Temel kimya yasalari

KÜTLENİN KORUNUMU YASASI (LAVOISIER YASASI)
Kimyasal olaylara giren maddelerin kütleleri toplamı oluşan ürünlerin toplamına eşittir. Buna göre:
X + Y ® Z + T tepkimesinde X ve Y girenler (reaktif) olup, Z ve T (ürünler)’ye kütlece eşittir.
Kimyasal maddelerin kütleleri atom sayıları ile orantılı olduğundan tüm kimyasal tepkimelerde atom sayıları korunur.
Örn; 1 mol C atomu 12 gram, 1 mol O2 molekülü 32 gramdır.Buna göre 1 mol C atomu 44 gram olur.
C + O2 ® CO2
12 gram + 32 gram ® 44 gram
SABİT ORANLAR YASASI (PROUST YASASI)
Bir bileşikteki elementlerin
<LI style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 'Times New Roman'">Kütlelerinin oranı
Kütlece yüzde bileşimi sabittir.
Örn; Al=27, S=32 olduğuna göre Al2S3 bileşiğinde:
Mol sayıları oranı : nAl = 2 Kütleleri oranı : mAl = 2.27 = 9 ‘dır.
nS = 3 mS = 3.32 16
9 gram Al + 16 gram S = 25 gram bileşik oluşturur.
25 gram bileşikte 9 gram Al, 16 gram S vardır.
100 gram bileşikte 36 gram Al, 644 gram S vardır.
Bileşikte kütlece %36 Al, %64 S vardır.
KATLI ORANLAR YASASI (DALTON YASASI)
İki element aralarında iki bileşik oluşturuyorsa, bu elementlerden birinin sabit miktarları ile birleşen diğer elementin değişen miktarları arasında basit bir oran vardır.

Örn; NO2 – N2O4 bileşik çiftinde:
Aynı miktar N ile birleşen O kütleleri arasında.
2/ NO2 = N2O4 = 4
1/ N2O5 = N2O5 5
Aynı miktar O ile birleşen N kütleleri arasında
5/ NO2 = N5O10 = 5
2/ N2O5 N4O10 4
HACİM ORANLARI YASASI (GAY – LUSSAC YASASI)
a) Kimyasal bir tepkimeye giren gazlarla, tepkimede oluşan gaz halindeki ürünlerin aynı koşullarda (aynı sıcaklık ve basınç) hacimleri arasında sabit bir oran vardır.
b) Aynı koşullarda gazların hacimleri mol sayıları ile doğru orantılıdır.
Örn; H2(g) + Cl2(g) ® 2HCl(g) tepkimesine göre, 1 mol H2 1 mol Cl2 ile birleşerek 2 mol HCl oluşturur.Hacimler mol sayıları ile doğru orantılı olduğundan, aynı olayı anlatmak için “1 hacim H2 gazı, 1 hacim Cl2 gazı ile birleşerek eşit koşullarda 2 hacim HCl gazı oluşturur.” İfadesi de kullanılabilir.
Aynı şekilde, N2(g) + 3H2(g) ® 2NH3(g) tepkimesine göre 1 hacim azot gazı 3 hacim hidrojen gazı ile birleşerek eşit koşullarda 2 hacim NH3 gazını oluşturur diyebiliriz.

Mol hesaplama yöntemleri

*** m: Verilen Litre Verilen tanecik Sayısı* n: mol sayısı Ma=Molekül ağırlığı
************ Verilen ağırlık** Verilen hacim* verilen tanecik ************ *************
******** n =------------------ =-----------------=------------------
**************** Ma ************ ****** 22,4 *** ******* ** 6,0210-23 ****
*
*Örnek : 23 gram C2H5OH kaç moldür ? (C=12 O=16 H =1)*
*
********************* MA = 2.12 + 6.1 + 16.1= 46 gram/mol*
*
******************************************* n=23/46 = 0,5 mol*
*
Örnek : N.Ş.A’da 2,8 litre olan CO2 gazı kaç mol ve kaç gramdır ?(C=12 O=16)*
*
********************************** n=2,8/22,4 = 0,125 mol.*
*
*** 1 mol CO2 44 gram olduğuna göre 0,125 mol CO2 0,125.44= 5,5 gramdır.*
*
22,4 litre = 1 mol : 11,2 litre= 0,5 mol : 5,6 litre = 0,25 mol : 2,8 Litre = 0,125 mol*
*
*Örnek : 3,01.1023 tane C2H4 molekülü kaç gramdır ? (C=12 H=1)*
*
n=3,01.1023/6,02.1023= 0,5 mol 1 mol C2H4 28 gram ise 0,5 mol C2H4 14 gram olur.*
*
* ************ Kütlece yüzde = (Elementin bileşikteki kütlesi/toplam kütle)x100*
*
********** I. elementin bileşikteki kütlesi I. elementin verilen gramı*= *II. elementin bileşikteki kütlesi II. elementin verilen gramı*
*
********** I. elementin bileşikteki kütlesi I. elementin verilen yüzdesi*=* II. elementin bileşikteki kütlesi II. elementin verilen yüzdesi*
*
MOL KAVRAMI
*
Mol : Avagadro sayısı ( 6,02.1023 ) kadar atom yada molekül içeren maddeye 1 mol denir.
*
Örnek : 1 mol HF 6,02.1023 tane HF molekülüdür. Yine bu molekülün içerisinde 1 mol H atomu (6,02.1023tane) ve 1 mol F atomu (6,02.1023 tane) vardır.
*
Atom Ağırlığı : 12C izotopu standart seçilerek diğer elementlerin bu izotopla kıyaslanması sonucu hesaplanan kütlelerdir. Örneğin, H=1 O=16 N=14 S=32
*
1Atomik Kütle Birimi (a.k.b) : 1/ 6,02.1023 = 1,66.10-24 gramdır.
*
Molekül Ağırlığı : Bileşiği oluşturan elementlerin gram cinsinden kütlelerinin toplamına denir.
*
Örnek : 1 mol C6H12O6 (glikoz) kaç gramdır ? (C=12 O=16 H=1)
6.12 = 72 gram C
12.1 = 12 gram H
6.16 = 96 gram O
-------------------------------********
********** 180 gram
*
Bir Tane Molekülün Kütlesi : Bir tek molekülün kütlesi molekül ağırlığının Avagadro sayısına bölümüyle bulunur .
*
1 tek molekülün kütlesi = MA/6,02.1023
*
Örnek : 1 tane H2O molekülü kaç gramdır ? (H=1 O=16)
1 tane H2O = 18/ 6.1023 = 3.10-23 gramdır.
*
Bir Tane Atomun Kütlesi : Atom ağırlığının Avagadro sayısına oranıdır.
Bir tek atomun kütlesi = A.A./ 6,02.1023
*
örnek : 1 tane C atomu kaç gramdır ? (C=12)
1 tane C atomu = 12/6.1023 = 2.10-23 gramdır.
*
N.Ş.A’ da Hacim : Bütün gazların bir molü N.Ş.A’da ( 0 0C ve 1 atmosfer de) 22,4 litredir

Atom ve Elektron

Maddenin temelinde atom adı verilen çok küçük parçacıklardan oluştuğu kavramı eski yunanlılara kadar uzanır.

ATOM ve ELEKTRON

Maddenin temelinde atom adı verilen çok küçük parçacıklardan oluştuğu kavramı eski yunanlılara kadar uzanır. Milattan önce 5. yüzyılda Leucippus ve Democritus maddenin sonsuz küçük parçacıklara ayrılamayacağını öne sürdüler.Onlar,bir madde daha küçük parçalara bölünmeye devam edilirse en sonunda atomun bölünmeyeceğini iddia ediyorlardı.Atom sözcüğü Yunanca’da bölünmez anlamına gelen atomos sözcüğünden türetilmiştir.

Eski yunan atom kuralları planlı deneylere dayanmıyordu.Bunun için yaklaşık 2000 yıllık bir zaman süresince atom kuramı sadece tartışılmaktan öteye gidilmedi.Atomların varlığı Robert Boyle tarafından THE SCEPTİCAL CHYMİST (1661),Isaac Newton tarafındanda Principia (1687) ve Opticks(1704) kitaplarında kabul edilmişti . Fakat John Dalton’un 1803-1808 yılları arasında geliştirip önerdiği atom kuarmı kimya tarihinde en önemli aşamalardan biri olmuştur.

Elektron:

Gerek Dalton’un gerekse yunanlıların kuramlarında atom, maddenin en küçük taneciği olarak kabul edilmişti.19.yüzyılın sonlarına doğru atomun kendisinin de daha küçük taneciklerden oluştuğu düşünülmeye başlandı.Atom hakkındaki düşüncelerde meydana gelen bu değişikliğe elektrikle yapılan deneyler neden oldu.

1807-1808 yıllarında ünlü İngiliz kimyacısı Humphry Davy bileşikleri ayrıştırmak için elektrik kullanarak beş element (potasyum,sodyum,kalsiyum,stronsiyum ve baryum) buldu.Bu çalışmalarına dayanarak Davy , bilesiklerde elementlerin elektriksel nitelikli çekim kuvvetleriyle bir arada tutulduklarını önerdi.

Vakumdan elektrik akımının geçirildiği deneyler 1859 da Julius Plücker katod ışınlarını bulmasına yol açtı.Katot ışnları elde etmek için havası iyice boşaltılmış bir cam tüpün uçlarına iki elektrod yerleştrilir.Bu elektrodlara yüksek gerilim uygulandığında katot adı verilen negatif elektroddan ışınlar çıkar.Bu ışınlar negatif yüklüdür doğrusal yol izler ve katodun karşısındaki tüp çeperlerinin ışık saçmasına sebep olur. 19.yüzyılın son yıllarında katot ışınları ayrıntılı olarak incelendi.Birçok bilim adamının deneyleri sonucunda katot ışınlarının hızla hareket eden eksi yüklü parçacıklar olduğu ortaya çıktı ve bu parçacıklar daha sonra Stoney’in önerdiği gibi elektron adı verildi.

Katottan çıkan elektronlar katot için hangi metal kullanılırsa kullanılsın aynı özelliktedir.Zıt yükler birbirini çektiğinden katot ışınlarını oluşturan elektron hüzmeleri yolları üzerinde üstte ve altta bulunan zıt yüklü iki levha arasından geçerken pozitif yüklüsüne doğru çekilirler.Demek ki bir elektrik alanı içinde katot ışınları normal doğrusal yollarından saparlar.Bu sapmanın açısı :

1. Tanecik yükü ile doğru orantılıdır.Yükü büyük olan tanecik az yük taşıyan tanecikten daha çok sapar.

2. Tanecik kütlesi ile ters orantılıdır.Kütlesi büyük olan tanecik küçük olandan daha az sapar.
Bundan dolayı yükün kütleye oranı bir elektrik alanı içinde elektronların doğrusal yoldan ne kadar sapacağını belirler.elektronlar magnetik bir alan içinde de sapma gösterirler.Fakat bu durumda sapma uygulanan magnetik alana dik yöndedir.

Katot ışınlarının elektrik ve magnetik alanlar içindeki sapmalarını inceleyen Joseph T. Thomson , 1897’de elektron için değerini saptadı bu değer:

E/M=-1,7588.10 üzeri sekiz coul /g dır.

Coul uluslar arası sistemde elektrik yükü birimidir.Bir kulon bir amperlik akım tarafından iletkenin belirli bir noktasından bir saniyede taşınan yük miktarıdır.

Elektron yükünün duyar olarak ölçümü ilk defa Robert A. Milikan tarafından 1909 da yapıldı.Milikan’ın deneyinde x-ışınları etkisi ile havayı oluşturan moleküllerden elektronlar koparılır.Çok küçük yağ damlacıkları da bu elektronları alıp elektrik yükleri ile yüklenirler.Bu yağ damlacıkları iki yatay levha arasından geçirilirler.Yağ damlacıklarının düşüş hızları ölçülerek kütleleri hesaplanır.

Yatay levhalara elektrik akımı uygulandığında negatif yüklü damlacık pozitif yüklü levhaya doğru çekileceğinden damlacığın düşüş hızı değişir.bu koşullar altında düşüş hızı ölçülerek damlacığın yükü hesaplanabilir.Belli bir damlacık bir veya daha çok sayıda elektron alabileceğinden bu yöntemle hesaplanan yükler daima birbirinin aynı değildir.Fakat bu yükler hep belli bir yük değerinin katları olduğundan bu yük değeri bir elektronun yükü kabul edilir.

Proton:

Nötral bir atom veya molekülden bir veya daha çok elektron koparıldığında geriye kalan tanecik koparılan elektronların tolam eski yüküne eşit miktarda artı yük kazanır.Bir neon atomundan bir elektron koparıldığında geriye kalan tanecik koparılan elektronların toplam eksi yüküne eşit miktarda artı yük kazanır.Bir neon atomundan bir elektron koparıldığında bir Ne(+) iyonu oluşur.Bir elektriksel deşarj tüpünde katot ışınları tüpün içinde bulunan gaz atomlarından ve moleküllerinden elektronların çıkmasına sebep oldukları zaman , bu tür artı yüklü tanecikler oluşur.Bu artı yüklü iyonlar eksi yüklü elektroda doğru hareket ederler.Eğer katot delikli bir levhadan yapılmışsa artı yüklü iyonlar bu deliklerden geçerler.katot ışınlarının elektronları ise ters yönde hareket ederler.

Pozitif ışınlar adı verilen bu artı yüklü iyon demetleri ilk defa 1886 da Eugen Goldstein tarafından bulundu.Pozitif ışınların elektrik ve magnetik alanların etkisinde sapmaları ise 1898 de Wilhelm Wien ve 1906 da J.J. Thomson tarafından incelendi.Artı yüklü iyonlar için e/m değerlerinin saptanmasına , katot ışınlarının incelenmesinde kullanılan yöntemin hemen hemen aynısı kullanıldı.Deşarj tüpünde değişik gazlar kullanıldığı zaman değişik tür artı yüklü iyonlar oluşur.

Proton adı verilen bu tanecikler bütün atomların bir bileşenidir.Protonun yüklü elektronun yüküne eşit fakat ters işaretlidir.

Bu yüke yük birimi denir.Proton artı bir elektrik yük birimine , elektron ise eksi bir elektrik yük birimine sahiptir.(Protonun kütlesi elektronun kütlesinin 1836 katıdır).

Nötron:

Atomlar elektrik yükü bakımından nötral olduklarından bir atomun içerdiği proton sayısı elektron sayısına eşit olmalıdır. Atomun toplam kütlesini açıklayabilmek için 1920 de Ernest Rutherford atomda yüksüz bir taneciğin var olduğunu savundu. Bu tanecik yüksüz olduğundan onu incelemek ve tanımlamak zordu. Fakat 1932 de James Chadwick nötronun varlığını kanıtlayan çalışmalarını sonuçlarını yayınladı.Chadwick, nötronların oluştuğu bazı nükleer tepkimelerin verilerinden nötronun kütlesini hesaplayabildi.Bu tepkimelerde kullanılan ve oluşan bütün taneciklerin kütlelerini ve enerjilerini göz önüne alarak Chadwick nötronun kütlesini hesapladı.Bu kütle protonun kütlesinden biraz daha büyüktü.

Günümüzde daha birçok atom altı tanecik bulunmuştur.Fakat bu taneciklerin atom yapısı ile olan ilişkisi çok iyi bilinmemektedir.Kimyasal çalışmalar için atomun yapısı elektron , proton ve nötronun varlığına dayanarak yeterince açıklığa kavuşturulmuştur.

İZOTOPLAR

Belli bir elementin bütün elementlerinin atom numarası aynıdır. Fakat bazı elementler kütle numarası bakımından farklılık gösteren çeşitli tipte atomlardan oluşmuştur.Aynı atom numarasına fakat farklı kütle numarasına fakat farklı kütle numarasına sahip atomlara İZOTOP atomlar adı verilir.

Görüldüğü gibi izotoplar çekirdeklerindeki nötron sayısı bakımından farklıdırlar;bu da doğal olarak atom kütlelerinin farklı olduğu anlamına gelir.Bir atomun kimyasal özellikleri ilke olarak atom numarası ile belirtilen proton ve elektron sayısına bağlıdır. Bundan dolayı bir elementin izotopları birbiri ile hemen hemen aynı olan kimyasal özelliklere sahiptir.Bazı elementler doğada tek bir izotop halinde bulunurlar.Fakat çoğu elementlerin birden çok izotopu vardır.Örnek olarak kalayın 10 doğal izotopu vardır.

Kütle spektrometresi bir elementte kaç izotop bulunduğunu , her izotopun tam olarak kütlesini ve bağıl miktarını saptamak için kullanılır.Buharlaştırılmış madde , elektronlarla bombardıman edilerek artı yüklü iyonlar oluşturulur.Bu iyonlar eksi yüklü bir levhaya doğru çekilerek bu levha üzerinde bulunan dar bir aralıktan hızla geçirilirler.

İyot demeti bundan sonra magnetik bir alan içinden geçirilir.yüklü tanecikler magnetik bir alan içinde dairesel bir yörünge izlerler.Taneciğin yükü arttıkça doğrusal yörüngesinden sapma da artar.Bu nedenle , magnetik bir alanda artı yüklü bir iyonun izlediği dairesel yörüngenin yarıçapı o iyonun e/m değerine bağlıdır.

Değişik e/m değerine sahip iyonların bu son aralıktan geçmesi ise magnetik alan şiddeti veya iyonları hızlandırmak için kullanılan voltaj ayarlanarak sağlanır.Böylece aygıttaki farklı iyon türlerinden her biri bu aralıktan ayrı ayrı geçirilirler.Detektör her farklı iyon demetinin şiddetini ölçer ; bu iyon şiddeti örnekte bulunan izotopların bağıl miktarına bağlıdır.

Atom Numarası ve Periyotlar yasası

19.yüzyılın başlarında kimyacılar elementler arasında bulunan fiziksel ve kimyasal benzerliklerle ilgilendiler.1817 ve 1829 da Johann W. Döbereiner “triad” lar adını verdiği element serileri (Ca,Sr,Ba;Li,Na,K;Cl,Br,I;S,Se,Te) hakkındaki incelemelerini yayınladı burada her seriyi oluşturan elementler birbirine benzeyen özeliklere sahip olup serideki ikinci elementin atom ağırlığı yaklaşık diğer iki elementin atom ağırlıklarının ortalamasına eşittir.

Bunu izleyen yıllarda birçok kimyacı elementleri benzeyen özellikleri açısından sınıflandırmayı denedi.1863-66 yıllarında John A. R. Newlands “oktavlar yasası” nı önerip geliştirdi.Newlands a göre elementler atom ağırlıklarının artış sırasına göre dizildiklerinde sekizinci element birinciye , dokuzuncu element ikinciye benziyor ve bu durum böylece devam ediyordu.Newlands bu ilişkiyi müzik notalarındaki oktavlara benzetti.Fakat gerçek ilişki Newlands’ın varsaydığı kadar basit değildi.Newlands ın çalışmaları dayanaksız bulunmuş ve diğer kimyacılar tarafından ciddiye alınmamıştır.

Elementlerin modern periyodik sınıflandırılması Julius Lothar Meyer ve özellikle Dimitri Mendeleev ‘in çalışmalarına dayanır.Mendeleev periyodik bir yasa önerdi ; bu yasaya göre elementler atom ağırlığı artışına göre incelendiğinde , özelliklerindeki benzerlikler periyodik olarak tekrarlanır.Mendeleev in çizelgesinde benzer elementler grup adı verilen dikey sütunlarda toplanır.

Ayrıca Mendeleev in çizelgesinde henüz bulunmamış elementler için boş yerler bıraktı ve çizelgede olmayan elementlerden üç tanesinin özelliklerini önceden belirtti.Hemen sonra Mendeleev in öngördüğü özelliklerin çoğuna sahip oldukları belirlenen Skandiyum,galyum ve germanyum elementlerinin bulunması periyodik sistemin doğru olduğunu gösterdi.Asal gazların varlığı Mendeleev tarafından öngörülmediği halde bu elementler 1892-98 yılları arasında bulunduktan sonra periyodik çizelgedeki yerlerine oldukça iyi bir şekilde uydular.

Periyodik çizelgedeki plana göre K,Ni ve I elementlerinin atom ağırlığının artışına göre belirlenmiş dizilişinin dışında yer almamaları gerekliydi.Örneği iyot atom ağırlığına göre 52 numaralı element olmalıydı.Fakat kimyasal açıdan benzediği F,Cl ve Br elementleri ile aynı gurupta olabilmesi için iyot keyfi olarak 53 numaralı element oldu.Periyodik sınıflandırmanın daha ayrıntılı olarak incelenmesi ile bir çok araştırıcı periyodik özelliğin,atom ağırlığından çok , başka bir temel bağlı olduğuna inandı.Bu temel özelliğinde o zamanlar periyodik sistemden çıkarılan ve sadece bir seri numarası olan atom numarası ile ilişkisi olduğunu öğrendi.

1913-14 yıllarında Henry G. J. Moseley in çalışmaları bu problemleri çözdü.Yüksek enerjili katot ışınları bir hedefe odaklandığında X-ışınları oluşur.Bu X-ışınları çeşitli dalga boylarındaki bileşenlere ayrılabilir ve bu şekilde elde edilen çizgi spektrumları da fotografik olarak kaydedilebilir.Hedef olarak değişik elementler kullanıldığında değişik X-ışınları spektrumları elde edilir ve her spektrum sadece birkaç karakteristik spektral çizgi içeren X-ışınları spektrumu vardır.

Moseley atom numaraları 13 ile 79 arasında olan 38 elementin X-ışınları spektrumunu inceledi.Her elemen için o elemente karşılık gelen karakteristik spektrum çizgisini kullanan Moseley , elementin atom numarası ile çizgi frekansının kare kökü arasında doğrusal bir ilişki olduğunu buldu.Başka bir değişle elementler atom numarası artışına göre dizildiğinde spektrum çizgisi frekansının karekökü bir elementten diğerine gittikçe sabit bir miktarda artar.

Bundan dolayı Moseley X-ışınları spektrumuna dayanarak elementlerin doğru atom numaralarını tahmin edebildi.Böylece atom ağırlıkları komşu atomlarınkine uygun düşmeyen K,Ni ve I un sınıflandırılması problemi de çözümlenmiş oldu.Diğer taraftan Moseley Ce den Lu e kadar olan seride 14 element bulunması ve bu elementlerin ve bu elementlerin periyodik çizelgede Lantan’dan sonra gelmeleri gerektiğini bildirdi.Moseley’in diagramları ayrıca 79 numaralı elementten önce henüz o zamana kadar bulunmamış 4 elementin var olması gerektiğini de gösterdi.Nihayet Moseley’in çalışmalarına dayanarak periyodik yasa “Elementlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri atom numarasının periyodik fonksiyonudur” şeklinde tekrar tanımlandı.

Moseley in atom numaraları ile Rutherford un tanecikleri saçılma deneyinden hesapladığı çekirdek yükleri oldukça iyi bir uyum içindeydi.buna dayanarak Moseley atom numarasının atom çekirdeğinde bulunan artı birimlerin sayısı olduğunu önerdi.

Moseley ayrıca, atomda bir elementten diğerine gidildikçe artan temel bir nicelik bulunduğunu ifade ederek bu niceliğin ancak merkezdeki artı yüklü çekirdeğin yüklü olabileceğini belirtti.

X-ışınları , görünür ışıktan çok daha kısa dalga boylarına ve dolayısıyla daha yüksek frekans ve enerjilere sahip elektro magnetik ışınlardır.Bir elementin x-ışınları spektrumunun olmasına hedef element atomlarında meydana gelen elektron geçişlerinin sebep olduğuna inanılmaktadır.X-ışınlar tüpüne katot ışınları , hedefteki atomların iç kabuklarından elektronlar koparırlar.Dış kabuktaki elektronlar iç kabuklarda oluşan bu boşlukları doldurdukları zaman x-ışınları yayınlanır.Bir atomda elektronun , yüksek bir enerji düzeyinden K düzeyine geçmesi sonucu oldukça bir büyük bir miktarda enerji açığa çıktığından , elde edilen radyasyonun frekansı yüksektir.Buna karşı gelen dalga boyu da x-ışınlarına özgü olup kısadır.

Bir elektron geçişi sırasında açığa çıkan radyasyonun frekansı ayrıca atom çekirdeğindeki yüke bağlıdır.Açığa çıkan bu enerjinin miktarı çekirdek yükünün karesi ile doğru orantılıdır.Çekirdeğin yükü arttıkça açığa çıkan enerji artar ve yayınlanan radyasyonun dalga boyu kısalır.Moseley in gözlemleri de bu ilişkiyi yansıtmaktadır.

Maddenin iç yapisina yolculuk

Boşlukta yer kaplayan,kütlesi ve hacmi olan her şey madde dir.

Madde dünya üzerinde daima bu üç fiziksel hâlde bulunur KATI – SIVI – GAZ

Katılar: Katılar, belirli şekil ve hacme sahiptir.Örnek : tebeşir,kalem,tahta...

Sıvılar: Sıvılar belirli hacme sahip olmalarına karşın, belirli şekilleri yoktur. Bulundukları kabın şeklini alırlar.Örnek Su ,cıva,alkol,yağ...

Gazlar: Gazlar ise bunların tam aksine ne belirti hacme ne de belirli şekle sahiptir. Gazlar bulundukları kabın hacmini alırlar.Örnek : Hidrojen,oksijen,azot gazları

Öz Kütle: Birim hacimdeki madde miktarıdır. (d) ile gösterilir.
Öz kütle(yoğunluk)=kütle / hacim d = m dir
m=kütle(gram olacak ) V=hacim(cm³ olacak)dir V

► Fiziksel değişme: Maddelerin şeklinde,boyutunda,görünümünde veya halinde meydana gelen değişmelerdir.Fiziksel değişmeler maddenin özünü değiştirmez.buzun erimesi,elektrik tellerinin yazın genleşmesi,camın parçalanması,yağmurun oluşması.

► Kimyasal değişme: Maddenin yapısını ve özelliklerini değiştiren değişmelere denir.Sütün ekşimesi,kağıdın yanması,demirin paslanması,elmanın çürümesi,suyun bileşenlerine ayrılması,yoğurdun oluşması.

Birden fazla maddenin kimyasal özelliklerini kaybetmeden bir araya getirilmesiyle oluşturulan madde topluluğuna karışım denir

► Karışımların özellikleri
1) Karışımı oluşturan maddeler kendi özelliklerini kaybetmezler.(Tuz-şeker)
2) Karışımı oluşturan maddelerin miktarları arasında belirli bir oran yoktur.İstenildiği oranda karıştırılabilirler.(1 bardak su 1 kaşık şeker istersek 2 kaşık şeker )
3) Karışımların erime ve kaynama noktaları sabit değildir.( Az tuzlu su çok tuzlu sudan daha çabuk kaynar)
4) Karışımların belirli bir kimyasal formülleri yoktur.( Kum-demir tozu )
5) Karışımlar fiziksel yollarla oluşur ve bileşenlerine fiziksel yollarla ayrılırlar.(1 bardak su ile 1 bardak yağı aynı kaba dökersek karışım olur)

Karışımlar homojen ve heterojen olmak üzere ikiye ayrılırlar.

► Homojen karışımlar: Her tarafında aynı özelliği gösteren,tek bir madde gibi davranan karışımlara denir.Homojen karışımlara genel olarak çözeltiler de denir.
Tuzlu su,hava,kolonya,24 ayar altın örnektir.Metallerin eritilip karıştırılmasıyla oluşan homojen karışımlara ise alaşım denir.
Bakır+çinko= pirinç Kurşun+kalay= lehim Bakır+kalay=tunç
Altın+bakır=bilezik alaşımı Krom+nikel+karbon+demir=çelik
Bir çözeltide çözünen(tuz gibi) ve çözücü(su gibi) olmak üzere iki madde vardır. Örneğin; şekerli suda şeker çözünen,su çözücüdür.
Bir çözeltide çözücü fazla çözen az ise buna seyreltik çözelti,çözücü az çözünen fazla ise buna da derişik çözelti denir.


► Heterojen karışımlar:Her yerinde aynı özellikleri göstermeyen karışımlara denir. Heterojen karışımlar süspansiyon ve emülsiyon olarak iki özel durumu vardır:
Süspansiyon (katı-sıvı karışımı) u-kum,su-tebeşir tozu

Emülsiyon(sıvı-sıvı karışımı) u-zeytin yağı,su-benzin karışımı,süt içindeki yağ damlacıkları da birer emülsiyondur.

Karışımların Ayırma Yöntemleri
1.Süzme: Katı-sıvı karışımların ayrılması için kullanılır.Kum ve su,çay,süt ...

2.Mıknatıslanma: Mıknatıstan etkilenen maddeyi etkilenmeyenden ayrılması için kullanılır.Demir tozu talaş gibi.

3.Öz kütle(yoğunluk ): Katı-sıvı,sıvı-sıvı karışımların ayrılması için kullanılır. Zeytinyağı su,su-saman gibi.

4.Çözünürlük: Çözünürlükleri farklı katı maddelerin sıvı içinde ayrılması için kullanılır.Naftalin ve tuz suya atılırsa...

5.Buharlaştırma: Çözünmüş katı,sıvı karışımların ayrılması için kullanılır.Şeker-su...

6.Damıtma: Kaynama noktaları faklı sıvıları birbirinden ayırmak için kullanılır.Saf su elde etmede,petrol ürünleri üretiminde,alkol ve bitkisel yağ üretiminde kullanılan bir yöntemdir.Ham petrol damıtılarak benzin,mazot,gaz yağı ,asfalt,fuel-oil elde edilir.

7.Eleme: Büyüklükleri farklı katı maddelerin ayrılmasında kullanılır.kumu çakıldan ayırmada kullanılır.

Saf maddeler,bileşikler ve elementler diye ikiye ayrılır.

Tek cins atomdan yapılmış maddeye element denir. Elementler kendisinden başka maddeye ayrılmazlar. Maddenin tüm özelliklerini gösteren en küçük parça atom dur.

Bileşikler: Farklı cins atomların birleşerek oluşturdukları yeni maddeye bileşik madde denir.Örneğin: 2Hidrojen + Oksijen = Su reaksiyonuna göre iki element birleşmiş bir bileşik madde (su) oluşmuştur. Bileşiklerin bütün özelliğini taşıyan en küçük parçasına molekül denir.
Element molekülü(O2,H2,N2 gibi) ve bileşik molekülü(H2O,NH3 gibi)diye ikiye ayrılır.

Bileşiklerin özellikleri:

1)Bileşiğin özelliği,kendisini oluşturan elementlerin özelliklerine benzemez.
Fe + S FeS

Demir Kükürt Demir sülfür
Mıknatıs çeker Su içinde yüzer Mıknatıs çekmez,su içinde yüzmez

2)Bileşiği oluşturan maddelerin kütleleri arasında belirli bir sabit oran vardır.
Ca + 1/2 O2 Cao
40 g 16 g 56 g
Ca/O =40/16=5/2 dir.

3)Belirli bir erime,kaynama noktaları ve öz kütleleri vardır.

4)Bileşik,kendisini oluşturan elementlerin sembolleriyle gösterilir. Bileşiğin formülü elementlerin sayısını ve cinsini belirler.

5)Bileşikler kimyasal yollarla bileşenlerine ayrılabilirler.


Element ile Bileşik Arasındaki Farklar

1)Element aynı cins atomlardan,bileşik farklı cins atomlardan oluşur.

2)Element,kendinden daha basit maddelere ayrılamaz.Bileşik,kendini oluşturan elementlere ayrılabilir.

3)Elementleri sembollerle,bileşikleri formüllerle gösteririz.
Bileşikler,ısı ve elektrik enerjisi ile kendisini oluşturan maddelere ayrıştırılabilirler.

Bir elementin bütün özelliklerini taşıyan en küçük parçasına atom denir.Atomların içindeki parçacıklara atom altı parçacıklar denir.Atom proton,nötron ve elektron denilen taneciklerden oluşmuştur

Proton (p) :Atomun çekirdeğinde bulunur.(+) Elektrik yüküyle yüklüdür.
Nötron (n) :Atomun çekirdeğinde bulunur.Yüksüzdür.
Elektron (e) :Atom çekirdeğinin etrafında belli yörüngelerde (enerji seviyelerinde)hareket eden taneciklerdir.
(-)Elektrikle yüklüdür.Elektronun kütlesi protonun kütlesinin 1/1840 ‘ı kadardır.
Bir atomdaki proton sayısına atom numarası (Z) denir.
Proton sayısı = Atom numarası
Bir atomdaki proton sayısı ile nötron sayısının toplamına kütle numarası (A) denir.
Proton sayısı + Nötron sayısı = Kütle numarası
İyon : (+) ya da (-) yüklü atom ya da atom gruplarına iyon denir.
Nötr(yüksüz)atom : Elektrik yüküne sahip olmayan atomlara denir.Nötr atomlarda proton sayısı elektron sayısına eşittir.Proton sayısı=Elektron sayısı

• Yüksüz (nötr) bir atom elektron verirse (+) yüklü iyon oluşur.Buna Katyon denir.
• Yüksüz (nötr) bir atom elektron alırsa (-) yüklü iyon oluşur.Buna Anyon denir.
• Bir atom iyon haline geldiğinde kimyasal özellikleri ve elektron sayısı değişir.
• İyon yükü atomun sembolünün sağ üst köşesine yazılır.X+ ,Y-2 gibi.

Örnek : 11Na atomunun elektronlarının yörüngelere dağılımı şöyledir:

11 Na : 2e- 8e- 1e-

11 Na atomu son yörüngesindeki 1 elektronu verirse Na+ iyonu oluşur.
► İZOTOP ATOM : Atom numaraları aynı, nötron sayıları farklı (ya da kütle numaraları farklı) olan atomlara izotop atom denir.
* İzotop atomların kimyasal özellikleri aynı, fiziksel özellikleri farklıdır.
• İzotop iyonlarda elektron sayıları farklı ise kimyasal özellikleri de farklıdır.



Örnek;
Element
Elektron
sayısı
Nötron sayısı

K+2
18
21

L+3
13
12

M-2
12
13

N
20
22

Tabloda verilen K, L, M ve N harfleriyle gösterilen elementlerden hangileri birbirinin izotopudur. (1992 - FL)
A. L-M B. K-N
C. K-M D. L-N
PERİYODİK CETVEL
Elementlerin kimyasal özelliklerine göre gruplar ve periyotlar halinde dizildiği tabloya “Periyodik cetvel veya periyodik tablo denir.
Periyodik cetvel atom numaralarına göre hazırlanmıştır. Düşey sütunlara grup,yatay sütunlara periyot denir.
Atomların en dış kabuğundaki elektron sayısına “ değerlik elektronu “ denir.
Değerlik elektronu 3 ve daha az olan elementler metal,4 ve daha büyük olanlar ametal, 8 olanlar ise soy gazdır.
Tabiatta atomlar sürekli olarak karalı halde bulunmak isterler. Bunu da elektron alarak veya elektron vererek sağlarlar. Hidrojen dış enerji kabuğunu 2elektrona tamamlamak ister bu kurala DUBLET kuralı denir. Diğer atomlar ise dış enerji seviyelerindeki elektron sayılarını 8’e tamamlamak ister bu kurala da OKTET kuralı denir.
Element Sembolü PERİYOTLARDA SOLDAN SAĞA GİDİLDİKÇE
GRUPLARDA YUKARIDAN AŞAĞIYA İNİLDİKÇE

Hidrojen
H
* Atom numarası artar.
• Atom numarası artar.

Oksijen
O
• Kütle numarası artar.
• Kütle numarası artar.

Karbon
C
• Elektron verme eğilimi azalır.
• Elektron verme eğilimi artar.

Azot
N
• Metalik özellik azalır.
• Metalik özellik artar.

Bakır
Cu
* Ametalik özellik artar.
• Ametalik özellik azalır.

Çinko
Zn
• Değerlik elektron sayısı artar.
• Değerlik elektron sayısı değişmez.

Kalay
Sn

Kurşun
Pb

Demir
Fe

Sodyum -
Na

Kükürt
S

Altın
Au








Metallerin özellikleri :
1. Yüzeyleri parlaktır. Işığı yansıtırlar.
2. Isı ve elektriği iyi iletirler.
3. Esnektirler. Tel ve levha haline gelebilirler.
4. Oda koşullarında (25 °C sıcaklık ve 1 atm basınç) katı halde bulunurlar. (Cıva sıvı haldedir)
5. Ametallerle iyonik yapılı bileşikler oluştururlar.
6. Kendi aralarında bileşik oluşturmazlar. Ancak alaşım oluştururlar. (Cu+Zn=pirinç, Pb+Sn=lehim, Cu+Sn=tunç(bronz), Cr+Ni+Fe=paslanmaz çelik, Au+Cu=düşük kaliteli altın)
7. Erime ve kaynama noktaları yüksektir.
8. Son yörüngelerinde 1,2,3 elektron bulundururlar. Elektron vererek reaksiyonlara girdiklerinden bileşiklerinde (+) değerlik kazanırlar.
9. Tek atomlu molekül halinde bulunurlar.
10. Canlıların yapısında çok az bulunurlar.
Ametallerin özellikleri :
1. Yüzeyleri mattır. Işığı kırar veya geçirirler.
2. Isı ve elektriği iletmezler. (Grafit hariç)
3. Kırılgandırlar. Tel ve levha haline gelemezler.
4. Oda koşullarında katı, sıvı ve gaz halinde bulunurlar.
5. Metallerle iyonik yapılı bileşikler oluştururlar.
6. Kendi aralarında kovalent yapılı bileşikler oluştururlar.
7. Erime ve kaynama noktaları düşüktür.
8. Son yörüngelerinde 4,5,6,7 elektron bulundururlar. Elektron alarak veya ortaklaşa kullanarak reaksiyonlara girdiklerinden (+) ve (-) değerlik alabilirler.
9. İki atomlu molekül halinde bulunurlar.
10. Canlıların yapısında çok miktarda bulunur
Soy gazların özellikleri :
1. Saydamdırlar. Işığı geçirirler.
2. Isı ve elektriği iletmezler.
3. Oda koşullarında gaz halinde bulunurlar.
4. Reaksiyona girmezler. Dolayısıyla bileşik oluşturmazlar.
5. Erime ve kaynama noktaları oldukça düşüktür.
6. Son yörüngelerinde 8 elektron bulundururlar. Kararlı yapıya sahiptirler.(He 2 elektronludur)Tek atomlu molekül halinde bulunurlar

TopraĞin Fİzİksel Ve Kİmyasal Özellİklerİ

TOPRAĞIN FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ



1. TOPRAĞIN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ

Toprağın fiziksel özelliklerini, toprağın katı fazını oluşturan maddelerin boyutları, bunların birbirlerine bağlanma durumları, agregat sistemleri, agregat veya toprak parçalarının diziliş ve duruş şekilleri teşkil etmektedir. Toprağın fiziksel özellikleri, toprakta havalanma, suyun toprağa sızması ve alıkonulması, köklerin nüfuzunu, toprakta bitki besin maddelerinin tutulmasını önemli ölçüde tayin etmektedir. Mesela kil gibi ince unsurlu maddelerden oluşan toprak kütlesinin havalanması ve suyun sızması güç olmaktadır. Buna karşılık taneli bir yapı gösteren topraklarda havalanma ve su dolaşımı mükemmel olarak cereyan eder.



1.1. Toprağın Bünyesi (Tekstür)

Toprağın katı fazını kil, mil ve kum boyutundaki malzemeler oluşturmaktadır. Bu boyuttaki malzemelerin toprak içindeki nispi miktarları ve bunların birbirlerine göre oranları toprağın tekstürünü ifade etmektedir. Toprağın tekstür sınıflarına ayrımında toprağın kimyasal bileşimi, renk, ağırlık ve diğer özellikleri gözetilmeksizin sadece farklı boyuttaki parçaların toprakta bulunan parçaları esas alınmaktadır.



Toprağı oluşturan parçaların boyutu küçüldükçe 1 gr. da ki parçacık sayısı artmakta ve parçaların işgal ettikleri yüzey de genişlemektedir. Özellikle kilin parçacık sayısı ve yüzey alanının aşırı derecede geniş olması dikkat çekicidir. Kum büyük ebattadır ve eşit ağırlıktaki kil minerallerine göre çok yüzey işgal etmektedir. Bu bakımdan kumun, toprağın kimyasal ve fiziksel aktivitesindeki oynadığı rol ihmal edilecek kadar azdır. Kum toprak yapısında çatı vazifesi görmekte, hava ve suyun dolaşımını kolaylaştırmaktadır.



Mil, toprak ayrışmasını hızlandırır, bitkilerin büyümesi için eriyik haldeki besin maddelerinin tahliye edilmesinde kuma göre daha elverişli rol oynamaktadır. Ayrıca mil toprakta suyun yerçekimine karşı tutulmasında çok önemli bir yer işgal etmektedir. Demek ki milli topraklar, bitkilerin istifadesine elverişli olan suyu sağlamakta ve bu da dona karşı toprakları korumaktadır.



Kil, hem toprağın su tutma kapasitesini arttırır hem de toprak çözeltisindeki besin maddelerinin tutulmasını sağlar.Kil miktarı fazla olan topraklara ağır bünyeli, kum miktarı fazla olan topraklara ise hafif bünyeli denilmektedir. Toprağın tekstürel özelliği, toprağın plastiklik, sertlik, geçirgenlik, kuraklık, verimlilik vs. gibi özelliklerini etkiler.



Belli başlı tekstür sınıfları ise şöyledir: Kil, killi balçık, balçık, kum, balçıklı kum, kumlu balçık, kumlu killi balçık, kumlu kil, mil, milli balçık, milli killi balçık, milli kil.



1.2. Toprak Strüktürü

Toprağın strüktürü, toprak parçalarının bir araya gelerek oluşturduğu sıralanma ve bunların duruş şekillerini ifade etmektedir. Bir toprak profilinde farklı horizonların strüktürü toprağın renk, tekstür veya toprağın kimyasal bileşimini ortaya çıkardığı kadar toprağın ana karakterini de yansıtır.



Toprağın strüktürü toprağın tekstürünün etkisine bağlı olarak değişir; ayrıca nem, havalanma durumu, mikroorganizmaların faaliyetleri, kök büyümesi ve gelişmesi, hatta topraktaki besin maddelerinin bitkiler tarafından alınmasını da etkilemektedir.



Toprak strüktürü esas itibariyle taneli, bloğumsu, levhamsı ve prizmamsı olmak üzere dört ana tipe ayrılır. Toprak strüktürü, topraktaki boşlukların şekillenmesi açısından son derece önemli olup, toprakta su ve havanın dolaşımını ve hareketini tayin etmektedir.



1.3. Toprağın Ağırlığı

Topraktaki gözenek veya boşluklar su ve hava ile dolmaktadır. Bitkilerin beslenmesi için gerekli olan su ve havanın dolaşımı gözeneklerin miktarına ve ebadına bağlıdır. Toprak ağırlığı, topraktaki gözenek miktarıyla alakalıdır. Toprak ağırlığı hesap edilirken iki ayrı durumu dikkate almak gerekir. Bunlardan birincisi, sadece toprak kitlesi esas alınarak hesap edilen yoğunluktur ve topraktaki boşlukların oluşturduğu hacim dikkate alınmaz. İkincisi ise toprak parçaları arasında gözenek veya boşluklar hacme katılarak elde edilen toprak ağırlığıdır. Buna volüm veya görünen ağırlık denilmektedir.



1.4. Toprağın Rengi

Toprağın almış olduğu renk, toprak oluşumunda ayrışma olaylarının şiddet ve seyrini yansıtmaktadır. Toprak ilk olarak oluşmaya başladığında rengi, ana materyalin rengine benzer. Ayrışmanın ilerlemesi, oksidasyonun artması ve organik maddenin toprağa karışması ile toprağın rengi koyulaşmaktadır. Organik maddeler, demir ve manganez bileşikleri toprağa renk veren unsurlardır. Bunlardan organik maddelerin oranı arttıkça toprağın rengi koyulaşmakta ve koyu siyah renkli topraklar oluşmaktadır. Demir minerallerinin hasıl ettiği renkler ise esmer, kırmızı ve sarı olup, bu renkler ferri hidroksitlerden ileri gelmektedir. Topraktaki yeşilimsi ve mavimsi renkler, indirgenme olayına işaret etmektedir. Bu renkler drenajı bozuk ve havalanmanın iyi olmadığı şartlarda oluşmaktadır.



Ferro demirin fazla olması durumunda toprak mavimsi renk almaktadır. Ayrıca topraktaki sarımsı renk, fazla miktarda demir oksitle ilgilidir; Yüksek oranda hidrate olmuş demir oksitler sarı renktedir, fakat hidrasyon azaldıkça renk kırmızılaşır. Dolayısı ile topraktaki kırmızı renk genellikle, iyi drenaj ve havalanma şartları altında dehidrate olmuş demir oksitler ile ilgilidir. Manganez bileşikleri genel olarak, toprağa esmer ve siyah renk vermektedir.



Diğer taraftan, profil boyunca toprak renginin önemli ölçüde değiştiği görülmektedir. Organik madde yönünden zengin A horizonu koyu renklidir. B horizonunda demir ve alüminyum bileşiklerinin oksidasyonuna bağlı olarak renk değişmektedir. Kalsiyum karbonat, jips, kuvars ve kil minerallerinin biriktiği alt zonlarda renk açıklaşmaktadır.



İklim bölgeleri ile toprak renkleri arasında sıkı bir ilişki mevcuttur. Kurak bölgelerde açık renkli, kurak ve sıcak bölgelerde kırmızımsı renkli topraklar, yağışlı ılıman kuşaklarda koyu renkli, sıcak ve nemli tropikal ve ekvatoral bölgelerde kırmızı renkli topraklar yaygın durumdadır.



1.5. Toprak Sıcaklığı

Toprakta bitkilerin yetişmesi, mikroorganizmaların faaliyeti, organik maddenin parçalanması ve mineralizasyonu ile topraktaki kimyasal olayların devam etmesi için toprak sıcaklığı önemlidir. Toprağın sıcaklığı ve nemi yeterli miktarda ise toprak dahilindeki biyolojik ve kimyasal faaliyetler devam eder. Toprak donduğu zaman bu faaliyetler durur.



Toprağın sıcaklık bilançosu, güneşten gelen enerjinin tutulması veya ısıtılmasına bağlıdır. Koyu renkli topraklar gelen enerjinin % 80’ ini , açık renkli kuvars kumları ise % 30’ unu tutmaktadır. Toprakta tutulan sıcaklık suyun buharlaşması, toprak yüzeyindeki havanın ısıtılması, toprağın ısıtılması ve uzun dalga ışınlar halinde tekrar atmosfere dönmesi halinde harcanır. Toprağın ısınma ve soğuma kapasitesi, toprakta bulunan su miktarına, toprağın yüzeyini örten organik madde ve bitki örtüsüne bağlıdır.



2. TOPRAK SUYU

Toprakta bulunan su, bitkilerin yetişmesi, toprak içindeki biyolojik faaliyetlerin devamı, çeşitli ayrışma ve özellikle iyon alışverişinin sağlanması bakımından son derece önemlidir.



Toprakta suyun tutulması Adhesion ve Kohezyon yoluyla olmaktadır. Adhesion, katı toprak parçacık yüzeylerinin suyu çekme kuvvetidir. Su, toprak parçacıklarının iç ve dış yüzeylerinde bulunan elektriksel alandaki elektrostatik kuvvetlerle tutulmaktadır. Birkaç su molekülünden ibaret olan tabakalar, kuvvetli Adhesiv kuvvetler sayesinde toprak parçacıklarını kuvvetli olarak sarmaktadır. Bu suya adhesion suyu denilmektedir. Adhesion suyu çok küçük ölçüde hareket etmekte, dolayısıyla bitkilere faydalı olamamaktadır.



Kohezyon olayı su moleküllerinin birbirini çekmesidir. Toprak dahilinde su moleküllerinin birbirini çekmesi ile tutulan suya kohezyon suyu denilmektedir. Kohezyon suyunda su molekülleri daha fazla hareket etmekte dolayısıyla da bu suyun yaklaşık 2/3’ ü bitkiler tarafından kullanılır.



Su ile doygun olan topraklarda suyun hareketi, kuru veya doygun olmayan topraklara doğrudur.Bitki kökleri tarafından suyun absorbe edilmesi de suyun hareketini sağlar.



2.1. Gravitasyon Suyu

Doygun haldeki bütün toprakların gözeneklerini dolduran su basınç altındadır. Bu durumda gözeneklerde bulunan su, çok yüksek basınç sahasından düşük basınç alanlarına doğru serbest halde akmaktadır. Bu hareket yerçekiminin etkisiyle olmaktadır.İşte, yerçekiminin etkisiyle toprak dahilinde hareket eden suya gravitasyonal veya serbest su denilmektedir.



2.2. Kapilar Su

Yerçekiminin etlisiyle topraktan sızan su, topraktan tamamen ayrıldıktan sonra toprakta kalan su miktarına kapilar su ya da tarla kapasitesi denilmektedir. Bu su toprakta otuz mikrondan daha küçük gözeneklerde tutulur. Kapilar su toprak parçacıkları dahilinde adhesion ve kohezyon kuvvetleri tarafından 1/3 ile 31 atmosfer basınç altında tutulmaktadır.



Topraktaki kapilar suyun hareketini ve depolama kapasitesini toprağın tekstür, strüktür ve organik madde durumu tayin etmektedir. Gerçekten de bir toprak ne kadar ince bünyeli ise kapilar boşluk miktarı o kadar fazla olmaktadır.



2.3. Hidroskopik Su

Toprak kolloidleri tarafından 31 atmosfer veya daha fazla basınçla tutulan sudur. Toprak zerreleri tarafından tutulan bu su tanelerin iç ve dış yüzeylerini çok ince bir tabaka olarak örter. Bu haldeki su, sıvı durumunu ve akışkanlığını kaybettiğinden bitkilere faydalı olamaz.



3. TOPRAĞIN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

Kimyasal bakımdan topraklar basit yapılı tuzlardan başlayarak çok fazla karmaşık olan organik ve inorganik bileşiklere kadar çok sayıda maddelerden oluşmuşlardır. Toprakta kimyasal olaylar, ardı arkası kesilmeyen bir surette devam etmekte olduğundan toprağın bileşimi de devamlı olarak değişmektedir. Bitkilerin yetişmesi ve beslenmesi bakımından önemli olan kimyasal olayların başında; topraktaki bitki besin maddelerinin miktarı, bu besin maddelerini depo eden absorbsiyon ve iyon değiştirme kapasitesi ile toprağın reaksiyonu gelmektedir.



Toprağın kimyasal özelliklerini belirtmek bakımından, toprakta bulunan mineral besin elementleri, genellikle killerin oluşturduğu inorganik ve organik toprak kolloidleri, katyon değişimi, toprağın reaksiyonu ve bitki besin elementleri üzerinde ana hatları ile durulacaktır.



3.1. Toprakta Bulunan Besin Maddeleri

Topraktaki besin maddeleri ana kayadan kaynaklanan mineral elementler oluşturmaktadır. Katı yer kabuğunun % 98’ ini 8 element oluşturmaktadır. Bunlar sırasıyla, oksijen, silisyum, alüminyum, demir, kalsiyum, sodyum, potasyum ve magnezyumdur. Bunlardan oksijen ve silisyum kayaların % 75’ ini oluşturmaktadır.



3.2. Toprağın Kolloidal Fraksiyonları

Toprak katı parçacıklarının yüzeylerinde moleküllerin ve iyonların toprak çözeltisinden çekilip bağlanmaları ve özellikle katyon değiştirme kapasitesinde etkili olan kil ve organik maddeler, toprak kimyası, bitki beslenmesi ve toprak reaksiyonu yönünden çok önemli rol oynamaktadır. Bu başlık altında toprak kolloidlerini oluşturan kil mineralleri ve organik maddeler üzerinde durulacaktır.



Tabiatta bileşimlerine göre iki türlü kil bulunmaktadır. Ilıman bölgelerde yaygın olan silikat killeri ve tropikal ve yarı tropikal bölgelerde baskın olan oksit killeridir. Bilindiği gibi, topraktaki kil sekonder mineral olup ana kayadaki özellikle silikat minerallerinin ayrışması sonucunda oluşmaktadır.



Değişik ana kayaların farklı ortamlarda ayrışması sonucunda oluşan killerin miktarı ve bileşimi çok değişik ve karmaşıktır. Ayrışma ortamının iklim şartları, kil çeşidinin oluşmasında önemli rol oynar. Şöyle ki, illit ayrışmanın şiddetli olmadığı ılıman iklim kuşaklarında yaygındır; yapısal potasyumun kısmen kaybolması ile mika mineralinin alterasyonu ve hidrasyon, illitin oluşumunda ön plana geçer. Bu kilde hidrasyon katyon absorbsiyonu şişme, büzülme ve plastiklik özellikleri belirgin değildir. Montmorillionit in teşekkülü ise bol magnezyum ile nötral veya sadece hafif asit ortam şartları altında gerçekleşmektedir. Ilıman bölgelerde illit montmorillionitin alterasyonu ile oluşabilir. 2:1 strüktüründe olan montmorillionit plastiktir, kohezyonu fazladır, kurudukları zaman çatlar, bünyesine su alınca şişerler. Kaolinit, nemli tropikal bölgelerde doğrudan topraktaki veya ayrışmış zondaki primer minerallerinin ayrışmasından oluşmaktadır. 1:1 strüktüründe olan kaolin plastiklik, kohezyon ve çatlama şişme özellikleri çok zayıftır. Bundan dolayı porselen yapımında kullanılır. Genel olarak silikat kil mineralleri iki ana bileşimden ibarettir. Bunlardan bir bileşen, silis oksijen levhası, ikincisi ise alüminyum levhasıdır.



Oksit killer tropikal ve subtropikal bölgelerde demir ve alüminyumun bünyelerine su alarak hidroz oksitleri meydana getirmeleri sonucunda oluşmaktadır. Bunlara örnek olarak gibsit ve götit verilebilir.



3.3. Topraklarda Katyon Değişimi

Toprakta kolloidal halde bulunan kil ve organik madde geniş bir yüzeye sahip olduğundan, su ve iyonları bünyelerinde toplamaktadır. Ayrışma esnasında torak çözeltisi içinde serbest hale geçen Ca, Mg, K, Na, Al, H gibi bitki besin maddeleri olan katyonlar humus ve kil parçacıklarının yüzeyinde tutulmaktadır. Bu olay tek yönlü olarak cereyan etmez. Şöyle ki, kireç bakımından zengin olan nemli bölge topraklarında organik maddenin ayrışması ile CO2 meydana gelmektedir, buna bağlı olarak toprak çözeltisinde karbonik asit (H2CO3) zengin durumdadır. Bu asitteki H iyonu Ca ile yer değiştirme özelliğine sahiptir. Böylece Ca iyonlarının yerine H iyonları geçmektedir. Toprağın yağış sularıyla yıkanması devam ettiği takdirde toprakta H iyonları ile diğer iyonların yer değiştirmesine bağlı olarak H iyonlarının konsantrasyonu artar.



3.4. Toprakta Değişebilir Anyonlar

Anyonlar kil minerallerinde OH grupları ile yer değiştirmektedir ve bu gruplar montmorillionit kiline nazaran kaolinitte fazla bulunmaktadır. Bundan dolayı kaolinit killerinin baskın olduğu nemli ve kurak bölge topraklarında anyon değiştirmesi daha yüksektir. Bu sahalar fazla yayılış göstermemesine rağmen nemli tropikal bölgelerde fazla ayrışmaya uğramamış bazı topraklarda az miktarda kaolinit bulunmaktadır. Bu topraklar, pozitif yüklenme gösterirler. Özetle, pozitif yükle yüklenmiş kolloidli topraklar; nitrat ve klorit gibi anyonları absorbe ederler, Ca, Mg ve Na gibi katyonlar reddedilmekte ve dolayısıyla bunlar toprak solüsyonunda yıkanmaya karşı çok hassas duruma geçerler ve toprağın baz saturasyonu çok düşer, fosfat ve sülfat iyonları, hidroksillerin (OH) yerine geçer ve yapışık halde sabitleşirler. Bu topraklarda yüksek derecede potasyumu tespit etme kapasitesine sahiptir ve tabi olarak alınabilir fosfor düşük seviyede kalmaktadır.



3.5. Toprak Reaksiyonu

Toprak reaksiyonu, toprağın asitliliğini, alkalenliliğini ve nötral durumunu ifade etmektedir. Toprak reaksiyonu, pedojenezin seyrini veya özelliğini aksettirmesi yanında topraktaki bitki besin elementleri hakkında bilgi vermektedir. Şöyle ki, asitliliği fazla olan topraklar nemli iklim şartları altında bulunmaktadır ve aşırı yıkanmaya bağlı olarak da topraktaki bazlar önemli ölçüde uzaklaşmıştır ve bunların yerini H iyonları almıştır. Bunun yanında alkalen topraklar, bitki besin elementleri olan bazların toprakta fazla olduğunu işaret etmektedir.



Toprak reaksiyonu pH (potansiyel hidrojen) ile ifade edilmektedir.Suda H+ ve OH-iyonları bulunmaktadır. H+ ve OH- iyonları birbirine eşit olduğu takdirde su nötral durumdadır. Yani suyun pH’ ı 7' dir.



Toprak çözeltisinde serbest hidrojen (H+) iyonlarının konsantrasyonu hidroksil (OH-) iyonlarından fazla ise çözelti asittir. Bu durumun tersi olursa çözelti alkalendir. İşte bu durumu belirtmek bakımından pH terimi kullanılmaktadır. pH 7’den küçük ise asit, 7’den fazla ise alkalen, 7 nötr durumu göstermektedir. Başka bir ifade ile hidrojen iyonları arttıkça pH azalmakta, OH iyonları arttıkça pH yükselmektedir.



Yağışlı bölgelerde, yağış suları vasıtasıyla toprak yıkanmaya başladığı zaman sudaki H katyonları Ca, Mg, K, Na katyonlarının yerine geçer. Bu suretle toprakta bulunan katyonların yerine H’ in geçmesiyle toprak asitleşir.



Toprak reaksiyonunun değişmesinde etkili olan önemli faktörlerin başında CO2 gelmektedir. Bu gaz su ile birleşerek karbonik asiti oluşturur. CO2 basıncı ne kadar fazla olursa, topraktaki H konsantrasyonu o nispette artar. Karbonik asit ve onun oluşturduğu bikarbonatlar, nemli bölgelerde toprağın alt katlarına doğru taşınmaktadır. Böylece topraklar asitleşirler.



Bazların yıkanması özellikle toprakta Ca ve Mg un eksilmesi, toprak pH’ ının düşmesine yol açar. Bu arada organik maddelerin ayrışmasıyla oluşan organik ve inorganik asitler bazların yıkanmasını arttırır. Özellikle vejetasyon devresinde hasıl olan bol miktarda H iyonları topraktaki bazların yerine geçerek bazları serbest bırakır. Bu bazlar ya bitkiler tarafında alınır ya da taban suyu ile uzaklaşırlar. Bu durum da toprağın asitleşmesine sebep olur. Nemli bölgelerde çayır örtüsü de toprağın fazla asitleşmesini sağlayan bir faktördür.



Kurak bölgelere gelince yağış topraktaki bazları yıkamaya kafi gelmediğinden toprağın bazlarla olan doygunluğu yüksektir ve toprak nötr ve daha çok alkalen reaksiyon gösterir. Demek ki, toprak asitliliğinin artmasında iklim ana faktördür. Nitekim, yağışlı iklim şartlarında toprak yıkanmakta bu esnada H iyonları, Na, Ca, Mg, K gibi katyonların yerine geçmektedir. Ayrıca nemli bölgelerde vejetasyon örtüsünün gür olması bir taraftan organik maddelerin artmasına ve diğer taraftan da organik maddelerin ayrışmasıyla hasıl olan CO2 ve diğer organik asitler toprağın asitleşmesine yardımcı olur. Kurak bölgelerde ise bu durumun hemen hemen tersi cereyan ettiğinden, topraktaki bazların yıkanması son derece sınırlıdır, bu yüzden kurak bölge toprakları genellikle alkalen reaksiyon göstermektedir.



3.6. Toprakta Bitki Besin Elementleri

Bitkilerin gelişip büyümeleri için iklim faktörleri yanında topraktaki besin elementlerine de ihtiyaç vardır. Türlü bitkilerin topraktan aldıkları besin elementleri çok değişiktir. Bitkilerin topraktan istedikleri besin elementlerinden birinin veya birkaçının eksik ya da fazla olması bitki gelişimini engeller hatta tamamen durdurabilir.



Bitkilerin gelişmesi için mutlak surette gerekli olan elementler esas itibariyle bitki besin maddeleridir ve bunların sayısı 16 civarındadır. Bitkiler tarafından kullanılan esas elementler şunlardır; havadan kaynaklanan CO2 , H ve O, topraktan alınan nitrojen, P, K, Ca, Mg ve S’ dir. Topraktan alınan fakat az miktarda kullanılan belli başlı elementler ise Fe, Mn, B, Mo, Cu, Zn ve Cl’ dur. Bitkiler karbon ve oksijenin büyük bir bölümünü havadan doğrudan doğruya fotosentezle alırlar. H doğrudan ve dolaylı olarak sudan alınmaktadır.



3.6.1. Makro Elementler

Fosfor, potasyum, kalsiyum, magnezyum, kükürt ve nitrojen bitkiler tarafından en fazla kullanılan elementlerdir. Bu elementler bitkilerin hücre (gövde) büyümelerinde ve meyve verimlerinde etkili olmaktadır.



3.6.2. Mikro Elementler

Toprakta az bulunmasına ve bitkiler tarafından az alınmasına rağmen eksikliği halinde bitkilerin gelişmesini engellemektedir. Bu elementler: demir, manganez, bakır, bor, çinko, molibden ve klordur.

Bilimlerin Tarihi Gelişimi..(Kimya Tarihi)

Orta Çağ

İslâm Dünyası'ndaki kimya çalışmaları, daha önce Hellenistik Çağ'da İskenderiye'de yapılmış olan simya çalışmalarından yoğun bir biçimde etkilenmiştir. Bu çalışmalar sırasında yavaş yavaş belirginleşmeye başlayan Yapısal Dönüşüm Kuramı'na göre, doğadaki bütün :-):-):-):-)ller, aslında bir kükürt-civa bileşimidir; ancak bunların iç ve dış niteliklerinde farklılıklar bulunduğu için, kükürt ve civa kullanmak suretiyle istenilen :-):-):-):-)li elde etmek mümkündür.

Bilindiği gibi, simyagerler, tarih boyunca, bu kurama dayanarak, kurşun ve bakır gibi nisbeten daha az kıymetli :-):-):-):-)lleri, altın ve gümüş gibi :-):-):-):-)llere dönüştürmek istemişlerdir. İslâm Dünyası'ndaki kimya çalışmaları da genellikle bu doğrultuda sürdürülmüştür.

Yine Müslüman simyagerlerin maksatlarından birisi de bu dönüşümü gerçekleştirecek el-İksir'i, yani mükemmel maddeyi bulmaktır. Mükemmele en yakın :-):-):-):-)l, altın olduğu için, genellikle bu çalışmalarda altının kullanıldığı görülmektedir. İksir, aynı zamanda sonsuz yaşamın kapısını aralayacak bir anahtar olarak da düşünülmüştür.

Simyagerler, Yeryüzü'ndeki :-):-):-):-)llerle Gökyüzü'ndeki gezegenler arasında da ilişki kurmuşlardır. Örneğin altın Güneş'le ve gümüş ise Ay'la eşleştirilmiş ve bu :-):-):-):-)lleri göstermek için Güneş ve Ay'a benzeyen simgeler kullanılmıştır. Bu simgeler, 18. yüzyıla kadar pek fazla değişmeden gelmiştir; günümüzdeki simgeler ise 18. yüzyıldan itibaren şekillenmeye başlamıştır.

Ortaçağ İslâm Dünyası'nda, simyayı benimseyenlerle benimsemeyenler arasında süregelen tartışmaların, kimyanın gelişimi üzerinde çok olumlu etkiler yaptığı görülmektedir. Çünkü bu tartışmalar sırasında, taraflar, görüşlerinin doğruluğunu kanıtlamak için, çok sayıda deney yapmış ve bu yolla deneysel bilginin artmasında önemli bir rol oynamışlardır.

Yeni Çağ

Bu dönemde kimya alanında maddenin yapısına ilişkin deneysel çalışmalar başlamış ve özellikle Boyle, Mayow ve Hook gibi bilim adamları sayesinde yeni bir atom kuramı geliştirilmiştir.

Yakın Çağ

Bu dönemde kimya, sanayinin belkemiği haline gelmiştir; ancak kimya çalışmaları sadece sanayide değil, tıp başta olmak üzere değişik bilim dallarında da önemli rol oynamıştır. Atom konusundaki çalışmalar, genetik ile ilgili çalışmaları ve canlıların temel maddesi konusunda yapılan araştırmaları büyük ölçüde etkilemiştir.

Bu dönemde çağdaş kimya, yanma olgusunu açıklayan Lavoisier tarafından kurulmuştur. Bu sayede Lavoisier, Filojiston Kuramı'nı yıkmış ve oksijeni bulmuştur.

Modern Kimyanın Doğuşu

15. yüzyıla dek kimya, eskiden beri bilinen kalıplarını bir türlü aşamamıştı. Bu kalıplaşma, efsanevi açıklamalarla ve ilkel reçetelerle örtülmeye çalışılıyordu. Kimya, halâ simya idi. 15. yüzyıldan itibaren simya, kıpırdamaya, kimya olmaya başladı.

Fosfor, bizmut, platin gibi yeni bulunan elementlerin gösterdikleri tipik özellikleri yeni açıklamalar istiyordu; öteyandan sürekli uzmanlaşan endüstri ve ticaret de kimya sanayinin yeni şeyler üretmesini bekliyordu. Güherçile, şap, yeşil vitriol (demir sülfat), vitriol yağı (sülfürik asit) soda gibi maddelerin üretiminin arıtırlması gerekiyordu. Bütün bunlar da eski kalıpları kırmayı ve bunu önleyen geçmişle hesaplaşmayı dayatıyordu.

Rönesans kimyacılarının tek ilgi alanı elbette madenler değildi. Georgius Agricola'nın 1556'da yayınlanan ve gelecek 200 yıl boyunca madencilik ve :-):-):-):-)lürji alanlarından çalışanların el kitabı olarak işlev gören on iki ciltlik dev eseri "De Re :-):-):-):-)lllica" da maden ocaklarının yapımı, maden filizlerinin ocaklardan çıkarılması ve ocaklarda biriken suyun boşaltılması gibi konuların yanısıra :-):-):-):-)l işletmeciliğine ilişkin çok önemli bilgiler verilmektedir.

Onun izleyicilerinden Bernard Palissy (1510-1589), seramik üretimini; Glauber, cam, güherçile ve bazı boyaların üretimini geliştirdi. Bu sırada, yani 16. yüzyılda İran ve Çin, porselen (çini) ve çömlekçilikte Avrupa'dan öndeydi. Kumaş ve deri sanayiinde önemli olan şap, Avrupa için önemli bir üretim dalıydı.

Kimya alanındaki bir başka üretim alanı damıtmaydı. Damıtma, bir sıvı karışımının ısıtılması ve buharlaştırılarak bulunduğu karışımdan ayrılması ve yoğiunlaştırılarak yeniden elde edilmesidir. 15., 16. ve 17. yüzyıllarda Avrupasında kuvvetli alkollü içkiler içiliyordu. Onun için damıtma işlemi yaygın ve büyük bir üretim koluydu.

İçkiler, yalnızca aristokrasinin yemek alemleri için önem taşımıyordu; aynı zamanda cahil yerlilerin topraklarını ve vücutlarını da teslim almanın ikinci (birincisi baruttu) silahıydı.

Hava ya da daha genel olarak gazlar, 17. yüzyıl başına dek bir "ruh" ya da "kaos" olarak görülmüştü. Gaza "gaz" adını veren van Helmont (1577-1634) idi.

Helmont, Paracelsus'un izleyicilerindendi ve büyük bir deneyciydi. J. Bernal’a göre birinci sınıf bir dahiydi. Mevcut maddeler olarak sadece suyu ve havayı kabul ediyordu. O'nun görüşlerinin kaynağı eski İyonyalılardı. Ama o, felsefi bir varsayımdan çok deneysel souçlara dayanıyordu.

Su koyduğu bir kapta söğüt ağacı yetiştirdi ve yaşam için hava ve suyun alınmasının yeterli olacağını savundu. Kaosu gaz olarak o adlandırdı; kimyanın ileriki zaferlerinin yolunu aydınlattı. Ayaklanmalarla ve içsavaşlarla geçen bir dönemin ardından 17. yüzyılın ikinci yarısı bilimin gerçek doğuşuna tanıklık etti.

Tampon Çözeltiler (Kimya)

Asitlik ve bazlık değişmelerine karşı direnen, yani az miktarda kuvvetli asit veya kuvvetli baz ilavesiyle pH si yaklaşık olarak sabit kalan çözeltilere tampon çözeltiler ; bu direnmeye de tampon etkisi denir. Bunlar genellikle zayıf asit veya bazlarla bunların kuvvetli tuzlarının karışı-mıdır. Örneğin asetik asit ile sodyum asetat ; amonyak ile amonyum klorür karışımı gibi. Asetik asit-asetat tamponunda H+ veya OH- eklenirse aşağıdaki nötralleşme tepkimeleri görülür.

H+ + AcO- → HOAc
OH- + AcOH → H2O + AcO-

Benzer şekilde amonyak-amonyum klorür tamponu için

H+ + NH3 → NH4+
OH- + NH4+ → H2O + NH3

tepkimeleri yazılabilir. Bununla beraber, bir poliprotik asidin çeşitli nötralleşme derecelerine malik tuzlarından ( örneğin NaH2PO4 ve Na2HPO4 karışımı ) yararlanılabildiği gibi zayıf bir asitle başka bir asidin tuzundan ibaret sistemlerden de ( örneğin sitrik asit ve sodyum fosfat gibi ) yararlanılır.
Zayıf bir asitle ( HA ) tuzunun ( A- ) tampon etkisi, hidrojen iyonlarının zayıf asidin A- bazı ile birleşerek iyonlaşmış HA moleküllerini vermesiyle açıklanır:

A- + H3O+ H2O + HA

Oysaki OH- iyonları,

OH- + HA H2O + A-

denklemine göre yer değiştirmiş olurlar. Tampon, zayıf bir B bazı ile tuzu karışımından ibaret ise dengeler şöyledir :

H3O+ + B H2O + BH+
OH- + BH+ B + H2O

Örneğin zayıf bir asitle ( HA ) bunun kuvvetli biz bazla verdiği B+A- tuzu karışımından ibaret tampon sistemi düşünelim. Asidin protolizi şöyledir:

HA + H2O H3O+ + A-


Kütlenin etkisi kanunu uygulandığında ,

[H3O+] [A-] [HA]
ka = ; [H3O+] = ka
[HA] [A-]

Buradan ;
[HA]
- log [H3O+] = - log ka - log
[A-]

veya,
[A-]
pH = pka + log (1.1)
[HA]

bulunur. Oysaki [A-] = [Tuz] ve [HA] = [Asit] olduğundan;


[Tuz]
pH = pka + log (1.2)
[Asit]



olur ve Henderson denklemi adını taşır. Bu denklem 10 > pH > 4 arasında seyreltik çözeltilere uygulanır.

TAMPON GÜCÜ

Bir tampon çözeltiye dB ekivalan / litre kadar kuvvetli bazdan veta kuvvetli asitten ilâve edildiğinde ph değişmesi dpH ise,

dB
ß =
dpH

diferensiyel oranına tampon gücü veya değeri denir. O halde tampon gücü, pH nin birim kadar değişmesi için ilâvesi gereken baz yahut asit miktarıdır, dB ye karşı pH değişmesi ne kadar az is ise tampon gücü de o kadar büyük, yani pH o kadar sabittir. Bir tampon sisteminin tampon gücü, tuz konsantrasyonunun asit konsantrasyonuna oranı 10 ile 1/10 arasında olduğu zaman en elverişlidir. Bu ise pH = pka ±1e karşındır. O halde bir asit-baz tampon çözeltisinin yararlı pH tampon aralığı pka ±1 olarak alınabilir. Eğer deniş bir pH tampon aralığını kaplayacak tampon çözelti hazırlanmak istenirse, bir sıra zayıf asit seçmek gerekir ki bunların pka ları 2pH biriminden fazla fark etmemiş olsun. Buna göre maksimum tampon gücü ve belli pH li tampon çözelti hazırlamak için öyle bir asit seçmek gerekir ki asidin pka sı istenilen pH ye eşit veya mümkün mertebe yakın olsun. Bu halde, [Tuz] / [Asit] oranı 10 > pH > 4 halinde (1.1) den hesaplanır. Tampon gücü bakımından önemli olan bir başka faktör de asit ve tuzun konsantrasyonlarıdır. Çözeltinin derişikliğinin fazlalığı oranında ve [Tuz] / [Asit] = 1/1 halinde tampon gücü fazladır.

Aşağıdaki çizelgede bazı tampon sistemler verilmiştir.

Tampon Sistemler

KONU İLE İLGİLİ ÖRNEKLER

Örnek-1) 25oC da 0,1 M asetik asit ve 0,1 M sodyum asetat karışımının pH si ne kadardır? (ka =1,8 . 10-5)
Çözüm: 0,1
pH = 4,74 + log = 4,74
0,1

Örnek-2) NaH2PO4 ve Na2HPO4 oranı ne olmalıdır ki tampon çözeltinin pH si 7,10 olsun?
(pk1=7,21)
Çözüm:
Denge reaksiyonu HPO4= + H+ H2PO4- olup HPO4= iyonu tuzu, H2PO4- de asidi verir. (1.2) den,
[Na2HPO4]
7,10 = 7,21 + log
[NaH2PO4]
[Na2HPO4]
= antilog ( - 0,11 ) = antilog 1,89 = 0,776
[NaH2PO4]
bulunur.

Örnek-3) pH si 4,0 olan bir tampon çözelti hazırlamak isteniyor. Maksimum tampon güçlü bir çözelti hazırlamak için
a) aşağıda verilen asit ve tuzlarından hangisi kullanılmalıdır?
b) Bu halde [Tuz] / [Asit] oranı ne olacaktır?
Asit ka
Asetik asit 1,8 . 10-5
Formik asit 2,1 . 10-4
Benzoik asit 6,5 . 10-5

Çözüm:
a) Yukarıdaki asitlerin pka ları 4,74 ; 3,7 ; ve 4,17 dir. Seçilecek asit öyle olmalıdır ki pka sı 4,0 e yakın olsun. O halde en uygunu benzoik asittir.
b) (1.2) ye göre,
[Tuz]
4,0 = 4,17 + log den [Tuz] / [Asit] oranı = 66/100 bulunur.
[Asit]


Örnek-4) Litrede 1) 0,000018 M HCl ; 2) 0,1 M asetik asit ve 0,1 M sodyum asetat içeren çözeltilerin pH lerini hesaplayınız. 3) Bu çözeltilerin birer litresine 0,000018 M NaOH ilâve edildiğinde yeni pH leri bulunuz. (ka= 1,8 . 10-5)
Çözüm:
1) pH = - log [H2O+] = - log 1,8 . 10-5 = 4,74

2) (1.2) den
0,1
pH = 4,74 + log = 4,74
0,1

3) Bu çözeltilerin bir litresine 0,000018 M NaOH ilâve edildiğinde HCl halinde tam nötrelleşme olduğundan, pH = 7,0 olur. Asetik asit ve tuzu karışımında ise,
4)
0,1 + 0,000018
pH = 4,74 + log ~ 4,74
0,1 – 0,000018

Görülüyor ki aynı miktar NaOH ilavesiyle HCl çözeltisi tampon olmadığından pH, 2,26 pH birimi kadar artmış ; oysaki ikinci halde tampon olduğundan pH, 0,001 pH biriminden daha az değişmiştir.

Örnek-5) Bir çözeltide sodyum asetat ( NaAc ) ve asetik asidin ( HAc ) konsantrasyonları ne olmalıdır ki [H3O+] = 10-4 iyon g / litre olsun? ( ka = 1,85 . 10-5 )
Çözüm:
(1.2) den
[NaAc]
4 = 4,74 + log
[HAc]

[NaAc] / [HAc] = 0,18 bulunur. O halde [Tuz] / [Asit] oranı 0,18 olduğunda [H3O+] = 10-4 dür. Şu oranlar alınabilir ;

[NaAc] = 0,18 M [HAc] = 1 M
[NaAc] = 0,0018 M [HAc] = 0,1 M
[NaAc] = 1,8 . 10-4 M [HAc] = 10 . 10-4 M

Bu sonuncu olmaz, çünkü çok seyreltiktir.

Örnek-6) 100cm3 0,6 M NH3 çözeltisi ve 150cm3 0,3 M NH3Cl çözeltisi karıştırılarak bir tampon çözelti hazırlanmıştır.
a) Tamponun pH’sı nedir?
b) 0,001 mol asetik asit katılırsa pH ne olacaktır?
Çözüm:
a) Bu bazlı tampon içi OH- derişimi, NH3 için ka yı veren eşitlikten bulunabilir:

NH3 + H2O NH4+ + OH-

ka = [NH4+] [OH-] / [NH3]

[OH-] = ka [NH3] / [NH4+]

NH3 ve NH4+ derişimleri,

NH3 mol sayısı = 0,6 mol dm-3 x 0,1 dm3 = 0,06 mol
NH4+ mol sayısı = 0,3 mol dm-3 x 0,15 dm3 = 0,045 mol
[NH3] = 0,06 mol / 0,25 dm3 = 0,24 M
[NH4+] = 0,045 mol / 0,25 dm3 = 0,18 M

olduğuna göre

[OH-] = 1,8 x 10-5 x ( 0,24 / 0,18 )
= 2,4 x 10-5 M

ve

pOH = 4,62
pH = 0,38

bulunur.
b) Bu bazlı tamponda asit

H+ + NH3 → NH4+

tepkimesi ile nötralleşir. Katılan asidin derişimi

0,001 mol / 0,25 dm3 = 0,04 M

dır. O halde NH3 ve NH4+ yeni derişimleri,

[NH3] = 0,24 - 0,04 = 0,20 M
[NH4+] = 0,18 + 0,04 = 0,22 M

olacaktır. Yeni OH- ise

[OH-] = 1,8 x 10-5 x ( 0,20 / 0,22 ) = 1,6 x 10-5 M
ve yeni
pOH = 4,80
pH = 9,20

bulunur. Yani pH değişikliği yalnız 0,18 pH birimi kadardır.

SEYRELTME DEĞERİ ve TUZ ETKİSİ

Bir tampon çözelti eşit hacimde su ile seyreltildiğinde pH artmasına seyreltme değeri denir.
∆pH1/2 = ( pH )1/2 e – ( pH )e

Seyreltme değeri de tampon gücü kadar önemlidir, çünkü pratikte tampon değerinin seyreltme ile pH sinin değişmemesi istenir. Asidin değerliğinin büyüklüğü oranında seyreltme ile pH değişmesi o kadar fazladır.
Bir tampon çözeltiye nötral tuz ilâve edilirse iyonik kuvvet artar, aktivite katsayısı azalır ve bunun sonucunda çözeltinin pH si küçülür. Tuz etkisi seyreltme etkisinin tersidir. Bir tampon sistemin pratik değeri,
1) Asit yahut baz ilâvesine;
2) Seyreltmeğe;
3) Nötral tuz ilâvesine karşı denemesi ile belli olur. Sıcaklık değişimi de tampon çözeltinin pH sini değiştirir.

KANDAKİ TAMPONLAR

Normal insan kanının pH si 7,35 olup biraz baziktir. pH nin bu normal değerden 0,1 pH birimi kadar sapması ciddi patolojik rahatsızlıklara sebep olur. Örneğin diyabetik komada kanın pH si 6,82 ye düşer. Kanda mevcut bazı tampon sistemler kanın pH sini normal değerinde sabit tutar. En önemli tampon ikilileri;

H2CO3 B+H2PO4-
B+HCO3- B2+HPO42-

dir. Burada B+; sodyum yahut potasyum gibi değerli bir katyondur. Bu ve daha başka tampon sistemler kanda asit-baz dengesini sağlar. Karbonik asit – bikarbonat tampon sistemi halinde, kanda hidroksonyum iyonunun artışı,

H3O+ + HCO8- H2CO8 + H2O

reaksiyonunu soldan sağa doğru yürütür; husule gelen karbonik asit ve karbon dioksite ayrışır. OH- iyonlarının artışı ise,

H2CO8 + OH- HCO8- + H2O

reaksiyonunda absorplanır.



KULLANIM ALANLARI

Tampon çözeltilerin kullanılma ve uygulanma alanları çok geniştir. Biyokimyasal tepkimelerin çoğunda, tepkimenin istenen yönde yürümesi için pH’ının sabit kalması gereklidir.
Örneğin, kanda pH sabit tutmak için diğer sistemlerin yanısıra karbonik asit – bikarbonat tamponu bulunur. Laboratuvarda, anorganik ve organik kimyasal tepkimeler, tepkimede harcanan veya oluşan asitlerin ve bazların yaz etkilerini azaltmak için, gerektiği zaman tamponlanmış çözeltilerde yapılır.
Alıntı

ASİTLER VE BAZLAR

ASİTLER
Asitler kimyada önemli bir bileşik sınıfını oluştururlar.Asit-latince anlamına gelen asidus kelimesinden alınmıştır.Günlük gıda maddelerinin bir çoğunda asit vardır.Canlı organizmaların hayatsal faaliyetlerinde asitlerin önemi büyüktür.Mide özsuyu besinlerin sindirimi için %0,4 oranında hidroklorik asit içerir.Proteinlerin oluşumunda amino asitlerin önemi tartışılmaz bir gerçektir.Genel olarak asitler;inorganik ve organik asitler olarak iki gruba ayrılırlar.Yapısında karbon elementi bulunmayan asitlere inorganik aitler ,karbon elementi kullanılarak oluşturulan asitlere ise organik asitler denir.

ASİTLERİN GENEL ÖZELLİKLERİ
-Asitlerin tadları ekşidir.Örnek olarak;sirkedeki asetik asit ekşi elmada ki malik asit , limondaki sitrik asit ve askorbik asit(C Vitamini),yoğurt suyundaki laktik asit, meşrubat ve kolalardaki karbonik asit sayılabilir.Ancak her asitin tadına bakamayız.Çünkü asitlerden bazıları parçalayıcı bazıları da zehirlidir.
-Asitler yakıcı özelliğe sahiptir.Asitlerin bu özelliği her asitte aynı şekilde olmaz.Örneğin Hno3 deriye döküldüğünde proteinlerle tepkimeye girer.H2SO4 ise hücre suyunu çekerek yakma etkisi gösterir.
-Asit suda çözüldüğünde ne kadar fazla iyon oluşuyorsa,iletkenlik o kadar fazla olur .Kuvvetli asitlerde iletkenlik fazla zayıf asitlerde ise azdır.
-Asitler mavi turnusol kağıdını kırmızıya çevirir.Turnusol kağıtları indikatör boyası emdirilmiş kağıtlardır.İndikatör boyaları ise ortamın asidik veya bazik olmasına göre renk değiştiren maddelerdir.Örneğin bir indikatör olan metil oranj asitler kırmızı renge döner.
-Asitlerin genel olarak yapılarında proton bulunur.Ancak yapılarında hdrojen bulunan tüm maddeler asit değildir.MC1 kuvvetli bir asit olmasına karşın nh3 baz özelliği gösterir.CH+ ise asit ve baz karakteri göstermez.
-Bazlarda birleşerek tuz ve su oluştururlar.Kimyada bu tepkimelere nötrleşme tepkimesi denir.
[BAZ+ASİTàTUZ+SU]
NaOH + Hcı > Nac I + h20
2KOH + H2SO 4 + K2SO4 + 2H2O
Ca(OH)2 + H2SO4 - CASO4 + 2H2O

- Metal oksitlerde(Bazik oksitlerle)birleşerek tuzları yaparlar.
METAL OKSİT + ASİTà TUZ+SU
Na2O + 2hcI >> 2NacI + H2 O
CaO + H2SO4 >> CASO4 + H2O
K2O + H2CO3 >>K2CO3 + H2 O
CUO + 2HNO3>>CU(NO3)3 + H2O

- Asitlerin metaller ile olan tepkimeleri , metallerin aktifliğine göre değerlendirilir.Metallerin aktiflik sırası
K , Na , Ca , Mg , Al , Zn , Fe
Aktifliği hidrojenden fazla olan metaller
Cu , Ag , Hg, Au, Pt
Aktifliği hidrojenden az olan metaller (şeklindedir)
a) Aktifliği hidrojenden fazla olan metaller seyreltik asitler ile H2 gazı oluşturacak şekilde tepkime verirler.
METAL+ASİTà TUZ + H2 GAZI

Mg + 2Hcı à MgCI2 + H2
Zn+2Hcıà ZnCI2+H2

b) Aktifliği hidrojenden az olan metallere HCI ve seyreltik H2SO4 etki etmez.

Cu+HCI à Tepkime gerçekleşmez.
Cu+H2SO4àTepkime gerçekleşmez.
Ag+HCI àTepkime gerçekleşmez.

c)Aktifliği hidrojenden az olan metallere HCI ve seyreltik H2SO4 tepkime verir.Bu tür tepkimelerden H2 yerine SO2 oluşur.

Cu+2H2+SO4àCuSo4+So2+2h30
Derişik
Zn+2H2SO4àZnSo4+SO2+2H2O
Derişik
d)Aktifliği hidrojenden az olan metallere HNO3’ün etkisi ise seyreltik ve derişik olmasına bağlı olarak değişir.HNO3;Cu Hg ve Ag'’ etki eder.Pt ve Au '‘a etki etmez.
Cu+4HNO3àCu(NO3)+2NO2+2H3O
Derişik
3Cu+8HNO3-3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Seyreltik

--Asitlerin ametallere etkisi ise genellikle derişik durumunda olabilir.
C+4HNO3àCO2+4NO2+2H20
(Derişik)

C+2H2SO2àCO2+2SO2+2H20
(Derişik)

S+4HNO3_SO2+4NO2+2H2O oluşur
(Derişik)

Na2CO3+H2SO2-Na2SO4+H2O+CO2

Ca(HCO3)2 + 2HCI – CACI2 +2H2O+2CO2

n Ametal oksitlerin (CO2, SO2, SO3, N2O5, P2O5 gibi) sulu çözeltileri asit özelliği gösterir.Ametal oksitlere asit oksitlerde denir.
ASİT OKSİT +SU àASİT
CO2+ H2 O àH2CO3
SO2+ H2O àH2SO3

SO3 + H2o à H2SO4
N2O5 + H2O à 2HNO3

ÖRNEK
1) Asitlerin tadları ekşidir.Aşağıdaki çözeltilerden hangisinde asit bulunmaz?
A)Portakal suyu B) Limonata C) Vişne suyu
D)Sirke E) Sabunlu su

Çözüm:
Verilen ilk dört örneğin tadları ekşidir.Bu maddelerde asit vardır.Sabunla suyun tadı acıdır.Yapısında asit yoktur. CEVAP: E


2)Aşağıdakilerden hangisi asit özelliklerinden değildir?

A)Sulu çözeltileri elektrik akımını iletir.

B)Kırmızı turnusol kağıdını mavi renge dönüştürürler.

C)Seyreltik çözeltilerin tadı ekşidir.

D)Bazlarda tuz oluştururlar.
CEVAP:B

DİĞER REAKSİYONLAR

Üç tür genel reaksiyondan başka sık karşılaşılan bir takım özel reaksiyonlar da vardır.Bunlar yukarıdaki reaksiyon türlerinden birine benzese de özel hali ile bilinirler.

1. Metallerin Asitlerle Reaksiyonu

Metallerin asitlerle reaksiyonundan tuz oluşur,hidrojen gazı açığa çıkar.Mesela , Al metalinin HCI ile reaksiyonundan AICI3 tuzu oluşurken , hidrojen gazı açığa çıkar.

Metal + Asit à Tuz + Hidrojen gazı

Al(k) + 3HCI (suda)à AICI3(suda)+ 3/2H2(g)

Soy metallerin dışında ki metaller hidrojenden daha aktiftir.Bu yüzden burada Al metali Al+3c
Yükseltilirken bileşik haline geçerken asit katyonu olan H+ iyonu H2’ye indirgenmektedir.
Metallerin asitlerle reaksiyonlarına aşağıdaki örnekler verilebilir.

Zn(k) + 2HCI(suda) à ZnCI2 (suda) + H2(g)

2Na(k) + 2HCI(suda)à 2NACI (suda) + H2(g)

Mg(k) + H2SO4(suda)à MgSO4(k) + H2(g)

Fe(k) + 2HNO3(suda)àFe(NO3)2(suda)+H2(g)

2) Soy ve yarı soy metallere (Cu- Hg- Ag- Pt- Au) oksijensiz asitler etki etmezler.
Cu+HCIà Reaksiyon vermez
Ag+HCIà Reaksiyon vermez
3)Yarı soy metallere (Cu-Hg-Ag) yükseltgen özellik gösteren asitler etki ederler.H2SO4 ve HNO3 yükseltgen özellik gösteren iki önemli asittir.Bunların yarı soy metallere etkisinden tuz,oksit ve su oluşur.
Yarı soy metal + Yükseltgen asit àTuz + oksit + su

Asit olarak derişik HNO3 asidi kullanıldığında NO2 gazı açığa çıkar , tuz ve su oluşur.HNO3 deki azot indirgenirken , metal yükseltgenir.

Ag(k)2HNO3(suda) Derişik AgNo3(Suda) No2(g) + H2O(s)
Cu(k)+ 4HNO3(SUDA) Derişik Cu(NO3)2(suda)+ 2NO2(g) + 2H2O(s)


Seyreltik HNO3 asidi kullanıldığında ise NO gazı açığa çıkar.Gümüş ve bakırın seyreltik nitrik asitle reaksiyonları aşağıda verilmiştir.

Ag(k)+4hno3(suda)à 3 AgNO3+ NO (g) 2H2O(s)

3cu(k)+HNO3(suda)à 3 Cu (NO3)2 + 2NO(g) + 4h2O(s)

4)Altın (Au) be platin (Pt) tam soy metaldir.Bunlar asitlerle hidrojen çıkışı ile reaksiyona girmediği gibi yükseltgen özellik gösteren asitler de reaksiyon vermez.

Altına yalnızca kral suyu denilen (3HCI+HNO2) karışımı etki eder.
Au(k)+HCI(suda)+HNO3 à AuCI3 + NO(g)+ 2HO(s)

METALLERİN BAZLARLA REAKSİYONU

Genelde metaller bazlarla reaksiyon vermezler.Ancak amfoter metal olarak bilinen Al, Zn , Sn, Pb , Cr gibi metaller derişik kuvvetli baz çözeltileriyle reaksiyon verirler.Reaksiyon sonucunda hidrojen gazı açığa çıkar.

Amfoter metal + Baz à Tuz+ hidrojen gazı

Al(K)+ NaOH(suda)àNa3 AlO3 + H2 (g)

Zn(k)+ NaOH(suda)àNa2ZnO2 + H2 (g)

Amfoter metallerin oksit ve hidroksit bileşikleri de amfoter özellik gösterirler.Bunların kuvvetli bazların derişik çözeltileri ile reaksiyonundan ise tuz ile su oluşur.

ÇÖZELTİLER

Amaç

Çözeltiler deneyinde, çözünürlük ve çözünme hızını hangi faktörlerin nasıl etkilediği, ayrıca bir çözücünün içine buharlaşmayan bir çözünen eklendiğinde çözücünün kaynama noktasında ne gibi değişiklikler olduğu incelenecektir.

Teori

Bir maddenin başka bir madde tanecikleri arasında, iyonlar ya da moleküller halinde, homojen olarak dağılmasına çözünme denir. Bağıl miktarları çözünürlük sınırına kadar değişebilen iki ya da daha çok maddeden oluşan homojen karışıma çözelti denir. Çözeltiler özellik olarak iki tür bileşen içerir;
Çözücü: Genellikle çözeltideki miktarı fazla olan bileşendir. İçindeki maddeyi homojen olarak dağıtır.
Çözünen (homojen dağılan): Çözücü dışındaki bileşendir.

mçözelti =mçözücü+mçözünen

Verilen bir çözelti için belirli miktar çözücüde çözünmüş madde miktarına derişim (konsantrasyon) denir. Derişimin düşük olduğu çözeltilere seyreltik çözeltiler, yüksek olduğu çözeltilere ise derişik çözeltiler denir.

Çözelti Türleri

I. Çözücünün Haline Göre: Üç tür çözelti vardır. Her bir tür; içinde çözünen maddenin haline göre, üç alt türe ayrılır. Böylece çözücü ve çözünenin hallerine göre 9 tür çözelti oluşturulabilir.



II. Elektrik Akımı İletmelerine Göre: Çözeltiler elektrik akımını iletip iletmeme durumuna göre, başlıca 2 gruba ayrılarak incelenirler.

Elektrik akımını ileten çözeltiler: Asit. Baz, tuz gibi maddeler suda çözündüğünde iyon oluştururlar. Bu nedenle çözeltileri elektrik akımını iletir. Elektrolit çözelti adını alırlar.
Elektrik akımını iletmeyen çözeltiler: Şeker, alkol gibi suda moleküller halinde çözünen maddelerin sulu çözeltileri elektrik akımını iletmezler.
III. Çözünen Madde Miktarına Göre:

Doymuş Çözeltiler: Belli bir sıcaklıkta birim hacim ya da, birim kütle çözücü içinde çözünürlüğün belirlediği ölçüde çözünen içeren çözeltilerdir. Aynı sıcaklıkta daha fazla madde çözmezler.
Aşırı doymuş çözeltiler: Belli bir sıcaklıkta içinde doymuş çözeltinin çözdüğü çözünen madde miktarından daha fazla madde çözünmüş çözeltilerdir. Kararsızdırlar. Bir miktar çözünen madde çökerek doymuş çözelti haline gelirler.
Doymamış çözeltiler: Belli bir sıcaklıkta doymuş çözeltinin çözdüğü maddeden daha az çözünen içeren çözeltilerdir. İstenildiğinde aynı sıcaklıkta bir miktar madde daha çözerek doymuş çözelti haline getirilebilirler.

Çözeltilerin Özellikleri

Buhar basıncı: Sabit sıcaklıkta sıvı – katı çözeltinin buhar basıncı, saf çözücüsünün buhar basıncından küçüktür.
Kaynama sıcaklığı: Çözeltinin kaynama sıcaklığı saf sıvı çözücüsünden yüksektir. Kaynadıkça bir süre kaynama sıcaklığı yükselir, doygunluk noktasında sabitleşir.



Grafiklerden görüldüğü gibi sulu çözelti saf sudan daha yüksek sıcaklıkta kaynamaya başlamıştır. Bir süre kaynadıktan sonra doymuş çözelti oluşur. Kaynama sıcaklığı sabitleşir.
Erime sıcaklığı: Bir katı çözeltinin erimeye başladığı sıcaklık, saf çözücüsünün erime sıcaklığından düşüktür.
Donma sıcaklığı: Sıvı bir çözeltinin donmaya başladığı sıcaklık, saf çözücünün donma sıcaklığından düşüktür. (donma sıcaklığı düşmesi)

Çözünürlük

Bir maddenin, belli bir sıcaklıkta, bir sıvıdaki doymuş çözeltisinin derişimine, maddenin o sıvıdaki çözünürlüğü denir.
Belli bir sıcaklıkta bir litre doymuş sulu çözeltide çözünmüş maddenin mol sayısı molarite türünden çözünürlüğü verir.

Çözünürlük Dengesine Etki Eden Elementler

Sıcaklığın Etkisi: Maddelerin çözünürlüğüne sıcaklığın etkisi, doymuş bir çözelti hazırlanırken alınan ya da verilen ısı miktarına bağlıdır. Sistem üzerine sıcaklık değişiminin etkisi, Henri Le Chatelier tarafından ortaya konulmuş kural yardımıyla incelenebilir. Bu kurala göre, dengedeki bir sisteme dışarıdan bir etki yapıldığında, sistem bu etkiyi yok edecek şekilde yeni bir denge oluşturmaya çalışır. Çözünme olayının ekzotermik ya da endotermik oluşuna göre farklılık gösterir. Buna göre;
Ekzotemik çözünmelerde DHç < 0 tür. Bu nedenle sıcaklık artışı dengeyi çökme lehine değiştirir. Le Chatelier kuralına göre, bu durumda sıcaklık artarken çözünürlük azalır. Bu durum, sıvı içinde gaz çözeltileri için geçerlidir.

Çözünen + H2O Doymuş çözelti + Enerji

Endotermik çözünmelerde DHç > 0 tür. Bu nedenle sıcaklık artışı dengeyi çözünme lehine değiştirir. Isı alarak çözünen maddelerin doygunluk civarında çözünürlükleri, sıcaklığın artmasıyla artar. Bu sistemin sıcaklığı arttırılırsa Le Chatelier kuralına göre sistem, sıcaklığını düşürecek şekilde sağa doğru kayar. Bunun anlamı ise, daha fazla maddenin çözüneceğidir. Bu durum, çoğu iyonik bileşiklerin çözeltileri için geçerlidir.

Enerji + Çözünen + H2O Doymuş çözelti

Çözücünün Türü: bir çözücü kendi yapısına benzer yapıdaki maddeyi daha iyi çözer. Genellikle polar maddeler sadece polar çözücülerde, polar olmayanlar (apolar) ise sadece polar olmayan çözücülerde çözünürler. Bu, çözünürlüğün birinci kuralıdır ve şöyle özetlenebilir; ‘ benzer, benzeri çözer.’

Örnek olarak;

I2(k) alkolde suda olduğundan daha çok çözünür.

I2(k) + Alkol I2 (alkolde)

NaCl(k) suda çok fazla, alkolde ise çok az çözünür.

NaCl(k) + Su Na+(suda) + Cl-(suda)

Ortak İyon Etkisi: Az çözünen bir maddenin, içerdiği iyonlardan birini bulunduran (ortak iyon) bir çözeltide çözünürlüğü daha da azaltır. Ortak iyon denge sisteminde derişim artışı etkisine neden olur. Denge çökme lehine bozulur. Ortak iyon içeren çözeltilerde çözünürlük azalır.
Basınç Etkisi: Basınç gazların sudaki çözünürlüğünü artırır. Örnek olarak; gazoz, şekerli suda yüksek basınçta CO2 gazı çözünmesiyle oluşur. Kapağı açıldığında basınç azalacağından gaz kabarcıkları halinde CO2 gazı ayrılır.

Bir çözeltide çözünen yüzeyi ne kadar fazla olursa çözünme hızı da o kadar fazla artacaktır. Çünkü bu durumda, birim zamanda daha fazla çözünen çözücüyle temas edecektir.

Çözeltilerin Donma ve Kaynama Noktaları

Uçucu olmayan maddelerle hazırlanan çözeltilerde buhar basıncı düşmesi bu çözeltilerin donma ve kaynama noktalarını etkiler.
Bir sıvının kaynama noktası, sıvının buhar basıncının, dış atmosfer basıncına eşit olduğu sıcaklık olarak tanımlanır. Bir atmosfer basınç altında ölçülen kaynama noktasına ‘normal kaynama noktası’ adı verilir. Uçucu olmayan bir madde, içinde bulunduğu çözücünün buhar basıncını azalttığından, çözelti saf çözücünün normal kaynama noktasında kaynamaz. Çözeltinin buhar basıncını bir atmosfere çıkarmak için sıcaklığının çözücünün normal kaynama sıcaklığının üstüne çıkarılması gerekir. Şu halde uçucu olmayan maddelerin çözülmesiyle hazırlanan çözeltilerin kaynama noktaları saf çözücülerinkinden daha yüksektir. Kaynama noktasındaki yükselme çözeltideki çözünenin derişimi ile orantılıdır. Aşağıdaki bağıntı bu ilişkiyi ifade etmektedir.

DTb=Kb x m

m:molalite

Kb:molal kaynama noktası yükselmesi sabiti

Donma noktasında katı ve sıvının buhar basıncı eşittir. Sıvı çözücü ile katı çözücünün buhar basıncı eğrileri çözeltinin donma noktasında kesişir. Ancak bu sıcaklıkta çözeltinin buhar basıncı saf çözücünün denge buhar basıncından daha düşüktür. Çözeltinin buhar basıncı eğrisi, katı çözücünün buhar basıncı eğrisini daha düşük bir sıcaklıkta keser. Bu nedenle, çözeltinin donma noktası, saf çözücününkinden daha düşüktür. Kaynama noktası yükselmesindeki gibi donma noktası düşmesi de çözelti derişimine ve çözücüye bağlıdır. Aşağıdaki bağıntı bu ilişkiyi ifade etmektedir.

DTf=Kf x m

m: molalite

Kf :molal donma noktası düşmesi sabiti


Deneyin Yapılışı
1. Aşama : Çözünenin ve çözücünün yapısı
Su, etil alkol, karbontetraklorür(CCl4) bulunduran deney tüplerini içine ayrı ayrı biçimde tuz, sukroz, parafin ve I2 maddeleri eklendi ve çözünebilirlikleri incelendi. En son olarak da bu veriler veri defterine kaydedildi.

2. Aşama : Çözünmede öğütmenin etkisi
Yaklaşık aynı büyüklükte iki adet bakır(II) sülfat kristali(CuSO4) alındı. Kristallerden biri iyice öğütüldü, diğeri ise bütün olarak iki ayrı deney tüpüne konuldu ve her birine 2ml su eklenerek tüpler çalkalandı En son gözlemler not edildi.
3. Aşama: Çözünürlüğe sıcaklığın etkisi
İki ayrı deney tüpüne de eşit miktarda su ve tuz konuldu. Daha sonra tüplerden biri bagetle karıştırıldı. Diğeri ise bunzen bekinde ısıtıldı Bu sırada deney tüpündeki değişiklikler gözlemlendi
4. Aşama: Çözücünün kaynama noktasına çözünenin etkisi
Bir beherin içine 50ml su eklendi ve bunzen beki alevinde kaynayıncaya kadar ısıtıldı. Kaynayınca içine termometre sarkıtılıp suyun kaynama noktası ölçüldü. Daha sonra üstüne üçer defa ayrı ayrı 5 er NaCl eklenerek kaynama noktaları incelendi. Veriler düzenli olarak kaydedildi.

Sonuçlar

1. Aşama


Çözücü/
Çözünen
Tuz
Sukroz
Parafin
I2

Su Çözündü
Şeffaf renk Çözündü
Şeffaf renk Çözünmedi
Yüzüyor Az çözündü
Sarımtrak renk

Etil alkol

Çözünmedi
Çözünmedi
Çözünmedi Çözündü
Kızıl-kahve
renk

CCl4
Çözünmedi
Çözünmedi
Çözünmedi Çözündü
Pembe- mor
renk

2. Aşama

Öğütülmüş CuSO4 kristali, öğütülmemiş CuSO4 kristalinden daha çabuk çözündü. Sonunda iki çözelti de açık mavi renk aldı.

3. Aşama

Isıtılan tuzlu - su çözeltisinin daha çabuk çözündüğü görüldü.

4. Aşama
50 gr saf su 95 oC de kaynadı. Üzerine 5 gr NaCl eklendiğinde çözelti 101 oC de kaynadı. Daha sonra 5 gr daha tuz eklendiğinde çözelti 105 oC de kaynadı. En son olarak 5 gr eklendiğinde su 106 oC de kaynadı