KARIŞIMLARIN±şımlar ve Çözelti hazırlama.pdf · O Na + (aq) + Cl- (aq) (elektrolit...
Transcript of KARIŞIMLARIN±şımlar ve Çözelti hazırlama.pdf · O Na + (aq) + Cl- (aq) (elektrolit...
KARIŞIMLARIN
SINIFLANDIRILMASI
KARIŞIMLAR
Doğadaki maddelerin çoğu saf halde bulunmaz.
Çevremizde gördüğümüz maddeler genellikle karışım
halindedir. Soluduğumuz hava, yediğimiz çikolata, kek,
içtiğimiz meyve suyu, süt hatta kullandığımız maddeni
para değişik türde maddelerin karışımıdır.
Tüm karışımlar aynı özellikte midir?
Meyve salatası ve tuzlu suyun farkı nedir?
Süt bir karışımdır, homojenize edilmiş süt ne anlama
gelir?
Karışım iki ya da daha fazla maddenin kimyasalözelliklerini kaybetmeden oluşturdukları fizikselsistemledir. Karışımı oluşturan maddelerin herbirine bileşen denir.
Meyve salatası değişik meyvelerden oluşan
bir karışımdır.
Saf su ve tuzlu su görünüş olarak
birbirinden farksızdır.
KARIŞIMLAR Karışımı oluşturan maddeler karışım içinde dağılma şekillerine göre; homojen
ve heterojen karışım olarak ikiye ayrılır.
HETEROJEN KARIŞIMTuzlu su, şekerli su, alkol – su,
gazoz ve hava gibi birbiri
içerisinde her bölümünde eşit
şekilde dağılmış olan
karışımlara homojen karışım
denir.
Homojen karışımlara aynı zamanda
çözelti denir.
Sis, meyve salatası, duman,
köpük vb. karışımlar ise her
bölümünde eşit dağılmadığı için
heterojen karışım olarak
adlandırılır.
Heterojen karışımlar kendi aralarında
süspansiyon, emülsiyon, aerosol ve
koloit vb. olmak üzere gruplara ayrılır.
HOMOJEN KARIŞIM
KARIŞIMLAR
HETER
OJEN
KA
RIŞ
IM
LA
R
Bir sıvının veya bir katının gaz içinde dağılmasıyla oluşan
heterojen karışımlara aerosol denir. Duman ve sis örnek
verilebilir.
Bir katının sıvı içerisinde çözünmeyip dağılmasıyla oluşan
karışımlara süspansiyon denir. Örneğin tebeşir tozu su
karışımı bir süspansiyondur.
Çözünmeyen iki sıvının birbiri içerisinde heterojen
dağılmasıyla oluşan karışımlara emülsiyon denir.
Zeytinyağı – su karışımı emülsiyona örnektir.
Bir maddenin sıvı içerinde “asılı” kalmasıyla oluşan
heterojen karışımlara koloit karışımlar denir. Süt bir koloit
karışımdır.
Süt
Sis
Su + Zeytinyağı
KARIŞIMLAR
Karışımı oluşturan bileşenler farklı fizikselhallerde olabilir
HOMOJEN KARIŞIMLAR
Fiziksel Hal Karışım Bileşenler
Katı – kat Alaşım Bakır – Çinko
Katı – sıvı Tuzlu su Tuz – su
Sıvı – sıvı Kolonya Su – Etilalkol
Sıvı – gaz Gazoz Su – CO2
Gaz – gaz Hava H2 – N2
HETEROJEN KARIŞIMLAR
Katı – katı Beton Kum – çimento
Katı – sıvı Çamur Su – toprak
Sıvı – sıvı Emülsiyon Su – zeytinyağı
Sıvı – gaz Aerosol Sis
Bronz
Beton
KARIŞIMLAR
Bileşimi her yerde aynı olan karışımlara homojen karışım denir. Homojen
karışımlara çözeltiler de denir. Bir çözelti çözücü ve çözünende oluşur.
Çözünen daha az miktarda, çözücü ise çözünene göre daha fazla miktarda olan
maddedir. Bir yemek kaşığı şeker suda çözündüğünde bileşimi her yerde aynı
olan homojen karışım elde edilir. Bu homojen karışımda şeker çözünen su ise
çözücüdür. Çözücüsü su olan çözeltilere sulu çözeltiler denir.
ÇÖZELTİ VE ÇÖZÜNÜRLÜK
Çözünen + Çözücü = Çözelti
+
Şeker
Su Şekerli su
KARIŞIMLAR
Çözeltilerin fiziksel durumunu genellikle çözücüler belirler. Çözeltiler fiziksel
haline bağlı olarak katı, sıvı veya gaz halinde bulunabilirler. Katı çözeltiler, sıvı
çözeltiler ve gaz çözeltiler olarak isimlendirilebilirler.
ÇÖZELTİ TÜRLERİ
Bileşen 1 Bileşen 2 Çözeltinin Durumu Örnek
Gaz
Sıvı
Katı
Sıvı
Sıvı
Katı
Gaz
Gaz
Gaz
Sıvı
Katı
Katı
Gaz
Sıvı
Katı
Sıvı
Sıvı
Katı
Hava
Sodalı su (suda CO2)
Paladyumda H2
Suda etil alkol
Suda NaCl
Prinç Cu/Zn),lehim (Sn/Pb)
FİZİKSEL HALLERİNE GÖRE ÇÖZELTİLER
KARIŞIMLAR
Kimyacılar çözeltileri bir katıyı çözme gücüne bağlı olarak karakterize ederler. Bunlar
doymuş çözelti, belirli bir sıcaklıkta, söz konusu bir çözücü ortamında bir katının
çözünebilen maksimum miktarını içerir. Doymamış çözelti ise çözebilme gücünden
daha az miktarda katı içerir. Bir üçüncü tür aşırı doymuş çözelti ise, doymuş çözeltide
mevcut olandan daha fazla katı içerir.Aşırı doymuş çözeltiler çok kararlı çözeltiler
değildirler. Zamanla çözünen maddenin bir kısmı kristal olarak, aşırı doymuş çözeltiden
ayrılırlar. Kristalleşme, çözünen katının çözeltiden ayrılıp, kristaller oluşturma
işlemidir.
Örneğin; 20 oC ta 100 mL suda en fazla 36 gr. NaCl tuzu çözünebilir. Bu sıcaklıkta;
100 mL suya 36 gr. NaCl ekleyerek oluşturulan çözelti doymuş çözeltidir.
100 mL suya 36 gramdan daha az NaCl ekleyerek oluşturulan çözelti doymamış çözeltidir.
Özel koşullarda 100 mL suya 36 gramdan daha fazla NaCl ekleyerek oluşturulan çözelti
aşırı doymuş çözeltidir.
ÇÖZÜNENİN ÇÖZÜNÜRLÜĞÜNE GÖRE
KARIŞIMLAR
Çözeltiler içerdikleri çözünen maddenin göreceli miktarlarına göre seyreltik
ve derişik olmak üzere ikiye ayrılırlar.
Verilen bir çözelti için belirli miktar çözücüde çözünmüş madde miktarına
Derişim denir. Derişimin düşük olduğu çözeltilere seyreltik çözeltiler,
derişimin yüksek olduğu çözeltilere ise derişik çözeltiler denir.
Laboratuarlarda en çok asit çözeltilerinin kıyaslanmasında kullanılır.
ÇÖZÜNENİN MİKTARINA GÖRE
0,5 M HCl çözeltisi100 mL
1,5 M HCl çözeltisi100 mL
1 M HCl çözeltisi100 mL
KARIŞIMLAR
Suda çözünen tüm maddeler iki kategoriden birinde bulunurlar; elektrolit ve
elektrolit olmayan. Bir elektrolit suda çözündüğünde elektriği iletebilen çözelti
oluşturabilen maddedir ve oluşan çözelti elektrolit çözeltidir. Elektrolit
olmayan ise suda çözündüğünde elektriği iletmeyen maddedir. Oluşan çözelti
ise elektrolit olmayan çözeltidir.
Örnek:
NaCl (k) + H2O Na + (aq) + Cl-(aq) (elektrolit çözelti)
C6H12O6 (k) + H2O C6H12O6 (suda) (elektrolit olmayan çözelti)
ELEKTRİK İLETKENLİKLERİNE GÖRE
Elektriksel iletkenlik;İyonların derişimi ile doğru orantılıdır.
Sıcaklıkla doğru orantılıdır. Çünkü iyonların hızını artırır.
KARIŞIMLAR
Belli sıcaklıkta, verilen miktardaki bir çözücüde çözünebilen maksimum
madde miktarıdır. Çözünürlük verilen sıcaklıkta doymuş çözeltinin derişimi
olarak ta tanımlanır. Kullanılan hacim 100 cm3 ya da 100 mililitredir. Genellikle
kimyada çözücü sudur. Çözünürlüğü aşağıdaki formülle ifade edebiliriz
ÇÖZÜNÜRLÜK
ÇözünürlükÇözünenin Kütlesi (gram)
100 gr. Su=
Doygun bir çözeltideki çözünen maddenin oranı aşağıdaki formülle ifade
edilebilir.
Doygun çözeltideki çözünen
maddenin oranı (%)
Çözünen Maddenin Kütlesi
Çözelti Kütlesi= X 100
KARIŞIMLAR
Bazı durumlarda çözeltideki
çözünen madde miktarı yaşamsal
öneme sahiptir. Örneğin hastaya
verilen “serum” da % 0,05 NaCl
çözeltisi vardır. Bu değer 100 gram
çözelti içinde 0,05 gram NaCl
çözündüğünü belirtir. Yani
çözünenin kütlesinin çözeltiye
oranı 0.05 /100 dür. Serumda
tuz oranını fazla olmasının
vücuda zararları neler
olabilir?
MERAKLISINA…..
Serum bir çözeltidir.
KARIŞIMLARÖrnek 1: Sodyum klorunun 20 oC ta çözünürlüğü 36 gr/100 ml
sudur. Buna göre Çözeltideki tuz yüzdesi nedir?
Çözüm:
KARIŞIMLAR
Uzun süre buzdolabında bekletilen reçelin kristalleşmesinden halk arasında
“reçel şekerlendi” diye söz ederiz. Reçel ısıtılırsa eski haline döner.
Peki reçelin neden şekerlendiğini hiç düşündünüz mü?
Isıtma nasıl bir etki yaparak reçeli eski haline getirir?
Sıcaklık şekerin çözünürlüğünü nasıl etkiler?
ÇÖZÜNÜRLÜĞE ETKİ EDEN FAKTÖRLER
Çözücü ve çözünenin cinsi
Sıcaklık
Basınç
Ortak iyon etkisi
ÇÖZÜNÜRLÜĞE ETKİ EDEN FAKTÖRLER
Çözücü ve çözünenin cinsi
Sıcaklık
Basınç
Ortak iyon etkisi
Polar maddeler genellikle polar çözücülerde,
apolar maddeler genellikle apolar çözücülerde
çözünürler. Şeker ve tuz gibi maddeler suda iyi
çözünürken yağlı boya ise apolar çözücü olan
benzende çözünürler.
ÇÖZÜNÜRLÜĞE ETKİ EDEN FAKTÖRLER ÇÖZÜCÜ VE ÇÖZÜNENİN CİNSİ
KARIŞIMLAR
Çözünürlüğü etkileyen en önemli
faktörlerden biri sıcaklıktır. Sıcaklığın
çözünürlüğe etkisi maddenin cinsine ve
fiziksel hallerine göre değişir. Katıların
çözünürlüğüne sıcaklığın etkisini yandaki
grafiği inceleyerek görelim.
Başlangıç sıcaklığında NaCl ve KNO3’ın
çözünürlükleri arasındaki fark çok azken
sıcaklık arttıkça bu fark artmaktadır.
Sıcaklık arttıkça katıların sudaki
çözünürlüğü genellikle artar. Sıcaklık
arttıkça çözünürlüğü azalan çok az katı
vardır. Potasyum nitrat, sodyum nitrat ve
potasyum klorunun çözünürlüğü sıcaklıkla
artarken seryum sülfatın (Ce2(SO4)3)
çözünürlüğü sıcaklıkla azalır.
KATILARIN ÇÖZÜNÜRLÜĞÜNE SICAKLIĞIN ETKİSİ
0 10 30 40 50 60 70 80 90 100
10
30
40
50
60
70
80
90
100
20
20
110
120
130
140
150
KI
NaN
O 3
KN
O3
NH 4Cl
KCl
NaCl
KClO3
Ce2(SO
4)3
Sıcaklık oC
Çözünürlük gr/100 mL su
KARIŞIMLAR
Sıcaklık (oC)
Madde
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Sodyum klorür 35,7 35,8 36,0 36,3 36,5 37,0 37,2 37,8 38,6 39,0
Sodyum nitrat 73,0 80 88,0 96,0 104 113 124 132 148 162
Sodyum sülfat - - - 50,4 48,8 46,7 45,3 44,1 43,7 43,1
Potasyum klorür 27,6 31,0 34,0 37,0 40,0 42,6 45,5 48,3 51,1 54,0
Potasyum nitrat 13,3 20,9 31,6 46,0 63,9 85,5 110 138 169 202
Potasyum sülfat 7,35 9,22 11,1 12,8 14,7 16,5 18,3 20,0 21,1 22,9
BAZI KATILARIN DEĞİŞİK SICAKLIKLARDAKİ ÇÖZÜNÜRLÜKLERİ
( gr/100 gr Su)
KARIŞIMLAR
20 40 60 80 100
0,0069
0,0043
0,008
Sıcaklık oC
Çözünürlük gr/100 mL suGazların sudaki çözünürlüğü
sıcaklık artıkça azalır. Aşağıdaki
grafikte oksijenin sıcaklıkla değişimi
grafiği verilmiştir.
GAZLARIN ÇÖZÜNÜRLÜĞÜNE SICAKLIĞIN ETKİSİ
KARIŞIMLAR
0 20 50 100
Azot 0,0029 0,0019 0,0012 0,003
Oksijen 0,0069 0,0043 0,0027 0,008
Karbondioksit 0,335 0,169 0,076 -
Madde
Sıcaklık oC
Tablo: Bazı gazların 100 mL suda 1 atm basınçtaki çözünürlükleri
gr/100 mL su
KARIŞIMLAR
Suda yaşayan canlılar yaşamlarını
sürdürebilmek için suda çözünmüş oksijen
gazına ihtiyaç duyarlar. Yaz günlerinde,
havanın azalması, derinliği az olan sularda
daha az balık yaşamasına neden olur.
Derinlere inildikçe sıcaklık azalacağından
çözünmüş oksijen gazı miktarı da artar.
Bu nedenle balıklar, sıcak havalarda
derin sulara gider.
Meraklısına…
KARIŞIMLAR
Basınç (atm)1 2 3 4 5
0,020
0,010
0,005
Çözünürlük gr/100 mL su
0,015
Azot
Oksijen
0,012
GAZLARIN ÇÖZÜNÜRLÜĞÜNE BASINCIN ETKİSİ
Basıncın çözünürlüğe etkisi katı ve sıvılarda yok denecek kadar azdır.
Gaz çözünürlüğü ve basınç arasındaki ilişki
nitel olarak Henry Kanunu ile ifade edilmiştir.
Bu kanun; bir sıvı içerisinde bir gazın
çözünürlüğünün çözeltinin üzerindeki basıncı
ile doğru orantılıdır. Dolayısıyla basınç artıkça
gazın çözünürlüğü artar.
25 oC ‘ta azot ve oksijen gazlarının
çözünürlüğünün basınçla değişim grafiği
yandaki şekilde olduğu gibidir.
KARIŞIMLAR
Çözünürlük maddenin kimlik özelliği
midir?
Çözünürlük tabloları incelendiğinde hem katıların hem degazların aynı sıcaklıkta farklı maddelerin çözünürlüklerinin defarklı olduğu görülür. O halde çözünürlük maddenin kimliközelliklerindendir.
Örneğin deneysel ölçümler sonucunda bir maddenin 20 oC’takisudaki çözünürlüğü 11,1 gr/100 mL su olarak belirlemişsek bumaddenin Potasyum sülfat (K2SO4) olduğunu çözünürlüktablosuna bakarak söyleyebiliriz.
Ancak bir maddenin yalnızca bir özelliğine bakarak hangimadde olduğunu söylemek doğru olmaz. Başka fizikselözelliklerinin de bilinmesi gerekir.
KARIŞIMLAR
Makarna için koyduğumuz su tencerede kaynarken tuz atıldığında
kaynamanın durduğu ve bir müddet sonra tekrar kaynamanın başladığı
görülür.
Tuzlu su bir karışım olduğuna,karışımların bileşenleri değiştikçe
kaynama noktası, yoğunluk gibi fiziksel özellikleri nasıl değişir?
Deniz suyu çeşitli tuzların çözünmüş olarak bulunduğu bir karışımdır. Farklı
denizlerde bu tuz oranı farklı değerlerdedir. Bu farklılığın çeşitli
nedenlerinden biri sıcaklık diğeri de o bölgedeki denizi besleyen akarsuların
fazlalığıdır. Dünyada en tuzlu deniz İsrail ile Ürdün sınırındaki ölü denizdir.
Ülkemizde Akdeniz’in suyu, Karadeniz’e göre neden daha tuzludur?
Ölü Deniz’de yüzmek diğer denizlere göre daha kolaydır. Neden?
KARIŞIMLARIN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
KARIŞIMLAR
Saf maddelerin onları tanımamızı sağlayan kimlik özellikleri vardır.Karışımların ise bu tür kimlik özellikleri yoktur. Karışımların yoğunluk,kaynama noktası gibi özellikleri karışımı meydana getiren bileşenlerinbirleşme oranına göre değişir.
Örneğin suyun kaynama noktası 1 atm basınçta 100 oC iken glikolunkaynama noktası 198 oC’tur. Glikol – su karışımın kaynama noktası isesuyun kaynama noktasından yüksek, glikolun kaynama noktasındandüşüktür. Kaynama noktası suyun kaynama noktasından yüksek olanglikolun donma noktası da suyun donma noktasından düşüktür.
Glikol, suyun donma noktasında alçalmaya, kaynama noktasındayükselmeye neden olur.
Motorlu araçların radyatörlerindeki suya kış aylarında neden glikolkarıştırılır?
KARIŞIMLARIN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
KARIŞIMLAR
Suda çözünen tuzlar da suyun kaynama noktası alçalmasına neden olur. Suyun
donma noktası alçalması ve kaynama noktası yükselmesi çözünen tuzun
miktarına bağlıdır.
Kışın buzlanan yollara neden tuz atılır?
KARIŞIMLARIN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
Özet…
Karışımı oluşturan maddeler her oranda karışır.
Karışımı oluşturan maddeler kendi özelliklerini kaybetmez.
Karışımın erime noktası ve kaynama noktası gibi özellikleri, karışımı
oluşturan maddelerin karışma oranına göre değişir.
Karışımlar fiziksel yöntemlerle bileşenlerine ayrılır.
Karışımların belirli bir formülü yoktur.
Karışımların oluşması ya da ayrılmasında bileşiklere göre daha az enerji
değişimi olur.
ÇÖZELTİLER VE ÇÖZÜNÜRLÜK
DERİŞİM VE BİRİMLERİ
Derişimi düşük olan çözeltiler seyreltik
çözelti, derişimi yüksek olan çözeltiler ise
derişik çözelti olarak bilinir. Ancak bir
çözeltide çözünen madde miktarının
bilinmesi gerekir.
DERİŞİM
Birim hacimde (1mL, 10mL, 100mL, 1000mL
yada 1 Litre) çözünen madde miktarına
DERİŞİM (KONSATRASYON) denir. (C) ile
sembolize edilir.
Çözünen madde miktarı(m)
Derişim = ----------------------------------
(C) Çözeltinin Hacmi (V)
C = m/V olur.
Çözeltideki madde miktarı(m)= C.V
Şeklinde hesaplanır.
Bir çözeltide çözünen madde miktarını nasıl ifade ederiz?
Bir çözeltide çözünen madde miktarı, kütle, hacim, mol terimlerini içeren çeşitli derişim birimleri ile belirtilir. En çok kullanılan derişim birimleri, yüzde derişim, mol kesri, molarite, normalite, molalite, ppm ve ppb'dir. Şimdi bu birimleri görelim.
YÜZDE DERİŞİM
STANDART ÇÖZELTİLER
Derişimi bilinen çözeltilere denir.
Bunlar;
a)Molar Çözeltiler (M)
b)Molal “ (m)
c)Normal “ (N)
d)Formal “ (F)
şeklinde incelenir.
Bir litre çözeltide çözünen maddenin mol
sayısına molarite denir. M ile gösterilir.
1 molar çözelti, 1 litresinde 1 mol çözünen madde
içermektedir.
MOLARİTE (M)
Molarite (M)=Çözünenin mol sayısı n
Çözelti hacmi (litre) v = (mol/L)
ÖRNEK: 250 ML’SİNDE 5 GR NAOH BULUNAN
ÇÖZELTİNİN MOLARİTESİ NEDİR?
(NAOH’İN MOL KÜT = 40 GR/MOL)
Çözüm:
5 gr NaOH kaç mol ? n = m/Ma dan
n=5/40= 0.125 mol
M=n / V
=0.125 mol / 0.25 Lt= 0.5 M (mol/L)
ÖRNEK 21 litre, 0.1 M CuSO4 çözeltisini nasıl hazırlarsınız?
(Ma CuSO4.5H2O= 249.6 gr/mol)
Çözüm:
Kaç mol CuSO4 eder?
M=n / V 0.1 =n/1 n=0.1 mol CuSO4
n=X/Ma 0.1=X/159.6 X=15.96 gr CuSO4
MOLALİTE
ÖRNEK
ÇÖZELTİLERİN SEYRELTİLMESİ
Bir çözeltiye çözücü ilave etmek suretiyle
konsantrasyonunu düşürme işlemine seyreltme
(dilüsyon) denir.
Çözücü ilavesi çözeltinin hacmini değiştirir,
çözünmüş madde miktarı değişmez.
SEYRELTME İŞLEMİ NASIL YAPILIR?
C1 x V1 = C2 x V2 eşitliğinden yararlanılır.
C1 : İlk konsantrasyon (seyrelmeden önceki)
V1 : İlk hacim
C2 : Seyrelmeden sonraki konsantrasyon
V2 : Seyrelmeden sonraki hacim (çözelti + çözücü)
SORU:15 M’lık stok HCl çözeltisinden 50 ml 0.1 M
HCl çözeltisi nasıl hazırlanır?
ÇÖZÜM:
C1 x V1 = C2 x V2
15 M x ? = 0.1 M x 50 ml
V1= 0.33 ml
SORU: 100 mL 0.5 N H2SO4 çözeltisine 400 mL su
ilave edildiğinde konsantrasyon ne olur?
ÇÖZÜM:
C1 x V1 = C2 x V2
0.5 N x 100 = ? N x 500 ml
C2= 0.1 N
ÇÖZÜNME:
Bir maddenin bir çözücü (su) içersinde en küçük birimlerine ayrışacak şekilde dağılması işlemine çözünme denir.
İyonik yapılı maddeler suda çözündüklerinde iyonlarına kadar ayrışırlar.
NaCl --------> Na+ + Cl-
CaCl2 --------> Ca+2 + 2Cl-
AlCl3 --------> Al+3 + 3Cl-
Kovalent yapılı maddeler suda
çözündüklerinde moleküllerine ‘n’ kadar
ayrışırlar. İyonlaşmazlar.
C6H12O6 --------> C6H12O6
1 mol n tane