T.C. MİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞI MEGEP (MESLEKÎ EĞİTİM VE ÖĞRETİM SİSTEMİNİN GÜÇLENDİRİLMESİ PROJESİ) KİMYA TEKNOLOJİSİ ORGANİK MADDELER-1

T.C. MİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞI MEGEP (MESLEKÎ EĞİTİM VE ÖĞRETİM SİSTEMİNİN GÜÇLENDİRİLMESİ PROJESİ) KİMYA TEKNOLOJİSİ ORGANİK MADDELER-1 ANKARA 2008

Milli Eğitim Bakanlığı tarafından geliştirilen modüller; Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığının 02.06.2006 tarih ve 269 sayılı Kararı ile onaylanan, Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarında kademeli olarak yaygınlaştırılan 42 alan ve 192 dala ait çerçeve öğretim programlarında amaçlanan mesleki yeterlikleri kazandırmaya yönelik geliştirilmiş öğretim materyalleridir (Ders Notlarıdır). Modüller, bireylere mesleki yeterlik kazandırmak ve bireysel öğrenmeye rehberlik etmek amacıyla öğrenme materyali olarak hazırlanmış, denenmek ve geliştirilmek üzere Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarında uygulanmaya başlanmıştır. Modüller teknolojik gelişmelere paralel olarak, amaçlanan yeterliği kazandırmak koşulu ile eğitim öğretim sırasında geliştirilebilir ve yapılması önerilen değişiklikler Bakanlıkta ilgili birime bildirilir. Örgün ve yaygın eğitim kurumları, işletmeler ve kendi kendine mesleki yeterlik kazanmak isteyen bireyler modüllere internet üzerinden ulaşılabilirler. Basılmış modüller, eğitim kurumlarında öğrencilere ücretsiz olarak dağıtılır. Modüller hiçbir şekilde ticari amaçla kullanılamaz ve ücret karşılığında satılamaz.

İÇİNDEKİLER AÇIKLAMALAR...iii GİRİŞ...1 ÖĞRENME FAALİYETİ - 1...3 1. SOLVENTLER...3 1.1.Organik Kimya Hakkında Genel Bilgiler...3 1.2.Organik Maddelerde C, H, O ve N Aranması...4 1.2.1. Organik Maddelerde C ve H in Nitel Olarak Aranması...4 1.2.2. Organik Maddelerde N (Azot) Aranması...4 1.2.3. Organik Maddelerde Oksijen ( O ) Aranması...5 1.3. Hidrokarbonlar...6 1.3.1. Hidrokarbonların Sınıflandırılması...6 1.3.2. Kapalı Formül, Açık Formül ve Ampirik Formül...8 1.3.3. Alkanlar...9 1.3.4. Alkenler...15 1.3.5. Alkinler...21 1.4. Solventler ve Özellikleri...26 1.4.1. Solventler Hakkında Genel Bilgiler...26 1.4.2. Solventlerin Deri İşlentisindeki Yeri ve Önemi...27 UYGULAMA FAALİYETİ...29 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME...31 ÖĞRENME FAALİYETİ 2...34 2. FORMİK ASİT ASETİK ASİT...34 2.1. Karboksilli Asitlerin Genel Yapıları...34 2.2. Karboksilli Asitlerin Sınıflandırılması...35 2.3. Karboksilli Asitlerin Adlandırılması...36 2.4. Karboksilli Asitlerin Genel Elde Edilme Yolları...37 2.5. Karboksilli Asitlerin Genel Özellikleri...38 2.5.1. Fiziksel Özellikleri...38 2.5.2. Kimyasal Özellikleri...38 2.6. Formik Asit (HCOOH)...40 2.6.1. Formik Asidin Deri İşlentisinde Kullanımı ve Amacı...41 2.7. Asetik Asit (CH 3 COOH)...42 2.7.1. Asetik Asidin Deri İşlentisindeki Yeri ve Önemi...42 UYGULAMA FAALİYETİ...44 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME...47 ÖĞRENME FAALİYETİ - 3...50 3. OKSALİK ASİT (H 2 C 2 O 4 )...50 3.1. Di Karboksilli Asitler...50 3.1.1.Oksalik Asit (Etandioik Asit) HOOC COOH...50 3.1.2. Malonik Asit (HOOC CH 2 COOH)...51 3.1.3. Adipik Asit (HOOC (CH2)4 COOH)...52 3.2. Hidroksi Asitler...53 3.2.1.Karbonik Asit (H 2 CO 3 )...53 UYGULAMA FAALİYETİ...54 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME...56 i

MODÜL DEĞERLENDİRME...58 CEVAP ANAHTARLARI...61 KAYNAKÇA...63 ii

AÇIKLAMALAR KOD ALAN DAL/MESLEK MODÜLÜN ADI MODÜLÜN TANIMI SÜRE ÖN KOŞUL YETERLİK MODÜLÜN AMACI EĞİTİM ÖĞRETİM ORTAMLARI VE DONANIMLARI ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME AÇIKLAMALAR 524KI0183 Kimya Teknolojisi Deri İşleme Organik Maddeler-1 Solvent, formik asit ve oksalik asitin yapısı ve özellikleri ile bunların deri işlentisinde kullanım amaçlarını tanıma yeterliğinin kazandırıldığı öğrenme materyalidir. 40/32 İnorganik Maddeler-3 modülünü başarmış olmak Organik maddelerin yapılarını, özelliklerini ve deriye etkilerini incelemek Genel Amaç Bu modül ile, gerekli ortam sağlandığında, kurallara uygun olarak organik maddelerin yapılarını, özelliklerini ve deriye etkilerini inceleyebileceksiniz. Amaçlar Gerekli ortam sağlandığında kurallara uygun olarak 1. Solventlerin deriye etkisini inceleyebileceksiniz. 2. Formik asit ve asetik asidin deriye etkisini inceleyebileceksiniz. 3. Oksalik asidin deriye etkisini inceleyebileceksiniz. Ortam: Laboratuvar, atölye, işletme gibi tek veya grup olarak çalışabileceğiniz her türlü ortamlar Donanım: Sınıf ve bölüm kitaplığı, VCD veya DVD, tepegöz, projeksiyon, bilgisayar ve donanımları, internet bağlantısı, öğretim materyalleri vb. Deneme dolabı, terazi, tartım kabı, yağlı ve saması yapılmış küçükbaş hayvan derisi, piklesi yapılmış deri, beyaz deri yapmak için tıraşı yapılmış krom tabaklı deri. Modül içerisindeki her bir öğrenme faaliyetinden sonra belirtilen ölçme araçları ile kendinizi değerlendireceksiniz. Modülün sonunda ise, kazanmış olduğunuz bilgi, beceri ve tavırlarınız öğretmen tarafından hazırlanacak ölçme araçları ile değerlendirilecektir. iii

iv

GİRİŞ GİRİŞ Sevgili Öğrenci, Organik maddelerden olan solventler, formik asit, asetik asit ve oksalik asit, deri işlentisinde vazgeçilemeyen maddelerdir. Bu maddelerin kendilerine has özellikleri olduğu için iyi tanınması gerekir. Bunların yapıları, fiziksel ve kimyasal özellikleri, tepkimeleri ve deri üzerine etkilerinin çok iyi bilinmesi gerekir. Formik asit, asetik asit ve oksalik asit organik asit olmalarına rağmen, değişik yapı ve özellik gösterirler. Solventler ise asitlere göre çok daha farklı olup, bunların deri işlentisinde kullanım amacı ve deri üzerine etkileri de farklıdır. Organik asitlerden olan formik asit deri işlentisinde, küçükbaş ve büyükbaş hayvan derilerinin piklajında, retenaj ve yağlanmasında fiksasyon maddesi olarak, kürklük derilerin ıslatılmasında ve büyükbaş hayvan derilerinin alkalilerinin giderilmesinde kullanılır. Solventler ise yağlı derilerde bulunan doğal yağların deriden uzaklaştırılmasında kullanılır. Bu modül ile solventlerin, formik asit, asetik asit ve oksalik asidin deri işlentisinin belirli safhalarında etkisini görebilecek, bu maddelerin deri üzerine etkilerini saptayabileceksiniz. Bu modülde hedeflenen yeterlikleri edinmeniz durumunda; Kimya Teknolojisi alanı, Deri İşleme dalında daha nitelikli elemanlar olarak yetişeceğinizi hatırlatıyor, size başarılar diliyoruz. 1

2

ÖĞRENME FAALİYETİ 1 AMAÇ ÖĞRENME FAALİYETİ - 1 Uygun atölye ortamı sağlandığında kurallara uygun olarak solventlerin yapılarını, özelliklerini ve deri üzerine etkilerini inceleyebileceksiniz. ARAŞTIRMA Çevrenizde solvent kullanan üretim sektörü var mıdır? Bu sektörler solventi üretimin hangi aşamasında ve niçin kullanmaktadırlar? Araştırınız, araştırma sonuçlarını sınıfa rapor hâlinde sununuz. Deri üretim sektöründe en fazla kullanılan solvent hangisidir? Araştırınız. 1. SOLVENTLER 1.1. Organik Kimya Hakkında Genel Bilgiler Organik kimya, kimyanın dallarından biridir. Organik kimya; yapısında C, H, O ve N elementlerini bulunduran maddeleri inceler. Kısaca karbon kimyası da denir. Karbon bileşiklerine organik madde denmesinin nedeni, bu maddelerin genellikle canlı organizmalarda bulunmasındandır. İnsanoğlunun çeşitli organik bileşikleri bazı organizmalar yardımıyla sentezlemesi çok eski çağlara dayanır. Buna örnek olarak eski Fenikelilerin bir cins kabuklu deniz canlısının salgısını çeşitli işlemlerden geçirdikten sonra elde ettikleri Fenike moru adlı boyayı gösterebiliriz. Razi, 900 lü yıllarda bitkilerden ilk defa saf alkol elde etmiştir. 700-800 lü yıllarda sabun, kâğıt, ipek, boya, suni gübre, ilaç, kumaş boyası, güzel koku ve birçok organik madde canlı organizmalardan elde edilmiştir. Günlük hayatta çok kullanılan aspirin söğüt yaprağından, penisilin küflü peynirden izole edilmiştir. Günümüzde sentetik ilaçların yan tesirini gören insanoğlu, tekrar bitkisel kaynaklı ilaçlara yönelmektedir. Günlük hayatta kullandığımız eşyaların, giyeceklerin, yiyeceklerin, ilaçların ve birçok maddenin yapı taşı organik maddelerdir. Üretilen organik maddeler bir taraftan insanların hizmetine sunulurken bir taraftan da çok büyük zararlara neden olmaktadır. Fabrikalardan bilinçsizce atılan kimyasal atıklar, çevreye atılan organik çöpler ve diğer kimyasal kirlenmeler çevreye, yeşil alanlara, canlılara ve insanlara telafisi mümkün olmayan zararlar vermektedir. Canlı türlerinin azalmasına hatta yok olmasına neden olan bu kirlilikler ekolojik dengeyi de bozmaktadır. Bilim adamları bu tehlikeyi fark ettiğinden bu alanda yoğun çalışma başlatmışlardır. Bütün insanlık bu çalışmaya tam olarak katılmalıdır, yoksa bozulan bu denge ileride insanlara yaşama hakkı tanımayacaktır. 3

1.2. Organik Maddelerde C, H, O ve N Aranması Organik bileşikler genel olarak karbon, hidrojen, oksijen ve azot içerirler. Bunların dışında, sülfür, fosfor ve halojenler, bazı metal ve ametaller de organik bileşiklerin yapısında bulunurlar. Bu organik maddelerin varlığını anlamak ve miktarını tespit etmek için analizler yapılır. Biz C, H, O ve N un nitel analizine yer vereceğiz. 1.2.1. Organik Maddelerde C ve H in Nitel Olarak Aranması Birçok organik bileşik tüp içerisinde ısıtıldığında kömürden ibaret kalıntı bırakırlar. Ancak daha kesin olarak karbonun varlığını tespit etmek için, organik madde, bakır-ii-oksit ile karıştırılarak (CuO) bir deney tüpü içerisine konularak ısıtılır. Tüpten çıkarılan bir çıkış borusu ile içinde kireç suyu bulunan ( Ca(OH) 2 ) diğer tüpe daldırılır. Bir süre sonra tüpün üst tarafında su damlacıkları meydana geldiği ve çıkış borusundan çıkan gazın kireç suyunu bulandırdığı görülür. Tüpün üst kısmında oluşan su damlacıklarından, organik maddede hidrojen bulunduğu, kireç suyunun bulanmasından da CO 2, dolayısıyla karbonun varlığı anlaşılır. Şekil 1.1: Organik maddelerde C ve H aranması 1.2.2. Organik Maddelerde N (Azot) Aranması Bir tüp içerisine organik madde (üre, tırnak, saç) konularak üzerine bir miktar derişik sülfürik asit (H 2 SO 4 ) ilave edilerek ısıtılır. Üzerine sodyum hidroksit (NaOH) ilave edilip tekrar ısıtıldığında, amonyak (NH 3 ) gazı çıkar. Bu gazı kokusundan tanımak mümkündür. Ayrıca kırmızı turnusolü tüpün ağzına tutarak renginin maviye dönmesinden de amonyağın varlığı anlaşılır. Bu da organik maddede azotun (N) varlığını gösterir. 4

Şekil 1.2: Organik maddelerde azot ( N ) aranması 1.2.3. Organik Maddelerde Oksijen ( O ) Aranması Organik maddelerde bulunan oksijenin nitel analizi şimdilik yapılamamaktadır. Oksijenin varlığı nicel (ölçülebilen) analiz yöntemiyle anlaşılır. Nicel analizle oksijenin varlığını anlayabilmek için önce tahlili yapılacak organik bileşik tartılır. Sonra yapısında bulunan diğer elementlerin tahlili yapılır. Tahlili yapılan elementlerin kütleleri toplamı organik maddenin kütlesinden çıkartılır. Aradaki fark (varsa) organik maddedeki oksijenin miktarıdır. Bu da organik maddede oksijenin varlığını gösterir. Örnek: C x H y organik bileşiğinin bir molü yakıldığında 3 mol CO 2 ve 4 mol H 2 O oluşuyor. Buna göre bileşiğin formülü nedir? Çözüm: Organik bileşiklerin yanma ürünleri CO 2 ve H 2 O dur. Bunun için organik bileşiğin yanma denklemi yazılarak denkleştirilir. Denkleşmiş denklemden yararlanarak bileşiğin formülündeki atomların molleri bulunur. C x H y + 5O 2 3CO 2 + 4H 2 O Denkleşmiş denkleme göre; X= 3 Y= 8 dir. Bileşiğin formülü C 3 H 8 dir. Örnek: Karbon, hidrojen ve oksijen içeren bir organik maddenin 0,074g yakıldığında 0,132 g CO 2 ve 0,054g H 2 O elde ediliyor. Buna göre a) Bileşikteki C, H, O miktarlarını bulunuz. ( C: 12, H: 1, O: 16) b) Bileşiğin kaba formülünü bulunuz. 5

Çözüm: a) C x H y O z + O 2 CO 2 + H 2 O 0,074 g 0,132 g 0,054 g 44g 18 g 44 g CO 2 de 12 g C varsa 18 g H 2 O da 2 g H varsa 0,132 g X 0,054 g X 0,132 x 12 0,054x2 X= X= 44 18 X= 0,036 g C vardır = m c X= 0,006 g H vardır = m H m c + m H + m o = 0,074 0,036 +,006 + m o = 0,074 0,042 + m o = 0,074 m o = 0,074-0,042 m o = 0,032 g Oksijen vardır. b) n c = 0,036 / 12 = 0,003 n c = 0,003 / 0,002 = 1,5 n H = 0,006 / 1 = 0,006 n H = 0,006 / 0,002 = 3 n O = 0,032 / 16 = 0,002 n O = 0,002 / 0,002 =1 Kaba formül = C 1,5 H 3 O 1 = C 3 H 6 O 2 1.3. Hidrokarbonlar 1.3.1. Hidrokarbonların Sınıflandırılması Yapılarında sadece C ve H elementlerini bulunduran organik bileşiklere hidrokarbonlar denir. Hidrokarbonlar alifatik hidrokarbonlar ve aromatik hidrokarbonlar olmak üzere iki ana gruba ayrılır. Alifatik hidrokarbonlar, ana zincirdeki karbon atomları birbirleriyle dallanmış veya dallanmamış zincirler hâlinde birbirine tekli (C- C) bağlar ile bağlanmış ise doymuş hidrokarbonlar, ana zincirdeki karbon atomları birbirleriyle çiftli (C=C) ya da üçlü (C C) bağlarla bağlanmış ise bu tür hidrokarbonlara da doymamış hidrokarbonlar denir. Doymuş hidrokarbonlara alkanlar, doymamış hidrokarbonlara da alkenler ve alkinler denir. 6

HİDROKARBONLAR Alifatik Hidrokarbonlar Hidrokarbonlar Aromatik Doymuş Hidrokarbonlar (Alkanlar)Parafinler Doymamış Hidrokarbonlar Alkenler (Olefinler) Alkinler (Asetilenler) Karbonlar arasındaki bağın sayısına göre hidrokarbonlar birbirinden ayrılır. Karbon her zaman dört, hidrojen bir bağ yapar. Alkanlarda karbonlar arasındaki bütün bağlar teklidir. H H H C C H H H Alkenlerde karbonlar arasında çift bağ vardır. H H C = C H H 7

Alkinlerde karbonlar arasında üçlü bağ vardır. H C C H Alkadienlerde iki tane çift bağ vardır. 1.3.2. Kapalı Formül, Açık Formül ve Ampirik Formül Kapalı formül (molekül formülü): Molekülü oluşturan atomların gerçek sayılarını gösteren formüldür. Bir bileşiğin molekül formülünden bileşiğin belli başlı kimyasal özellikleri ve bileşiğin molekül ağırlığı bilinebilir. Molekül formülünün diğer bir adı gerçek formüldür. Örneğin: C 2 H 6 gibi. Açık formül (yapı formülü): Molekülü meydana getiren atomların birbirlerine nasıl bağlandıklarını gösteren formüldür. Herhangi bir organik bileşiğin açık formülü farklı şekillerde yazılabilir. Ampirik formül (kaba formül): Basit formül adıyla da bilinir. Kaba formül, molekülü meydana getiren atomların en küçük ve tam sayılı birleşme oranlarını gösteren formüldür. 8

Örneğin: CH 2 bir kaba formül ise bu kaba formüle ait gerçek formüller; C 2 H 4, C 3 H 6, C 5 H 10 vb. olabilir. Ayrıca birçok bileşiğin kaba formülü ile gerçek formülü aynıdır. Örneğin: H 2 O ve CO 2 gibi. Örnek: Karbon ve hidrojen içeren bir bileşiğin % 85,7 si C ve % 14,3 ü H dir. Buna göre bu bileşiğin basit formülünü bulunuz ( C:12, H:1 ). Çözüm: Kaba formülünün bulunabilmesi için önce bileşiği oluşturan elementlerin mol-atom sayıları bulunmalıdır. Her ikisini de küçük olan değere böldüğümüzde; C 7,14 H 14,3 = CH 2 olarak basit formülü bulunur. 1.3.3. Alkanlar 1.3.3.1. Alkanlar Hakkında Genel Bilgiler Alkanlar C n H 2n+2 genel formülündeki bileşiklerdir. İskeleti oluşturan karbon atomları arasındaki bağlar tekli olup ( C-C ) karbonların diğer bağları hidrojen ile doldurulmuştur. Bunlara kimyasal tepkimelere ilgisizliğinden dolayı parafinlerde denir. Parafin, reaksiyona ilgisi az demektir. Alkanlar an eki getirilerek adlandırılırlar. Genel formülündeki n bileşikteki karbon sayısını ifade eder. Bağlarda karbon atomları sp 3 hibritleşmesi yaptığı için bağlar sigma bağıdır. Alkanlar fonksiyonel grup bulundurmazlar. Alkanlarda birbirini izleyen iki alkan molekülünün formülleri arasında -CH 2 - kadar fark görülür. Formülleri arasında -CH 2 - kadar fark bulunan bileşiklerin oluşturduğu sıraya homolog sıra denir. Bazı alkanların adları ve özellikleri aşağıda gösterilmiştir. 9

Alkanın Adı Karbon Sayısı Molekül Formülü E.N.( o C ) K.N.( o C ) Fiziksel Hali Metan 1 CH 4-183 -161,5 Gaz Etan 2 C 2 H 6-172 -89 Propan 3 C 3 H 8-187 -42 Bütan 4 C 4 H 10-138 -0,5 Pentan 5 C 5 H 12-130 36,1 Sıvı Hekzan 6 C 6 H 14-95 69 Heptan 7 C 7 H 16-91 98 Oktan 8 C 8 H 18-57 125,7 Nonan 9 C 9 H 20-54 151 Dekan 10 C 10 H 22-30 174 Tablo 1.1: Bazı alkanların özellikleri Alkanlardan bir eksik sayıda hidrojen atomu bulunduran ve C n H 2n+1 genel formülündeki gruplara alkil gruplar ( R- ) adı verilir. Alkil gruplar türedikleri alkanın adının sonuna an eki yerine il eki getirilerek adlandırılırlar. Alkil gruplarına radikalde denir. Bazı alkil grupların adları aşağıdaki tabloda verilmiştir; Metil CH 3 Hekzil C 6 H 13 Etil C 2 H 5 Heptil C 7 H 15 Propil C 3 H 7 Oktil C 8 H 17 Bütil C 4 H 9 Nonil C 9 H 19 Pentil C 5 H 11 Dekil C 10 H 21 1.3.3.2. Alkanların Adlandırılması Tablo 1.2: Bazı alkillerin adlandırılması Alkanların ilk dört üyesinin adları özeldir. Bunlar; metan, etan, propan ve bütandır. Bütandan sonra gelen alkanlar, molekülündeki karbon sayısının latincesinin sonuna -an eki getirilerek adlandırılır. Örneğin: n=5 penta C 5 H 12 pentan n=6 hekza C 6 H 14 hekzan n=7 hepta C 7 H 16 heptan n=8 okta C 8 H 18 oktan n=9 nona C 9 H 20 nonan n=10 deka C 10 H 22 dekan Moleküller düz zincir şeklinde değil de dallanmış yapıda ise adlandırma Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC The International Union of Pure and Applied Chemistry ) tarafından gerçekleştirilen metoda göre yapılır. 10

Adlandırma yapılırken dikkat edilecek hususlar şunlardır: Hidrokarbondaki en uzun karbon zinciri seçilir. Dallanmanın yakın olduğu uçtan başlanarak zincir numaralandırılır. Farklı alkil grupların oluşturduğu dallanmalar her iki uca da eşit uzaklıkta ise, alfabetik sıralamada adı önce gelen fonksiyonel grubun (alkil grubun) bulunduğu uç başlangıç ucu olarak seçilir. Aynı grupların oluşturduğu dallanmalar eşit uzaklıkta ise, dallanmanın çok olduğu taraftan numaralandırmaya başlanır. Alkil gruplarının bağlı olduğu karbonun numarası yazılarak tire (-) çekilip alkil grubun adı yazılır. Aynı veya farklı alkil gruplar ana zincirde birkaç kez tekrarlanıyorsa, bağlandıkları karbonların numaraları aralarına virgül (,) konarak ardı ardına yazılır. Tekrarlanan alkil grubun sayısı, Latince karşılıkları ile ( di, tri, tetra, penta ) belirtilir ve adı eklenir. Son alkil grubun adı yazıldıktan sonra ana zincirin adı yazılır. İzomerlerde 2.karbona bir tane metil kökü bağlı ise izo ön ekiyle, iki metil kökü bağlı ise neo ön ekiyle adlandırma yapılır. CH 3 Örnek: 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 CH 3 - CH- CH 2 - CH- CH- CH 3 CH 3 - C- CH 2 - CH- CH 3 Cl CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 2-klor-4,5-dimetil hekzan 2,2,4-trimetil pentan CH 3 CH 3 CH 3 2 3 4 5 1 2 3 1 2 3 CH -CH 2 -CH - C- CH 3 CH 3 - CH- CH 3 CH 3 - C -CH 3 1CH 3 C 2 H 5 CH 2 - CH 3 CH 3 CH 3 6 7 dimetilpropan pentan) 4-etil-2,5,5-trimetil heptan 2-metil propan 2,2- (İzo bütan) (Neo 11

1.3.3.3. Alkanların Tabiatta Bulunuşları ve Genel Elde Edilme Yolları Tabiatta bulunuşları: Hidrokarbonların doğal kaynağı maden kömürüdür. Ayrıca maden kömürü de önemli bir kaynaktır. Petrolden ayrımsal damıtma (fraksiyonlu destilasyon) yoluyla çeşitli hidrokarbonlar elde edilir. Doğal gaz ve petrol birçok hidrokarbonun karışımıdır. Bunların büyük kısmını küçük moleküllü alkanlar oluşturur. Propan-bütan karışımı sıvılaştırma ile ayrılır. Basınç altında çelik tüplere doldurularak mutfak gazı olarak kullanılır. Doğal gazda % 90-99 oranında metan bulunur. Genel elde edilme yolları: Alkanlar şu metotlarla elde edilir. Wurtz sentezi: Bu yöntemde bir alkil halojenür ile sodyum etkileştirilir. Ancak bu yöntemle metan (CH 4 ) elde edilemez. Çünkü bu yöntemde en az iki alkil halojenür kullanılır. Wurtz senteziyle çift karbonlu alkan elde edilecekse, elde edilecek alkanın karbon sayısının yarısı kadar karbon sayılı iki alkil halojenür kullanılır. Wurtz senteziyle tek karbonlu alkan ve türevi elde edilecekse, karbon sayısı toplamı elde edilecek karbonun sayısını verecek şekilde birbirine yakın (ardışık) karbon sayılı alkil halojenür reaktif olarak seçilir. Aksi takdirde elde edilecek ürünün verimi yan ürünler nedeniyle düşer. 2R-X + 2Na R-R + 2NaX Alkil Alkan Tuz Halojenür 2CH 3 -Cl + 2Na CH 3 -CH 3 + 2NaCl Metilklörür Etan Tuz C 2 H 5 -Br + C 3 H 7 -Br + 2Na C 2 H 5 - C 3 H 7 + 2NaBr Etilbromür Propilbromür n-pentan Grignard (grinyar) sentezi: Grignard yönteminde, önce grignard reaktifi elde edilir. Grignard reaktifini elde etmek için alkil bir halojenüre eterli ortamda magnezyum (Mg) etki ettirilir. R-X + Mg R-MgX Alkil Grignard Halojenür Bileşiği 12

Grignard bileşiği halojenli asitlerle tepkimeye sokularak alkanlar elde edilir. R-MgX + HX R-H + MgX 2 Alkan C 2 H 5 -MgBr + HBr C 2 H 6 + MgBr 2 Etan Grignard bileşiğinin su ile hidrolizinden de alkanlar elde edilebilir. R-MgX + H 2 O R-H + HO-MgX Alkan CH 3 -MgCl + H 2 O CH 4 + HO-MgCl Metan Alken ve alkinlere hidrojen katılarak alkan elde etme: Bu yöntem doymamış hidrokarbonların doyurulması esasına dayanır. Bu yöntemle metan elde edilemez. Çünkü katılma tepkimesiyle alkana dönüşen alken veya alkin molekülünde en az iki tane karbon vardır. Pt CH 2 =CH 2 + H 2 C 2 H 6 Alken Alkan (Eten Etilen ) (Etan) Pt CH CH + 2H 2 C 2 H 6 Alkin Alkan (Etin Asetilen ) (Etan) Alkil halojenürlerin indirgenmesiyle alkan elde etme: Alkil halojenürlerin, Zn ve seyreltik asitlerle tepkimesinden de alkanlar elde edilir. Karboksilli asitlerin tuzlarından alkan elde etme: Karboksilli asitlerin tuzları, kuvvetli bazlarla tepkimeye girerse alkan elde edilir. 13

1.3.3.4. Alkanların Genel Özellikleri Fiziksel özellikleri: Karbon sayısı (n=4) dörde kadar olanlar oda sıcaklığında gaz, karbon sayısı (n=5 ile n=17 arası) beş ile onyedi arasında olanlar oda sıcaklığında sıvı, karbon sayısı (n=18 ve fazlası) onsekiz ve daha fazla olanlar oda sıcaklığında katı hâldedirler. Alkanlar sudan hafif bileşiklerdir. Suda ve polar çözücülerde çözünmezler. Benzen, eter, kloroform gibi organik çözücülerde çözünürler. Karbon sayısı arttıkça erime ve kaynama noktaları yükselir. Düz zincirli alkanların kaynama noktaları daha yüksektir. Kimyasal özellikleri: Alkanlar kimyasal etkilere karşı dayanıklıdırlar. Bu bağlar ancak yüksek sıcaklıklarda parçalanır. Genelde asit ve bazlardan etkilenmez. Yeterli enerji verildiğinde Cl 2 ve F 2 ile tepkimeye girerler. Yanma ve yer değiştirme tepkimesi olmak üzere iki çeşit tepkime verir. Yanma tepkimeleri: Yanma tepkimesi bütün organik bileşikler için geçerlidir. Yanmalar sonucunda karbondioksit (CO 2 ) ve su (H 2 O)oluşur. Alkanların yanmasında önemli ölçüde ısı açığa çıkar. Bunun içinde yaygın olarak yakıt amaçlı kullanılır. C n H 2n+2 + (3n-1/2) O 2 nco 2 + (n+1)h 2 O + Q (Isı) C 3 H 8 + 5O 2 3CO 2 + 4H 2 O + Q Yer değiştirme tepkimeleri: Metan ve diğer alkanlar ısı veya ışık etkisinde, halojenlerle yer değiştirme tepkimesi verir. Alkan molekülündeki hidrojen atomu, halojen atomu ile yer değiştir. Buna yer değiştirme tepkimesi denir. ısı R-H + Cl 2 R-Cl + HCl Işık 14

1.3.3.5. Kullanıldığı Yerler ısı CH 4 + Cl 2 CH 3 Cl + HCl Işık Alkanlar genellikle doğal gaz ve petrolde bulunurlar. Doğal gaz ve petrolden ayrımsal damıtma ile ayrılır. Alkanlardan olan metan, doğal gazın bileşiminde bulunur. Isıtmada, taşımacılıkta ve uçaklarda yakıt olarak kullanılır. Propan ve bütan, tüp gazlarda yakıt olarak kullanılır. Alkanlar bunların dışında kuru temizlemede ve çeşitli organik bileşiklerin sentezinde kullanılır. 1.3.3.6. Metan ( CH 4 ) Şekil 1.1: Metanın yapısı Alkanların ilk üyesidir. Petrol yataklarında, yer gazında, taş kömürü yataklarında, bataklıklarda, çöplüklerde ve hava gazı karışımında bulunur. Metan, bataklıklarda çürüyen bitkilerin bozunması ile de oluştuğundan bataklık gazı da denir. Taş kömürünün oluşumu sırasında meydana gelen ve taş kömürü ocaklarında kömür kütleleri arasında kalan metan, kömürün çıkarılması esnasında açığa çıkar. Açığa çıkan metan, hava ile % 5-15 oranında karışarak grizu patlamasına sebep olur. Metan gazının sebep olduğu diğer bir patlama türü de çöplüklerde görülür. Metan gazı çöplüklerde bulunan organik maddelerin çürümesi sonucunda oluşur. Günümüzde çöplüklerden enerji elde edilmektedir. Bu hem çevre kirliliğini azaltmakta hem de ekonomiye katkı sağlamaktadır. 1.3.4. Alkenler 1.3.4.1. Alkenler Hakkında Genel Bilgiler Ana zincirdeki karbon atomlarının birbirlerine çiftli bağlarla (-C = C-) bağlandığı ve C n H 2n formülünde olan hidrokarbonlardır. Aynı sayıda karbon içeren alkanlardan daha az hidrojen içerdikleri için doymamış hidrokarbonlar adını alırlar. Ana zincir üzerinde karbonlar arası bir tane çift bağ içeriyorsa mono alkenler, iki ya da daha fazla çift bağ içeriyorsa poli alkenler adı verilir. 15

Alkenler okunurken alkanlardaki -an eki yerine -en eki getirilerek ya da klasik adlandırma da yer alan -ilen eki getirilerek adlandırılır. Bazı alkenlerin adları ve özellikleri aşağıda gösterilmiştir. Alkenin Adı Karbon Sayısı Molekül Formülü E.N.( o C) K.N.( o C) Fiziksel Hali Eten(Etilen) 2 C 2 H 4-169 -102 Gaz Propen 3 C 3 H 6-188 -47 Büten 4 C 4 H 8-185 -6,5 Penten 5 C 5 H 10-165 30 Sıvı Hekzen 6 C 6 H 12-138 63 Hepten 7 C 7 H 14-119 93 Okten 8 C 8 H 16-104 122 Nonen 9 C 9 H 18-88 146 Deken 10 C 10 H 20-87 171 1.3.4.2. Alkenlerin Adlandırılmaları Tablo.1.3: Bazı alkenlerin özellikleri Alkanlarda olduğu gibi alkenlerin adlandırılmaları da IUPAC sistemine göre yapılır. Ancak küçük moleküllü alkenler için özel ad da kullanılabilir. Örneğin: n=5 penta C5H10 penten n=6 hekza C6H12 hekzen n=7 hepta C7H14 hepten n=8 okta C8H16 okten n=9 nona C9H18 nonen n=10 deka C10H20 deken Adlandırma yapılırken dikkat edilecek hususlar şunlardır: Çift bağ veya bağların bulunduğu en uzun karbon zinciri seçilir. Numaralandırma yapılırken çift bağın yakın olduğu taraftan numaralandırmaya başlanır. Ana zincir söylenirken alkanlardaki -an son eki yerine -en eki getirilerek adlandırılır. Bütan yerine Büten; Hekzan yerine Hekzen gibi. 16

Çift bağın yerini gösteren numaralar ana zincirin adından önce yazılır. Alkil grupların adlandırılması ve numaralandırılması alkanlardaki gibidir. Çift bağ sayısı 2 ise -dien, 3 ise -trien, 4 ise -tetraen şeklinde yazılır. Örnek: 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 CH 2 =CH-CH=CH 2 CH 2 =CH- CH=CH-CH=CH-CH 3 1,3-Bütadien 1,3,5-Heptatrien CH 3 C 2 H 5 CH 3 1 2 3 4 5 8 7 6 5 4 3 2 1 CH 2 =C-CH-CH 2 -CH 3 CH 3 -CH-CH-CH =CH-CH-C=CH 2 CH 2 CH 3 CH 3 CH 3 2-Etil-3-Metil-1-Penten 6-Etil-2,3,7-Trimetil -1,4-Oktadien 1.3.4.3. Alkenlerin Tabiatta Bulunuşları ve Genel Elde Edilme Yolları Tabiatta bulunuşları Alkenlerin en önemli kaynağı petroldür. Doğal gaz ve maden kömürünün bileşiminde de az miktarda bulunur. Petrol ürünlerinin çoğunun yapısında vardır. Eten teknikte kullanılan petrolün en önemli ürünlerindendir. Genel elde edilme yolları Alkil halojenürlerin dehidrohalojenasyonu ile: Alkil halojenürlerin derişik KOH ile ısıtılarak moleküldeki halojenin koparılması esasına dayanır. Isı R-CH 2 -CH 2 -X + KOH R-CH=CH 2 + KX + H 2 O Alkol Alkil Halojenür Alken Isı CH 3 -CH-CH 2 -CH 3 + KOH CH 3 -CH=CH-CH 3 + KBr + H 2 O Alkol Br 2-Bromobütan 2-Büten Alkollerin dehidrastasyonu ile: Su çekici maddeler yardımıyla mono alkollerden su çekme esasına dayanır. 17

Isı R-CH 2 -CH 2 -OH R-CH=CH 2 + H 2 O H 2 SO 4 Mono Alkol Alken Isı CH 3 -CH 2 -CH 2 -OH CH 3 -CH=CH 2 + H 2 O H 2 SO 4 Propanol Propen Alkanların dehidrojenasyonu ile: Yüksek sıcaklıkta alkanlardan hidrojen çekilmesi esasına dayanır. Isı R-CH 2 -CH 3 R-CH=CH 2 + H 2 Katalizör Aklan Isı Alken CH 3 -CH 2 -CH 3 CH 3 -CH=CH 2 + H 2 Katalizör Propan Propen Alkinlerin indirgenmesi ile: Alkinlerin H 2 ile indirgenmesi ile elde edilir. Yani alkinin üçlü bağı kısmen hidrojenle doyurulursa alken elde edilir. 1.3.4.4. Alkenlerin Genel Özellikleri Isı R-C CH + H 2 R-CH=CH 2 Katalizör Alkin Alken Isı CH CH CH 2 =CH 2 Katalizör Etin(Asetilen) Eten(Etilen) Fiziksel özellikleri: Alkenler sudan hafif bileşiklerdir. Suda çözünmezler. Benzen, eter, kloroform gibi organik çözücülerde çözünürler. Karbon sayısı arttıkça erime ve kaynama noktaları yükselir. Alkenlerin 2, 3, 4 karbonlu olanları gaz, 5-15 karbonluları sıvı, daha fazla karbonluları katıdır. Fiziksel 18

özellikleri türedikleri alkanlara benzer. Erime ve kaynama noktaları alkanlardan düşüktür. Kimyasal özellikleri Katılma tepkimeleri: Alkenlerin en önemli tepkimeleridir. Alkenler doymamış bağ içerdiklerinden kolay tepkime verirler. Katılma tepkimelerinde zayıf olan pi bağı kopar, reaktifler bağın koptuğu karbon atomlarına bağlanır. o Hidrojen katılması: Alkenlere uygun katalizör eşliğinde hidrojen (H 2 ) katılması olayıdır. Katalizör R-CH=CH 2 + H 2 R-CH 2 -CH 3 Alken Alkan Katalizör CH 2 =CH 2 + H 2 CH 3 -CH 3 Eten Etan o Halojen katılması: Alkenlere klor veya brom katılması ile dihalojenürler oluşur. R-CH=CH 2 + Br 2 R-CH - CH 2 Alken Alkan o Halojen asidi katılması: Alkenin çift bağına halojen asidi katılması ile alkil halojenürler oluşur. Bu katılma tepkimesi Markovnikov kuralına göre yürür. Markovnikov kuralı: Bir alkene halojenli asit katılırken çift bağın bağlı olduğu karbonlardan hidrojeni az olana halojen, hidrojence zengin olana halojenli asidin hidrojeni bağlanır. 19

2-Brom propan o Su katılması: Bu tepkimelere alkenlerin hidrotasyonu da denir. Bu katılma tepkimesi de Markovnikov kuralına göre yürür. o H 2 SO 4 katılması: H 2 SO 4 ile etkileşerek katılma tepkimesi verirler. Polimerleşme Tepkimeleri: Alkenlerin bir diğer önemli tepkimeleri de polimerleşme tepkimesidir. Moleküllerin birbirlerine bağlanarak uzun zincirler hâlinde büyük moleküller meydana getirmesine polimerleşme denir. 20

Polimerler içerisinde polietilen, PVC, teflon en tanınmış polimerlerdendir. Yanma tepkimeleri: Alkenlerin yanma tepkimeleri sonucunda alkanlarda olduğu gibi CO 2 ve H 2 O meydana gelir. CH 2 = CH 2 + 3O 2 2CO 2 + 2H 2 O + Q 1.3.4.5. Etilen (C 2 H 4 ) Alkenlerin ilk üyesidir. Petrolün parçalanma ürünlerinde, hava ve yer gazında bulunur. Renksiz, suda az, organik çözücülerde çok çözünen bir gazdır. Alkenlerin bütün kimyasal tepkimelerini verir. Etilenin türevleri polimer sanayisinin önemli maddeleridir. Parlak alevle yanar. Alkenlerin bütün elde edilme yöntemleri ile elde edilebilir. 1.3.5. Alkinler 1.3.5.1. Alkinler Hakkında Genel Bilgiler Alkinler, genel formülleri C n H 2n-2 olan ve karbonlar arasında üçlü bağ bulunduran doymamış hidrokarbonlardır. Alkinlerin ilk üyesinin özel adı asetilen olduğundan asetilenler de denir. Moleküllerinin geometrik yapısı doğrusal (-C C-) yapıdır. Üçlü bağdaki bağların birisi sigma diğer ikisi pi bağıdır. Üçlü bağ ana zincirde bir veya daha fazla olabilir. Alkinler benzerleri olan alkanların sonuna -an eki yerine -in eki getirilerek adlandırılırlar. Bazı alkinlerin adları ve özellikleri aşağıda gösterilmiştir. 21

Alkinin Adı Karbon Sayısı Molekül Formülü E.N.( o C) K.N.( o C) Fiziksel Hali Etin(Asetilen) 2 C 2 H 2-81 -84 Gaz Propin 3 C 3 H 4-101 -23 Bütin 4 C 4 H 6-126 8 Pentin 5 C 5 H 8-106 40 Sıvı Hekzin 6 C 6 H 10-124 72 Heptin 7 C 7 H 12-81 99 Oktin 8 C 8 H 14-79 125 Nonin 9 C 9 H 16-50 150 Dekin 10 C 10 H 28-36 174 1.3.5.2. Alkinlerin Adlandırılması Tablo 1.4: Bazı alkinlerin özellikleri Alkanlarda olduğu gibi alkinlerin adlandırılması da IUPAC sistemine göre yapılır. Ancak küçük moleküllü alkinler için özel ad da kullanılabilir. Örneğin: n=5 penta C 5 H 8 pentin n=6 hekza C 6 H 10 hekzin n=7 hepta C 7 H 12 heptin n=8 okta C 8 H 14 oktin n=9 nona C 9 H 16 nonin n=10 deka C 10 H 18 dekin Adlandırma yapılırken dikkat edilecek hususlar şunlardır: Üçlü bağ veya bağların bulunduğu en uzun karbon zinciri seçilir. Numaralandırma yapılırken üçlü bağın yakın olduğu taraftan numaralandırmaya başlanır. Ana zincir söylenirken alkanlardaki -an son eki yerine -in eki getirilerek adlandırılır. Bütan yerine Bütin; Hekzan yerine Hekzin gibi. Üçlü bağın yerini gösteren numaralar ana zincirin adından önce yazılır. Alkil grupların adlandırılması ve numaralandırılması alkanlardaki gibidir. Dallanmış zincirlerde adlandırma alkenlerle aynıdır. 22

1 2 3 4 CH 3 CH C-CH-CH 3 1 2 3 4 5 6 CH 3 -C C-C-CH 2 -CH 3 CH 3 3-Metil-1-Bütin C 2 H 5 4-Etil-4-metil-2-hekzin 1.3.5.3. Alkinlerin Tabiatta Bulunuşları ve Genel Elde Edilme Yolları Tabiatta bulunuşları: Alkinler tabiatta az bulunan çok etkin bileşiklerdir. Hava gazında ve az olarak da petrolün parçalanma ürünlerinde bulunur. Genel elde edilme yolları: İki halojenli alkanlardan elde edilmeleri: Aynı karbonda veya komşu iki karbonda iki tane halojen atomu bulunduran alkanlar, KOH in alkoldeki çözeltisi ile tepkimeye girerse alkinler elde edilir. Alkol C n H 2n X 2 + 2KOH C n H 2n-2 + 2KX + 2H 2 O Alkin CH 3 -CH-CH 2 Alkol + 2KOH CH 3 -C CH + 2KBr + 2H 2 O Br Br 1,2-Dibrom propan Propin Alkinlerin metal bileşiklerinden elde edilmeleri: Alkinlerin metal bileşikleri alkil halojenürlerle tepkimeye sokulursa alkinler elde edilir. R-C C - -Na + + R-X R-C C-R + NaX Sodyum Tuzu Alkil Halojenür Alkin Tuz CH 3 -C C - -Na + + CH 3 Cl CH 3 -C C-CH 3 + NaCl 2-Bütin 1.3.5.4. Alkinlerin Genel Özellikleri Alkinler alkenlerde olduğu gibi yanma, katılma, yer değiştirme ve polimerleşme tepkimeleri verirler. Katılma tepkimeleri: Alkinlerin katılma tepkimeleri Markovnikov kuralına göre olur. 23

Hidrojen katılması: Ni, Pt ya da Pd katalizörlüğünde bir mol alkine iki mol hidrojen katılarak tepkime gerçekleşir. Halojen katılması: Bir mol alkine iki mol halojen katılarak tepkime gerçekleşir. 1,1-2,2-tetra brom propan Su katılması: H 2 SO 4 lü ortamda HgSO 4 ün katalitik etkisinde su ile katılma ürünleri verirler. Enol Aldehit Enol Aseton Halojenli asit katılması: 24

HCN asit katılması: Yanma tepkimeleri: Aklinler de alkan ve alkenler gibi yeteri kadar oksijenle yakılırsa CO 2 ve H 2 O oluşur. C n H 2n-2 + [( 3n-1) /2] O 2 nco 2 + (n-1)h 2 O C 3 H 4 + 4O 2 3CO 2 + 2H 2 O Metallerle yer değiştirme tepkimeleri: Alkinler, alkenlerden farklı olarak yer değiştirme tepkimeleri verirler. Bu reaksiyonun oluşabilmesi için üçlü bağın uç karbonlarda olması gerekir, aksi takdirde tepkime oluşmaz. CH CH +2 CuCl Cu-C C-Cu + 2HCl Asetilen Bakır Asetilenür (kiremit rengi) Bu tepkimeler alkinler için karakteristiktir. Polimerleşme tepkimeleri: Aklinler de alkenler gibi polimerizasyon tepkimesi verir. Yapılarında bulunan zayıf pi bağlarının açılması ve moleküllerinin birbirine bağlanması ile polimer ürünler meydana gelir. 1.3.5.5. Asetilen ( CH CH) Alkinlerin ilk üyesidir. Suda iyi çözünen renksiz bir gazdır. Saf olarak saklanması tehlikelidir. Bu yüzden asetondaki çözeltisi çelik tüplerde saklanır. Isı değeri yüksek olduğundan kaynakçılıkta kullanılır. Otomobil verniği yapımında ve sentetik iplik yapımında kullanılır. Elde edilişi: Asetilen teknikte kalsiyum karbürün (CaC 2 -Karpit) su ile tepkimesinden elde edilir. NH 3 CaCO 3 CaO + CO 2 Isı CaO + 3C CaC 2 + CO CaC 2 + 2H 2 O C 2 H 2 + Ca(OH) 2 Asetilen 25

Kimyasal özellikleri: Asetilen alkinlerin genel kimyasal özelliklerini gösterir. Katılma tepkimeleri (H 2, X 2 ve H 2 O katılması): Yanma tepkimeleri: CH CH + 5/2O 2 2CO 2 + H 2 O Polimerleşme tepkimeleri: 1.4. Solventler ve Özellikleri 1.4.1. Solventler Hakkında Genel Bilgiler Yağları çözme ve emülsiye etme özelliğine sahip olan organik çözücülerdir. Solventler çok iyi yağ çözme özelliğine sahiptirler. Solventler suyla karışmaz. Yağ çözücü etkisi 20 o C de en yüksek olan trikloretilen dir. Çözücülerin yağ çözme özelliğine göre sıralanışı şu şekildedir. Trikloretilen, perkloretilen, solventnafta, trikloretan, testbenzin, dikloretan ve gazyağıdır. Çözücü maddelerin zehirli etkileri vardır. Çevre sorunları nedeniyle çözücü kullanımı giderek sınırlandırılmaktadır. 26

Çözücülerle ilgili bazı değerler aşağıda gösterilmiştir. Çözücü Yoğunluk(g/cm 3 ) 20 K.N.( Tutuşma Noktası C) C ( C) Test Benzin 0.780 (12 C) 145-200 38 Gazyağı 0.804 (12 C) 175-255 60 Solvent nafta 0.870 165-185 47 Diklor etan 1.253 84 13 Trikloretan 1.337 74 - Trikloretilen 1.464 87 - Perkloretilen 1.623 121 - Tablo 1.5: Bazı solventlerin özellikleri Çözücülerde yağ çözme miktarı sıcaklığa göre değişir. Çok kullanılan çözücülerin yağ çözme miktarları aşağıda gösterilmiştir. Tabloda; 100 g çözücünün çözdüğü yağ miktarı (g) olarak verilmiştir. Gazyağı Solvent nafta Trikloretilen 20 o C 40 o C 20 o C 40 o C 20 o C 40 o C Gliserintristearat 1 30 2 67 19 85 Gliserin-tristearat ve oleat (1:1) 2 56 9 108 24 125 Sığır içyağı 11 177 42 245 56 287 Stearik asit 2 27 9 53 13 73 Tablo 1.6: Bazı solventlerin yağ çözme miktarları 1.4.2. Solventlerin Deri İşlentisindeki Yeri ve Önemi Solventler deri işlentisinde, özellikle yağ oranı yüksek olan küçükbaş hayvan derilerinin lifleri arasındaki doğal yağların giderilmesi safhası olan yağ giderme (yağ alma) safhasında kullanılır. Solventler içerisinde alev alma tehlikesinin nispeten az oluşu ve ucuz olması nedeniyle gaz yağı ve krosen çok kullanılmaktadır. Ancak solventlerin etkisini artırmak ve yağ alma süresini daha da kısa tutmak için emülgatörler (emülgatör; ile birlikte kullanılması tercih edilir. Bu amaçla, genellikle non iyonik emülgatörler) kullanılır. Bunun en önemli sebebi; non iyonik emülgatörlerin deri ile bağ yapmamalarıdır. Anyonik ve katyonik emülgatörler derilerin yükünü değiştirdiklerinden tercih edilmezler. Yağ almada derinin rutubet içeriği de önem taşır. Rutubet içeriği düştükçe giderilen yağ miktarı artar. 27

% Rutubet % Ayrılan Yağ 77.5 14.8 53.3 34.2 35.5 43.2 12.5 71.8 0.0 79.0 Tablo 1.7: Rutubet oranlarına göre yağ giderme oranları Solventlerle yağ almanın iki prensibi vardır. Bunlardan birincisi; solventin deri lifleri arasındaki kapiller alana girerek suyun yerini almasıdır. Bu bir emülsiyon olayıdır. Bunlardan ikincisi ise; solventin deri liflerinin kapiller boşluklarına girerek, lifler içerisindeki yağları çözündürmesidir. Yağ giderme işlemleri genelde (30-40) o C gibi sıcaklıklarda yapılır. 28

UYGULAMA FAALİYETİ UYGULAMA FAALİYETİ İşlem Basamakları Öneriler Kullanılacak solvent çeşidini belirleyiniz. Çalışma ortamınızı hazırlayınız. İş önlüğünüzü giyiniz. Uygulama ile ilgili güvenlik tedbirlerini alınız. Uygun solvent bileşiğini seçiniz. Solvent miktarını belirleyerek tartımını yapınız. Kimyasallarla çalıştığınızı unutmayınız. Terazinizin kalibrasyon ayarını kontrol ediniz. Kimyasalları tartarken eldiven kullanınız. Tartım işlemini dikkatlice yapınız. Süreyi ve dolap devir sayısını ayarlayınız. Deneme dolabı ayarlarına dikkat ediniz. Dolabın start butonuna basarak çalışmasını sağlayınız. Deneme dolabının kapağının kapalı olmasına dikkat ediniz Solvent çözeltisini deriye tatbik ediniz. Sıcaklık ayarını kontrol ediniz. Solventin deriye etki etmesi için belirlenen sürenin tamamlanmasını bekleyiniz. Malzeme aktarım bölmesinin tahliye vanasının kapalı olmasına dikkat ediniz. Solvent çözeltisini ortama yavaşça ilave ediniz. 29

Dolabı stop butonuna basarak durdurunuz. Dolabın tam olarak durmasına dikkat ediniz. Dolap kapağını açınız. Dolap kapağını açarken dikkatli olunuz. Dolap tamamen durmadan kapağını açmayınız. Solventin etkisini ve sonuçlarını tespit ediniz. Tam penetrasyonun sağlandığına emin olunuz. Deriden yağların ayrıldığını gözlemleyiniz. Ortamda gri yağ tabakasının oluşumunu gözlemleyiniz. 30

ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Bu faaliyet kapsamında hangi bilgileri kazandığınızı aşağıdaki çoktan seçmeli soruları cevaplandırarak belirleyiniz. 1. Aşağıdakilerden hangisi alkanlardan değildir? A) Siklo propan B) İzo hekzan C) 2,2,5-trimetil heptan D) Asetilen 2. Markovnikov katılma kuralına göre; CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH=CH 2 molekülüne HCl katıldığında hangi karbona Cl atomu bağlanır? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 3. C,H ve O dan meydana gelen bir organik bileşiğin 3 gramında 1,2 gram C, 0,2 gram H bulunuyor. Bileşiğin kaba formülü nedir? (C=12, H=1, O=16) A) CH 2 O B) H 2 CO 3 C) C 2 H 4 O D) C 2 H 5 OH 4. Üç karbonlu bir organik bileşiğin bir molü CO 2 ve H 2 O vermek üzere yanarken 4 mol su oluşuyor. Bu bileşiğin formülü nedir? A) C 2 H 4 B) C 6 H 12 O 6 C) C 2 H 2 D) C 3 H 8 5. 0,5 molü yakıldığında 1 mol H2O oluşturan organik madde aşağıdakilerden hangisidir? A) C 2 H 5 OH B) C 2 H 6 B) CH 4 C) C 3 H 8 6. Aşağıdakilerden hangisi organik maddelerin genel özelliklerinden değildir? A) Kaynama noktaları çok yüksektir. B) Tepkimeleri yavaş yürür. C) Yanma ürünleri CO 2 ve H 2 O dur. D) Çoğu suda çözünmez. 7. bileşiğinin adlandırılması hangi seçenekte doğru olarak verilmiştir? A) 5-Etil-3-hekzen B) 2-Etil-3-hekzen C) 5-Metil-3-hepten D) 3-Metil-4-hepten 31

8. CH2=CH-CH3 + HCl Yukarıdaki tepkimenin sonucunda oluşan ürün hangi seçenekte doğru olarak verilmiştir? A) CH2Cl-CH2-CH3 B) CH3-CHCl-CH3 C) CH2=CH-CH2Cl D) Tepkime vermez. 9. 4-Metil-2-pentin; adı verilen organik bileşiğin formülü aşağıdaki seçeneklerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? A) CH3-C C-CH2-CH3 B) CH3-CH-CH=CH-CH3 CH3 C) CH3-C C-CH2 CH3 D) CH3-CH-C C-CH3 CH3 10. 4 mol etilen ve asetilen karışımı H2 ile tamamen doyurularak etana dönüşürken 5 mol H2 harcanıyor. Karışımın % (yüzde) kaçı asetilendir? A) % 25 B) % 30 C) % 40 D) % 50 DEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarı ile karşılaştırınız. Doğru cevap sayınızı belirleyerek kendinizi değerlendiriniz. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt yaşadığınız sorularla ilgili konuları faaliyete dönerek tekrar inceleyiniz. 32

UYGULAMALI TEST Yaptığınız uygulamayı aşağıdaki kontrol listesine göre değerlendirerek, eksik veya hatalı gördüğünüz davranışları tamamlama yoluna gidiniz. 1 Çalışmalarınızda önlük kullandınız mı? 2 Çalışmalarınızda eldiven kullandınız mı? Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır 3 Deneme dolabının ayarlarını usulüne uygun olarak yaptınız mı? 4 Tartıları doğru yaptınız mı? 5 Uygun solventi seçtiniz mi? 6 Solventin penetrasyonu için gerekli şartları oluşturdunuz mu? 7 Ara kontrollerini yaptınız mı? 8 Dolap flotesinde yağ tabakasının oluşumunu gözlemlediniz mi? 9 Derinin önceki ve yağı alındıktan sonraki hâlinin karşılaştırmasını dikkatlice yaptınız mı? 10 Çalışma sonrası dolap ve çevresinin temizliğini yaptınız mı? DEĞERLENDİRME Bu faaliyet sırasında bilgi konularında veya uygulamalı iş parçalarında anlamadığınız veya beceri kazanamadığınız konuları tekrar ediniz. Konuları arkadaşlarınızla tartışınız. Kendinizi yeterli görüyorsanız diğer öğrenme faaliyetine geçiniz. Yetersiz olduğunuzu düşünüyorsanız öğretmeninize danışınız. 33

ÖĞRENME FAALİYETİ 2 AMAÇ ÖĞRENME FAALİYETİ 2 Uygun atölye ortamı sağlandığında kurallara uygun olarak formik ve asetik asidin deri üzerine etkisini inceleyebileceksiniz. ARAŞTIRMA Çevrenizde formik ve asetik asit kullanan üretim sektörü var mıdır? Araştırınız, araştırma sonuçlarını sınıfa rapor hâlinde sununuz. Bu sektörler üretimin hangi aşamasında ve niçin bu asitleri kullanmaktadırlar? Çevrenizde tüketimi en fazla olan organik asitleri ve tüketim alanını araştırınız. Araştırma sonuçlarını grafiksel olarak sınıfa sununuz. 2. FORMİK ASİT ASETİK ASİT 2.1. Karboksilli Asitlerin Genel Yapıları O Yapılarında karboksil grubu (-C-OH) bulunan ve C n H 2n O 2 genel formülü ile gösterilen bileşiklere, karboksilli asitler denir. Karboksilli asitler çok çeşitli olup yapıları ve özellikleri bakımından farklılıklar gösterir. Bitkilerde ve hayvanlarda çok çeşitli bileşikleri bulunur. Karboksilli asitlerden bazıları eskilerden beri bilinip kullanılmaktadır. En fazla bilinen ve kullanılan asit asetik asittir. Halk arasında sirke asidi olarak bilinmektedir. Canlı bünyesinde bulunan asitler protein yapımında ve metabolizmalarda aktif görev yaparlar. Moleküldeki karbonları arasında tek bağ bulunanlara doymuş karboksilli asitler denir. CH 3 -COOH CH 3 -CH 2 COOH CH 3 -(CH2) 2 COOH Etanoik asit Propanoik asit Pentanoik asit (Asetik asit) (Propiyonik asit) (Valerik asit) Moleküldeki karbonları arasında çift bağ bulunanlara doymamış karboksilli asitler denir. 34

CH2=CH-COOH Propenoik asit (Akrilik asit) CH3-CH=CH-COOH 2-Bütenoik asit (Krotonik asit) 2.2. Karboksilli Asitlerin Sınıflandırılması Karboksilli asitler, karbon zincirinin yapısına göre üçe ayrılır. Alifatik karboksilli asitler: Karbon zincirleri düz olan karboksilli asitlerdir. CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH Pentanoik asit CH 3 -COOH Asetik asit Siklo karboksilli asitler: Halkalı yapıda olan karboksilli asitlerdir. COOH Siklo propanoik asit COOH Siklo bütanoik asit Aromatik karboksilli asitler: Yapılarında benzen halkası bulunan karboksilli asitlerdir. COOH CH 2 -COOH Benzoik asit Fenil asetik asit Karboksilli asitler yapılarındaki karboksil grubunun sayısına göre de ikiye ayrılır. Mono karboksilli asitler: Yapılarında bir tane karboksil grubu bulunduran asitlerdir. HCOOH CH 3 -COOH CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH Formik asit Asetik asit Bütanoik asit Poli karboksilli asitler: Yapılarında birden fazla karboksil grubu bulunduran asitlerdir. COOH CH 3 COOH Oksalik asit (İki değerli) CH-COOH CH 2 -COOH 1-2-propandioik asit (İki değerli) 35

2.3. Karboksilli Asitlerin Adlandırılması Karboksilli asitlerin adlandırılma kuralları şöyledir. Her organik asidin bir özel adı vardır. Ancak bu özel adların verilmesinin sistematik bir yöntemi yoktur. Dolayısıyla öğrenmenin de sistematiği yoktur. Doymuş organik asitler, türediği alkanın adının sonuna oik asit eki getirilerek adlandırılırlar. Doymamış organik asitler, türedikleri alkenin adının sonuna -oik asit eki getirilerek adlandırılırlar. Doymuş veya doymamış organik asit molekülünde, dallanmış yan gruplar var ise önce yan grubun bağlandığı karbonun numarası, yan grubun alkil kökü adı söylenir. Sonra ana alkanın veya alkenin adının sonuna oik asit eki getirilerek isimlendirilir. FORMÜLÜ ADI ÖZEL IUPAC H-COOH Formik asit Metanoik asit CH 3 -COOH Asetik asit Etanoik asit C 2 H 5 -COOH Propiyonik asit Propanoik asit C 3 H 7 -COOH Bütirik asit Bütanoik asit C 4 H 9 -COOH Valerik asit Pentanoik asit C 5 H 11 -COOH Kaproik asit Hekzanoik asit C 7 H 15 -COOH Kaprilik asit Oktanoik asit C 9 H 19 -COOH Kaprik asit Dekanoik asit Tablo 2.1: Mono karboksilli asitler 36

2.4. Karboksilli Asitlerin Genel Elde Edilme Yolları Yükseltgenme ile elde edilmeleri Primer alkoller ve aldehitler derişik H 2 SO 4 li ortamda kuvvetli yükseltgen maddeler (KMnO 4,K 2 Cr 2 O 7 ) ile yükseltgenirse karboksilli asitler elde edilir. Karboksilat tuzlarından elde edilmeleri Karboksilat tuzları asit ile tepkimeye sokulursa karboksilli asit elde edilir. Grignard bileşiğinden elde edilmeleri Grignard bileşiğinin kuru eterli ortamda CO 2 ile meydana getirdiği bileşiğin, HBr ile hidrolizinden elde edilirler. 37

2.5. Karboksilli Asitlerin Genel Özellikleri 2.5.1. Fiziksel Özellikleri Küçük moleküllü karboksilli asitler keskin ve pis kokuludur. Özellikle C 4-10 karbonlular çok pis kokarlar. Bozulmuş tereyağı, kokuşmuş peynir ve ter kokusu bu asitlerin açığa çıkmasındandır. Daha büyük moleküller mum görünümündedir. Az kokuludurlar. Molekül büyüdükçe K.N. (Kaynama Noktası) düzenli olarak artar. Fakat aynı düzen E.N. (Erime Noktası) için geçerli değildir. Karboksilli asitler, hidrofil (suyu seven) ve hidrofob (suyu sevmeyen) kısımlardan meydana gelmiştir. Hidrofil kısım karboksil grubudur. Hidrofob ise alkil kısımdır. Alkil büyüdükçe hidrofob özellik de artar. R-COOH R: Hidrofob kısım -COOH: Hidrofil kısım Asidin K.N. yükselir. Sudaki çözünürlüğü azalır. En kuvvetli asit suda iyi çözünen formik asittir. Karbon sayısı arttıkça, asitlik özelliği azalır. Karboksilli asitler diğer organik bileşiklerde olduğu gibi (-CH 2 -) artışıyla meydana gelen sıralamaya homolog sıra denir. Küçük moleküllü asitler genellikle meyvelerde, büyük moleküllüler ise (C14-22) hayvanlarda ve bitkilerde yağ esteri veya serbest halde bulunurlar. Bu yüzden bu asitlere yağ asitleri de denir. Karboksilli asitlerin fonksiyonel grubu karboksil (-COOH) grubudur. İki karboksilli asidin hidrojen bağıyla birleşmesine dimerleşme denir. Bu nedenle kaynama noktaları, aynı karbon sayılı alkol ve eterlerden daha yüksektir. Karboksilli asit dimerleşmesi 2.5.2. Kimyasal Özellikleri Karboksilli asitlerin kimyasal özellikleri dört ana gruba ayrılır. Hidrojen iyonu vererek meydana getirdikleri tepkimeler Asitlik özelliği: Karboksilli asitler zayıf asitlerdir. Ayrışmaları yüzde üçten azdır. R-COOH + H2O R-COO- + H3O+ 38

Metallerle tuz oluşumu: Na, Zn, Mg gibi aktif metallerle metal karboksilat tuzu yaparlar. Bu esnada hidrojen gazı açığa çıkar. R-COOH + Na R-COO-Na+ H-COOH + Na H-COO-Na+ + ½ H2 + ½ H2 Nötrleşme tepkimeleri: Bazlarla su ve tuz oluştururlar. R-COOH + KOH R-COO - K + + H 2 O Hidroksil ( -OH) grubunun ayrılmasıyla meydana gelen tepkimeler Esterleşme tepkimeleri: Asit klorürlerini meydana getiren tepkimeler: 3R-COOH + PCl 3 3R-COCl + H 3 PO 3 3CH 3 -COOH + PCl 3 3CH 3 -COCl + H 3 PO 3 39

Anhidrit oluşumu: İki mol asitten bir mol su çıkarılarak birleştirilirse anhidrit meydana gelir. Alkil grubundaki hidrojenler ile halojenlerin yer değiştirme tepkimeleri Karboksilli asitlerin indirgenme tepkimeleri: Karboksilli asitler kuvvetli indirgen maddeler (LiAlH 4, B 2 H 6 ) ile indirgenirse önce aldehit sonra da Primer alkoller meydana gelir. İndirgen maddeler kısaca (H) şeklinde yazılır, ya da H 2 ile gösterilir. 2.6. Formik Asit (HCOOH) Şekil 2.1: Formik asidin molekül yapısı Buna karınca asidi de denir. Alifatik mono karboksilli asitlerin ilk üyesidir. Karınca salgısında, ısırgan otunda ve bazı ısırıcı böceklerin öz suyunda bulunur. İlk defa kırmızı karıncada (Latince formika) bulunduğu için adını formik asit olarak almıştır. Suda iyi çözünür. Molekül ağırlığı 46,03 g/mol, yoğunluğu 1,190 g/cm³, donma noktası 8 C, kaynama noktası 101 C dir. Keskin ve batıcı bir kokusu vardır. Endüstride CO in NaOH ile yüksek sıcaklık ve yüksek basınçta ısıtılmasından elde edilen maddenin NaHSO 4 ile damıtılmasından elde edilir. H 2 SO 4 su çekici olduğu için kullanılması uygun olmaz. 40

Ayrıca oksalik asit gliserinli ortamda ısıtılırsa formik asit elde edilir. Formik asit mono karboksilli asitlerin en kuvvetlisidir. Karboksilli asitlerin tüm özelliklerini gösterir. Karboksil karbonunda hidrojeni olan tek asittir. Bu yüzden diğer asitlerden farklı olarak fehling ve tollens belirteçlerini indirger. Deriye az miktarda teması bile arı sokmuşçasına acı verir. Fazlası yara açar. Balda az miktarda bulunur. Bu, balın bozulmasını önler. Bakteri öldürücü olduğundan meyve suyu konserveciliğinde, kumaş boyamada ve gübreden plastiğe kadar birçok alanda kullanılır. 2.6.1. Formik Asidin Deri İşlentisinde Kullanımı ve Amacı Formik asit deri imalatında; Islatma işleminde: Kürklük ve dekorasyon amaçlı derilerin ıslatılmasında kullanılır. Islatma suyuna katılan formik asit epidermis ve elyaf yapının korunmasına yardımcı olur. Ayrıca ortamda bakteri oluşumunu önler. Kireç gidermede: Kıl giderme sonrasında yapılan alkali giderme (kireç giderme) işleminde tolanın elyaf yapı içerisindeki (öncelikli olarak kireç) alkalilerin nötralizasyonu için kullanılır. Piklajda (pikle): Derilerin tabaklama öncesi (sepileme öncesi) hazırlanması ve korunması amacıyla kullanılır. Piklaj ile derileri asidik ortama hazırlayarak, lifler kuvvetlendirilir. Aynı zamanda deri tabaklama maddeleri için uygun ph aralığına getirilmiş olur. Tabaklamada: Tabaklama maddelerinin penetrasyonu sonrasında fiksasyon yapmak için uygun ph aralığının üzerine çıkılmış ise, tekrar uygun olan ph aralığına getirmek için kullanılır. Yıkamada: Tıraşlaması yapılmış derilerin ikinci kromlama (krom retenaj) öncesinde temizlenmesi ve tekrar uygun ph değerine getirilmesi için kullanılır. Boyama dolgu verme ve yağlama işleminde: Derilerin boyanması ve yağlanması sonrasında penetre olan boya, dolgu ve yağlama maddelerinin fiksasyonu için kullanılır. Ayrıca yüzey boyamalarında koyu renk oluşması için de formik asit kullanılır. Yine kürk ve av hayvanlarının yün ve kıl boyamasında fiksasyon maddesi olarak kullanılır. 41