz vardır. Bunlan yediğimizde ya da kullandığımızda bize zarar vermezken bazılarına dokunmamız bile tehlikelidir. Temizlik yapılırken kullanılan maddelerin özelliğine dikkat edin. Mesela, temizlik için kullanılan tuz ruhu bir asittir. Dişimizi fırçalarken kullandığımız diş macunu bazdır. Asit denilince akla ilk gelen, yakıcı ve tehlikeli bir madde, baz denilince ise yakıcı, kaygan ve acı bir madde olduğudur. Bu nedenle bu tür maddelerle çalışılırken, mutlaka eldiven, gözlük takılmah ve önlük giyinmeli; üzerimize ve yüzümüze sıçratmamak, bu maddelerden çıkan buharlan da kesinlikle solumamalıyız. Asit ve bazlarla çalışırken aşağıdaki kurallara uyulması gerekir. Asitler ve bazlar yakından koklanmamalı ve tatlanna bakılmamalıdır. Asitler ya da bazlarla çalışırken mutlaka gözlük, eldiven ve önlük giyinilmelidir. Asit üzerine su dökülmemeli, su üzerine asit ilave edilmelidir. Asitler ve bazlar alevden uzak tutulmalıdır. Asit ve baz şişeleri kapaklı ve etiketlenmiş olmalıdır. Asit ve baz çözeltileri kapalı yerlerde buharlaştınlmamalıdır. Metal kaplar içine asit ve baz konulmamalı, cam yada plastik kaplar içinde saklanmalıdır. Asit ya da baz çözeltisi vücudunuza sıçrarsa, o bölge bol su ile yıkanmalıdır. V

3 (4T Bu maddelere asit ya da baz özelliği kazandıran nedir? Bir madde, suda çözündüğünde sudaki hidrojen iyonunun (H+) miktarını artırıyorsa asit, hidroksit iyonunun (OH-) miktarım artırıyorsa bazdır. Örneğin, HCI maddesi asit mi yoksa baz mıdır? Bunun için HCI maddesinin su ile verdiği iyonlaşma tepkimesine bakılır. HCI + H20 H+ + CI- bu tepkimede HCI asittir. Çünkü suda çözündüğünde suya H+ iyonları verir. ÖRNEK: NaOH maddesi asit mi yoksa baz mıdır? NaOH +H NaOH bazdır. Na+ + OH- tepkimesine göre OH- iyonları oluştuğu için Maddelerin suda çözündüğünde H+ veya OH- iyonu oluşturduğu nasıl belli olur? Bilim insanlan hidrojen iyonlarının miktarım belirlemek için ph diye bir ölçüm sistemi geliştirmişlerdir. Bunun için resim 8 deki gibi turnusol kâğıdı ya da ph metre kullanılır. Pembe ve mavi renkli olmak üzere iki tane turnusol kâğıdı vardır. W * Resim 8: Turnusol kâğıtları ph metre 25 C ta ph, 0 ile 14 arasında değerler alır. Turnusol kâğıdı maddenin asidik ya da bazhğına göre renk değiştirir. Asit ya da baz olduğu bilinmeyen iki çözeltiye resim 9 daki gibi mavi turnusol kağıdı batırıldığında, 1. çözeltinin asit 2. çözeltinin baz olduğunu söyleyebiliriz. Çünkü asitler, mavi turnusol kâğıdının rengini kırmızıya çevirir. Bazlarda ise renk değişikliği gözlenmez. Yani mavi turnusol kâğıdının rengi aynen kalır. Kırmızı renkli turnusol kağıdı, baz çözeltisine batırıldığında rengi maviye, aside batırıldığında ise rengi değişmez. Turnusol kâğıdıyla çözeltilerin asit mi baz mı olduğunu ayırabiliriz. Maddelerin asit mi baz mı olduğunu anlamak için kullanılan bu tür maddelere belirteç (indikatör) denir.

4 1. çözelti. 2. çözelti Resim 9: Asit ve baz çözeltilerine mavi turnusol kağıdı batırıldığında renk değişimi Maddelerin asit mi baz mı olduğunu belirleyen turnusol kağıdı ve ph metre gibi araç-gereçler laboratuvar ortamında mevcuttur. Sizde evde kendinize bir belirteç yapabilirsiniz ve bu belirteçle evinizde kullandığınız maddelerin asidik mi yoksa bazik özellikte mi olduğunu belirleyebilirsiniz. Bunun için aşağıdaki etkinliği dikkatlice okuyunuz ve adım adım uygulayınız. ETKİNLİK Resim 10: Kırmızı lahanadan belirteç hazırlanması Bir kırmızı lahanayı küçük parçalar halinde doğrayarak bir tencereye koyunuz. Lahanaların üzerini örtecek kadar su ile doldurup kaynatınız ve soğuduktan sonra süzünüz. Sıvı kısmı belirtecinizdir. Evinizde bulunan bildiğiniz asit, baz ve tuz özelliği olan maddelerden bir miktar alarak ayn kaplara koyunuz, üzerine belirtecinizden damlatın ve renk değişimlerini not edin. Şimdi aspirin, yoğurt, diş macunu, kabartma tozu gibi evinizde olan maddelerin asit, baz ya da tuz özellikte olduğunu belirleyebilirsiniz. Bir maddenin ph sı 0 ile 7 arasında ölçülmüş ise o madde asittir. 7 ile 14 arasında ölçülmüş ise o madde bazdır. ph değeri küçüldükçe asittik kuvveti büyük değerler aldığında ise bazlık kuvveti artar. Bir maddenin ph ı 7 ise o madde nötraldir.

5 Şekil 7 de bazı maddelerin ph değerleri gösterilmiştir. aaidik * domates ka h ve ^ilh 7 s a f bu 'insan Hanı kabartma (Oîu 10 "magntzyum hidroküı? - amonyak bazik 14- Şekil 7: Bazı maddelerin ph değerleri Gerek evimizdeki gıdalarda veya temizlik ürünlerinde gerekse sanayinin birçok kollarında asit ya da baz özellikteki maddeler kullanılmaktadır. Günlük yaşantımızın her alanında çok kullandığımız bazı asit ve bazik maddelerle ilgili formülleri, sistematik adlan, piyasadaki adlan ve kullanım alanlan çizelgede 8 'de verilmiştir. Madde ve formülü Özelliği Piyasadaki adı Sistematik adı Kullanım alanlan HC1 Asit Hidroklorik asit HN03 Asit Nitrik asit (kezzap) h 2so4 Asit Sülfürik asit H3P04 Asit Fosforik asit NaOH Baz Sodyum hidroksit KOH Baz Potasyum hidroksit Ca(OH)2 Baz Kalsiyum hidroksit Hidrojen monoklorür n h 3 Baz Amonyak Azot trihidriir Çizelge 8: Bazı asit ve bazların kullanım alanlan Temizlik ürünlerinde, Dinamit yapımında ve NIÎ4NO3 içeren gübrelerin üretiminde kullanılır. Gübre üretiminde, patlayıcı yapımında, boya ve petrokimya sanayinde kullanılır. Fosfatlı gübrelerin yapımında ve ilaç endüstrisinde kullanılır. Sabun, kağıt, tekstil, boya, deterjan endüstrisinde kullanılır. Arap sabunu üretiminde, pillerde elektrolit olarak ve gübre yapımında kullanılır. Asidik gazların uzaklaştırılmasında, kireç ve çimento yapımı alanlarında kullanılır.

6 TUZLAR Yemeklere lezzet vermek amacıyla kullanılan yemek tuzu (NaCl), temizlikte kullanılan çamaşır sodası (Na2 C0 3), kabartma tozu olarak kullanılan yemek sodası (NaHC0 3) günlük yaşantımızda en çok kullandığımız tuzlardır. Ancak tuzların zararsız olanı olduğu gibi zararlı olanları da vardır. Örneğin, talyum tuzlan bir zamanlar fareleri zehirlemek için kullanılmıştır. Resim 11: Travertenleri ve sarkıtları oluşturan maddeler magnezyum ve kalsiyum tuzlandır. Tuzlar, asit ve bazın tepkimesi sonucu oluşurlar. Asit ve baz çözeltileri kanştınldığında bazın hidroksit iyonu ile asidin hidrojen iyonu birleşerek suyu, bazm katyonu ile asidin anyonu birleşerek tuzu oluşturur. Asit ve bazm tepkimeye girerek tuz ve su oluşturmasına nötralleşme adı verilir. Oluşan tepkimeye de nötralleşme tepkimesi denir. Asit + Baz Tuz + Su HCI + NaOH NaCI + H20 Tuz nasıl oluşuyor? Tuzu elde etmek için, baz çözeltisi ve asit çözeltisi hazırlanır. Asit çözeltisine, indikatör olan fenolftaleinden birkaç damla damlatılır. Fenolftalein, baz çözeltisine damlatıldığında rengi pembe olur. Asit çözeltilerinde ise renk değişikliği yapmaz. Bu nedenle bazların tanınmasında fenolftalein kullanılır. Şekil 8 de beherde fenolftalein damlatılmış asit çözeltisi, bürette baz çözeltisi vardır. Asit çözeltisi üzerine yavaş yavaş baz çözeltisi damlatılır ve pembe renk oluşunca beher hafifçe sallanır. Pembe renk kaybolunca tekrar baz çözeltisi damlatılmaya devam edilir. Bu durum pembe renk kalıcı olana kadar devam eder. Beherdeki asit çözeltisinin asitlik özelliği tamamen kaybolur. Bunu anlamamızı sağlayan ise pembe rengin kalıcı hale gelmesidir. Beherdeki pembe renkli çözeltinin suyu ısıtılarak buharlaştmldığmda tuz elde edilir. 115

7 Şekil 8: Asit ve bazın tepkimesi Günlük yaşamımızda sıkça kullandığımız asitler ve bazlar, temas ettikleri yerlerde ve dokularda aşındırma, delme, tahriş etme gibi etkiler gösterir. Asitler ve bazlar kağıt, odun, saç, yün, deri gibi proteinlerden oluşan maddelere etki eder. Örneğin bir parça çiğ kırmızı etin üzerine asit damlatıldığında etin renginin değiştiğini gözlemlersiniz. Limon suyu veya sirke mermere döküldüğü zaman etki ederek C02 gazı çıkarır. Nitrik asit (HNO3) yaprağm rengini değiştirir. Sülfürik asit (H2 S04) yünü parçalar. NaOH ise derinin tahriş olmasına neden olur. Asitler çinko, demir ve magnezyum gibi metallere etki ederek hidrojen gazı açığa çıkarırlar. 2HCI + Zn ZnCI2 + H2 Asit Çinko metali Tuz Hidrojen gazı Metallerle tepkime vermesinden dolayı asidik özellikteki yiyecekler, içecekler ve diğer maddeler metal kaplarda saklanmaz. Asit, baz ve tuzların sulu çözeltileri elektrik akımım iletir. Katı haldeki tuz elektrik akımım iletmez. Vücudumuzdaki organlardan biri olan midede mide öz suyu bulunur. Mide öz suyu hidroklorik asit (HCI) içerir. Bu asit sayesinde midedeki besinler parçalanır. Parçalanan bu besinleri bağırsakta bazik bir ortam karşılar. Besinler mideden bağırsaklara geçerken onikiparmak bağırsağında bulunan bazik özellikteki safra suyu midenin asidini nötraueştirir. Asitlerin genel özellikleri 1. Mavi turnusol kâğıdının rengim kırmızıya çevirirler. 2. Tatlan ekşidir ve suda çözünürler. 3. Suda çözündüklerinde H+ iyonu verirler.

8 4. Metallere etki ederek hidrojen gazı (H2) açığa çıkarırlar. 5. Sulu çözeltileri elektrik akımını iletir. 6. Temas ettikleri yerleri aşındırır, dokuları tahriş ederler. 7. Bazlarla tepkimeye girerek tuz bileşikleri oluştururlar. Bazların genel özellikleri 1. Suda çözündüklerinde hidroksit iyonu (OH-) oluştururlar. 2. Kırmızı turnusol kâğıdının rengini maviye çevirirler. 3. Tatlan acıdır. 4. Ele kayganlık hissi verirler. 5. Asitlerle tepkimeye girerek tuz bileşikleri oluştururlar. 6. Sulu çözeltileri elektrik akımım iletir. Asidik veya bazik özellikteki ve diğer birçok kimyasal maddeler günlük yaşantımızı kolaylaştırırken bazı alanlarda ise hayatımızı tehdit edecek duruma gelirler. Bunlar hava, su ve toprak kirliliği olarak karşımıza çıkar. Hava kirliliğinin büyük bir kısmı yanma reaksiyonlarından kaynaklanır. Yapısmda karbon ve hidrojen içeren petrol ürünleri yakıldığında karbondioksit ve su oluşur. Tam yanma gerçekleşmediğinde ise karbon monoksit gibi insan sağhğı için çok tehlikeli ve hatta öldürücü gazlar üretilir. Örneğin, arabaların egzozlarından çıkan gaz karbon monoksit (CO) tir. Evlerin veya fabrika bacalarından çıkan gazlar, S02, N02, C02 ve CO gibi hava kirliliğine yol açan zehirli gazlardır. Endüstriden, evlerden veya arabalardan atık madde olarak havaya bırakılan bu gazlar, rüzgârla taşınıp yağmurla karşılaşınca kolaylıkla suda çözünüp aside dönüşebilirler. Bu asitler havada yoğunlaşıp asit yağmuru olarak yeryüzüne döner. Asit yağmurlan, doğanın bitki örtüsüne ve tarihi eserlere büyük ölçüde zarar vermektedir. Aynı zamanda toprağın da kirlenmesine neden olmaktadır. Günümüzde teknolojinin gelişmesi, nüfiıs artışı gibi etkenlerden dolayı su kaynaklan olan dereler, göller ve yeraltı sulan aşın kirlenme ile karşı karşıyadır. Yerleşim yerlerinin ve fabrikaların atık sulan derelere veya göllere bağlanmaktadır. Atık sulardaki kimyasal maddeler ve karbonlu bileşikler suda çözünmüş olan oksijen miktarının azalmasına sebep olmaktadır. Bu da suda yaşayan bitki ve hayvanların ölüm oranlarını artırmaktadır. Dolayısıyla doğanın kirlenmesi insanların da daha sağlıksız yaşamasına ve ölümünün hızlanmasına neden olacaktır. Doğal dengeyi bozan ve su kaynaklarım kirleten etkenleri ortadan kaldırmak için son yıllarda yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Yerleşim yerlerinin atık suları arıtma tesislerinden geçirildikten sonra doğal su kaynaklarına verilmekte, fabrikalara filtre ve antma tesisleri konulmakta, doğaya zarar vermeyecek yeni ürünler elde edilmektedir. Tüm bunların yanında doğayı kullanan herkesin bilinçli olması ve yaşadığı çevreyi koruması gerekmektedir. Çünkü dünya bir tanedir ve onu koruyacak yine insanlardır. Doğal sular yerkabuğunda denizlere ve göllere doğru akarken değişik kayaların içerisinden geçer ve bu kayalardaki bazı tuzlan çözerler. Bu nedenle yeraltı sulan içerisinde değişik iyonlar bulundururlar. İçerisinde kalsiyum, magnezyum ve demir gibi iyonlan bulunduran sular, sert su olarak tanımlanır. Sert sulann iki önemli zararı vardır. Bunlardan birincisi, sert sularda bulunan magnezyum, kalsiyum ve demir iyonlan, 117

9 sabun ile birleşerek çökelek oluşturur ve sabunun köpürmesine engel olur. Bu nedenle sabun temizleme işlevini yerine getiremez. İkincisi ise, ısıtma ve soğutma sistemlerinde sert su kullanıldığında, sistemin borularında ve kazanlarında zamanla tortu oluşmasma neden olur. Bu tortular, sistemin yıpranmasına ve veriminin düşmesine neden olur. Bu nedenlerden dolayı sert sular kullanılmadan önce yumuşatılmalıdır. Yumuşatma yöntemleri suyun sertliğine göre değişiklik gösterir. Değişiklik göstermesinin sebebi, sert sulann geçici ve daimi sert sular olmak üzere ikiye ayrılmasıdır. Geçici sertliğe sahip sert sular: İçerisinde C02 çözünmüş sular, yerkabuğunda bulunan ve normal suda çözünmeyen kireç taşını (CaC03) ve dolamiti (MgC03. CaC03) yavaş yavaş çözer. Böylece Ca2 + ve Mg2+ bikarbonatlar halinde (Ca(HC03)2, Mg(HC03)2 suya geçer. MgC03.CaC03(k) + C02(g) +H2 0(s) Mg(HC03)2 (suda) + Ca(HC03)2(suda) İçerisinde Ca2+ ve Mg2+ iyonlarının bikarbonat (HC03) tuzlarım bulunduran sulara geçici sertliğe sahip sular denir. Geçici sertliğe sahip sulan yumuşatmak için NaOH eklenebilir ya da birkaç dakika kaynatmak suretiyle kolayca yumuşatılabilir. Kaynama sırasında Ca(HC03)2 ısı etkisiyle parçalanarak CaC03, C02 ve H20 ya dönüşür. Ca(HC03)2(suda) CaC03(k) + C02(g) + H20(s) Daimi sertliğe sahip sert sular: Suda çözünmüş CaCI2 ve CaS04 tuzlan var ise bu tür sulara daimi sert sular denir. Daimi sertliğe sahip sular kaynatma gibi basit işlemlerle yumuşatılamaz. Bu tür sulan yumuşatmak için iyon-değişim yöntemleri kullanılır. Sert sular sağlığı olumsuz yönde etkileyecek kadar zararlı değildir, fakat suyun içim ve temizlenme kalitesini etkilemektedir. Hayatımızı kolaylaştıran makinelerin çalışmasını olumsuz yönde etkiler. Örneğin çamaşır makinesinde sürekli sert su kullanıldığında zamanla makinede tortu oluşmasma neden olacak ve makinenin çalışmasını engelleyecektir. Aym şekilde kahvaltılarda vazgeçemediğimiz çay, sürekli sert su ile yapıldığında bir süre sonra çaydanlığın içi kireçlenir ve suyun akmasına engel olur. Bu gibi nedenlerden dolayı sert su yerine yumuşatılmış su kullanılması hayatımızı kolaylaştırır. İçme sularının temizlenmesinde ise su antım tesislerinden geçtikten sonra mikrop öldürücü olarak klor kullanılır ve sağlıklı içme suyu elde edilir. 118