Şeker suda
erimez,
çözünür.
Bardağındaki çay bir çözelti, ayranın bir süspansiyon, sis bir kolloid. Üçü de karışım ama üçü de farklı. Bu ünitede maddeyi baştan sınıflandıracak, taneciğin boyutuna göre karışımların nasıl isim değiştirdiğini ve çözünmenin adım adım nasıl gerçekleştiğini göreceğiz.
2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(s)
Yanıcı hidrojen ile yakıcı oksijenden, söndürücü su oluşur. Bileşik, kendisini oluşturan maddelerin özelliklerini taşımaz. Karışım ise taşır — bu ikisini ayıran en somut testtir.
Karışımlar görünümlerine göre ikiye ayrılır. Aşağıdaki oyunda örnekler karışık geliyor; her birini doğru kutuya yerleştir.
Karışımı asıl belirleyen şey, dağılan taneciğin ne kadar büyük olduğudur. Kaydırakla tanecik boyutunu büyüt: karışımın adı, görünümü ve içinden geçen ışık demetinin davranışı (Tyndall etkisi) değişecek.
Genellikle katıların oluşturduğu heterojen karışımlardır. Pirinç - taş, kum - çakıl, demir - kükürt gibi.
Katı - sıvı heterojen karışımlardır. Türk kahvesi, ayran, tebeşirli su, nişasta - su, çamurlu su, naftalin - su, çorba gibi.
Sıvı - sıvı heterojen karışımlardır. Zeytinyağı - su, zeytinyağı - sirke, benzen - su, cıva - su gibi.
Katı ya da sıvının gaz ortamında dağıtılmasıyla oluşan heterojen karışımlardır. Spreyler, deodorantlar, sis, duman, tozlu hava, bulut gibi.
Dağılan maddenin dağıtıcı madde içinde asılı kalmasıyla oluşan heterojen karışımlardır. Tanecik büyüklüğü 1 nm ile 1000 nm arasındadır. Dağılan madde çıplak gözle görülmez, mikroskopla görülür. Bekletilince çökmez, süzme ile ayrılmaz. Kolloidlerden ışın demeti geçerken ışık saçılır. Aerosoller, süspansiyonlar ve emülsiyonların büyük kısmı kolloiddir.
ADİ süspansiyon (ayran) ve emülsiyonlar (zeytinyağı - su) — yani tanecikleri kolloid sınırından iri olanlar — bekletildiklerinde kendilerini oluşturan fazlara ayrılır. Buzdolabında bekleyen ayranın üstünde toplanan su tabakası bunun günlük hayattaki hâlidir.
| — | Tanecik Boyutu | Tyndall Etkisi | Görünüm |
|---|---|---|---|
| Çözelti | … < 10⁻⁹ m | Işık saçılmaz. | Homojen |
| Kolloid | 10⁻⁹ m < … < 10⁻⁶ m | Işık saçılır. | Heterojen |
| Süspansiyon | 10⁻⁶ m < … | Işık saçılır. | Heterojen |
Bir maddenin diğer madde içinde homojen olarak karışmasına çözünme, oluşan karışıma da çözelti denir. Düğmelerle aşamaları sırayla izle; her aşamada enerjinin ne yaptığına dikkat et.
Çözeltide miktarı çok olan bileşen "çözücü veya çözen", miktarı az olan bileşen "çözünen" olarak tanımlanır. Havanın çözücüsü %78 ile N₂ gazıdır — yani soluduğun havada "çözücü" oksijen değil azottur.
Çözünen taneciklerin çözücü tanecikleriyle sarılması olayı; çözücü su ise hidratasyon, su dışında başka bir çözücü ise solvatasyon olarak adlandırılır.
"Benzer benzeri çözer."
Polar maddeler polar çözücülerde, apolar maddeler apolar çözücülerde çözünür. Oda sıcaklığında NaCl(k) suda, I₂(k) karbon tetraklorürde çözünür. Yağ lekesinin suyla değil de deterjanla ya da benzinle çıkmasının sebebi tam olarak budur.
CCl₄, I₂, Br₂… London kuvvetleri ile çözelti oluşturur.
H₂O, HCl, CH₃Cl… dipol - dipol kuvvetleri ile çözelti oluşturur.
CO(NH₂)₂, NH₃, H₂O, HF, CH₃OH… hidrojen bağı ile çözelti oluşturur.
O₂, CO₂ gibi apolar olanlar suda dipol – indüklenmiş dipol ile çözelti oluşturur.
Etil alkol (C₂H₅OH) ile su (H₂O) etkin hidrojen bağlarından dolayı her oranda homojen karışır. Kolonyanın homojen olmasının sebebi budur.
Elmas gibi kristal katılarda güçlü kovalent bağlar vardır. Hiçbir çözücüde çözünmezler.
Şeker suyun içinde erimez, ÇÖZÜNÜR. Erime katı hâlden sıvı hâle geçme olayıdır. 22 ayar altın takılar ve metal paralar "alaşım" olarak sınıflandırılabilir. Sıvı – gaz çözeltilerden kola ve gazozun asidik özelliği içerdikleri CO₂ gazından kaynaklanır.
Devreye farklı çözeltiler bağlayalım. Ampulün parlaklığı, çözeltide serbest hâlde ne kadar iyon olduğunu gösterir.
Asit, baz ve tuz gibi iyonik çözünen maddelerin çözeltileri elektriği iletir.
NaCl(k) → Na⁺(suda) + Cl⁻(suda)
Kuvvetli elektrolit (%100 iyonlaşma) — tek yönlü ok.
HF(s) ⇌ H⁺(suda) + F⁻(suda)
Zayıf elektrolit (kısmen iyonlaşma) — çift yönlü ok.
Şeker ve alkol gibi moleküler çözünen maddelerin çözeltileri elektriği iletmez.
C₁₂H₂₂O₁₁(k) → C₁₂H₂₂O₁₁(suda)
Şeker suda dağılır ama iyonlarına ayrışmaz; ortada yük taşıyacak bir tanecik yoktur.
Metaller elektriği elektronlarla, çözeltiler elektriği iyonlarla iletir.
H₂O ile HF etkin hidrojen bağları sebebiyle çok iyi çözünür. Ancak HF güçlü kovalent bağı sebebiyle bir denge reaksiyonuyla kısmen iyonlaşır. Yani iyi çözünen madde %100 iyonlaşmıyor olabilir. Bu, HF'nin zayıf asit ve zayıf elektrolit olduğunu gösterir. HF aynı zamanda camı aşındıran asittir (silis çözücü).
32 sorudan oluşan bu test ile "Homojen ve Heterojen Karışımlar - I" ünitesini ne kadar kavradığını gör.
Aynı cins atomlardan oluşur, sembollerle gösterilir. Fiziksel ve kimyasal yöntemlerle daha basit maddelere ayrılmaz. Erime ve kaynama noktası gibi ayırt edici özellikleri sabittir. Homojendir. Metal, ametal, yarı metal ve soy gaz olarak sınıflandırılabilir.
Farklı cins atom ve aynı cins moleküllerden oluşur, formüllerle gösterilir. Elektroliz gibi kimyasal yöntemlerle bileşenlerine ayrılır. Ayırt edici özellikleri sabittir, homojendir. Kendilerini oluşturan maddelerin özelliklerini taşımaz. Elementler sabit oranlarda birleşir; H₂O'da m(H)/m(O) = 1/8.
İki veya daha fazla saf maddenin kendi kimlik özelliklerini koruyarak bir araya gelmesiyle oluşur. Saf değildir, formülleri yoktur, istenen oranlarda hazırlanır. Kendilerini oluşturan maddelerin özelliklerini taşır: şerbet şeker gibi tatlı, su gibi ıslaktır. Hacmi karıştırılanların hacimleri toplamına eşit olmayabilir.
Tek fazda görünür, bekletildiğinde çökelek oluşturmaz, süzgeç kâğıdından geçtiğinde tortu bırakmaz, bileşenleri gözle görülmez. Katı, sıvı ve gaz hâlde olabilir. Tuzlu su, şerbet, hava, süzülmüş çay, çelik, bronz (tunç), lehim, 22 ayar altın, kolonya örnektir.
Her yerinde aynı özelliği göstermez, birden fazla faza sahiptir, bileşenleri gözle veya görüntüleme yöntemleriyle ayırt edilebilir, bekletildiğinde çökme görülebilir. Çorba, salata, sahile vuran dalga, zeytinyağı-su, toprak, Türk kahvesi, ayran, tebeşirli su, benzen-su, sis, duman örnektir.
Çözelti r < 1 nm, kolloid 1 nm < r < 1000 nm, heterojen karışım r > 1000 nm. Heterojen karışımlar; adi karışım, süspansiyon, emülsiyon ve aerosol olarak ayrılır. Çözeltide ışık saçılmaz, kolloid ve süspansiyonda ışık saçılır (Tyndall etkisi).
Adi karışım: genellikle katıların oluşturduğu karışımlar (pirinç-taş, kum-çakıl, demir-kükürt). Süspansiyon: katı-sıvı (Türk kahvesi, ayran, tebeşirli su, nişasta-su, çamurlu su, naftalin-su, çorba). Emülsiyon: sıvı-sıvı (zeytinyağı-su, zeytinyağı-sirke, benzen-su, cıva-su). Aerosol: katı ya da sıvının gazda dağılması (spreyler, deodorantlar, sis, duman, tozlu hava, bulut).
Dağılan maddenin dağıtıcı madde içinde asılı kalmasıyla oluşur. Tanecik büyüklüğü 1-1000 nm. Dağılan madde çıplak gözle görülmez, mikroskopla görülür. Bekletilince çökmez, süzme ile ayrılmaz. Işın demeti geçerken ışık saçılır. Kolloid boyutunun üstünde kalan ADİ süspansiyon (ayran) ve emülsiyonlar (zeytinyağı-su) ise bekletildiklerinde fazlarına ayrılır.
Bir maddenin diğer madde içinde homojen olarak karışmasına çözünme, oluşan karışıma çözelti denir. 1) Çözünen taneciklerinin etkileşimleri kopar, enerji gerekir. 2) Çözücü taneciklerinin etkileşimleri kopar, enerji gerekir. 3) Çözünen tanecikleri çözücü tanecikleri ile sarılır, genellikle enerji açığa çıkar. Çözücü su ise hidratasyon, değilse solvatasyon.
Polar maddeler polar çözücülerde, apolar maddeler apolar çözücülerde çözünür. NaCl(k) suda, I₂(k) karbon tetraklorürde çözünür. Etil alkol ile su etkin hidrojen bağlarından dolayı her oranda homojen karışır. Elmas gibi kristal katılarda güçlü kovalent bağlar vardır, hiçbir çözücüde çözünmezler.
Asit, baz ve tuz gibi iyonik çözünen maddelerin çözeltileri elektriği iletir. NaCl kuvvetli elektrolittir (%100 iyonlaşma, tek yönlü ok). HF zayıf elektrolittir (kısmen iyonlaşma, çift yönlü ok). Şeker ve alkol gibi moleküler maddelerin çözeltileri elektriği iletmez. Metaller elektriği elektronlarla, çözeltiler iyonlarla iletir.
Şeker suyun içinde erimez, ÇÖZÜNÜR; erime katı hâlden sıvı hâle geçme olayıdır. 22 ayar altın takılar ve metal paralar alaşım olarak sınıflandırılabilir. Kola ve gazozun asidik özelliği içerdikleri CO₂ gazından kaynaklanır. Havanın çözücüsü %78 ile N₂ gazıdır.