9 KARIIMLAR R GR CHAN YAYLACI 1 9

9. KARIŞIMLAR ÖĞR. GÖR. CİHAN YAYLACI 1

9. KARIŞIMLAR 9. 1. Çözünme Olgusu 9. 2. Çözünme Isısı 9. 3. Sıcaklık ve Basıncın Çözünürlüğe Etkisi 9. 4. Çözeltilerin Hazırlanması ve Derişimi 9. 5. Hacimsel (Volumetrik) Analiz 9. 6. Çözeltilerin Buhar Basınçları, Raoult Yasası 9. 7. Çözeltilerin Kaynama ve Donma Noktaları 9. 8. Osmoz Olayı 9. 9. Kolloidler Kaynaklar 2

Konuya özgü kavramlar Karışım, birden fazla maddenin kimyasal özellikleri değişmeyecek şekilde bir araya gelmesiyle oluşan madde topluluğu, Homojen Karışım, her tarafında aynı özelliği gösteren, tek bir madde gibi gözüken karışım, Hererojen Karışım, Her tarafta aynı özellikler bulunmayan ve içindeki taneciklerin gözle görülebildiği karışım, Emülsiyon, bir sıvıda çözünmeyen başka bir sıvının heterojen olarak bulanık bir şekilde dağılmış hali, Su–zeytinyağı Süspansiyon, bir sıvıda çözünmeyen katının heterojen olarak dağılmış şekli. Su–kum Kolloid, bir maddenin sıvı içerisinde asılı kalmasıyla oluşan karışımlar, Aerosol, bir katı veya sıvının gaz içinde dağılmasıyla oluşan karışımlar, 3

9. 1. Çözünme Olgusu Çözücü ve çözünenin birbiri içinde homojen olarak karışması ile çözünme olayı gerçekleşir, oluşan karışıma ise “çözelti” denir. Bir maddeyi çözebilmesi için; çözücü ile çözünen molekülleri arasındaki çekim kuvvetlerinin, çözücü ve çözünenin kendi molekülleri arasındaki çekim kuvvetinden daha büyük olmalıdır, 4

9. 1. Çözünme Olgusu Katı Na. Cl kristalinde güçlü çekim kuvvetleri bulunmaktadır, Suya atılan Na. Cl kristalindeki sodyum iyonları su molekülündeki negatif yüklü oksijen ile çevrilir, Negatif yüklü klorür iyonları su molekülündeki pozitif yüklü hidrojen tarafından çevrilir, 5

9. 1. Çözünme Olgusu Oluşan elektriksel kuvvetler büyük olduğu için iyonlar kristalden ayrılarak su içinde homojen olarak dağılır Çözünme olayında benzeri çözdüğü için polar çözücüler polar maddeleri, apolar çözücüler apolar maddeleri daha iyi ve kolay çözer, 6

9. 1. Çözünme Olgusu Madde Miktarına (Çözen ve çözünen) Göre Çözeltiler : Seyreltik Çözelti: Bir başka çözeltiye göre çözünen madde miktarı az, çözen madde miktarı fazla olan çözeltiler, Derişik Çözelti: Bir başka çözeltiye göre çözünen madde miktarı fazla, çözücüsü az olan çözeltiler, Seyreltik çözeltiler derişik hale getirilebilmek için çözücü (sıvı) buharlaştırılabilir, çözünen eklenebilir ve çözelti soğutulabilir, Derişik çözeltileri seyreltik hale getirmek için çözücü eklenmelidir, 7

9. 1. Çözünme Olgusu Çözünebilen Madde Miktarına Göre Çözeltiler: Doymuş Çözelti, belli bir sıcaklıkta çözebileceği kadar çözüneni içeren çözeltiler, Doymamış Çözelti, belli bir sıcaklıkta, çözebileceğinden daha az çözünen içeren çözeltiler, Aşırı Doymuş Çözelti, çözebileceğinden daha fazla madde bulunduran çözeltilerdir. (heterojen görünürler. ) 8

9. 1. Çözünme Olgusu Elektrik Akımı İletkenlikleri Açısından Çözeltiler: İletken Çözeltiler: İçerisinde pozitif ve negatif yüklü iyon bulunduran çözeltiler, İletken olmayan Çözelti: İçerisinde moleküller bulunur ve iyonlar bulunmamaktadır, 9

9. 2. Çözünme Isısı Bazı çözeltiler oluşurken çevreye ısı verirken (ekzotermik) bazıları da ısı alırlar (endotermik), Toplam enerji pozitif ise çözünme endotermik, negatif ise ekzotermik, Çözünme üç basamakta gerçekleşir. 1. Basamak: Çözücü molekülleri ayrılır, ∆H 1>0 2. Basamak : Çözünen moleküller ayrılır. Bu basamaklarda moleküller arası etkileşimi yenmek için enerji gerekir. ∆H 2>0 3. Basamak: Çözücü ve çözünenin molekülleri karışır. ∆H 3<0 ∆Hç = ∆H 1 + ∆H 2 + ∆H 3 ∆Hç > 0 Endotermik çözünme ∆Hç < 0 Ekzotermik çözünme 10

9. 2. Çözünme Isısı Bazı çözeltiler oluşurken çevreye ısı verirken (ekzotermik) bazıları da ısı alırlar (endotermik), Toplam enerji pozitif ise çözünme endotermik, negatif ise ekzotermik, Çözünme üç basamakta gerçekleşir. 1. Basamak: Çözücü molekülleri ayrılır, ∆H 1>0 2. Basamak : Çözünen moleküller ayrılır. Bu basamaklarda moleküller arası etkileşimi yenmek için enerji gerekir. ∆H 2>0 3. Basamak: Çözücü ve çözünenin molekülleri karışır. ∆H 3<0 ∆Hç = ∆H 1 + ∆H 2 + ∆H 3 ∆Hç > 0 Endotermik çözünme ∆Hç < 0 Ekzotermik çözünme 11

9. 3. Sıcaklık ve Basıncın Çözünürlüğe Etkisi Basınç: Katıların ve sıvıların sudaki çözünürlükleri basıncı azaltmak veya artırmak ile değişmez Gazların sudaki çözünürlüğü ise gazın basıncı arttıkça artar. 12

9. 3. Sıcaklık ve Basıncın Çözünürlüğe Etkisi Sıcaklık: Sıcaklığın değişimi birçok maddenin çözünürlüğünü değiştirir, Katı ve sıvıların çözünürlükleri : Endotermik çözünmede madde çözücüsü içerisinde çözünürken ortamdan ısı enerjisi alır, Ekzotermik çözünmede ise bir madde çözücüsü içinde çözünürken ortama ısı enerjisi verir. Ekzotermik çözünen katı ve sıvıların çözünürlükleri sıcaklıkla ters orantılıdır. Endotermik çözünme gerçekleşirken çözeltinin sıcaklığı düşer, ekzotermik çözünmede çözelti sıcaklığı artar. Endotermik çözünmede sıcaklık artışı çözünürlüğü artırdığından sıcaklıkla çözünürlük doğru orantılıdır. 13

9. 3. Sıcaklık ve Basıncın Çözünürlüğe Etkisi Sıcaklık Gazların çözünürlükleri : Bütün gazların çözünürlüğü kesinlikle ekzotermiktir. Ekzotermik çözünen gazlarda sıcaklık artışı çözünürlüğün azalmasına sebep olur 14

9. 4. Çözeltilerin Hazırlanması ve Derişimi Çözelti hazırlanırken dikkat edilmesi gereken işlem sırası: 1. Gerekli hesaplamalar yapılır, 2. Çözelti miktarına göre balon joje seçimi yapılır, 3. Hesaplama doğrultusunda kimyasal madde tartımı, Balon joje 15

9. 4. Çözeltilerin Hazırlanması ve Derişimi Derişim (C) : Çözeltide ne kadar çözünenin bulunduğunu gösterir. Kütlece Yüzde Çözeltiler : 100 g çözeltide kaç g çözünen maddenin olduğunu gösterir 16

9. 4. Çözeltilerin Hazırlanması ve Derişimi Yüzde Çözeltiler: Çözeltinin 100 biriminde çözünen madde miktarı, 17

9. 4. Çözeltilerin Hazırlanması ve Derişimi Hacimce Yüzde Çözeltiler : 100 ml çözeltide kaç ml çözünen maddenin olduğunu gösterir 18

9. 4. Çözeltilerin Hazırlanması ve Derişimi Derişim Kütlece % 5’ lik 250 g Na. OH çözeltisi nasıl hazırlayınız. % Y = %5 mçözelti = 250 g mçözünen = ? g hesaplanır, mçözünen = 12. 5 g Na. OH, gerekli olan su miktarı 250 12, 5 = 237, 5 g su 19

9. 5. Hacimsel (Volumetrik) Analiz Bir çözeltideki madde miktarının derişimini, ağırlığı veya hacmi bilinen ve ölçümü yapılacak madde ile belirli bir kantitatif reaksiyon verebilen bir başka çözelti (standart çözelti, titrasyon çözeltisi) yardımıyla tayini esasına dayanan analiz yöntemidir 20

9. 5. Hacimsel (Volumetrik) Analiz Derişimi bilinen çözeltiye standart çözelti denir. Bürete doldurulan standart çözelti, analizi yapılacak çözeltiye damla ilave edilir. Analiz çözeltisinin bulunduğu erlen çalkalanarak karışma sağlanır. İşlem başlamadan önce ve reaksiyon tamamlandığında büretteki standart çözeltinin hacmi okunur. İkisi arasındaki fark sarfiyat olarak alınır. 21

9. 5. Hacimsel (Volumetrik) Analiz Standart çözeltinin gerçek normalitesi N, titrasyonda tüketilen standart çözelti hacmi S(m. L), analizi yapılan madde miktarı; Sx. N mili eşdeğer gram olarak hesaplanır, Normalite: çözeltinin 1 m. L‘sinde bulunan çözünen maddenin milieşdeğer gram sayısıdır. Ya da litresindeki eşdeğer gram sayısı olarak da tanımalanabilir. N= (m /eşdeğer gram sayısı) /V Eşdeğer gram sayısı: Molekül ağırlığı / Tesir değerliği Tesir Değerliği (TD): Asitlerin ortama verdiği H+ iyonu sayısı, bazların ortama verdiği OHiyonu sayısı, tuzların ise ortama verdiği veya aldığı elektron sayısına tesir değerliği denir. 22

9. 6. Çözeltilerin Buhar Basınçları, Raoult Yasası Buharlaşma: Moleküller arası çekim kuvvetini yenerek sıvı yüzeyinden ayrılır ve gaz haline geçebilirler. Çözeltilerin buhar basınçları ile, derişimi arasındaki bağıntı ilk kez Raoult tarafından araştırılmıştır, "Raoult Yasası" olarak bilinir. Raoult Yasasına göre, bir çözeltinin buhar basıncı, çözücünün saf haldeki Buhar basıncı ile onun mol kesrinin çarpımına eşittir 23

9. 7. Çözeltilerin Kaynama ve Donma Noktaları Çözücüde, uçucu olmayan bir maddenin çözünmesi buhar basıncını düşürür, Çözünen madde tanecikleri birim yüzeydeki çözücü taneciklerinin sayısını azaltır, Çözücünün zor buharlaşmasına ve buhar basıncının düşmesi de kaynama noktasının yükseltir, Uçucu olmayan maddelerin çözülmesiyle hazırlanan çözeltilerin kaynama noktaları saf çözücülerinkinden daha yüksektir, Donma noktasında katı ve sıvının buhar basıncı eşit, Çözeltinin donma noktası, saf çözücününkinden daha düşüktür 24

9. 8. Osmoz Olayı Çözücü maddelerin az yoğun ortamdan çok yoğun ortama, seçici geçirgen bir zardan enerji harcanmadan geçişime denilir, Örneğin, bir kap yarı geçirgen bir zarla iki kısma bölünüp bir tarafa boyalı su, diğer tarafa da şekerli su konulsun, Renkli suyun zardan geçerek şekerli suya karıştığı görülebilir, Şeker molekülleri, zardan geçemeyecek kadar büyüktür, Seyreltik olan çözeltiden daha konsantre olan çözeltiye doğru olur. Osmoz, fiziksel bir olaydır. 25

9. 9. Kolloidler Bir maddenin kendisi için çözücü olmayan bir ortamda dağılması ile oluşan çözeltiye kolloidal çözelti denir. 26

Örnekler 4, 0 L hacimli 0, 2 M Na. OH çözeltisi hazırlamak için 1, 0 M Na. OH çözeltisinden kaç m. L almak gerekir? NOT: Molarite, bir litre çözeltide çözünmüş halde bulunan maddenin mol sayısı. 50 g Na. OH katısı 500 m. L'lik balonjojeye hassas olarak tartılır, Hacim çizgisine kadar saf su ile tamamlanır, Molaritesi 0, 1 M Na. OH çözeltisi elde edilir. Milk Vilk = Mson Vilk = 1 L 1 x Vilk =0, 2 x 4 1 M çözeltiden 0, 8 L alınıp hacmi su ile 4 L'ye tamamlanır. 27

28

KAYNAKLAR Temel Üniversite Kimyası, Ender Erdik, Yüksel Sarıkaya, Gazi Kitabevi, 2001 Genel Kimya, Petruci, Palme Yayınevi, 2015 Genel Kimya Temel Kavramlar, Raymond Chang, Palme Yayınevi, 2009 Kimya Teknolojisi, Milli Eğitim Bakanlığı, 2011 Genel Kimya 1, Ders Notları, Doç. Dr. Nilgün Kızılcan, İstanbul Teknik Üniversitesi Genel Kimya 1, Ders Notları, Prof. Dr. Baki Hazer, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Megep (mesleki eğitim ve öğretim sisteminin güçlendirilmesi projesi), Kimya teknolojisi, Çözeltiler 1, Ankara, 2008 29