Etrafımızda çok değişik
maddeler vardır.Bu maddelerin aynı yada farklı olduklarını nasıl ayırt
edebilirsiniz.Bu maddelerin sadece kütlelerini yada hacimlerini ölçmemiz
bunları farklılandırmak için yeterli mi?
Bir maddenin farklı olduğunu
hacim ve kütlelerini ölçmekle tamamen farklı olduğunu söyleyemeyiz. Bunun
yanında karşılaştırılan maddelerin erime noktası, kaynama noktası gibi
özelliklerine de bakmamız gerekmektedir. Sadece kütle ve hacimleri ölçmekle
yoğunluk hesabı yaparak kısmen de olsa maddenin aynı ya da farklı olduğunu
söylemek de mümkündür.
Suyun kaynama noktası 100 oC dir. Su kaç oC de
buharlaşır? Buharlaşma olayını açıklayarak, kaynama noktası ile
karşılaştırmasını yapınız.
Suyun kaynama noktası 100 oC olması demek
suyun bu noktanın altında buharlaşmayacağını göstermez. Su her zaman donma
noktasının üzerinde buharlaşır. Suyun Kaynama noktası dış basınca karşı yapılan
bir işlemdir. Su dış basınç ile aynı düzeye geldiğinde kaynamaya başlar. Su
donma noktasının dışında dışarıdan aldığı ısıyı değerlendirerek kaynama
noktasına bakmaksızın buharlaşma işlemini gerçekleştirir.
Göller ve nehirler kışın donarlar, ama
içlerindeki hayat devam eder. Bu nasıl gerçekleşir?
Buzun yoğunluğu suyunkinden azdır ve bu
nedenle buz su üzerinde yüzer. Isı iletimi konusunda kötü bir iletken olan buz,
suyu aşağıda yalıtır ve bu suyun sıcaklığının donma noktasının altında
kalmasını sağlar. Aslında böyle olması işimize gelir, çünkü en üstten en alta
kadar bütün su kütlesi donacak olsa, su içindeki hayat tamamen yok olurdu.
Üstelik sıcaklık 0 o C’ın biraz üstüne çıktığında, buz tabakasının üst
kısımları erimeye başlamaz. Bunun nedeni buzun bazen erime noktasının
üzerindeyken bile yarı kararlı katı halde kalabilmesidir. Bu durum buzun saflık
derecesiyle ilgilidir.
Madde Ve Özellikleri
Boşlukta yer kaplayan,kütlesi ve hacmi olan
her varlığa madde diyoruz.Etrafınızda gördüğünüz hava ,su,
canlılar,bitkiler....hepsi birer maddedir.Maddenin özelliklerinden
bahsederken,maddeyi ortak ve ayırt edici özelliklerine göre iki başlık altında
toplayabiliriz.
Maddenin ortak özellikleri
Maddenin ayırt edici özellikleri
Tüm maddelerin ortak iki özelliği, kütle ve
hacimdir.
Kütle:Kütle bir cisimde ki
madde miktarıdır. (Kütle ile ağırlık aynı anlama gelmez)Bir cisme etkiyen yer
çekimi kuvveti onun ağırlığıdır. Dünya'da ve Ay'da yer çekimi farklı olduğundan
burada ölçülen ağırlıklarda farklıdır.Ama madde miktarı(kütlesi) her yerde aynı
olduğundan değişmez.
Hacim:Maddenin boşlukta
kapladığı yerdir.Her maddenin bir hacmi vardır.
Bir maddenin diğer maddelerden farklılık
gösteren özellikleri,onun ayırt edici özelliğidir. Maddenin şekline, miktarına,
tadına, kokusuna vb. bağlı olmayan,madde üzerinde doğrudan doğruya görünmeyen
farkları ortaya koyan özelliklere ayırt edici özellikleri diyoruz Öz kütle,
esneklik,erime ve kaynama noktası,öz ısı, genleşme ve çözünürlük sıkça
karşılaştığımız belli başlı ayırt edici özelliklerdir.
Element : Yapısında tek cins atom ihtiva
eden saf maddelerdir. Örneğin, Fe, C, N, O...
Metaller ve genel Özellikleri
1. Isı ve elektriği iyi
iletirler.
2. Hg hariç hepsi oda
sıcaklığında katıdır.
3. Asit çözeltileriyle çoğu
H2 gazı açığa çıkarırlar.
4. Kendi aralarında bileşik
yapamazlar, fiziksel bir karışım olan alaşımları oluştururlar. Örneğin prinç
(Cu-Zn), tunç (Cu-Sn) , çelik (Fe-C-Cr...), 18 ayar altın (%75 altın-%25 Cu)
5. Elektron almazlar.
6. Yüzeyleri parlaktır.
7. Dövülebilir,tel ve levha
haline getirilebilirler.
Ametaller ve genel Özellikleri
1. Isı ve elektriği
iletmezler.
2. Oda sıcaklığında çoğu gaz
halindedir.
3. Kendi aralarında ve
metallerle bileşik yapabilirler.
4. Elektron alış-verişi
yapabilirler.
5. Sulu asitlere çoğu etki
etmez.
6. Yüzeyleri mattır.
7. Kırılgandırlar.
Bileşik : Yapısında en az iki cins atom ihtiva
eden saf maddelerdir. Örneğin, H2O, C6H12O6, NH3...
Çözelti: Birbiri içerisinde homojen
dağılmasıyla oluşan karışımlara çözelti denir. Hava, lehim,gazoz,deniz
suyu....gibi.
Süspansiyon : Bir katının bir sıvı içerisinde
ya da havada (sis içinde) çözünmeden dağılmasıyla oluşan heterojen
karışımlardır. Ayran,kahve,tebeşir tozu+su....
Emülsiyon : Bir sıvının başka bir sıvı
içerisinde çözünmeden dağılmasıyla oluşan heterojen karışımlardır.
Örnek: Zeytinyağlı su,
benzinli su...
Karışımlarla Bileşikler Arasındaki Farklar ve
Ortak Yanları
1. Karışımı oluşturan
maddeler karışım içerisinde kendi özelliğini koruduğu halde bileşiği oluşturan
elementler fiziksel ve kimyasal tüm özelliklerini kaybederler.
2. Karışımı oluşturan
maddeler her oranda karıştığı halde, bileşiği oluşturan elementlerin kütleleri
arasında her zaman basit bir oran vardır.
3. Karışımlar fiziksel
yollarla oluşur ve fiziksel yöntemler bileşenlerine ayrılır. Bileşikler ise
kimyasal yolla oluşur ve kimyasal yöntemlerle ayrışırılar.
4. Karışımların formülü
olmadığı halde, her bileşiğin mutlaka bir kimyasal formülü vardır.
5. Karışımların belirli
fiziksel özelliği (öz kütle, kaynama noktası, erime noktası...) olmadığı halde
bileşikler bu özelliklere sahip saf maddelerdir.
6. Karışımlar ve bileşikler
oluşurken toplam kütle korunur. Bu durum her ikisi içinde ortaktır.
7. Karışımlar ve bileşikler
en az iki cins atom ihtiva ederler.
Ayırt edici Özellikler
1.Öz Kütle : Bir maddenin
birim hacminin kütlesine denir. Katı-sıvı-gazlar için ayırt edicidir.
m=d.v
Öz kütleyi sadece sıcaklık ve
basınç değiştirebilir. Sıcaklık arttıkça maddenin hacmi artar fakat kütle
değişmez. Hacim artınca öz kütle azalır.
2. Kaynama Sıcaklığı : Saf
bir sıvının buhar basıncının atmosfer basıncına eşit olduğu sıcaklığa kaynama
sıcaklığı denir. Sıvılar ve gazlar için ayırt edici bir özelliktir, çünkü
kaynama sıcaklığı yoğunlaşma sıcaklığına eşittir.
Kaynama Sıcaklığına Etki Eden
Faktörler :
a) Açık Hava Basıncı :
Kaynama sıcaklığı atmosfer basıncıyla doğru orantılı olarak artar ya da azalır.
Yükseklere çıkıldıkça dış basınç düştüğünden sıvıların kaynama sıcaklıkları da
düşer.
b) Sıvının Cinsi : Kaynama
sıcaklığı her sıvı için farklıdır. Örneğin saf su 100 0C de , C2H5OH 78 0C de
kaynar.
c) Sıvının Saflığı: Saf
sıvılar sabit basınç altında her zaman sabit bir sıcaklıkta kaynarlar. Fakat
sıvıya, sıvıda çözünebilen bir katı eklendiği zaman kaynama sıcaklığı
yükseldiği gibi, donma sıcaklığı da düşer. Saf su 1 atm basınçta 100 0C de
kaynadığı halde tuzlu su 100 0C nin üzerindeki bir sıcaklıkta kaynar ve
kaynarken sıcaklık sabit kalmaz.
Kaynama noktası buhar
basıncıyla ters orantılı olup buhar basıncı yüksek olan sıvıların kaynama
noktaları düşüktür. Alkolün kaynama noktası saf sudan düşük olup buharının
yaptığı basınç saf sudan fazladır.
Sıvının miktarı yada ısıtıcı
kaynağın gücü kaynama sıcaklığını değiştirmez sadece sıvının kaynamaya
başlaması için gerekli olan süreyi değiştirebilir.
Buhar basıncı madde miktarına
bağlı değildir. Sadece sıvının cinsine ve sıcaklığına bağlıdır.
3.Donma Sıcaklığı: Bir
sıvının sıvı halden katı hale geçtiği andaki sıcaklığa donma sıcaklığı denir.
Bir maddenin donma sıcaklığı erime sıcaklığına eşittir. Katı ve sıvılar için
ayırt edicidir. Bir madenin erime sıcaklığı donma sıcaklığına eşittir. Katı ve
sıvılar için ayırt edicidir.
4.Esneklik : Katılar için
ayırt edici bir özelliktir. Çünkü sadece katılar esneyebilir.
5.Genleşme : Katı ve sıvılar
için ortak ayırt edici bir özelliktir. Gazlar için geçerli değildir. Çünkü
gazların hepsi hacimlerinin 1/273’ü oranında genleşir ve her bir gaz için
spesifik bir genleşme kat sayısı yoktur.
6.Çözünürlük : Genelde 100
gram suda çözünebilen madde miktarı olarak verilir. Katı-sıvı-gazlar için ortak
ayırt edici bir özelliktir.
Karışımları Ayırma Yöntemleri :
Karışımları ayırmak,
maddelerin bazı fiziksel özelliklerinin farklı olmasından faydalanılarak
yapılır. Örneğin, kaynama noktası farkı, öz kütle farkı, erime noktası farkı,
çözünürlük farkı...
1- Damıtma: Bir sıvının
buharlaştırılması ve oluşan buharın bir soğutucuda yoğunlaştırılması işlemidir.
Deniz suyundan saf su elde etmek damıtmaya bir örnektir.
2-Ayrımsal Damıtma : Birden
fazla sıvı karışımının buharlaştırılması ve oluşan buharların yoğunlaştırılması
işlemidir. Sıvılar kaynama noktası farkından faydalanılarak ayrılır. Kaynama
noktaları arasındaki fark ne kadar büyükse ayırma işlemi o kadar kolaydır.
3- Ayırma Hunisiyle Ayırma:
Bir biri içerisinde çözünmeyen sıvı-sıvı karışımlarını ayırmada kullanılır. Öz
kütle farkından faydalanılarak ayırma işlemi gerçekleşir. Örneğin zeytinyağı-su
karışımı.
4-Ayrımsal Kristallendirme :
Katı-katı karışımlarının çözünürlüklerinin farklı olmasından faydalanılarak
yapılabilen bir ayırma yöntemidir. Çözünürlüğü az olan önce kristalleşerek
ayrılır.
5- Mıknatıs ile Ayırma :
Mıknatıs, ferromagnetik dediğimiz demir (Fe), kobalt (Co) ve nikeli (Ni )
çeker. Eğer bu metallerden karışımda mevcutsa mıknatıs yardımıyla bu metalleri ayırmak
mümkündür.
Hal Değişimi : Bir maddenin katı halden sıvı
hale , sıvı halden gaz haline geçmesi yada bu olayların tersidir.
-Erime Kaynama
-Donma Yoğunlaşma
-Süblimleşme
Süblimleşme : Bir maddenin dışarıdan ısı
alarak erimeden katı halden gaz haline geçmesi olayı olup fiziksel bir
olaydır.. Örneğin kuru buz dediğimiz CO2 (k) , naftalin, kamfor süblimleşebilen
maddelerdir.