2 3 HAFTA Analitik Kimyada Hesaplamalar Baz nemli

2 -3 HAFTA Analitik Kimyada Hesaplamalar Bazı Önemli Ölçme Birimleri Atomik Kütle Birimi ve Mol Çözeltiler ve Derişimleri Kimyasal Stokiyometri 1

BAZI ÖNEMLİ ÖLÇME BİRİMLERİ SI BİRİMLERİ Fiziksel Büyüklük Kütle kilogram kg Uzunluk metre m Zaman saniye s Sıcaklık kelvin K Madde Miktarı mol Elektrik Akımı amper A Aydınlatma Şiddeti cd kandil Bilim adamları, Uluslararası Birimler Sistemi (SI) adı verilen bir standart birim sistemine uymaktadırlar. 2

SI Fransızca “Systeme International d’Unites. ” in kısaltılmışıdır. Angström (Å), SI sisteminde olmayan bir uzunluk birimidir. X-ışınları gibi, çok kısa dalga boylu ışınların dalga boyunu belirtmede yaygın olarak kullanılır. (1Å = 0, 1 nm = 10 -10 m). Buna göre, X-ışınlarının dalga boyu 0, 1 ile 10 Å arasında değişir. 3

Kütle ve Ağırlık Arasındaki Fark Kütle (m), bir cisimdeki madde miktarının değişmez ölçüsüdür. Ağırlık (w), ise, bir cisim ile çevresi arasındaki çekim kuvvetidir. Bu çevre genellikle yer küredir. Yerçekimi kuvveti coğrafi konum ile değiştiği için, bir cismin ağırlığı tartıldığı yere bağlıdır. Ağırlık ve kütle arasındaki ilişki aşağıdaki eşitlikle verilir: w=mg w cismin ağırlığı g yerçekimi ivmesi m cismin kütlesi 4

MOL (Bir kimyasal türün miktarını ifade eden bir temel SI birimidir. ) Her zaman Kimyasal formülle birlikte kullanılır. Bir kimyasal türün 1 mol'ü, 6, 022 1023 atom, molekül, iyon, elektron veya iyon çiftidir. Bir maddenin mol kütlesi (M), bu maddenin 1 mol’ü nün gram olarak kütlesidir. 1 mol Ca atomu 6, 022 1023 Ca atomu ihtiva eder 1 mol Ca+2 iyonu 6, 022 1023 Ca+2 iyonu ihtiva eder 1 mol H 2 O molekülü 6, 022 1023 1 mol H 2 O molekülü ihtiva eder 5

Formaldehit mol kütlesi şöyle hesaplanır CH 2 O Glikozun mol kütlesi şöyle hesaplanır C 6 H 12 O 6 6

MOL KÜTLESİ Bir türün 1 mol'ünün veya 6, 022 1023 tane parçacığın gram olarak kütlesidir. MİLİMOL Mol'ün 1/1000'idir. ATOMİK KÜTLE BİRİMİ 1 akb nötral 12 C atomunun kütlesinin 1/12 sidir. (12 C izotopunun kütlesi 12 akb kabul edilmiştir). 7

BİR MADDENİN MOL veya MİLİMOL SAYISININ BULUNMASI Kütle-mol veya milimol ilişkisi (Örneklerle açıklayayım) 8

ÖRNEK 1 Saf benzoik asitin (122, 1 g/mol) 2, 00 gramının kaç mol ve kaç milimol olduğunu hesaplayınız. 9

Çözeltiler ve Derişimleri Molarite, (M) bir litre çözeltide çözünen maddenin mol sayısı veya bir mililitre çözeltide çözünen maddenin milimol sayısıdır. (mol/litre – milimol/mililitre) 10

Analitik Molarite, bir litre çözeltide bulunan çözünen maddenin bütün kimyasal türlerin toplam mol sayısıdır. Analitik molarite bir çözeltinin nasıl hazırlanacağını gösterir. 1 M H 2 SO 4 hazırlamak için 1 mol 98 g H 2 SO 4 çözücü ile 1 litreye tamamlanır. 11

1 M H 2 SO 4 hazırlamak için 1 mol 98 g H 2 SO 4 çözücü ile 1 litreye tamamlanır. 12

Denge Molaritesi Denge ve tür molaritesi, çözeltide bir türün denge halindeki molar konsantrasyonunu ifade eder. Bir türün molaritesini belirlemek için, o türün çözeltide çözünme özelliğinin bilinmesi gerekir. 13

YÜZDE DERİŞİM Kimyacılar, genellikle derişimi yüzde (%) olarak ifade eder. Bir çözeltinin derişim yüzde olarak birkaç şekilde ifade edilebilir. Ağırlıkça yüzde (a/a) =(çözünenin kütlesi /çözeltinin kütlesi) %100 Hacimce yüzde (h/h) =(çözünenin hacmi /çözeltinin hacmi) %100 Ağırlık/hacimce yüzde (a/h) =(çözünenin kütlesi, g /çözeltinin hacmi, m. L) %100 Derişim bu şekilde ifade ederken yüzdenin tipini mutlaka belirtiniz 14

MİLYONDA KISIM- MİLYARDA KISIM Çok seyreltik çözeltilerin konsantrasyonlarının ifade edilmesinde milyonda kısım (ppm) uygun birimdir. Seyreltik bir sulu çözeltinin yoğunluğu, saf suyun yoğunluğuna eşit, yani 1, 00 g/m. L kabul edilebilir. 15

MİLYARDA KISIM Daha seyreltik çözeltilerin konsantrasyonlarının ifade edilmesinde milyarda kısım (ppb) uygun birimdir. 16

Çözelti-Seyreltici Hacim Oranları Seyreltik bir çözeltinin bileşimi, bazen daha derişik çözeltinin hacmi ve bu çözeltinin seyreltilmesinde kullanılan çözücünün hacmi cinsinden verilir. Çözelti : Seyreltici 1 : 4 HCl 1 hacim HCl 4 hacim su 17

p-Fonksiyonları Özellikle çok seyreltik çözeltiler ifade edilirken üstlü terimler yerine p-Fonksiyonlu ifadeler kullanılır p. X = -log[X] 18

Çözeltilerin Yoğunluğu ve Özgül Ağırlığı Yoğunluk, bir maddenin birim hacminin kütlesini ifade eder. SI sistemindeki yoğunluk birimi kg/L (g/m. L) dir. Özgül ağırlık, bir maddenin kütlesinin aynı hacimdeki suyun belirli bir sıcaklıktaki (4 0 C) kütlesine oranıdır (Birimsizdir). Suyun yoğunluğu 1, 00 g/m. L 19

Çözeltilerin Yoğunluğu ve Özgül Ağırlığı Reaktif Derişim % (a/a) Özgül Ağırlık Asetik Asit CH 3 COOH 99, 7 1, 05 Amonyak NH 3 29, 0 0, 90 Hidroklorik asit HCl 37, 2 1, 19 Hidroflorik asit HF 49, 5 1, 15 Nitrik asit HNO 3 70, 5 1, 42 Perklorik asit HCl. O 4 71, 0 1, 67 Fosforik asit H 3 PO 4 86, 0 1, 71 Sülfürik asit H 2 SO 4 96, 5 1, 84 20

21

KİMYASAL STOKİYOMETRİ Stokiyometri, reaksiyona girenlerle ürünlerin miktarı arasındaki nicel ilişkiyi ifade eder. Girenler Ürünler Birleşme oranı stokiyometriyi verir 22

AMPİRİK FORMÜL Bir kimyasal bileşikteki atomların en basit tam sayılı oranları gösterir. MOLEKÜL FORMÜLÜ Böyle bir formülde, bir molekülde bulunan atomların gerçek sayıları verilir. Bulunması için, türün mol kütlesinin de bilinmesi gerekir. Formaldehit(CH 2 O), Asetik asit(C 2 H 4 O 2), Gliseraldehit(C 3 H 6 O 3), Glukoz(C 6 H 12 O 6) Ampirik formül= CH 2 O YAPISAL FORMÜL Molekül hakkında daha fazla bilgi veren bir formüldür. Etanol(C 2 H 5 OH), Dimetileter(CH 3 OCH 3) Molekül formülü= Ampirik formül= C 2 H 6 O 23

Ampirik formül= CH 2 O Formaldehit(CH 2 O), Asetik asit(C 2 H 4 O 2), Gliseraldehit(C 3 H 6 O 3), Glukoz(C 6 H 12 O 6) YAPISAL FORMÜL Molekül hakkında daha fazla bilgi veren bir formüldür. Etanol(C 2 H 5 OH), Dimetileter(CH 3 OCH 3) Molekül formülü= Ampirik formül= C 2 H 6 O 24

STOKİYOMETRİK HESAPLAMALAR Kimyasal eşitlik, reaksiyona giren maddeler ile oluşan ürünler arasındaki birleşme oranını, bir başka ifade ile reaksiyonun stokiyometrisini (mol cinsinden) verir. 2 Na. I(suda) + Pb(NO 3)2(suda) Pb. I 2(k) + 2 Na. NO 3(suda) Kütle (1) Mol kütlesine bölünür Mol (2) Mol Stokiyometrik oran ile çarpılır (3) Kütle Mol kütlesi ile çarpılır Şekil 4 -2 Stokiyometrik hesaplamaların yapılmasında kullanılan akış şeması 25