SlideShare une entreprise Scribd logo
1  sur  117
Télécharger pour lire hors ligne
Gazlar, Sıvılar
ve Çözeltiler
Prof. Dr. Abdullah MENZEK
HIZLI HAREKET EDERLER
ARALARINDA BÜYÜK BOŞLUKLAR BULUNUR
HOMOJEN BİR KARIŞIM OLMAK ÜZERE HER ORANDA KARIŞABİLİRLER
KOLAYCA SIKIŞTIRILABİLİRLER
İÇİNE DOLDUĞU KABIN HACMİNİ ALMAK ÜZERE GENLEŞİR
DİFÜZLENEBİLİRLER
GELİŞİGÜZEL HAREKET EDERLER
YA BİRBİRLERİNE YADA KABIN ÇEPERLERİNE ÇARPARAK YÖN DEĞİŞTİRİRLER
KABIN ÇEPERLERİNE ÇARPMALARI SONUCU GAZ BASINCI OLUŞUR
10
11
Açık hava basıncı barometre ile ölçülür.
Pgaz = PDh
Patm Patm
Pgaz + PDh = Patm
Dh
Dh Dh
Pgaz = PDh + Patm
ROBERT BOYLE
1627-1691
V
P
V
1/P
P1 = 0,750 atm, V1 = 360 ml, P2 = 1,0 atm, V2 = ? (T ve n sabit)
(P1 V1) = (P2 V2)
V2 = (P1 V1) / (P2) = (0,750 atm) (360 ml) / (1,0 atm) = 270 ml
100 200 300
̶ 100
̶ 200
̶ 300 0
̶ 273,15oC
Sıcaklık (oC)
Hacim (L)
Herhangi bir mutlak ölçüm eşeli, ölçülen özelliğin tamamen yok
olduğunu gösteren sıfır noktasına dayanmalıdır
Kelvin eşeli mutlak bir eşeldir.
Sıcaklık (oC) V ilk (ml) ΔV (ml) V son (ml)
0 273 273
1 273 1 274
10 273 10 283
273 273 273 546
• • • •
t Vo
Vo
273
t V= Vo+
Vo
273
t
V= Vo +
Vo
273
t
V= Vo 𝟏 +
t
273
V= Vo
273 + t
273
V= Vo
T
273
V=
Vo
273
T
𝐕 = k T
Sabit basınç altında herhangi
bir gaz örneğinin hacmi,
doğrudan mutlak sıcaklıkla
değişir.
20
21
T1 = (45 + 273) K = 318 K, V1 = 79,5 ml,
T2 = (0 + 273) K = 273 K, V2 = ? (P ve n sabit)
(V1 ) / (T1) = (V2 ) / (T2),
V2 = (V1 T2) / (T1) = (79,5 ml) (273 K) / (318 K)
V2 = 68,25 ml
GUİLLAAUME AMONTONS
1663-1705
P
T
22
23
P1 = 2,00 atm, T1 = (0 + 273) K = 273 K,
P2 = 2,50 atm, T2 = ? (P ve n sabit)
(P1 ) / (T1) = (P2 ) / (T2),
T2 = (T1 P2) / (P1) = (273 K) (2,50 atm) / (2,00 atm)
T2 = 341,25 K
24
25
İdeal gazlar için: 1) Kendi hacimlari sıfırdır.
2) Tanecikler arasında herhangi bir etkileşme yoktur.
26
Standart şartlar altında (0oC ve 1,0 atm de) 1,0 mol
gazın hacmi 22,4 litredir.
R = (P .V) / (n .T) = 0,082056 L . atm . mol-1 . K-1
R = 8,314 J . mol-1. K-1 = 1,987 Kalori. mol-1 . K-1
MK (mol Kütlesi) bazen MA (Mol ağılığı) olarak da
kullanılır. d (yoğunluk)
28
P1 = 1,15 atm, T1 = (35 + 273) K = 308 K, V1 = 462 ml,
P2 = 1,0 atm, T1 = 273 K, V2 = ? (n sabit)
(P1 V1) / (T1) = (P2 V2 ) / (T2), V2 = (P1 V1 T2) / (T1 P2)
V2 = [(1,15 atm) (462 ml) (308 K)] / [(273 K) (1,0 atm)] = 599,4 ml
29
P = 0,948 atm, T = (50 + 273) K = 323 K, d = 1,50 g/L,
MK (Mol K) = ? (PMK) = d R T, (MK) = (d R T) / P, CH2 = 14 g . mol-1
a)(MK) = (d R T) /P
= [(1,50 g/L) (0,082 L . atm . mol-1 . K-1) (323 K)] / (0,948 atm)]
(MK) = 41,908 g . mol-1 = 42 g . mol-1
b) (MK) / (Basit FK) = a = (42 g . mol-1) / (14 g . mol-1) = 3,
Molekül Formülü = (Basit Formül)a = (CH2)3 = C3H6
JOHN DALTON
1766-1844
30
Ptoplam = PA + PB
A ve B den oluşan bir gaz karışımı için
nA = A gazının mol sayısı
nB = B gazının mol sayısı
A gazının mol kesri (χA) = nA / (nA + nB)
χA = nA/nTop
χA + χB = 1
A gazının kısmi basınçı (PA) = [(nA / V) R T]
33
34
35
Ptop = 0,992 atm, T1 = (23 + 273) K = 300 K, V1 = 370 ml = 0,37 L,
Psu = 0.0277 atm, P1 = ? atm, P2 = 1,0 atm, T2 = 273 K, V2 = ?
Ptop = Psu + Pgaz, Pgaz = P1 = Ptop - Psu = 0,992 atm - 0.0277 atm
P1 = 0,9643 atm, (P1 V1 ) / (T1) = (P2 V2 ) / (T2) (n = sabit),
V2 (P1 V1 T2) / (T1 P2)
V2 = [(0,9643 atm) (370 ml) (273 K)] / [(300 K) (1,0 atm)]
V2 = 3427 ml
GRAHAM EFÜZYON YASASI
A ve B gaz halinde birbirlerinin aynı olan iki ayrı kapta
aynı ve sıcaklık ve basınçta ortalama kinetik enerjileri
aynıdır. (KE)A = (KE)B
37
N2 gazının 0,876 katı kadar hızla efüzlenen bir X gazının molekül
ağırlığı kaçtır? (N = 14 g)
Çözüm: MN2 = 28 g/mol, rX / rN2 = 0,872 , MX = ? g/mol.
rX / rN2 = 0,872 = √(MN2 / MX) = (MN2 / MX)1/2
0,872 = (28 g/mol) / MX)1/2
(28 g/mol) / 0,9338 = MX , MX = 30 g/mol
Belirli bir sıcaklık ve basıçta O2 gazının yoğunluğu 1,30 g/litre dir.
21,0 ml olan O2 gazı bir aygıttan 1,60 sn de efüzleniyor. Aynı
aygıttan 15,0 ml/sn hızla efüzlenen X gazının yoğunluğu kaçtır? (O
= 14 g).
Çözüm: MO2 = 32 g/mol, rO2 = (21,0 ml)/(1,60 sn),
rX = 15,0 ml/sn , dO2 = 1,30 g/litre, dX = ? g/litre.
rO2/ rX = √( dX / dO2) = (dX/ dO2)1/2,
rO2/ rX = (21,0 ml)/(1,60 sn)/ (15,0 ml/sn) = 0,875 ,
rO2/ rX = 0,875 = √( dX / 1,30 g/litre) = (dX/ 1,30 g/litre)1/2
(0,875)1/2 = dX / (1,30 g/litre) = 0,9354 ,
dX = 0,935 (1,30 g/litre) = 1,39 g/litre
GERÇEK GAZLAR
Gaz yasaları, ideal ve mükemmel bir gazın davranışını açıklar. Gazlar, düşük basınç
ve yüksek sıcaklıkta ideal gazlar gibi davranırlar. Ancak, düşük sıcaklık ve yüksek
basınçta gazlar ideal davranıştan saparlar.
1- Kinetik kuram, ideal gazlar arasında çekim kuvvetlerinin olmadığını kabul
eder. Düşük sıcaklıkta gaz sıvılaştırıldıklarından düşük sıcaklıklarda bu çekim
kuvvetlerinin varlığı önem arzeder. Bu nedenle düşük sıcaklıklarda gözlenen
hacim idealde beklenenden daha azdır.
2- İdeal gazlarda gazların kendi kapladıkları hacimler ihmal edilirler. Mutlak
sıfır noktasında, ideal gazların hacmi sıfırdır. Ama, moleküllerin kendi
hacimleri değiştirilemez.
GAZLARIN SIVILAŞTIRILMASI
Gazlar arasındaki etkileşmeler,sıcaklık azalışıyla ve basınç artışıyla artar. Belirli bir
değerden sonra da sıvılaşma gerçekleşir. Bir gaz her sıcaklık ve basınçta da
sıvılaşmaz.
Bir gazın basınçla sıvılaştırılabildiği en yüksek sıcaklığa o gazın kritik sıcaklığı ve
o basınça da kritik basınç denir.
GAZ KRİTİK SICAKLIK (oK) KRİTİK BASIÇ (Atm.)
He 5,5 2,26
H2 33,3 12,8
N2 126,1 33,5
CO 134,0 35,0
O2 154,4 49,7
CH4 190,2 45,6
CO2 304,2 72,8
NH3 405,6 111,5
H2O 647,2 217,7
SIVILAR
44
45
47
48
49
50
51
Yüzey gerilimi, moleküller arası çekim kuvvetlerinin neden olduğu,
sıvıların bir başka özelliğidir.
Yüzey gerilim, bir sıvı yüzeyini içeri doğru çeken bu kuvvetin yani
yüzey alanını genişletmek için yenilmesi gereken kuvvetin bir
ölçüsüdür.
Bir sıvının yüzey gerilimi sıcaklık arttıkça azalır. Çünkü artan
moleküler hareket moleküller arası çekim kuvvetlerinin etkisini
azaltır.
53
Denizden çıkan yüzücüler bu nedenle üşürler.
54
55
56
57
58
59
Patm
Pbuhar
Buhar
Sıvı
Pbuhar
Pbuhar
Pbuhar
Civalı
Barometre
Sıvının Buhar
Basıncı
Pbuhar Vsıvı’dan
bağımsızdır
Pbuhar Vbuhar’dan
bağımsızdır
Sıcaklık artışı
Pbuhar artırır.
60
60
61
62
63
Değişik yerlerde değişik olan bu değişmeler bazen yukarıdaki
değerden daha büyük olabilir.
Deniz seviyesinden 1524 m yükseklikte hava basıncı 0,836 atm
olup bu basınçta su 95,1oC de kaynar. 3048 m yükseklikte hava
basıncı 0,695 atm olup bu basınçta su 90,1oC de kaynar.
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
75
Çözeltiler
Çözeltiler, homojen karışımlardır.
Çözeltiyi oluşturan bileşenlerden yüzdesi fazla olanına çözücü az
olan diğerlerine ise çözünen denir. Bu tanım genel bir tanımdır ve
bunu istisnaları vardır.
ÇÖZEN ÇÖZÜNEN ÖRNEK
Katı
Katı Alaşım
Sıvı Jelatin
Gaz Donmuş kayalar
Sıvı
Katı Şekerli su
Sıvı Kolonya
Gaz Köpük
Gaz
Katı Duman
Sıvı Sis
Gaz Hava
Maddelerin çoğunun belirli bir çözücü içindeki çözünürlüklerinin
bir sınırı vardır. Bir maddenin herhangi bir çözücüde belirli bir
sıcaklıktaki ÇÖZÜNÜRLÜĞÜ, çözücünün belirli bir miktarında
çözünmüş ve kararlı bir sistem oluşturmuş en yüksek çözünebilen
miktarıdır.
DERİŞİM (KONSANTRASYON): Bir çözeltide veya belirli miktar
çözücüde çözünen madde miktarıdır.
SEYRELTİK ÇÖZELTİLER, derişimin düşük olduğu çözeltiler
iken, DERİŞİK ÇÖZELTİLER ise derişimin yüksek olduğu
çözeltilerdir.
Bir miktar çözeltiye çözünenin aşırısı katılırsa saf çözünen ile
çözünmüş çözünen arasında bir denge kurulur;
Bir miktar çözeltiye çözünenin aşırısı katılırsa saf çözünen
ile çözünmüş çözünen arasında bir denge kurulur;
Saf çözünen katı, sıvı veya gaz olabilir. Denge halindeki
böyle bir sistemde, saf çözünenin çözünme hızı,
çözünmüş çözünenin çözelti fazından saf faza geçme
hızına eşit olacağından çözünmüş madde derişimi
sabittir. Bu tür çözeltilere doymuş çözelti denir. Böyle
bir dinamik dengenin varlığı deneysel olarak
gösterilmiştir.
80
Doymamış bir çözeltinin derişimi doymuş çözelti derişiminden daha düşüktür.
81
Doymuş çözelti derişiminden daha yüksek derişimli bir aşırı doymuş
çözelti de hazırlanabilir. Aşırı doymuş çözelti kararsız olup saf çözünenin
küçük bir miktarının çözeltiye katılmasıyla çökelek oluşturarak doymuş
çözelti haline dönüşür.
ÇÖZÜNME OLGUSU
Genellikle polar maddeler sadece polar çözücülerde, polar
olmayanlar ise sadece polar olmayan çözücülerde çözünürler.
BENZER, BENZERİ ÇÖZER
Elmas gibi ağ örgülü kristallerde atomlar kovalent bağlarla
birbirlerine bağlandıklarından, bunlar hiçbir çözücüde çözünmezler.
Bu tür bir kristal yapı çözme işlemi ile bozulamayacak kadar
sağlamdır. Böyle bir kristalin kovalent bağını koparacak şiddette bir
çözücü-çözünen etkileşmesi yoktur.
83
Polar olmayan iyot (I2)ise yine polar olmayan karbon tetraklorürde (CCl4)
çözünür. Katı iyot molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri saf CCl4 molekülleri
arasındakilerle yaklaşık aynı tür ve aynı büyüklüktedir. Böylece I2-CCl4
molekülleri arasındaki çekim kuvvetlerinden dolayı I2 molekülleri CCl4
molekülleri ile karışabilir. Oluşan çözelti, moleküllerin gelişigüzel bir
karışımıdır.
I2-CCl4
I2-Su
84
Metil alkol (metanol = CH3OH) ile su (H2O) polar olduklarından her oranda
karışırlar. Suda CH3OH ün çözülmesiyle oluşan çözeltilerde, CH3OH ve H2O
molekülleri birbirlerine hidrojen bağlarıyla bağlanırlar.
Metanol
Metanol
Metanol
Su
Su
Su
Metanol-Su
Metanol-Su
85
İçersine I2 katıldıktan sonra (a, b, c ve d sırayla su, etil alkol,
aseton ve karbon tetraklorürdür.)
d
d
c
c
b
b
a
a
Hekzan ile
su karismaz
Şeker, asetondan daha büyük molekül ve daha polardır.
Aseton-Su
Şeker-Su Şeker-CCl4
Aseton-CCl4
87
Tuzun (NaCl) suda çözünmesi
ÇÖZÜNME ISISI
Bir maddenin herhangi bir çözücüde çözünmesi sırasındaki entalpi
değişimine çözünme ısısı denir.
Değeri, hidrasyon ısısında olduğu gibi, son çözeltinin derişimine bağlıdır.
Başka türlü ifade edilmedikçe, çözünme ısısı sonsuz seyreltik bir çözeltinin
hazırlanmasıyla elde edilen çözünme ısısı olarak düşünülür.
Bir çözeltinin hazırlanışında gözlenen entalpi değişimi, bazı kimyasal bağları
koparmak veya çekim kuvvetlerini yenmek (çözünen-çözünen ve çözücü-
çözücü) için gerekli enerji ile yeni türlerin (çözünen-çözücü) oluşmasıyla açığa
çıkan enerjinin toplamına eşittir.
89
Gazlar sıvılarda genellikle dışarıya ısı vermek suretiyle
çözünürler. Gaz moleküllerini birbirinden ayırmak için enerji
gerekmediğinden bu tür bir çözeltide etkin olan ısı gaz
moleküllerinin solvatasyon ısısıdır. Bu yüzden süreç ısı veren
(ekzotermik) bir süreçtir.
Hidrojen klorür gazının sudaki çözünme ısısının hesaplanması,
hidratize iyonların oluşmasıyla dışarıya verilen ısıdan, HCl
moleküllerinin iyonlaşması için gerekli olan enerjinin
çıkartılmasını gerektirir.
Katıların sıvı çözücülerdeki çözünürlüğü genelde sıcaklıkla
artar.
90
Aşağıda sağda bir bardağa konulmuş gazozun durumu
görülmektedir.
ΔS (ENTROPİ DEĞİŞİMİ)
Entropi bir olasılık fonksiyonu olarak düşünülebilir. Düzensiz
durumun istatistiksel olasılığı düzenli duruma göre daha
yüksektir. Doğal bir süreç daha düzensiz, daha gelişigüzel bir
duruma geçme eğilimindedir.
Bununla birlikte, doğal bir olayda sistemin enerjisinde azalma
eğilimi vardır. Yani sistem yüksek enerjili halden düşük enerjili
hale geçme eğilimindedir.
Bir sistem düşük sıcaklıkta yüksek sıcaklıktakinden daha
düzenlidir, sıcaklık arttıkça düzensizlik de artar.
ÇÖZÜNÜRLÜĞE BASINÇ VE SICAKLIĞIN ETKİSİ
Maddelerin çözünürlüğüne sıcaklığın etkisi doymuş bir çözelti
hazırlanırken alınan ya da verilen ısıya bağlıdır. Az miktarda
bir maddenin, doygunluğa yakın bir çözeltide ısı alarak
çözündüğünü varsayalım. Çözünen katının aşırısı ile doymuş
çözelti arasında bir denge vardır.
Le Chatelier İlkesi; Dengede olan bir sisteme
dışarıdan bir etki yapıldığında, sistem bu etkiyi
azaltıcı yönde davranır.
Bir beher içinde, bir miktar katı çözünenle
dengede bulunan bir doymuş çözelti
bulunduğunu ve çözünmenin ekzotermik
(dışarı ısı veren) olduğunu varsayalım. Bu
sistemin sıcaklığını yükseltirsek, sistem nasıl bir
tepki verir?
Endotermik çözünme olayında, sistemin sıcaklığını yükseltirsek;
Le Chatelier İlkesine göre, Sistem sıcaklığı azaltmak ister.
Yani denge sağa (endotermik yöne) kayarak ortamdaki fazla ısıyı
harcar ve azaltır.
Denge sağa kayarken ortamdaki çözünen ve su harcanır, çözelti
artar.
Bunun anlamı daha fazla maddenin
çözünmesidir.
Endotermik çözünme olaylarında;
sıcaklığın artması çözünürlüğü
artırmaktadır.
t1 t2
t1 < t2
Katı ve sıvı maddelerin çözünürlüklerine
basıncın etkisi çok azdır.
ÇÖZELTİ DERİŞİMLERİ
(KONSANTRASYONLARI)
1- Yüzde (%) Derişim: Yüz birimde çözünenin birimidir.
1.1- Kütlece Yüzde (%) Derişim: 100 g çözeltide çözünenin
gram cinsinden kütlesidir. (daha önce bahsedildi)
1.2- Hacimce Yüzde (%) Derişim: 100 ml çözeltide
çözünenin ml cinsinden hacmidir.
1.3- Kütle-Hacimce Yüzde (%) Derişim: 100 ml çözeltide
çözünenin gram cinsinden kütlesidir.
Hacimce yüzde ve kütle-hacim yüzdesi pek kullanılmaz.
Bir yüzdede kütle ve hacim kullanılmaz ise bunda
kütlece yüzde (%kütle) anlaşılır.
• 300 g % 20 ’luk tuz çözeltisini nasıl hazırlarsınız?
• 160 g suda 20 g tuz çözünmektedir. Çözeltinin kütlece yüzde
derişimi nedir ?
• 150 g % 5 ’lik tuz çözeltisini, % 12 ’lik yapmak için neler
yapılabilir ?
• 150 g % 8 ’lik tuz çözeltisi ile 300 g % 10 ’luk tuz çözeltisi
karıştırılıyor. Hazırlanan çözeltinin yüzde derişimi nedir ?
M1C1 + M2C2 = M3C3
(150 g) (8) + ( 300 g) (10) = (150 g + 300 g) C3
(1200 g) + ( 3000 g) = (450 g) C3,
C3 = (4200 g) / (450 g) = 9,3 çözelti % 9,3 lüktür.
2- Mol Kesri: Çözünenin mol sayısının çözeltideki toplam
mol sayısına oranıdır. (Daha önce bahsedildi)
• Bir gaz çözeltisi 2,00 g He ve 4,00 g O2 içermektedir. Çözeltideki He ve O2
nin mol kesirleri nedir? (He = 4 g/mol, O = 16 g/mol)
nHe = (2 g)/(4 g/mol) = 0,5 mol, nO2 = (4 g)/(32 g/mol) = 0,125 mol
ntop = nHe + nO2 = (0,5 mol) + (0,125 mol) = 0,625 mol,
xHe = nHe / ntop = (0,5 mol) / (0,625 mol) = 0,8
x O2 = 1,0-0,8 = 0,2
3- Molarite: Bir (1) litre çözeltide çözünenin mol sayısıdır.
M nin birimi M = mol/L olabildiği gibi
M = mmol/mL de olabilir.
Molarite tanımında hacim bulunduğundan çözeltinin
hacminin belirlenmesine dikkat edilmelidir.
•Yandaki şişeden 750 ml 0,5 M CuSO4 çözeltisini nasıl
hazırlarsınız ? (CuSO4 = 159,5 g/mol)
Çözüm: V = 750 ml = 0,75 L, M = 0,5 mol/L,
CuSO4 . 5 H2O = 249,5 g/mol, nCuSO4 = ?, mCuSO4 = ?,
m’CuSO4 = Krista sulu CuSO4, n’CuSO4 = nCuSO4 = ?
nCuSO4 = M x V = (0,75 L ) (0,5 mol/L) = 0,375 mol ,
m’CuSO4 = (nCuSO4)(MK)
m’CuSO4 = (0,375 mol)( 249,5 g/mol) = 93,5625 g , 93,6 g CuSO4 .
5 H2O ı terazide tartılarak suyla hacmi 750 ml ye tamamlanır.
Katı çözünen madde ile çözeltinin hazırlanması: 1)
Terazide tartma. 2) Katının (750 ml lik) balona
konulması. 3) Maddeyi çözebilecek kadar suyun
eklenmesi ve çalkalayarak çözülmesi. 4) Gerekli hacmin
yakınına kadar beher veya mezürle su eklenmesi. 5)
Pisetteki suyla hacmin tam olarak (750 ml ye)
tamamlanması.
• (a) 250 ml 2,00 M HNO3, çözeltisi hazırlamak için kaç gram
derişik nitrik asit gereklidir? Derişik nitrik asit % 70 lik tir. (b)
Derişik nitrik asidin yoğunluğu 1,42 g/ml ise yukarıdaki çözelti
için gerekli olan hacim nedir?
•Yoğunluğu 1,18 g/ml olan ve ağırlıkça % 37 HCl içeren
derişik HCl nin molaritesi nedir?
Çözelti yeni bir V2 hacme seyreltildiğinde, derişimi de
değişerek M2 olur. Yeni oluşan çözeltide, çözünen maddenin
mol sayısı = M2∙V2 dir.
Alınan örnek ve seyreltilerek hazırlanan çözelti içerisindeki
çözünen maddenin mol sayısı aynıdır.
Şu halde; M1∙V1 = M2∙V2 eşitliği yazılır.
V1 ve V2 için aynı olmak şartı ile herhangi bir birim
kullanılabilir.
Bu eşitlik sadece seyreltme işlemlerinde kullanılır.
106
SEYRELTME İLE ÇÖZELTİ
HAZIRLAMA
2
• 8 M lık HCl çözeltsinden 500 ml 2,0 M lık çözeltiyi nasıl hazırlarsınız?
M1 V1 = M2 V2 eşitliğinden; V1 = (M2 V2) / M1
V1 = [(2,0 M) (500 ml) / (8 M)
V1 = 125 ml,
Derişik çözeltiden 125 ml alınarak çözüçüyle çözeltinin hacmini 500 ml ye
tamamlanır.
Not: Çok derişik asit ve bazlar üzerine su eklemek tehlikeli olur. Örneğin;
derşik sülfürik (H2SO4) üzerine su dökülmez. Yüksek ısı çıkışı nedeniyle
sıçma olur. Bu sıçrama sonuçunda bedenimizde ve giysilerimizde yanık
olur. Böyle durumlarda, önce bir miktar su üzerine gerekli derişik asit
eklenir ve daha sonra da suyla çözelti hacmi tamamlanır.
4- Molalite (m): Bir (1) kg çözücüde çözünenin mol
sayısıdır.
m nin birimi m = mol/Kg dır.
Molalite sıcaklıkla değişmez. 1000 g su yaklaşık
1000 ml hacime sahip olduğundan çok seyreltik çö-
zeltilerin molalitesi yaklaşık olarak molaritesiyle
aynıdır denebilir.
• Kütlece % 63 lük sulu HNO3 çözeltisinin a) Molalitesini b)
Her bileşenin mol kesirlerini bulunuz. (HNO3 = 63 g/mol)
b) ntop. = nasit + nsu = 1,0 mol + 2,06 mol = 3,06 mol
xasit = nasit / ntop. = (1,0 mol) / (3,06 mol) = 0,33
xsu = nsu / ntop. = (2.06 mol) / (3,06 mol) = 1,0 - 0,33 = 0,67
HNO3 in mol sayısı (nasit ) = (63 g) / (63 g/mol) = 1,0 mol
Suyun mol sayısı (nsu) = (37 g) / (18 g/mol) = 2,06 mol
Molalite (m) = (1,0 mol) / [(37 g) (10-3 kg / g)]
m = (1,0 mol) / (0,037 kg) = 27,03 mol /kg
a) Çözeltinin miktarını 100 g kabul edersek, bu miktarda
63 g HNO3 ve 37 g su bulunur.
5- Normalite (N): Bir (1) litre çözeltide çözünenin eşdeğer
kütle (gram) sayısıdır. Genelde eşdeğer kütle sayısı (Es. K. S.)
eşdeğer (gram) sayısı olarak kullanılır.
Tanım daima verilen bir reaktifin bir eşdeğer kütlenin
(gramının) diğer bir maddenin tam olarak bir eşdeğer
kütleyle (gramıyla) tepkimeye girdiği varsayımına
dayanır.
Bir eşdeğer kütlenin (gramının) tanımı ise dikkate
alınan tepkimenin türüne bağlıdır. Eşdeğerliklerin
tanımında çoğunlukla kullanılan iki tür tepkime
vardır. Bunlar; asit-baz tepkimeleri (asit tanımı, baz
tanımı ve tuz tanımı) ve yükseltgenme-indirgenme
(redoks) tepkimeleri
112
1) Asit-baz tepkimelerinde (nötralleşme tepkimelerinde) eşdeğer
kütle (ağırlık).
Bir asidin 1 eşdeğer-kütlesi 1 mol H+ (sulu) iyonu verebilen mik-
tarıdır.
Bir bazın 1 eşdeğer kütlesi ise 1 mol OH ‾ (sulu) verebilen veya 1
mol H+ (sulu) ile tepkimeye giren miktarıdır.
Bir asidin tesir değeri (ts) verebildiği H+ (sulu) iyonunun mol
sayısıdır.
Bir bazın tesir değeri (ts) verebildiği OH‾ (sulu) veya
bağlayabildiği H+ iyonunun mol sayısıdır.
2. TUZLARDA: Tesir Değerliği, tepkimeye giren bileşiğin formül birimindeki
toplam pozitif yük (yada toplam negatif yük) sayısına eşittir.
3. YÜKSELTGENME-İNDİRGENME (REDOKS)
TEPKİMELERİNDE: Tesir Değerliği, tepkimeye giren bileşiğin
formül birimindeki atomların yükseltgenme basamağındaki
toplam değişimdir.
Normalite (N) = [(Tesir degerliği) (ts)][Molarite (M)]
N = (ts)(M)
Bir A çözeltisinde, A'nın eşdeğer kütle (gram) sayısı, ek,
litre cinsinden hacmi VA, normalitesi NA ise;
eA = (VN)A = Eşdeğer kütle sayısı
Bir B çözeltisinde, B'nin eşdeğer kütle (gram) sayısı, ek,
litre cinsinden hacmi VB, normalitesi NB ise;
eB = (VN)B = Eşdeğer kütle sayısı
İki çözelti arasındaki tepkimede A ve B maddeleri tamamen
tükeniyorlar ise, her ikisinin eşdeğer gram sayıları birbirine
eşittir.
ea = eB = (VN)A = (VN)B
Aynı olmak şartıyla herhangi bir hacım birimi kullanılabilir.
• a) 37,52 ml 0,1492 N NaOH çözeltisiyle tamamıyla nötralleştiri-
len 50,00 ml H2SO4 çözeltisinin normalitesi nedir ? b) Bu
çözeltinin molaritesi nedir ?
35 ml 0,100 N Ba(OH)2 çözeltisini tam olarak
nötralleştirmek için kaç mililitre 0,130 N HCl çözeltisi
gereklidir ?
a) Vb = 37.52 ml, Nb = 0,1492 N, Va = 50,0 ml, Na = ?
easit = ebaz = (VN)asit = (VN)baz
Na = (VN)baz / Vasit = [(37,52 ml) (0,1492 N)] / (50,0 ml) = 0,18 N
b) N = (ts) (M), M = (N) / (ts) = 0,18 N) / (2) = 0,09 M
a) Okzalik asit zehirli bir madde olup kalsiyum tuzu halinde çeşitli
bitkilerde bulunur. 2,25 g okzalik asit örneği 30,3 ml 1,65 N NaOH ile
nötralleştirilmektedir. Okzalik asidin eşdeğer ağırlığı (1 eşdeğer kütlenin
miktarı (gramının ağırlığı) nedir? b) Okzalik asit diprotik (iki hidrojenli)
bir asit olduğuna göre molekül ağırlığı nedir ?
a) ma = 2,25 g, Vb = 30,3 ml, Nb = 1,65 N, easit = ebaz = (VN)asit
easit = ebaz = (VN)asit = (VN)baz = [(30,3 ml ) (1,65 N)] = [(0,0303 L ) (1,65 N)]
easit = 0,049998 (Eş.K.s)/L = (m) / Es. K., Es. K.= (2,25 g) / (0,049998 (Eş.K.s)/L )
Es. K.= 45,00 g
b) Es. K.= 45,00 g = (MK) / (ts), MK = (45,00 g) (2) = 90,0 g /mol
0,4308 g demir madeni örneği asitte çözülerek demir, Fe (II) haline
dönüştürülüyor. Bu çözelti KMnO4 çözeltisiyle tepkimeye sokuluyor.
Tepkimede Fe2+ yi Fe3+ haline yükseltgemek için 32,31 ml 0,1248 N KMnO4
çözeltisi harcandığına göre madendeki demir yüzdesi nedir ?
Çözelti derişimlerinden (konsantrasyonlarından)
hacimce yüzde, molarite ve normalite de hacim
tanımı olduğundan bu derişimler sıcaklıkla
değişirken, diğer birimler (kütlece yüzde, mol kesri
ve molalite) sıcaklıkla değişmez.
Not: Sıcaklıkla çözücü ve çözünenin buhar basınçlarındaki
değişiklikler, bunların onların kütlelerine etkilemediği veya çok
çok az etkileyeceğinden kütlerin sabit olduğu kabul edilir.

Contenu connexe

Similaire à g-kimya-b1.pdf

Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823
Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823
Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823mcb94
 
Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823
Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823
Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823mcb94
 
Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823
Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823
Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823mccopper
 
Kimyasal reaksiyonlar1
Kimyasal reaksiyonlar1Kimyasal reaksiyonlar1
Kimyasal reaksiyonlar1mcb94
 
Sıvı ve elektrolit tedavisi
Sıvı ve elektrolit tedavisi Sıvı ve elektrolit tedavisi
Sıvı ve elektrolit tedavisi ertassinem
 
KÜTLE AKTARIMI-tümü.pdf
KÜTLE AKTARIMI-tümü.pdfKÜTLE AKTARIMI-tümü.pdf
KÜTLE AKTARIMI-tümü.pdfAliYldrm42
 
7. kimyasal denge 1
7. kimyasal denge 17. kimyasal denge 1
7. kimyasal denge 1Farhan Alfin
 
10. istemli değişme 2
10. istemli değişme 210. istemli değişme 2
10. istemli değişme 2Farhan Alfin
 

Similaire à g-kimya-b1.pdf (10)

Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823
Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823
Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823
 
Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823
Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823
Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823
 
Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823
Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823
Kimyasal reaksiyonlar doğancan bakanay 11_fena_823
 
Kimyasal reaksiyonlar1
Kimyasal reaksiyonlar1Kimyasal reaksiyonlar1
Kimyasal reaksiyonlar1
 
4. Termokimya 2
4. Termokimya 24. Termokimya 2
4. Termokimya 2
 
Sıvı ve elektrolit tedavisi
Sıvı ve elektrolit tedavisi Sıvı ve elektrolit tedavisi
Sıvı ve elektrolit tedavisi
 
KÜTLE AKTARIMI-tümü.pdf
KÜTLE AKTARIMI-tümü.pdfKÜTLE AKTARIMI-tümü.pdf
KÜTLE AKTARIMI-tümü.pdf
 
7. kimyasal denge 1
7. kimyasal denge 17. kimyasal denge 1
7. kimyasal denge 1
 
9. Hafta.pdf
9. Hafta.pdf9. Hafta.pdf
9. Hafta.pdf
 
10. istemli değişme 2
10. istemli değişme 210. istemli değişme 2
10. istemli değişme 2
 

g-kimya-b1.pdf

  • 2.
  • 3.
  • 4.
  • 5.
  • 6. HIZLI HAREKET EDERLER ARALARINDA BÜYÜK BOŞLUKLAR BULUNUR HOMOJEN BİR KARIŞIM OLMAK ÜZERE HER ORANDA KARIŞABİLİRLER KOLAYCA SIKIŞTIRILABİLİRLER İÇİNE DOLDUĞU KABIN HACMİNİ ALMAK ÜZERE GENLEŞİR DİFÜZLENEBİLİRLER GELİŞİGÜZEL HAREKET EDERLER YA BİRBİRLERİNE YADA KABIN ÇEPERLERİNE ÇARPARAK YÖN DEĞİŞTİRİRLER KABIN ÇEPERLERİNE ÇARPMALARI SONUCU GAZ BASINCI OLUŞUR
  • 7.
  • 8.
  • 9. 10
  • 10. 11 Açık hava basıncı barometre ile ölçülür.
  • 11. Pgaz = PDh Patm Patm Pgaz + PDh = Patm Dh Dh Dh Pgaz = PDh + Patm
  • 12.
  • 14. P1 = 0,750 atm, V1 = 360 ml, P2 = 1,0 atm, V2 = ? (T ve n sabit) (P1 V1) = (P2 V2) V2 = (P1 V1) / (P2) = (0,750 atm) (360 ml) / (1,0 atm) = 270 ml
  • 15. 100 200 300 ̶ 100 ̶ 200 ̶ 300 0 ̶ 273,15oC Sıcaklık (oC) Hacim (L)
  • 16. Herhangi bir mutlak ölçüm eşeli, ölçülen özelliğin tamamen yok olduğunu gösteren sıfır noktasına dayanmalıdır Kelvin eşeli mutlak bir eşeldir.
  • 17. Sıcaklık (oC) V ilk (ml) ΔV (ml) V son (ml) 0 273 273 1 273 1 274 10 273 10 283 273 273 273 546 • • • • t Vo Vo 273 t V= Vo+ Vo 273 t
  • 18. V= Vo + Vo 273 t V= Vo 𝟏 + t 273 V= Vo 273 + t 273 V= Vo T 273 V= Vo 273 T 𝐕 = k T Sabit basınç altında herhangi bir gaz örneğinin hacmi, doğrudan mutlak sıcaklıkla değişir.
  • 19. 20
  • 20. 21 T1 = (45 + 273) K = 318 K, V1 = 79,5 ml, T2 = (0 + 273) K = 273 K, V2 = ? (P ve n sabit) (V1 ) / (T1) = (V2 ) / (T2), V2 = (V1 T2) / (T1) = (79,5 ml) (273 K) / (318 K) V2 = 68,25 ml
  • 22. 23 P1 = 2,00 atm, T1 = (0 + 273) K = 273 K, P2 = 2,50 atm, T2 = ? (P ve n sabit) (P1 ) / (T1) = (P2 ) / (T2), T2 = (T1 P2) / (P1) = (273 K) (2,50 atm) / (2,00 atm) T2 = 341,25 K
  • 23. 24
  • 24. 25 İdeal gazlar için: 1) Kendi hacimlari sıfırdır. 2) Tanecikler arasında herhangi bir etkileşme yoktur.
  • 25. 26 Standart şartlar altında (0oC ve 1,0 atm de) 1,0 mol gazın hacmi 22,4 litredir. R = (P .V) / (n .T) = 0,082056 L . atm . mol-1 . K-1 R = 8,314 J . mol-1. K-1 = 1,987 Kalori. mol-1 . K-1
  • 26. MK (mol Kütlesi) bazen MA (Mol ağılığı) olarak da kullanılır. d (yoğunluk)
  • 27. 28 P1 = 1,15 atm, T1 = (35 + 273) K = 308 K, V1 = 462 ml, P2 = 1,0 atm, T1 = 273 K, V2 = ? (n sabit) (P1 V1) / (T1) = (P2 V2 ) / (T2), V2 = (P1 V1 T2) / (T1 P2) V2 = [(1,15 atm) (462 ml) (308 K)] / [(273 K) (1,0 atm)] = 599,4 ml
  • 28. 29 P = 0,948 atm, T = (50 + 273) K = 323 K, d = 1,50 g/L, MK (Mol K) = ? (PMK) = d R T, (MK) = (d R T) / P, CH2 = 14 g . mol-1 a)(MK) = (d R T) /P = [(1,50 g/L) (0,082 L . atm . mol-1 . K-1) (323 K)] / (0,948 atm)] (MK) = 41,908 g . mol-1 = 42 g . mol-1 b) (MK) / (Basit FK) = a = (42 g . mol-1) / (14 g . mol-1) = 3, Molekül Formülü = (Basit Formül)a = (CH2)3 = C3H6
  • 30. A ve B den oluşan bir gaz karışımı için nA = A gazının mol sayısı nB = B gazının mol sayısı A gazının mol kesri (χA) = nA / (nA + nB) χA = nA/nTop χA + χB = 1 A gazının kısmi basınçı (PA) = [(nA / V) R T]
  • 31.
  • 32. 33
  • 33. 34
  • 34. 35 Ptop = 0,992 atm, T1 = (23 + 273) K = 300 K, V1 = 370 ml = 0,37 L, Psu = 0.0277 atm, P1 = ? atm, P2 = 1,0 atm, T2 = 273 K, V2 = ? Ptop = Psu + Pgaz, Pgaz = P1 = Ptop - Psu = 0,992 atm - 0.0277 atm P1 = 0,9643 atm, (P1 V1 ) / (T1) = (P2 V2 ) / (T2) (n = sabit), V2 (P1 V1 T2) / (T1 P2) V2 = [(0,9643 atm) (370 ml) (273 K)] / [(300 K) (1,0 atm)] V2 = 3427 ml
  • 35. GRAHAM EFÜZYON YASASI A ve B gaz halinde birbirlerinin aynı olan iki ayrı kapta aynı ve sıcaklık ve basınçta ortalama kinetik enerjileri aynıdır. (KE)A = (KE)B
  • 36. 37
  • 37.
  • 38. N2 gazının 0,876 katı kadar hızla efüzlenen bir X gazının molekül ağırlığı kaçtır? (N = 14 g) Çözüm: MN2 = 28 g/mol, rX / rN2 = 0,872 , MX = ? g/mol. rX / rN2 = 0,872 = √(MN2 / MX) = (MN2 / MX)1/2 0,872 = (28 g/mol) / MX)1/2 (28 g/mol) / 0,9338 = MX , MX = 30 g/mol
  • 39. Belirli bir sıcaklık ve basıçta O2 gazının yoğunluğu 1,30 g/litre dir. 21,0 ml olan O2 gazı bir aygıttan 1,60 sn de efüzleniyor. Aynı aygıttan 15,0 ml/sn hızla efüzlenen X gazının yoğunluğu kaçtır? (O = 14 g). Çözüm: MO2 = 32 g/mol, rO2 = (21,0 ml)/(1,60 sn), rX = 15,0 ml/sn , dO2 = 1,30 g/litre, dX = ? g/litre. rO2/ rX = √( dX / dO2) = (dX/ dO2)1/2, rO2/ rX = (21,0 ml)/(1,60 sn)/ (15,0 ml/sn) = 0,875 , rO2/ rX = 0,875 = √( dX / 1,30 g/litre) = (dX/ 1,30 g/litre)1/2 (0,875)1/2 = dX / (1,30 g/litre) = 0,9354 , dX = 0,935 (1,30 g/litre) = 1,39 g/litre
  • 40. GERÇEK GAZLAR Gaz yasaları, ideal ve mükemmel bir gazın davranışını açıklar. Gazlar, düşük basınç ve yüksek sıcaklıkta ideal gazlar gibi davranırlar. Ancak, düşük sıcaklık ve yüksek basınçta gazlar ideal davranıştan saparlar. 1- Kinetik kuram, ideal gazlar arasında çekim kuvvetlerinin olmadığını kabul eder. Düşük sıcaklıkta gaz sıvılaştırıldıklarından düşük sıcaklıklarda bu çekim kuvvetlerinin varlığı önem arzeder. Bu nedenle düşük sıcaklıklarda gözlenen hacim idealde beklenenden daha azdır. 2- İdeal gazlarda gazların kendi kapladıkları hacimler ihmal edilirler. Mutlak sıfır noktasında, ideal gazların hacmi sıfırdır. Ama, moleküllerin kendi hacimleri değiştirilemez.
  • 41. GAZLARIN SIVILAŞTIRILMASI Gazlar arasındaki etkileşmeler,sıcaklık azalışıyla ve basınç artışıyla artar. Belirli bir değerden sonra da sıvılaşma gerçekleşir. Bir gaz her sıcaklık ve basınçta da sıvılaşmaz. Bir gazın basınçla sıvılaştırılabildiği en yüksek sıcaklığa o gazın kritik sıcaklığı ve o basınça da kritik basınç denir. GAZ KRİTİK SICAKLIK (oK) KRİTİK BASIÇ (Atm.) He 5,5 2,26 H2 33,3 12,8 N2 126,1 33,5 CO 134,0 35,0 O2 154,4 49,7 CH4 190,2 45,6 CO2 304,2 72,8 NH3 405,6 111,5 H2O 647,2 217,7
  • 43. 44
  • 44. 45
  • 45.
  • 46. 47
  • 47. 48
  • 48. 49
  • 49. 50
  • 50. 51
  • 51. Yüzey gerilimi, moleküller arası çekim kuvvetlerinin neden olduğu, sıvıların bir başka özelliğidir. Yüzey gerilim, bir sıvı yüzeyini içeri doğru çeken bu kuvvetin yani yüzey alanını genişletmek için yenilmesi gereken kuvvetin bir ölçüsüdür. Bir sıvının yüzey gerilimi sıcaklık arttıkça azalır. Çünkü artan moleküler hareket moleküller arası çekim kuvvetlerinin etkisini azaltır.
  • 52. 53 Denizden çıkan yüzücüler bu nedenle üşürler.
  • 53. 54
  • 54. 55
  • 55. 56
  • 56. 57
  • 57. 58
  • 59. 60 60
  • 60. 61
  • 61. 62
  • 62. 63 Değişik yerlerde değişik olan bu değişmeler bazen yukarıdaki değerden daha büyük olabilir. Deniz seviyesinden 1524 m yükseklikte hava basıncı 0,836 atm olup bu basınçta su 95,1oC de kaynar. 3048 m yükseklikte hava basıncı 0,695 atm olup bu basınçta su 90,1oC de kaynar.
  • 63. 64
  • 64. 65
  • 65. 66
  • 66. 67
  • 67. 68
  • 68. 69
  • 69. 70
  • 70. 71
  • 71. 72
  • 72. 73
  • 73.
  • 74. 75
  • 76. Çözeltiler, homojen karışımlardır. Çözeltiyi oluşturan bileşenlerden yüzdesi fazla olanına çözücü az olan diğerlerine ise çözünen denir. Bu tanım genel bir tanımdır ve bunu istisnaları vardır. ÇÖZEN ÇÖZÜNEN ÖRNEK Katı Katı Alaşım Sıvı Jelatin Gaz Donmuş kayalar Sıvı Katı Şekerli su Sıvı Kolonya Gaz Köpük Gaz Katı Duman Sıvı Sis Gaz Hava
  • 77. Maddelerin çoğunun belirli bir çözücü içindeki çözünürlüklerinin bir sınırı vardır. Bir maddenin herhangi bir çözücüde belirli bir sıcaklıktaki ÇÖZÜNÜRLÜĞÜ, çözücünün belirli bir miktarında çözünmüş ve kararlı bir sistem oluşturmuş en yüksek çözünebilen miktarıdır. DERİŞİM (KONSANTRASYON): Bir çözeltide veya belirli miktar çözücüde çözünen madde miktarıdır. SEYRELTİK ÇÖZELTİLER, derişimin düşük olduğu çözeltiler iken, DERİŞİK ÇÖZELTİLER ise derişimin yüksek olduğu çözeltilerdir. Bir miktar çözeltiye çözünenin aşırısı katılırsa saf çözünen ile çözünmüş çözünen arasında bir denge kurulur;
  • 78. Bir miktar çözeltiye çözünenin aşırısı katılırsa saf çözünen ile çözünmüş çözünen arasında bir denge kurulur; Saf çözünen katı, sıvı veya gaz olabilir. Denge halindeki böyle bir sistemde, saf çözünenin çözünme hızı, çözünmüş çözünenin çözelti fazından saf faza geçme hızına eşit olacağından çözünmüş madde derişimi sabittir. Bu tür çözeltilere doymuş çözelti denir. Böyle bir dinamik dengenin varlığı deneysel olarak gösterilmiştir.
  • 79. 80 Doymamış bir çözeltinin derişimi doymuş çözelti derişiminden daha düşüktür.
  • 80. 81 Doymuş çözelti derişiminden daha yüksek derişimli bir aşırı doymuş çözelti de hazırlanabilir. Aşırı doymuş çözelti kararsız olup saf çözünenin küçük bir miktarının çözeltiye katılmasıyla çökelek oluşturarak doymuş çözelti haline dönüşür.
  • 81. ÇÖZÜNME OLGUSU Genellikle polar maddeler sadece polar çözücülerde, polar olmayanlar ise sadece polar olmayan çözücülerde çözünürler. BENZER, BENZERİ ÇÖZER Elmas gibi ağ örgülü kristallerde atomlar kovalent bağlarla birbirlerine bağlandıklarından, bunlar hiçbir çözücüde çözünmezler. Bu tür bir kristal yapı çözme işlemi ile bozulamayacak kadar sağlamdır. Böyle bir kristalin kovalent bağını koparacak şiddette bir çözücü-çözünen etkileşmesi yoktur.
  • 82. 83 Polar olmayan iyot (I2)ise yine polar olmayan karbon tetraklorürde (CCl4) çözünür. Katı iyot molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri saf CCl4 molekülleri arasındakilerle yaklaşık aynı tür ve aynı büyüklüktedir. Böylece I2-CCl4 molekülleri arasındaki çekim kuvvetlerinden dolayı I2 molekülleri CCl4 molekülleri ile karışabilir. Oluşan çözelti, moleküllerin gelişigüzel bir karışımıdır. I2-CCl4 I2-Su
  • 83. 84 Metil alkol (metanol = CH3OH) ile su (H2O) polar olduklarından her oranda karışırlar. Suda CH3OH ün çözülmesiyle oluşan çözeltilerde, CH3OH ve H2O molekülleri birbirlerine hidrojen bağlarıyla bağlanırlar. Metanol Metanol Metanol Su Su Su Metanol-Su Metanol-Su
  • 84. 85 İçersine I2 katıldıktan sonra (a, b, c ve d sırayla su, etil alkol, aseton ve karbon tetraklorürdür.) d d c c b b a a
  • 85. Hekzan ile su karismaz Şeker, asetondan daha büyük molekül ve daha polardır. Aseton-Su Şeker-Su Şeker-CCl4 Aseton-CCl4
  • 86. 87 Tuzun (NaCl) suda çözünmesi
  • 87. ÇÖZÜNME ISISI Bir maddenin herhangi bir çözücüde çözünmesi sırasındaki entalpi değişimine çözünme ısısı denir. Değeri, hidrasyon ısısında olduğu gibi, son çözeltinin derişimine bağlıdır. Başka türlü ifade edilmedikçe, çözünme ısısı sonsuz seyreltik bir çözeltinin hazırlanmasıyla elde edilen çözünme ısısı olarak düşünülür. Bir çözeltinin hazırlanışında gözlenen entalpi değişimi, bazı kimyasal bağları koparmak veya çekim kuvvetlerini yenmek (çözünen-çözünen ve çözücü- çözücü) için gerekli enerji ile yeni türlerin (çözünen-çözücü) oluşmasıyla açığa çıkan enerjinin toplamına eşittir.
  • 88. 89 Gazlar sıvılarda genellikle dışarıya ısı vermek suretiyle çözünürler. Gaz moleküllerini birbirinden ayırmak için enerji gerekmediğinden bu tür bir çözeltide etkin olan ısı gaz moleküllerinin solvatasyon ısısıdır. Bu yüzden süreç ısı veren (ekzotermik) bir süreçtir. Hidrojen klorür gazının sudaki çözünme ısısının hesaplanması, hidratize iyonların oluşmasıyla dışarıya verilen ısıdan, HCl moleküllerinin iyonlaşması için gerekli olan enerjinin çıkartılmasını gerektirir. Katıların sıvı çözücülerdeki çözünürlüğü genelde sıcaklıkla artar.
  • 89. 90
  • 90. Aşağıda sağda bir bardağa konulmuş gazozun durumu görülmektedir.
  • 91. ΔS (ENTROPİ DEĞİŞİMİ) Entropi bir olasılık fonksiyonu olarak düşünülebilir. Düzensiz durumun istatistiksel olasılığı düzenli duruma göre daha yüksektir. Doğal bir süreç daha düzensiz, daha gelişigüzel bir duruma geçme eğilimindedir. Bununla birlikte, doğal bir olayda sistemin enerjisinde azalma eğilimi vardır. Yani sistem yüksek enerjili halden düşük enerjili hale geçme eğilimindedir. Bir sistem düşük sıcaklıkta yüksek sıcaklıktakinden daha düzenlidir, sıcaklık arttıkça düzensizlik de artar.
  • 92. ÇÖZÜNÜRLÜĞE BASINÇ VE SICAKLIĞIN ETKİSİ Maddelerin çözünürlüğüne sıcaklığın etkisi doymuş bir çözelti hazırlanırken alınan ya da verilen ısıya bağlıdır. Az miktarda bir maddenin, doygunluğa yakın bir çözeltide ısı alarak çözündüğünü varsayalım. Çözünen katının aşırısı ile doymuş çözelti arasında bir denge vardır.
  • 93. Le Chatelier İlkesi; Dengede olan bir sisteme dışarıdan bir etki yapıldığında, sistem bu etkiyi azaltıcı yönde davranır. Bir beher içinde, bir miktar katı çözünenle dengede bulunan bir doymuş çözelti bulunduğunu ve çözünmenin ekzotermik (dışarı ısı veren) olduğunu varsayalım. Bu sistemin sıcaklığını yükseltirsek, sistem nasıl bir tepki verir?
  • 94. Endotermik çözünme olayında, sistemin sıcaklığını yükseltirsek; Le Chatelier İlkesine göre, Sistem sıcaklığı azaltmak ister. Yani denge sağa (endotermik yöne) kayarak ortamdaki fazla ısıyı harcar ve azaltır. Denge sağa kayarken ortamdaki çözünen ve su harcanır, çözelti artar. Bunun anlamı daha fazla maddenin çözünmesidir. Endotermik çözünme olaylarında; sıcaklığın artması çözünürlüğü artırmaktadır. t1 t2 t1 < t2 Katı ve sıvı maddelerin çözünürlüklerine basıncın etkisi çok azdır.
  • 95. ÇÖZELTİ DERİŞİMLERİ (KONSANTRASYONLARI) 1- Yüzde (%) Derişim: Yüz birimde çözünenin birimidir. 1.1- Kütlece Yüzde (%) Derişim: 100 g çözeltide çözünenin gram cinsinden kütlesidir. (daha önce bahsedildi)
  • 96. 1.2- Hacimce Yüzde (%) Derişim: 100 ml çözeltide çözünenin ml cinsinden hacmidir. 1.3- Kütle-Hacimce Yüzde (%) Derişim: 100 ml çözeltide çözünenin gram cinsinden kütlesidir. Hacimce yüzde ve kütle-hacim yüzdesi pek kullanılmaz. Bir yüzdede kütle ve hacim kullanılmaz ise bunda kütlece yüzde (%kütle) anlaşılır.
  • 97. • 300 g % 20 ’luk tuz çözeltisini nasıl hazırlarsınız? • 160 g suda 20 g tuz çözünmektedir. Çözeltinin kütlece yüzde derişimi nedir ?
  • 98. • 150 g % 5 ’lik tuz çözeltisini, % 12 ’lik yapmak için neler yapılabilir ? • 150 g % 8 ’lik tuz çözeltisi ile 300 g % 10 ’luk tuz çözeltisi karıştırılıyor. Hazırlanan çözeltinin yüzde derişimi nedir ? M1C1 + M2C2 = M3C3 (150 g) (8) + ( 300 g) (10) = (150 g + 300 g) C3 (1200 g) + ( 3000 g) = (450 g) C3, C3 = (4200 g) / (450 g) = 9,3 çözelti % 9,3 lüktür.
  • 99. 2- Mol Kesri: Çözünenin mol sayısının çözeltideki toplam mol sayısına oranıdır. (Daha önce bahsedildi) • Bir gaz çözeltisi 2,00 g He ve 4,00 g O2 içermektedir. Çözeltideki He ve O2 nin mol kesirleri nedir? (He = 4 g/mol, O = 16 g/mol) nHe = (2 g)/(4 g/mol) = 0,5 mol, nO2 = (4 g)/(32 g/mol) = 0,125 mol ntop = nHe + nO2 = (0,5 mol) + (0,125 mol) = 0,625 mol, xHe = nHe / ntop = (0,5 mol) / (0,625 mol) = 0,8 x O2 = 1,0-0,8 = 0,2
  • 100. 3- Molarite: Bir (1) litre çözeltide çözünenin mol sayısıdır. M nin birimi M = mol/L olabildiği gibi M = mmol/mL de olabilir. Molarite tanımında hacim bulunduğundan çözeltinin hacminin belirlenmesine dikkat edilmelidir.
  • 101. •Yandaki şişeden 750 ml 0,5 M CuSO4 çözeltisini nasıl hazırlarsınız ? (CuSO4 = 159,5 g/mol) Çözüm: V = 750 ml = 0,75 L, M = 0,5 mol/L, CuSO4 . 5 H2O = 249,5 g/mol, nCuSO4 = ?, mCuSO4 = ?, m’CuSO4 = Krista sulu CuSO4, n’CuSO4 = nCuSO4 = ? nCuSO4 = M x V = (0,75 L ) (0,5 mol/L) = 0,375 mol , m’CuSO4 = (nCuSO4)(MK) m’CuSO4 = (0,375 mol)( 249,5 g/mol) = 93,5625 g , 93,6 g CuSO4 . 5 H2O ı terazide tartılarak suyla hacmi 750 ml ye tamamlanır.
  • 102. Katı çözünen madde ile çözeltinin hazırlanması: 1) Terazide tartma. 2) Katının (750 ml lik) balona konulması. 3) Maddeyi çözebilecek kadar suyun eklenmesi ve çalkalayarak çözülmesi. 4) Gerekli hacmin yakınına kadar beher veya mezürle su eklenmesi. 5) Pisetteki suyla hacmin tam olarak (750 ml ye) tamamlanması.
  • 103. • (a) 250 ml 2,00 M HNO3, çözeltisi hazırlamak için kaç gram derişik nitrik asit gereklidir? Derişik nitrik asit % 70 lik tir. (b) Derişik nitrik asidin yoğunluğu 1,42 g/ml ise yukarıdaki çözelti için gerekli olan hacim nedir? •Yoğunluğu 1,18 g/ml olan ve ağırlıkça % 37 HCl içeren derişik HCl nin molaritesi nedir?
  • 104. Çözelti yeni bir V2 hacme seyreltildiğinde, derişimi de değişerek M2 olur. Yeni oluşan çözeltide, çözünen maddenin mol sayısı = M2∙V2 dir. Alınan örnek ve seyreltilerek hazırlanan çözelti içerisindeki çözünen maddenin mol sayısı aynıdır. Şu halde; M1∙V1 = M2∙V2 eşitliği yazılır. V1 ve V2 için aynı olmak şartı ile herhangi bir birim kullanılabilir. Bu eşitlik sadece seyreltme işlemlerinde kullanılır.
  • 106. • 8 M lık HCl çözeltsinden 500 ml 2,0 M lık çözeltiyi nasıl hazırlarsınız? M1 V1 = M2 V2 eşitliğinden; V1 = (M2 V2) / M1 V1 = [(2,0 M) (500 ml) / (8 M) V1 = 125 ml, Derişik çözeltiden 125 ml alınarak çözüçüyle çözeltinin hacmini 500 ml ye tamamlanır. Not: Çok derişik asit ve bazlar üzerine su eklemek tehlikeli olur. Örneğin; derşik sülfürik (H2SO4) üzerine su dökülmez. Yüksek ısı çıkışı nedeniyle sıçma olur. Bu sıçrama sonuçunda bedenimizde ve giysilerimizde yanık olur. Böyle durumlarda, önce bir miktar su üzerine gerekli derişik asit eklenir ve daha sonra da suyla çözelti hacmi tamamlanır.
  • 107. 4- Molalite (m): Bir (1) kg çözücüde çözünenin mol sayısıdır. m nin birimi m = mol/Kg dır. Molalite sıcaklıkla değişmez. 1000 g su yaklaşık 1000 ml hacime sahip olduğundan çok seyreltik çö- zeltilerin molalitesi yaklaşık olarak molaritesiyle aynıdır denebilir.
  • 108. • Kütlece % 63 lük sulu HNO3 çözeltisinin a) Molalitesini b) Her bileşenin mol kesirlerini bulunuz. (HNO3 = 63 g/mol) b) ntop. = nasit + nsu = 1,0 mol + 2,06 mol = 3,06 mol xasit = nasit / ntop. = (1,0 mol) / (3,06 mol) = 0,33 xsu = nsu / ntop. = (2.06 mol) / (3,06 mol) = 1,0 - 0,33 = 0,67 HNO3 in mol sayısı (nasit ) = (63 g) / (63 g/mol) = 1,0 mol Suyun mol sayısı (nsu) = (37 g) / (18 g/mol) = 2,06 mol Molalite (m) = (1,0 mol) / [(37 g) (10-3 kg / g)] m = (1,0 mol) / (0,037 kg) = 27,03 mol /kg a) Çözeltinin miktarını 100 g kabul edersek, bu miktarda 63 g HNO3 ve 37 g su bulunur.
  • 109. 5- Normalite (N): Bir (1) litre çözeltide çözünenin eşdeğer kütle (gram) sayısıdır. Genelde eşdeğer kütle sayısı (Es. K. S.) eşdeğer (gram) sayısı olarak kullanılır.
  • 110. Tanım daima verilen bir reaktifin bir eşdeğer kütlenin (gramının) diğer bir maddenin tam olarak bir eşdeğer kütleyle (gramıyla) tepkimeye girdiği varsayımına dayanır. Bir eşdeğer kütlenin (gramının) tanımı ise dikkate alınan tepkimenin türüne bağlıdır. Eşdeğerliklerin tanımında çoğunlukla kullanılan iki tür tepkime vardır. Bunlar; asit-baz tepkimeleri (asit tanımı, baz tanımı ve tuz tanımı) ve yükseltgenme-indirgenme (redoks) tepkimeleri
  • 111. 112 1) Asit-baz tepkimelerinde (nötralleşme tepkimelerinde) eşdeğer kütle (ağırlık). Bir asidin 1 eşdeğer-kütlesi 1 mol H+ (sulu) iyonu verebilen mik- tarıdır. Bir bazın 1 eşdeğer kütlesi ise 1 mol OH ‾ (sulu) verebilen veya 1 mol H+ (sulu) ile tepkimeye giren miktarıdır. Bir asidin tesir değeri (ts) verebildiği H+ (sulu) iyonunun mol sayısıdır. Bir bazın tesir değeri (ts) verebildiği OH‾ (sulu) veya bağlayabildiği H+ iyonunun mol sayısıdır.
  • 112. 2. TUZLARDA: Tesir Değerliği, tepkimeye giren bileşiğin formül birimindeki toplam pozitif yük (yada toplam negatif yük) sayısına eşittir.
  • 113. 3. YÜKSELTGENME-İNDİRGENME (REDOKS) TEPKİMELERİNDE: Tesir Değerliği, tepkimeye giren bileşiğin formül birimindeki atomların yükseltgenme basamağındaki toplam değişimdir. Normalite (N) = [(Tesir degerliği) (ts)][Molarite (M)] N = (ts)(M)
  • 114. Bir A çözeltisinde, A'nın eşdeğer kütle (gram) sayısı, ek, litre cinsinden hacmi VA, normalitesi NA ise; eA = (VN)A = Eşdeğer kütle sayısı Bir B çözeltisinde, B'nin eşdeğer kütle (gram) sayısı, ek, litre cinsinden hacmi VB, normalitesi NB ise; eB = (VN)B = Eşdeğer kütle sayısı İki çözelti arasındaki tepkimede A ve B maddeleri tamamen tükeniyorlar ise, her ikisinin eşdeğer gram sayıları birbirine eşittir. ea = eB = (VN)A = (VN)B Aynı olmak şartıyla herhangi bir hacım birimi kullanılabilir.
  • 115. • a) 37,52 ml 0,1492 N NaOH çözeltisiyle tamamıyla nötralleştiri- len 50,00 ml H2SO4 çözeltisinin normalitesi nedir ? b) Bu çözeltinin molaritesi nedir ? 35 ml 0,100 N Ba(OH)2 çözeltisini tam olarak nötralleştirmek için kaç mililitre 0,130 N HCl çözeltisi gereklidir ? a) Vb = 37.52 ml, Nb = 0,1492 N, Va = 50,0 ml, Na = ? easit = ebaz = (VN)asit = (VN)baz Na = (VN)baz / Vasit = [(37,52 ml) (0,1492 N)] / (50,0 ml) = 0,18 N b) N = (ts) (M), M = (N) / (ts) = 0,18 N) / (2) = 0,09 M
  • 116. a) Okzalik asit zehirli bir madde olup kalsiyum tuzu halinde çeşitli bitkilerde bulunur. 2,25 g okzalik asit örneği 30,3 ml 1,65 N NaOH ile nötralleştirilmektedir. Okzalik asidin eşdeğer ağırlığı (1 eşdeğer kütlenin miktarı (gramının ağırlığı) nedir? b) Okzalik asit diprotik (iki hidrojenli) bir asit olduğuna göre molekül ağırlığı nedir ? a) ma = 2,25 g, Vb = 30,3 ml, Nb = 1,65 N, easit = ebaz = (VN)asit easit = ebaz = (VN)asit = (VN)baz = [(30,3 ml ) (1,65 N)] = [(0,0303 L ) (1,65 N)] easit = 0,049998 (Eş.K.s)/L = (m) / Es. K., Es. K.= (2,25 g) / (0,049998 (Eş.K.s)/L ) Es. K.= 45,00 g b) Es. K.= 45,00 g = (MK) / (ts), MK = (45,00 g) (2) = 90,0 g /mol 0,4308 g demir madeni örneği asitte çözülerek demir, Fe (II) haline dönüştürülüyor. Bu çözelti KMnO4 çözeltisiyle tepkimeye sokuluyor. Tepkimede Fe2+ yi Fe3+ haline yükseltgemek için 32,31 ml 0,1248 N KMnO4 çözeltisi harcandığına göre madendeki demir yüzdesi nedir ?
  • 117. Çözelti derişimlerinden (konsantrasyonlarından) hacimce yüzde, molarite ve normalite de hacim tanımı olduğundan bu derişimler sıcaklıkla değişirken, diğer birimler (kütlece yüzde, mol kesri ve molalite) sıcaklıkla değişmez. Not: Sıcaklıkla çözücü ve çözünenin buhar basınçlarındaki değişiklikler, bunların onların kütlelerine etkilemediği veya çok çok az etkileyeceğinden kütlerin sabit olduğu kabul edilir.