Tüm yaşayan organizmalar suya ihtiyaç duyarlar Çoğu hücre suyla çevrilidir ve hücrelerin yaklaşık %70 95 kadarı sudan oluşur. Yerküre içerdiği su ile

Transkript

1 Su Kimyası

2 Tüm yaşayan organizmalar suya ihtiyaç duyarlar Çoğu hücre suyla çevrilidir ve hücrelerin yaklaşık %70 95 kadarı sudan oluşur. Yerküre içerdiği su ile canlılık için gerekli ortamı sunar.

3 Canlıların habitatları suyun kimyasal özellikleri ile ilişkilidir.

4 Su moleküllerindeki polar kovalent bağlar hidrojen bağlarıyla sonuçlanmaktadır Su molekülü polar bir moleküldür. Yani zıt yönler zıt yüklere sahiptir. Suyun polar bir molekül olması su molekülleri arasında hidrojen bağları oluşmasını sağlar

5 + Hidrojen bağı Polar kovalent bağ

6

7 Suyun dünyanın yaşam için uygun olmasını sağlayan dört özelliği: Kohezyon özelliği Sıcaklığı ılımanlaştırma potansiyeli Buzun suda yüzmesi İyi bir çözücü olması

8 Su moleküllerinin kohezyonu Hidrojen bağlarının su moleküllerini bir arada tutması kohezyon olarak adlandırılır Kohezyon bitkilerde suyun yerçekimine karşı çıkarak bitki içinde taşınmasını sağlar Adhezyon iki madde arasındaki çekimdir (örneğin su ve bitki hücre duvarı arasında)

9 Adezyon Suyu ileten hücreler Kohezyon Suyun yukarı hareketi 300 m

10 Yüzey gerilimi bir sıvının yüzeyinde kırık oluşumunun ölçüsüdür. Yüzey gerilim kohezyona bağlıdır.

11 Suyun yüzey gerilimi örümceğin suyun yüzeyinde durabilmesini sağlar

12 Su sıcaklığı ılımanlaştırır Su ılık havadan ısıyı emer soğuk havaya ısıyı serbest bırakır Su çok büyük miktarda ısıyı soğurur ya da serbest bırakır. Fakat buna rağmen kendi sıcaklığında çok küçük değişiklikler olur.

13 Isı ve Sıcaklık Kinetik enerji hareket enerjisidir. Isı moleküler devinim nedeniyle olan toplam kinetik enerjinin ölçüsüdür. Sıcaklık moleküllerin ortalama kinetik enerjisi nedeniyle oluşan ısının ölçüsüdür.

14 Suyun spesifik ısısı yüksektir. Bir maddenin spesifik ısısı bu maddenin bir gramının sıcaklığını 1ºC artırmak için gerekli olan ısı miktarıdır. Suyun spesifik ısısı 1 cal/g/ºc dır. Su yüksek spesifik ısısı nedeniyle sıcaklık değişimlerine karşı direnç gösterir

15 Suyun yüksek spesifik ısısı hidrojen bağlarıyla ilgilidir. Hidrojen bağları kırıldığında ısı emilir. Hidrojen bağları oluştuğunda ısı dışarıya verilir. Suyun yüksek spesifik ısısı sıcaklık dalgalanmalarına karşı ılımanlaştırıcı bir güç olur. Bu da organizmaların yaşayabilmelerine olanak sağlar

16 Deniz kıyılarında deniz suyunun hava sıcaklığını ılımanlaştırıcı etkisi Santa Barbara 73 Los Angeles (Airport) 75 70s ( F) 80s 90s 100s Burbank 90 Pacific Ocean 68 Santa Ana 84 San Diego 72 San Bernardino 100 Riverside 96 Palm Springs miles

17 27 Eylül 2014 deniz suyu sıcaklıkları 27 Sept 2014 : hava sıcaklıkları İstanbul 17 C, İzmir 18 C

18 Buharlaştırıcı soğuma Bir sıvı buharlaştığında sıvının kalan yüzeyinin soğumasına buharlaştırıcı soğuma denir. Su buharlaştığında yüzeyinin soğuması sıcaklığın organizmalarda ve su kütlelerinde dengede kalmasını sağlar

19 Buz suda yüzer Buz suda yüzer çünkü buzdaki hidrojen bağları sudakine göre daha düzenlidir. Bu buzu sudan daha az yoğun yapar. Su 4 C de en yüksek yoğunluğuna ulaşır. Eğer buz suda batsaydı bütün su kütleleri donacaktı. Bu da yaşamı bu su kütlelerinde yaşayan canlılar için imkansız yapardı.

20 Hidrojen bağları Su: Hidrojen bağları devamlı olarak kırılır ve tekrar bağlanır Buz: Hidrojen bağları sudakinden daha stabil

21 Su çok iyi bir çözgen maddedir. Suyun polar bir molekül olması çok iyi bir çözücü madde olmasını sağlar. Polar olması sayesinde kolayca hidrojen bağları yapabilir. İyonik bir bileşik suda çözündüğü zaman her iyon hidrasyon kabuğu denilen su moleküllerinden oluşan bir küreyle sarılır.

22 Na Na Cl Cl

23 Su iyonik olmayan polar molekülleri de çözebilir. Proteinler gibi büyük moleküller bile polar ve iyonik bölgelere sahipse suda çözünebilirler.

24 + + Suda çözünebilen bir protein

25 Asidik ve bazik koşullar organizmaları etkiler Su dinamik bir denge durumundadır. Su molekülleri belirli bir hızda oluşurken aynı hızda kendisini oluşturan moleküllerine ayrılır.

26 Asitler ve Bazlar Saf suda H + ve OH konsantrasyonları eşittir. Asitler bir çözeltideki H + konsantrasyonunu artırır Bazlar bir çözeltideki H + konsantrasyonunu azaltır.

27 ph [H + ][OH ] = Bir solüsyondaki H + konsantrasyonunun negatif logaritmasıdır ph = log [H + ] Nötral bir sıvı solüsyonda, [H + ]=10 7 olur. Bu durumda: ph = ( 7) = 7

28 Increasingly Basic [H + ] < [OH ] Increasingly Acidic [H + ] > [OH ] ph Pil asidi Mide asidi, limon suyu H + H + H + H + OH OH H + H + H + H + Asidik solüsyon OH OH H + H + OH OH OH H + H + H+ Nötral solüsyon Neutral [H + ] = [OH ] Şarap, sirke, kola Domates suyu Bira Kahve Yağmur suyu İdrar Tükrük Saf su İnsan kanı ve gözyaşı Deniz suyu İnce bağırsak içi OH H + OH OH OH OH OH H + OH 12 Bazik solüsyon Magnezyum sütü Çamaşır suyu Ocak temizleyici

29 Tamponlar Tampon (Buffer) bir solüsyondaki H+ ve OH konsantrasyon değişimlerini en aza indiren maddelerdir. Birçok tampon dönüşümlü olarak H + ile birleşen asit-baz çiftleri içerir.

30 Okyanus asitlenmesi Fosil yakıt kullanımı gibi insan aktiviteleri su kalitesini tehdit eder. CO 2 fosil yakıtların tüketilmesinin sonucu ortaya çıkar. İnsan aktiviteleri sonucu ortaya çıkan CO 2 in %25 i okyanuslar tarafından emilir.

31 CO 2 Deniz suyunda çözünen CO 2 arttıkça HCO 3 ve H konsantrasyonları artar. Bu da suyun ph seviyesini düşürür CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H 2 CO 3 H + + HCO 3 H + + CO 3 2 HCO 3 CO Ca 2+ CaCO 3

32 Su asitleştikçe, H + iyonları bikarbonatı oluşturmak için karbonat iyonları ile birleşir. Karbonat birçok deniz canlısının kalsifikasyon yapması (kalkerli kabuk veya iskelet) oluşturması için gereklidir.

33 Okyanus asitlenmesi başlıca mercan resifleri gibi kalkerleşme gösteren deniz canlılarını olumsuz etkiler