Kışın yola
neden tuz
dökülür?
Çünkü tuzlu suyun donma noktası saf sudan düşüktür. Bu ünitede çözeltinin ne kadar "koyu" olduğunu ölçen derişim birimlerini, çözeltinin laboratuvarda nasıl hazırlandığını ve çözünen madde eklendiğinde kaynama-donma noktalarının nasıl kaydığını göreceğiz.
Bağıl (birbirine göre) olarak çözünmüş madde miktarına göre çözeltiler ikiye ayrılır. Aşağıdaki üç kaptan birine tıkla; hangisinin diğerine göre derişik, hangisinin seyreltik olduğunu gör.
Karşılaştırılan çözeltiye göre içinde fazla miktarda madde çözünmüş çözeltidir. "Derişik" tek başına bir sayı değildir; her zaman bir kıyas gerektirir.
Karşılaştırılan çözeltiye göre içinde az miktarda madde çözünmüş çözeltidir. Aynı çözelti, birine göre derişik diğerine göre seyreltik olabilir.
Bir çözeltide veya çözücüde çözünen madde miktarının sayısal değeri konsantrasyon veya derişim olarak ifade edilir. Bir çözeltinin derişimi; ölçülebilen ve gözlenebilen bir özelliktir. Kütlece %, hacimce %, ppm, ppb, molarite gibi çeşitli şekillerde ifade edilir.
100 gram çözeltide çözünen maddenin gram cinsinden miktarına kütlece yüzde derişim denir. Aşağıda çözünen ve çözücü kütlelerini ayarla; sonra "su ekle" veya "su buharlaştır" düğmeleriyle derişimin nasıl değiştiğini gör.
Kütlece % = (mçözünen / mçözelti) × 100
Paydada çözücü değil, çözelti kütlesi vardır. Çözelti = çözünen + çözücü. Sınavda en çok yapılan hata budur.
m₁ · Y₁ = m₂ · Y₂
Su ekleme veya su buharlaştırma işlemleri sonucu çözeltinin yeni derişimini bulmak için bu eşitlik kullanılır. (m = çözelti kütlesi, Y = çözelti yüzdesi)
m₁·Y₁ + m₂·Y₂ = mson·Yson
Karıştırılan madde çözeltinin çözüneni ise kütlece %100, çözücüsü ise kütlece %0 değeri kullanılır. Aynı maddenin eşit kütleli farklı derişimli iki çözeltisi karıştırılmışsa Yson = (Y₁ + Y₂) / 2 eşitliği kullanılabilir.
100 mL çözeltide çözünen maddenin mililitresine hacimce yüzde derişim denir. Genellikle sıvı – sıvı çözeltiler için kullanılan bir derişim birimidir. Çözeltinin hacmi bileşenlerinin hacimleri toplamına eşit değildir. Bu yüzden "50 mL alkol + 50 mL su = 100 mL çözelti" demek doğru olmaz.
Kolonya şişesinin üzerindeki "80 derece" ifadesi hacimce yüzde derişimdir: 100 mL kolonyanın 80 mL'si etil alkoldür.
Bazı maddelerin miktarı yüzde ile ifade edilemeyecek kadar küçüktür. Aşağıdaki karede bir milyon kutucuğun temsili var; kaydırağı çekerek derişimi ppm cinsinden değiştir.
Çözeltinin milyonda bir çözünen miktarına ppm denir. 1 milyon gram çözeltide 1 gram madde çözünmüşse derişimi 1 ppm'dir.
1 ppm = 1 mg / 1 kg
ppm = (çözünen madde (g) / çözelti (g)) × 10⁶
ppm, çözünen madde miktarının çok küçük olduğu (içme suyu, gıda, ilaç, kozmetik) çözeltilerde kullanılan bir derişim birimidir.
Su şişesinin etiketindeki mineral değerleri, havadaki kirletici ölçümleri ve gıdalardaki katkı sınırları hep bu birimle verilir — çünkü "%0,0001" yazmak hem okunaksız hem de yanıltıcıdır.
Çözelti hazırlarken kullanılacak malzemeler; hassas terazi, pipet, beher, erlenmayer, balon joje, dereceli silindir (mezür), baget ve spatüldür. Düğmelerle beş adımı sırayla izle.
Balon jojenin boynundaki tek çizgi, o kabın tam olarak belirli bir hacmi gösterdiği yerdir. Çözelti hazırlarken hacmi behere ya da mezüre göre değil, bu çizgiye göre tamamlarsın; çünkü çözeltinin hacmi bileşenlerinin hacimleri toplamına eşit değildir — önceden ölçtüğün su miktarı seni yanıltır. Son adımda şişe etiketlenir; etiketsiz çözelti laboratuvarda tehlikelidir.
Kaydırakla suya kattığın madde miktarını artır; grafikte saf suyun ve çözeltinin ısınma-soğuma eğrileri birlikte çizilecek. Kaynama noktasının yükselişini ve donma noktasının düşüşünü izle.
Saf maddelerin kaynama noktası gibi ayırt edici özellikleri sabit iken çözeltilerinki sabit değildir. Çözünen madde miktarına bağlı özelliklerdir.
Çözüneni uçucu olmayan çözeltilerin kaynama noktası saf çözücülerden yüksekken donma noktaları saf çözücüden düşüktür.
Çözeltilerde çözünen madde miktarına bağlı olarak değişen özelliklere koligatif özellikler denir. Kaynama noktası, donma noktası, buhar basıncı, ozmotik basınç gibi koligatif özellikler çözünmüş madde cinsine değil, çözünmüş hâlde bulunan madde miktarına bağlıdır.
Su molekülünde iki ayrı bağ vardır ve bunları ayırmak için gereken enerji çok farklıdır:
Kimyasal bağ · atomlar arası bağ · örnek: H–O polar kovalent bağı. Kopması için 40 kJ'den büyük enerji gerekir.
Fiziksel bağ · molekülleri yoğun fazda bir arada tutar · örnek: hidrojen bağı. Kopması için 40 kJ'den küçük enerji yeter.
Kışın buzlanmayı önlemek için yollara tuz dökülür. Bunun sebebi, tuzlu suyun donma noktasının saf suyun donma noktasından düşük olmasıdır.
Bu işlem, asfaltın aşınmasına ve ekolojik sistemin zarar görmesine sebep olduğu hâlde kamu güvenliği için uygulanmaktadır. Yani kimya bilgisi burada bir bedelle birlikte kullanılıyor.
Aynı mol sayısında yemek tuzu ve şeker kullanıldığında donma noktası düşmesi aynı olmaz. Buna çözünme şekilleri sebep olur.
Tuz suda iyonlarına ayrışır ve ortamda daha çok tanecik oluşur; şeker ise molekül hâlinde kalır. Koligatif özellik madde cinsine değil tanecik sayısına baktığı için sonuç farklı çıkar.
Sıvının kaynama noktası büyük ise buhar basıncı ve uçuculuğu düşüktür.
Uluslararası ağırlıklar ve ölçüler konferansı gereği °C birimindeki C yani Celsius, selsiyus olarak okunur.
Makarna suyuna tuz atınca su biraz daha yüksek sıcaklıkta kaynar. Dondurma makinelerinde buz-tuz karışımı kullanılmasının sebebi de donma noktasının düşmesidir.
Derişimden koligatif özelliklere kadar bu ünitenin bütün kavramları karışık geliyor.
30 sorudan oluşan bu test ile "Homojen ve Heterojen Karışımlar - II" ünitesini ne kadar kavradığını gör.
Derişik çözelti: karşılaştırılan çözeltiye göre içinde fazla miktarda madde çözünmüş çözeltidir. Seyreltik çözelti: karşılaştırılan çözeltiye göre içinde az miktarda madde çözünmüş çözeltidir. Bir çözelti, birine göre derişik diğerine göre seyreltik olabilir.
Bir çözeltide veya çözücüde çözünen madde miktarının sayısal değeri konsantrasyon veya derişim olarak ifade edilir. Bir çözeltinin derişimi ölçülebilen ve gözlenebilen bir özelliktir. Kütlece %, hacimce %, ppm, ppb, molarite gibi çeşitli şekillerde ifade edilir.
Çözeltinin milyonda bir çözünen miktarına ppm denir. 1 milyon gram çözeltide 1 gram madde çözünmüşse derişimi 1 ppm'dir. 1 ppm = 1 mg/kg. ppm = (çözünen madde (g) / çözelti (g)) × 10⁶. ppm; çözünen madde miktarının çok küçük olduğu (içme suyu, gıda, ilaç, kozmetik) çözeltilerde kullanılır.
100 gram çözeltide çözünen maddenin gram cinsinden miktarına kütlece yüzde derişim denir. Kütlece % = (m çözünen / m çözelti) × 100. Su ekleme veya buharlaştırma sonrası yeni derişim için m₁·Y₁ = m₂·Y₂ eşitliği kullanılır (m = çözelti kütlesi, Y = çözelti yüzdesi).
Bir maddenin farklı derişimli çözeltileri karıştırılmışsa m₁·Y₁ + m₂·Y₂ = m son·Y son eşitliği kullanılabilir. Karıştırılan madde çözeltinin çözüneni ise kütlece %100, çözücüsü ise kütlece %0 değeri kullanılır. Eşit kütleli iki çözelti karıştırılmışsa Y son = (Y₁ + Y₂)/2.
100 mL çözeltide çözünen maddenin mililitresine hacimce yüzde derişim denir. Genellikle sıvı – sıvı çözeltiler için kullanılan bir derişim birimidir. Çözeltinin hacmi bileşenlerinin hacimleri toplamına eşit değildir.
Malzemeler: hassas terazi, pipet, beher, erlenmayer, balon joje, dereceli silindir (mezür), baget ve spatül. Derişim bilgisinden yola çıkarak çözünen madde miktarı hesaplanır, hesaplanan miktarda tartım yapılır, madde behere aktarılır, az miktar çözücü ile baget yardımıyla çözünen tamamen çözülür, beherdeki çözelti balon jojeye aktarılır, jojenin çizgisine kadar çözücü ilave edilir ve şişe etiketlenir.
Saf maddelerin kaynama noktası gibi ayırt edici özellikleri sabit iken çözeltilerinki sabit değildir. Çözüneni uçucu olmayan çözeltilerin kaynama noktası saf çözücüden yüksek, donma noktası saf çözücüden düşüktür. Kaynama noktası, donma noktası, buhar basıncı, ozmotik basınç gibi koligatif özellikler çözünmüş madde cinsine değil, çözünmüş hâlde bulunan madde miktarına bağlıdır.
Kışın buzlanmayı önlemek için yollara tuz dökülür; sebebi tuzlu suyun donma noktasının saf suyunkinden düşük olmasıdır. Bu işlem asfaltın aşınmasına ve ekolojik sistemin zarar görmesine sebep olduğu hâlde kamu güvenliği için uygulanır. Aynı mol sayısında tuz ve şeker kullanıldığında donma noktası düşmesi aynı olmaz; buna çözünme şekilleri sebep olur.
Katı ısınır: sıcaklık artar, kinetik enerji artar, potansiyel enerji sabit, homojen. Katı erir: sıcaklık sabit, kinetik sabit, potansiyel artar, heterojen. Sıvı ısınır: artar-artar-sabit, homojen. Sıvı kaynar: sabit-sabit-artar, heterojen. Gaz ısınır: artar-artar-sabit, homojen.
İyonik bileşikler sıvı veya çözelti hâllerinde iyon hareketleriyle, sıcaklıkla doğru orantılı olarak iletir. Metaller ve alaşımlar katı veya sıvı hâlde serbest elektron hareketleriyle, sıcaklıkla ters orantılı olarak iletir. Saf su 0,5; damıtık su 1; yağmur veya kar suyu 2-100; deniz suyu 50000 μs/cm.
Sıvının kaynama noktası büyük ise buhar basıncı ve uçuculuğu düşüktür. °C birimindeki C yani Celsius, selsiyus olarak okunur. HF zayıf asittir, kısmen iyonlaşır, zayıf elektrolittir, camı aşındıran asittir (silis çözücü) ve suda çok iyi çözünür.