testicoz.org

Test Çöz , Online Soru Çöz , İnteraktif Testler

2016-2017 müfredatına uygundur.
Kimya 3 Konu Anlatımı

Ünite 1 : ASİTLER, BAZLAR VE TUZLA

1. KONU
Asitleri ve Bazları Tanıyalım

Sulu çözeltide H30+, yani H+ iyonu (proton) oluşturan maddelere asit, OH– (hidroksit)  iyonu oluşturan maddelere ise baz adı verilir. Bazı asitler oluşturdukları H+ iyonunu kendi yapılarından verirken bazıları sudan açığa çıkarabilirler. Yaygın asitlere örnek olarak hidroklorik asit, asetik asit ve kükürt dioksit verilebilir.

ASİT Suda iyonlaşma denklemi
HCl Hidroklorik asit HCl (g) → H+ (suda) + Cl– (suda)
CH3COOH Asetik asit CH3COOH (suda) → CH3COO– (suda) + H+ (suda)
SO2 + H2O (Sülfüröz asit) SO2 (g) + H2O → H+ (suda) + HSO3− (suda)

 

Sodyum hidroksit ve amonyak da bazların bilinen örneklerindendir

BAZ Suda iyonlaşma denklemi
NaOH Sodyum hidroksit NaOH (k) → Na+ (suda) + OH– (suda)
NH3 Amonyak NH3 (suda) + H2O → NH4+ (suda) + OH– (su)

 

Aslında suda oluşan iyonlar yalın hâlde değildir; hepsi su molekülleri ile sarılı durumdadır. Bu gerçeğe işaret etmek için, iyonlaşma olaylarında suda çözünen türün sağına “(suda)” eklenir. H+ iyonu, su ortamında hiçbir zaman bağımsız hâlde bulunamaz; bir su molekülüne tutunarak H3O+ (hidronyum) iyonu oluşturur. Ancak gösterim kolaylığı için tepkime denklemlerinde kimi zaman H3O+ yerine H+ kullanılabilir ve H+ gösterilen her yerde H3O+ kastedildiği unutulmamalıdır.

Aşağıdaki denklemleri inceleyiniz:

HCl (g)  → H+ (suda) + Cl–  (suda)  (Kısaltılmış gösterim)
HCl (g) + H2O (s)     →      H3O+ (suda) + Cl– (suda) (açık gösterim)
CH3COOH (suda)      →    CH3COO– (suda) + H+ (suda)  (Kısaltılmış gösterim)
CH3COOH (suda) + H2O (s)     →      CH3COO– (suda) + H3O+ (suda)      (açık gösterim)

Bazı bazlar sulu çözeltide OH− (hidroksit) iyonunu kendi yapısından verirken bazıları da sudan açığa çıkarabilir:
NaOH (k)      →      Na+ (suda) + OH– (suda)
NH3 (suda) + H2O (s)     →       NH4 + (suda) + OH– (suda)

Örneğin CO2, SO2, N2O3, N2O5 gibi gazlar suda çözündükleri zaman asidik özellik gösterirler. Oluşturdukları asitler de suda iyonlaşarak H+ oluştururlar. Bu gazların su ile iki basamaklı tepkimeleri aşağıdaki gibi gösterilir.

CO2 + H2O ↔ H2CO3 (karbonik asit) H2CO3 ↔ H++ HCO3-
SO2 + H2O ↔ H2SO3 (sülfüröz asit) H2SO3 ↔ H++ HSO3-
N2O3 + H2O ↔ 2HNO2 (nitröz asit) HNO2 ↔ H++ NO2-
N2O5 + H2O 2HNO3 (nitrik asit HNO3 H++ NO-

Sönmemiş kireç (CaO, kalsiyum oksit), amonyak (NH3) gibi bileşikler de suda çözününce önce bir hidroksit bileşiği oluştururlar; oluşan bu bazlar da iyonlaşıp OH– verir.

CaO + H2O     →        Ca(OH)2                                      Ca(OH)2     →       Ca2+ + 2 OH–
NH3 + H2O       ↔       NH4OH                                       NH4OH       ↔      NH4+ + OH–

   Su Asit midir, Baz mıdır?

Saf su kendi kendine iyonlaşır.
H2O + H2O     ↔        H3O+ + OH-

İki su molekülü arasında H+ alışverişi aşağıdaki tepkime ile kısaltılarak da gösterilebilir.
H2O      ↔           H+ + OH-

Yukarıdaki denklemden anlaşılacağı gibi “su” hem asit hem de baz özelliğine sahiptir. Sulu çözeltilerin hepsinde, H+ veya OH– iyonları çözünen maddeden gelebileceği gibi suyun iyonlaşmasından da gelir. Asidik çözeltilerde H+ yanında sudan gelen OH– de bulunur. Bazik çözeltilerde ise OH– yanında sudan gelen H+ bulunur.

Saf suda H+ veya OH– iyonlarının sayıları birbirine eşittir. Bu gerçeği ifade etmek için “saf su nötraldir” deriz. Saf su gibi, bazı tuzların çözeltileri de nötraldir. Örneğin NaCl ve KNO3 tuzları suda çözününce sadece kendi katyonlarını ve anyonlarını oluştururlar.

NaCl      →       Na+ (suda) + Cl– (suda)
KNO3    →          K+ (suda) + NO3 – (suda)

Bu tuzların çözeltilerinde H+ veya OH– iyonları sadece sudan geldiği için ortamın pH değeri 7’dir. Bu yüzden NaCl ve KNO3 tuzları nötraldir. Bir çözeltide H+ iyon sayısı çoksa (asidik çözelti) OH– iyon sayısı azdır. Tersine OH– iyonları sayıca çoksa (bazik çözelti) H+ iyon sayısı azalır.

Asitlerin Genel Özellikleri
Asitlerin ve bazların deneyerek gözlemlediğimiz genel özellikleri yanında başka özellikleri de vardır ve bunlar aşağıda listelenmiştir:
1. Sulu çözeltilerinde iyonlaşırlar ve çözeltide elektriği iletirler.
2. Sulu çözeltilerinde H+ iyonu oluştururlar.
3. Mavi turnusol kâğıdının rengini kırmızıya çevirirler.
4. Bazlarla tepkimeye girerek tuz oluştururlar.
5. Bazı metallerle tepkimelerinde H2 gazı çıkartırlar.
6. Bulundukları maddelere ekşilik katarlar.
7. Çözeltilerinin pH değerleri 7’den küçüktür.

Bazların Genel Özellikleri
Asitler gibi bazlar için de genel geçerliliği olan özellikler vardır ve bunlar aşağıda listelenmiştir:
1. Sulu çözeltilerinde iyonlaşırlar ve çözeltide elektriği iletirler.
2. Sulu çözeltilerinde OH− iyonu oluştururlar.
3. Kırmızı turnusol kâğıdının rengini maviye çevirirler.
4. Asitlerle tepkimeye girerek tuz oluştururlar.
5. Elde kayganlık hissi uyandırırlar.
6. Bulundukları maddelere acılık katarlar.
7. Çözeltilerinin pH değerleri 7’den büyüktür.

Çözeltilerin asitlik ya da bazlığı, içerdikleri H+ ve OH− bağıl miktarlarına göre değişir. Çözeltideki H+ iyonları arttıkça asitlik artar ve pH düşer. Tersine OH− iyonları çoğaldıkça bazlık artar; pH yükselir.

pH < 7 ortamdaki H+ iyon sayısı, OH− sayısından büyüktür, çözelti asidiktir.
pH = 7 ortamdaki H+ ve OH− iyon sayıları birbirine eşittir, çözelti nötraldir.

pH > 7 ortamdaki OH− iyon sayısı, H+ sayısından büyüktür, çözelti baziktir.

2. KONU
Asitlerin / Bazların Tepkimeleri


Asit ve bazların tepkimeleri incelenirken öncelikle tepkimeye giren asit veya bazın kuvvetli / zayıf olup olmadıkları göz önünde bulundurulur. Kuvvetli asit veya kuvvetli baz denince, bol çözünen ve sulu çözeltide tamamen iyonlaşan maddeler anlaşılır. Zayıf asitler ve zayıf bazlar ise sulu çözeltide kısmen iyonlaşır. Tamamen iyonlaşma denince asidin veya bazın pratikçe %100 iyonlaşması, yani ortamda iyonlaşmamış tür kalmadığı akla gelmelidir.

HCl, H2SO4 , HNO3 , HClO4 gibi asitler kuvvetli asitlerdendir. Diğer kuvvetli asitlerde olduğu gibi, perklorik asit de sulu çözeltisinde iyonlaştığında çözeltide HClO4 molekülü kalmaz; tamamı, H3O+ ve ClO4 − iyonlarına dönüşür.

HClO4 + H2O    →       H3O+ + ClO4 –

CH3COOH (asetik asit), HF (hidroflorik asit), HCN (hidrosiyanik asit), H2S (hidrojen sülfür), HOOC – COOH(okzalik asit), C6H5COOH (benzoik asit), H3PO4 (fosforik asit), H2CO3 (karbonik asit) ise zayıf asitlere örnektir. Bu asitler sulu çözeltide derişime göre çeşitli oranlarda iyonlaşır. Örneğin asetik asidin % 1’i iyonlaştığında 100 tane asetik asit bileşiğinden 1 tanesi asetat ve hidronyuma dönüşürken, 99 tanesi asetik asit bileşiği olarak kalır.

CH3COOH + H2O         ↔        H3O+ + CH3COO-
Zayıf asit ya da bazların sudaki tepkimeleri yazılırken çift yönlü okla gösterilir. Asetik asit örneğinde, tepkimenin sağa doğru yönde olduğu durumda asetik asit ayrışarak asetat ve hidronyuma dönüşürken, sola doğru yönde ise hidronyumla asetat birleşerek asetik asit oluşturur.

NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 gibi bazlar kuvvetli bazlardandır. Kuvvetli  bazlar da sulu
çözeltide tamamen iyonlaşırlar.

Başlıca kuvvetli asitler ve bazlar aşağıda listelenmiştir

Kuvvetli Asitler Kuvvetli Bazlar
Formülü Adı Formülü Adı
HClO4 Perklorik asit NaOH Sodyum hidroksit
HI Hidroiyodik asit KOH Potasyum hidroksit
HBr Hidrobromik asit LiOH Lityum hidroksit
HCl Hidroklorik asit RbOH Rubidyum hidroksit
H2SO4 Sülfürik asit Ca(OH)2 Kalsiyum hidroksit
HNO3 Nitrik asit Ba(OH)2 Baryum hidroksit

H3 ise zayıf bazlara örnektir. Sulu çözeltisinde kısmen iyonlaşır ortamda çok sayıda bileşiği az sayıda ise iyonları bulunur. Amonyağın sulu çözeltide % 1’i iyonlaştığında 100 amonyak bileşiğinden 1 ‘i amonyum ve hidroksite dönüşürken 99 ‘u amonyak bileşiği olarak kalır.

NH3 + H2O     ↔       NH4 + + OH-

Kuvvetli asit veya bazlar elektriği iyi iletirken, zayıf asit veya bazlar elektriği az iletir. Bu da ortamda oluşturdukları iyon sayısıyla ilişkilidir. Kuvvetli asitlerle kuvvetli bazların eşdeğer miktarlarının tepkimelerinden oluşan çözeltinin pH değeri 7 dir, yani nötraldir. H2SO4 / NaOH; H2SO4 / Ca(OH)2 ; HCl / NaOH çiftlerinin nötralleşme tepkimelerinde oluşan tuzlar nötral karakterlidir.

Nötralleşme Tepkimeleri
Amonyak (NH3) çözeltisi bir bazdır. Çünkü amonyak suda çözününce NH4OH oluşur. NH3 + H2O NH4OH Bu çözeltinin bulunduğu kabın kapağı açılınca NH3 gazı çıkar. Öte yandan HCl (hidrojen klorür) kuvvetli bir asittir. Bu asidin derişik çözeltisinden de HCl gazı çıkar. Sözü geçen iki çözelti karıştırılınca bir tuz oluşur.

NH3(g) + HCl (g)      ↔        NH4Cl(k)

Benzer şekilde, Ca(OH)2 bazı ile H2SO4 asidi tuz oluşturabilir.

Ca(OH)2 + H2SO4       ↔        CaSO4 + 2 H2O

Yukarıdaki örnekte olduğu gibi bir asitle bir bazın tepkimeye girerek tuz ve su oluşturduğu olaylara nötralleşme tepkimesi adı verilir.

Asit Baz İndikatörleri
Asitler veya bazlarla etkileşerek renk değiştiren maddelere asit / baz indikatörü (belirteç) adı verilir. Pek çok maddenin sulu çözeltide asidik mi bazik mi olduğunu anlamak için asit / baz indikatörleri kullanılır. Ayrıca bazı indikatörler süzgeç (filtre) kâğıtlarına emdirilip kullanılır. Bunlara pH kâğıdı denir.

Metil oranj ve fenolftalein çözeltileri yaygın olarak kullanılan asit / baz indikatörlerindendir.

Nötralleşme Titrasyonu
Bir kimyasal bileşiği oluşturan bileşenlerin hacim ölçümlerine dayalı olarak belirlendiği nicel çözümleme yöntemine titrasyon denir.

Bu tekniğe göre erlendeki baz çözeltisine indikatör damlatılır ve sonra büretten damla damla HCl çözeltisi ilave edilir. Ortama eklenen indikatörün asidik halinin rengi bazik halinin renginden farklı olduğu için, ortam renk değiştirdiğinde nötralleşme tepkimesinin tamamlandığına karar verilir. Erlendeki bazın mol sayısı, büretteki asidin mol sayısına eşit olmalıdır; çünkü

NaOH + HCl       ↔       NaCl + H2O

denklemine göre harcanan her 1 mol HCl, 1 mol NaOH nötürleştirir.

 

 

Asitlerin Metallere Etkisi
Elektron verme eğilimi hidrojenden büyük olan K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, gibi metallere aktif metaller, Cu, Ag, Hg, Au, Pt, Pd gibi elektron verme eğilimi hidrojenden küçük olan metallere ise pasif metaller adı verilir. Asit çözeltileri fazla miktarda hidrojen iyonları içerir. Aktif metaller asit çözeltisi içine atıldıklarında H+ iyonlarına elektron vererek H2 gazı oluştururlar. Bu olay sırasında metal aşınır, atomu da suda çözünmüş (+) yüklü iyonlara dönüşür.

Pasif metaller ise asitlerden etkilenmez; yani asitlerden H2 gazı çıkartmazlar.
Cu + HCI Tepkime olmaz
Ag + HCI Tepkime olmaz
Hg + HCI Tepkime olmaz
Au + HCI Tepkime olmaz
Pt + HCl Tepkime olmaz

Altın, platin ve paladyum, HNO3 ve H2SO4’ten de etkilenmez. Bu metallere soy metal denir. Soy metaller sadece, kral suyu denilen bir asit karışımında çözünür.

Bazların Metallere Etkisi
Kuvvetli  bazlar, bazı metallerle tepkime vererek H2 gazı açığa çıkarırlar. Bu metallerin başlıcaları Al, Zn, Pb, Sn ve Cr elementleridir. Bazlarla etkileşen metaller, çinkat (ZnO2 2−), alüminat (AlO3 3−) gibi oksijenli anyonlar oluşturur.

Nem Çekici (Higroskopik) Maddeler

Sülfürik asit, fosforik asit ve asetik asit gibi saf olarak elde edilebilen sıvı asitler kuvvetli nem çekicidir (higroskopik). Suyla etkileşince aside dönüşen bazı oksitler (SiO2, P2O5) de kuvvetli nem çekicidir. Benzer şekilde, kurutulmuş sodyum hidroksit ve sodyum karbonat gibi bazlar da kolay nem tutar. Hatta Eski Mısırlılar, susuz sodyum karbonatı, mumyaları nemden korumak için kullanmıştır.

3. KONU
Hayatımızda Asitler ve Bazlar

ASİTLER
Sülfürik Asit (H2SO4)                                                        
Nitrik Asit (HNO3)                                              
Hidroklorik Asit (HCl)
Asetik Asit (CH3COOH)
Fosforik asit (H3PO4)
Hidroflorik Asit (HF)
Tartarik Asit (C4H6O6)
Formik Asit (HCOOH)
Borik Asit (H3BO3)
Sitrik Asit (C6H8O7)

BAZLAR
Sodyum Hidroksit (NaOH)
Potasyum Hidroksit (KOH) 
Kalsiyum Hidroksit (Ca(OH)2)
Magnezyum Hidroksit (Mg(OH)2)
Amonyak (NH3)

Yaygın Asitler ve Kullanım Alanları

Sülfürik Asit (H2SO4):
Piyasada, %96 – 98 lik çözeltisi halinde bulunur. Halk arasında zaç yağı olarak da bilinir. Kuvvetli bir asittir ve şiddetli nem çekici özelliktedir. Bu özelliğinden dolayı cilde teması halinde ciddi tahribata sebep olabilir.

Sülfürik asit, kimya sanayisinin temel ham maddelerinden biridir.

Bu asit başlıca;
• kurşunlu akümülatörlerde elektrolit (akü asidi) olarak,
• gübre üretiminde,
• plastik endüstrisinde,
• tarımsal mücadele ilacı (pestisit) eldesinde,
• boyar maddelerin ve yapay liflerin üretiminde,
• ham petroldeki petrol ürünlerini (benzin, mazot, fuel oil, katran) ayırmada, (rafinasyon),
• metal kaplamacılıkta kullanılır.

Nitrik Asit (HNO3):
Piyasada, %64 – 68 ’lik vb. çözeltisi halinde bulunur. Derişik çözeltisi halk arasında kezzap olarak bilinir. Kuvvetli bir asittir. Cilde teması halinde ciddi tahribatlara sebep olabilir. Nitrik asit başlıca;
• suni gübre üretiminde,
• patlayıcıların ve başka organik maddelerin sentezinde,
• metallerin saflaştırılmasında ve dağlanmasında,
• boyaların üretiminde,
• altın işlemede, gümüş nitrat üretiminde,
• plastik üretiminde kullanılır.

Hidroklorik Asit (HCl):
HCl, gaz halinde bir maddedir. Piyasada, %36 – 38’lik çözeltisi halinde bulunur. Çeşitli oranlarda hidroklorik asit içeren çözeltileri halk arasında tuz ruhu olarak bilinir. Kuvvetli bir asittir. Cilde teması ve solunması halinde ciddi tahribata sebep olabilir. Yakında iken koklamaktan kaçınılmalıdır. HCl başlıca;
• çelik yüzeylerin temizlenmesinde,
• PVC gibi plastiklerin ve başka organik maddelerin sentezinde,
• evlerde temizlik maddesi (tuz ruhu) olarak
• ilaç eldesinde,
• deri işlemeciliğinde,
• petrol aramada kullanılır.

Asetik Asit (CH3COOH):
Piyasada, %90’lık çözeltisi halinde bulunur. Halk arasında sirke asidi olarak bilinir. % 100 saf haliyle, 15 °C ‘ta donan ve 115 °C‘ta kaynayan bir sıvıdır. Bu haliyle asetik asit, donar asetik asit veya buzlu sirke adını alır. Asetik asit, koklanınca solunum yollarına zarar verir. Koklamaktan ve ciltle temasından kaçınılmalıdır. CH3COOH, başlıca;
• vinil asetat polimeri ve saydam selüloz asetat filmi üretiminde,
• mutfak eşyalarında kireç çözücü olarak,
• gıda katkı maddesi olarak,
• kauçuk üretiminde,
• plastik su şişelerinin ham maddesi olan PET (polietilen teraftalat) üretiminde,
• ilaç üretiminde kullanılır.

Fosforik Asit (H3PO4):
Piyasada, %75-85 lik çözeltisi halinde bulunur. Zayıf bir asittir. Gıdalarda pH düzenleyici olarak kullanılan asitler içerisinde maliyetinin düşük olması ve vücutta zararlı etki göstermemesi nedeniyle çok tercih edilen bir asit türüdür. H3PO4 başlıca;
• fosfatlı suni gübre üretiminde,
• sabun ve deterjan katkılarında,
• hazır gıdalarda,
• su arıtmada pH ayarı için,
• böcek ilacı üretiminde,
• ilaç endüstrisinde kullanılır.

Hidroflorik Asit (HF):
HF gaz halinde bir maddedir. Piyasada, %48-50 lik çözeltisi halinde bulunur. Zayıf bir asit olmakla beraber, canlı dokularda ciddi tahribatlara sebep olabilir. Ayrıca, camı, porseleni, seramik malzemeyi, betonu ve hatta soy metalleri aşındırma özelliği vardır. HF koklanınca solunum yollarına zarar verir. Koklamaktan kaçınılmalıdır. HF başlıca;
• cam ve seramik maddeleri aşındırmada,
• petrol rafinasyonunda,
• ısıya dayanıklı plastiklerin (Teflon gibi) üretiminde,
• yangın söndürücü köpüklerin üretiminde
• buzdolabı ve klimalarda soğutma sağlayan gazların sentezinde kullanılır.

Tartarik Asit (C4H6O6):
Katı halde, zayıf bir asittir. Üzüm suyunun ve muzun temel bileşenlerinden biridir. Birçok hazır gıdanın yapısında bulunur. Gıda endüstrisinde E334 kodu ile tanınır. C4H6O6 başlıca,
• hazır gıdalarda tat geliştirme, koruma ve pH ayarlama amacıyla,
• gümüş ayna yapımında,
• ilaç üretiminde kullanılır.

Formik Asit (HCOOH):
Sıvı halde, zayıf bir asittir. Halk arasında karınca asidi olarak da bilinir. Isırgan bitkisinde ve karınca salgısında bol miktarda bulunur. Hazır gıdalara katılan maddelerden birisidir. Gıda endüstrisinde E236 kodu ile tanınır. HCOOH başlıca;
• arılara zarar veren varroa (arı biti) parazitine karşı ilaç olarak,
• dezenfektan (mikrop giderici) olarak,
• ham derinin işlenmesinde
• elektrolizle kaplamada, doğal kauçuğun işlenmesinde,
• kimyasal sentezlerde çıkış maddesi olarak,
• böcek öldürücü ilaç üretiminde,
• gıda katkı maddesi olarak kullanılır.

Borik Asit (H3BO3):
Katı halde, çok zayıf bir asittir. Hazır gıdalara katılan maddelerden birisidir. Gıda endüstrisinde E284 kodu ile tanınır. H3BO3 başlıca;
• göz ve cilt için mikrop öldürücü (antiseptik) sıvıların üretiminde,
• böcek öldürücülerin sentezinde,
• kumaşların yapısına bağlanarak onları yanmaz hale getirmede,
• tank zırhı ve paleti gibi uygulamalar için, sağlam ve dayanıklı çelik üretiminde,
• ısıya dayanıklı cam malzeme (borosilikat camı) üretiminde,
• ahşap ve deri gibi malzemeleri korumada işe yarayan emprenye maddelerinin üretiminde kullanılır.

Sitrik Asit (C6H8O7):
Halk arasında limon asiti adıyla da bilinir. Katı halde, zayıf bir asittir. Meyvelerde (turunçgillerde) bol miktarda bulunur. Hazır gıdalara en çok katılan maddelerden birisidir. Gıda endüstrisinde E330 kodu ile tanınır. C6H8O7 başlıca;
• hazır gıda katkısı olarak,
• şekerleme üretiminde,
• içecek üretiminde,
• temizlik maddelerinin üretiminde,
• ilaç endüstrisinde kullanılır.

Yaygın Bazlar ve Kullanım Alanları
Sodyum Hidroksit (NaOH):
Halk arasında sudkostik adı da verilen, katı haldeyken granül veya pul görünümünde, kuvvetli bir bazdır. Suda bol miktarda çözünür ve çözünürken çok ısı açığa çıkar. Çözeltileri ciltte kayganlık hissi verir. Nem çekici bir maddedir. Cilde ve özellikle gözlere olumsuz etkisi, hem protein ve yağ tipi maddelerle tepkimeye girmesi hem de nem çekiciliği ile ilgilidir. NaOH başlıca;
• kağıt üretiminde,
• endüstri ölçeğinde büyük kap ve mekanların temizlenmesinde,
• sabun, deterjan üretiminde,
• petrol aramada,
• evlerde lavabo açıcı olarak kullanılır.

Potasyum Hidroksit (KOH):
Halk arasında potaskostik adıyla da bilinir. Katı haldeyken granül veya pul görünümünde, kuvvetli bir bazdır. Suda çok çözünür ve çözünürken bol ısı açığa çıkar. Çözeltileri ciltte kayganlık hissi uyandırır. Nem çekici bir maddedir. Teması halinde cildi tahriş eder. Çünkü ciltteki protein ve yağlarla tepkimeye girer ve nem çeker. KOH, özellikleri ona çok benzeyen NaOH bazına göre daha pahalı bir kimyasal olduğundan ancak özel durumlarda NaOH yerine tercih edilir. KOH başlıca;
• potasyumlu suni gübre üretiminde,
• bitkisel yağları, özellikleri mazota benzeyen bir yakıta (biyodizel) dönüştürmede
• sıvı sabun (arap sabunu) elde etmek için,

• bazı özel pillerin (alkali pil) üretiminde kullanılır.

Kalsiyum Hidroksit (Ca(OH)2):
Kireç taşı CaCO3, 900 °C’ta ısıtılınca sönmemiş kireç (CaO, kalsiyum oksit) oluşur:

Oluşan kalsiyum hidroksit kuvvetli bir bazdır. Halk arasında sönmüş kireç olarak bilinir. Ca(OH)2 başlıca;
• kireç ve çimento üretiminde,
• su arıtmada,
• kağıt üretiminde
• deri işlemede,
• şeker üretiminde,
• metalürjide kullanılır.

Magnezyum Hidroksit (Mg(OH)2):
Doğal bir mineral olan manyezit (MgCO3) 400 – 450 °C’ta ısıtılınca magnezya adıyla da bilinen magnezyum oksit (MgO) haline dönüşür.

Bu özelliği nedeniyle Mg(OH)2 kumaş, kâğıt, plastik gibi malzemelere katılınca tutuşmayı geciktirir veya tamamen önler. Mg(OH)2 başlıca:
• mide için antiasit ilaçların üretiminde,
• alev geciktirici malzeme yapımında,
• su arıtmada,
• deodorant üretiminde kullanılır.

Amonyak (NH3):
Gaz halinde bir maddedir ve suda bol çözünür. Piyasada, %30 luk çözeltisi halinde bulunur.

NH3 başlıca;
• azotlu gübre üretiminde,
• nitrik asit üretiminde,
• temizlik malzemeleri üretiminde,
• patlayıcı üretiminde,
• yakıt hücrelerinde,
• gıda koruyucu üretiminde kullanılır.

4. KONU
Tuzlar


Tuzlar katyon ve anyonların elektrostatik çekimle bir arada bulunduğu iyonik bileşiklerdir. Tuzdaki katyon, H+ iyonu haricinde her katyon olabilir (Katyonu H+ olan iyonik bileşikler asittir). Tuzların anyonu ise, O2− ve OH− haricinde bir anyondur.

Tuzların Özellikleri ve Tuz Tipleri
• Tuzların sulu çözeltileri elektrik akımını iletir.
• Tuz çözeltileri asidik, bazik veya nötral olabilir.

ASİDİK TUZLAR
Tuzun Formülü Tuzun adı
NH4Cl Amonyum klorür
NaHSO4 Sodyum bisülfat
Al2(SO4)3 Alüminyum sülfat
FeCl3 Demir (III) klorür

 

BAZİK TUZLAR
Tuzun Formülü Tuzun adı
KF Potasyum florür
Na2CO3 Sodyum karbonat
CH3COONa Sodyum asetat
Na2S Sodyum sülfür

 

NÖTRAL TUZLAR
Tuzun Formülü Tuzun adı
NaCl Sodyum klorür
KNO3 Potasyum nitrat
CaI2 Kalsiyum iyodür
MgClO4 Magnezyum perklorat

Tuzlar günlük hayatımızda pek çok alanda kullanılmaktadır. En yaygın tuzların özelliklerini ve kullanım alanlarını ayrıntılı biçimde inceleyelim:

Sodyum Klorür (NaCl):
Sofra tuzu olarak bilinir. Nötral bir tuzdur, suda çözünür. Canlıların beslenmesinde hayati önemi vardır. Vücudun elektrolit dengesini sağlar, serum olarak hastalarda kullanılan izotonik çözelti % 0,9’luk NaCl çözeltisidir. NaCl başlıca;
• kışın yolların buzlanmasını önlemede,
• tekstil endüstrisinde,
• kâğıt üretiminde,
• NaOH ve hipoklorit elde etmek için,
• gıda endüstrisinde kullanılır.

Sodyum Sülfat (Na2SO4):
Suda bol çözünür. Bazı göl sularında doğal olarak bulunur ve bu sulardan elde edilir. Formül başına 10 mol su alarak kristallenir. Na2SO4 ∙10H2O, formülüyle gösterilen hidratize sodyum sülfat, piyasada Glauber (glober) tuzu adıyla bilinir. Sudaki çözeltisi çok hafif baziktir. Na2SO4 başlıca;
• tekstil endüstrisinde,
• deterjan üretiminde dolgu maddesi olarak,
• kâğıt ve cam üretiminde,
• çeşitli kimyasal maddelerin üretiminde kullanılır.

Sodyum Karbonat (Na2CO3):
Bazik bir tuzdur, suda çözünür. Formül başına 10 mol su alarak kristallenir. Na2CO3∙10H2O, formülüyle gösterilen hidratize sodyum karbonat, piyasada çamaşır sodası olarak bilinir. Susuz sodyum karbonata soda külü de denir. Na2CO3 başlıca;
• cam üretiminde,
• sert suyun yumuşatılması sürecinde,
• tekstil boya banyolarında,
• diş macunu ve ilaç üretiminde,
• hazır gıda üretiminde pH ayarı için,
• elektroliz banyolarında elektrolit olarak kullanılır.

Sodyum Bikarbonat (NaHCO3):
Yemek sodası olarak da bilinir. Amfoter bir tuzdur suda çözünür. Çevre açısından oldukça zararsızdır. NaHCO3 başlıca;
• sert suyun yumuşatılmasında katkı maddesi olarak,
• deodorant katkı maddesi olarak,
• tekstil endüstrisinde,
• antiasit ilaç üretiminde,
• yangın söndürücü üretiminde,
• doğal pestisit olarak bazı bitki hastalıklarına karşı kullanılır.

Potasyum Nitrat (KNO3):
Halk arasında güherçile olarak da bilinir. Suda çözünür. Sulu çözeltisi nötraldir. Yanan maddelere katılırsa yanmayı hızlandırır. Bu özelliğinden dolayı baruta katılır. Sudaki çözeltisi nötraldir. KNO3 başlıca;

• kara barut üretiminde,
• potasyumlu suni gübre olarak,
• yol, tünel inşaatlarında işe yarayan patlayıcı karışımlarda,
• başka azotlu bileşiklerin üretiminde kullanılır.

Kalsiyum Sülfat (CaSO4):
Doğada saf olarak bulunan tuzlardandır. Formül başına 2 mol su alarak kristallenir. CaSO4∙2H2O, formülüyle gösterilen hidratize kalsiyum sülfat, halk arasında alçı taşı, mineralojide jips olarak bilinir. Suda çözünürlüğü azdır (2g /L) ve çözeltisi çok hafif baziktir. CaSO4 başlıca;

• inşaat sektöründe alçı üretiminde,
• sülfatlı çimento katkısı olarak,
• tekstil sanayisinde,
• kağıt dolgu maddesi olarak,
• camsı porselen malzeme üretiminde katkı maddesi olarak,
• yalıtım malzemelerinin yapısında katkı maddesi olarak kullanılır.

Kalsiyum Karbonat (CaCO3):
Kireç taşının ve mermerin başlıca bileşenidir. Suda çözünürlüğü oldukça azdır (13 mg / L). CaCO3 başlıca;
• kireç ve çimento üretiminde,
• beyaz yağlı boya yapımında,
• plastiklere beyaz renk vermede,
• porselen-seramik endüstrisinde,
• kâğıt dolgu maddesi olarak,
• gıda katkı maddesi (Ca kaynağı) olarak kullanılır.

Sodyum Nitrit (NaNO2):
Zayıf bir asit olan nitröz asitten (HNO2) türer. Çözeltisi baziktir. Suda bol çözü- nür. Gıda endüstrisinde E250 koduyla bilinir. NaNO2 başlıca;
• gıda katkı maddesi olarak,
• ilaç endüstrisinde,
• boya üretiminde kullanılır.

Sodyum Benzoat (C6H5COONa):
Benzoik asitten (C6H5COOH) türer. Bazik bir tuzdur, suda çözünür. Gıda endüstrisinde E211 kodu ile bilinir. Bakteri ve mantar üremesini engeller. Sodyum benzoatın koruduğu gıdalarda pH 3-5 aralığında olmalıdır. Bu yüzden gazlı içecekler ve turşular gibi asitli gıdalar, sodyum benzoat ile korunurken, nötral veya bazik gıdalarda bu tuz kullanılmaz. C6H5CO2Na başlıca;

• gazlı içecek ve meyve suyu üretiminde,
• ilaç endüstrisinde,
• işlenmiş asidik gıda üretiminde,
• havai fişek üretiminde,
• kozmetik ürünleri üretiminde,
• hayvan yemi üretiminde kullanılır.

Ünite 2 : KARIŞIMLAR
1. KONU
Homojen Karışımlar

Homojen karışımlar, çözelti adıyla da bilinir. Çözeltiler iki veya daha çok maddeden oluşur. Örneğin, şerbette sadece su ve şeker varken deniz suyunda, suda çözünmüş halde, başta NaCl olmak üzere MgCl2, Na2SO4, KCl, Ca(HCO3)2 gibi tuzlar bulunur. Çözeltiler çoğu zaman sıvı karışımlardır. Bal, pekmez, peynir suyu, serum, çay demi her gün karşılaştığımız sıvı çözeltilerdir. Çözücü (dağıtan) ortam sıvı olunca, çözünen (dağılan) ortam hangi fiziksel halde olursa olsun çözelti de sıvı olur.

İki sıvının birbiriyle karıştığı durumlarda miktarı daha fazla olan sıvı çözücü, diğeri çözünendir. Örneğin, 80°’lik kolonya, 80 hacim alkolde 20 hacim su içerdiği için bu çözelti suyun alkoldeki çözeltisi sayılır.

FİZİKSEL HALİNE GÖRE

ÇÖZÜCÜNÜN HALİ ÇÖZÜNENİN HALİ ÇÖZELTİ ÖRENEKLERİ
KATI KATI Alaşımlar
SIVI Gümüş içinde civa
GAZ Palladyum içinde hidrojen
SIVI KATI Su içinde şeker
SIVI Su içinde alkol
GAZ Su içinde oksijen
GAZ KATI Azot içinde iyot
SIVI Azot içinde su
GAZ Azot içinde oksijen

 

Heterojen karışımlar ile homojen karışımlar (çözeltiler) arasındaki en temel farkın dağılan maddenin tanecik boyutu olduğunu öğrendik. Çözünme bir maddenin diğer bir maddede atom/molekül boyutunda dağılarak homojen bir karışım oluşturması olayıdır. Çözeltilerde iki tür bileşen vardır: çözücü ve çözünen madde. Çözücü çoğu zaman sudur. Örneğin bir çay kaşığı şeker suda çö- zünürken şeker çözünen madde, su da çözücü ortam görevi üstlenir. Çözünen madde, duruma göre atom, molekül veya iyonlar halinde dağılır.

Çözücünün su olması durumunda çözünen madde taneciklerinin H2O molekülleri tarafından çevrelenmesine hidrasyon denir. Aynı olay başka bir çözücü içerisinde gerçekleşirse genel olarak solvasyon terimi kullanılır.

CO(NH2)2 (üre) moleküler bir maddedir. CO(NH2)2 molekülleri polar olup birbirini kuvvetle çeker ve bu yüzden üre kristal halindedir (molekülleri düzenli sıralanmış bir katıdır). Bu madde suya atıldığında CO(NH2)2 molekülleri H2O molekülleri tarafından çevrelenir (hidrasyon). H2O moleküllerinin negatif uçları CO(NH2)2 moleküllerinin pozitif ucuna, pozitif uçları da negatif ucuna doğru yönelir. Üredeki
-NH2 grupları ile H2O molekülündeki –OH grubu arasında hidrojen bağları meydana gelir

Sıvı maddelerin suda çözünmesinde de çözünen-çözünen, çözücü-çözücü, çözünen-çözücü etkileşimleri önemli rol oynar. Sıvı moleküllerinin katılardakine göre daha serbest hareket etmesi, çözünen moleküllerinin çözücüye karışmasını kolaylaştırır. Bir örnek olarak, metanolün (CH3OH) su ile etkileşimini ele alalım. Metanolün suda çözünmesi üç basamağa ayrılabilir:

1. Çözücü H2O molekülleri birbirinden ayrılmalıdır; bu da enerji gerektiren bir süreçtir.
2. CH3OH molekülleri birbirinden ayrılmalıdır. Bu süreç de enerji gerektirir.
3. H2O molekülleri ile CH3OH molekülleri arasında yeni bağlar oluşmalıdır.

Gazların suda çözünmesi için de benzer bir irdeleme yapılabilir.Örneğin O2 gazı suda çözünürken,
1. H2O molekülleri birbirinden ayrılmalıdır (çok enerji ister).
2. O2 molekülleri zaten birbirinden bağımsız durumda olduğu için serbest hale geçmeleri bir enerji gerektirmez.
3. H2O molekülleri ile O2 molekülleri arasında yeni bağlar oluşmalıdır (bu bağlar başlıca London kuvvetleri kaynaklıdır ve az enerji açığa çıkarırlar).

Çözeltilerde Derişim
Derişim, belli bir miktar çözücü ya da çözeltide çözünmüş olan madde miktarının bir ölçüsü olup bir oranı ifade eder. Konsantre meyve suyu derişik çözeltiye, içtiğimiz meyve suları da seyreltik çözeltiye örnektir. Bir küp şeker attığımız bir bardak çay, üç küp şeker attığımız başka bir bardak çaya göre seyreltiktir. Buna göre derişik çözelti denince, belli miktar çözeltide (bazen belli bir miktar çözücüde) çözünen madde miktarı fazla olan çözelti anlaşılır. Seyreltik çözelti ise çözünen madde miktarı daha az olan çözeltidir.

Yüzde Derişim (%C)
Yüzde derişim bir çözeltinin 100 gramında çözünen maddenin gram olarak kütlesidir ve başka bir bilgi verilmemişse, yüzde derişimden bu anlaşılmalıdır.

Örneğin, kütlece %10 NaCl içeren bir çözeltinin 100 gramında 10 g NaCl var demektir. Yani bu çözelti hazırlanırken 90 g su kullanılmıştır. Yüzde derişim (%C) hesaplanırken aşağıdaki genel bağıntı kullanılır:

%C=çözünenin kütlesi/çözeltinin kütlesix100

ppm-derişim
Çok seyreltik olan bir çözeltinin kütlece derişimini belirtmek için “milyonda bir kısım” anlamına gelen ppm (İngilizce’de “parts per million” ifadesinden) tanımını kullanırız. ppm-derişim hesaplanırken, çözünen maddenin 106 gram çözeltideki çözünmüş miktarı bulunur. Derişim birimi ppm, aşağıdaki bağıntı ile hesaplanır:

ppm derişim=çözünenin kütlesi/çözeltinin kütlesiX10 4
Buna göre derişimi 1 ppm olan bir çözeltide çözeltinin her 1 milyon (106 ) gramında 1 g çözünen madde var demektir. Suyun yoğunluğu 1 g/mL olarak düşünülürse 1 kg seyreltik bir sulu çözeltinin hacmi 1 L’ye çok yakındır. Dolayı- sıyla, sulu çözeltilerde 1 ppm’lik derişim aynı zamanda çözeltinin her 1 L’sinde 1 mg çözünen madde olduğu anlamına gelir. Örneğin, bir içme suyunda F– iyonu derişiminin 0,12 ppm olması demek, 1 L suda yaklaşık 0,12 mg F– bulunması demektir

Örneğin  yüzde oranda ;
Anne sütü: ` %7 süt şekeri (laktoz)
idrar: ` %3 NaCl

ppm de;
İçme suyu: `20 ppm Ca
Portakal suyu: `300 ppm C vitamini

Derişimler kütlece % ve ppm cinsinden verilebileceği gibi, hacimce % ve hacimce ppm tanımlamak da mümkündür.

• Eğer çözünen ve çözücü maddeler sıvı ise, hacimce yüzde derişim hesaplamak daha uygundur. Çünkü sıvıların hacmini ölçmek, onları tartmaktan daha kolaydır. Bunun için çözünen maddenin hacminin çözeltinin hacmine oranı bulunur ve 100 ile çarpılır.

Hacimce%C=çözünenin hacmi/çözeltinin hacmiX100

Koligatif Özellikler
Uçucu olmayan maddelerin çözeltilerinin bazı fiziksel özellikleri; saf çözücününkinden farklıdır. Bu çözeltiler hazırlanırken,
• erime/donma noktasında alçalma,
• kaynama noktasında yükselme, olur. Ayrıca, çözelti ile saf çözücü bir yarı geçirgen zarın iki tarafına konursa,
• osmotik basınç oluşumu gözlenir.

Saf çözücünün özelliklerindeki bu üç değişim, sadece derişime bağlıdır; çözünen maddenin cinsinden bağımsızdır. Çözünenin cinsinden bağımsız ve derişimi ile orantılı olarak değişen özelliklere koligatif özellikler denir.

Donma Noktası Alçalması
100 g buza yaklaşık 6 g NaCl karıştırılırsa, ortamdaki buz kısmen erir; karışı- mın sıcaklığı kısa süre içinde −3,5 °C civarına düşer. Çünkü suda NaCl (uçucu değil…) çözünürken suyun donma noktası, saf sudakine göre alçalır. Bu değişim, donma noktası alçalması veya kriyoskopi adı ile bilinir.

Kaynama Noktası Yükselmesi
Uçucu olmayan maddelerin çözeltilerinin kaynama noktası, saf çözücünün kaynama noktasına göre daha yüksektir. Bu olay, kaynama noktası yükselmesi veya kısaca ebulyoskopi olarak bilinir. Kaynama noktasındaki yükselme, donma noktasındaki alçalmaya göre daha azdır. Örneğin 100 g suda yaklaşık 6 g NaCl çözülürse, kaynama noktası 100 °C yerine 101 °C olur. Yani donma noktasındaki alçalma kaynama noktasındaki yükselmenin üç katından daha büyüktür

Osmotik Basınç
İki kolu arasına yarı geçirgen zar konmuş bir bileşik kapta zarın sağ tarafına saf su (çözücü), sol tarafına da şeker çözeltisi doldurulup iki koldaki sıvı seviyelerinin eşitlendiğini düşününüz. Yarı geçirgen zarın gözenekleri su moleküllerini geçirebilecek boyuttadır. Ancak şeker molekülleri büyük boyutlu olup zardan geçemez. Yani saf sudaki H2O molekülleri çözeltiye, çözeltideki H2O molekülleri de saf su tarafına geçebilir. Buna karşılık şeker molekülleri hep sol tarafta kalır.

Yarı geçirgen zarların küçük moleküllerin geçişine imkân verirken büyük molekülleri tutması olayı osmoz adını alır. Osmoz olayı sonunda, kabın çözelti tarafında (sol taraf) sıvı seviyesi yükselirken, saf su tarafında seviye alçalır. Soldaki sıvı seviyesi yükseldikçe seviye farkı dolayısıyla bir basınç oluşur. Bu basınç yeterince yüksek ise, zardan birim zamanda sağa ve sola geçen molekül sayıları eşitlenir. Bu durumda osmotik denge kurulmuştur. Çözücüsü ile osmotik denge halinde olan bir çözeltinin aradaki yarı geçirgen zara uyguladığı basınca osmotik basınç denir. Osmotik basınç, bileşik kaplardaki seviye farkından ölçülebilen sıvı basıncına (hidrolik basınç) eşittir

 

Bileşik kaplarda, çözelti üzerine fazladan bir mekanik basınç uygulanırsa, saf su tarafına geçen moleküllerin sayısı, tersi yöndeki moleküllerden fazla olur. Bu olaya ters osmoz denir.

Çözünen madde şeker gibi moleküler değil, NaCl gibi iyonik bir madde olursa osmotik basınç gelişimi benzer şekilde açıklanabilir. Bilindiği gibi NaCl su ortamında iyonlaşarak çözünür. İyonlar su molekülleri tarafından sarıldığı için, hidratize iyonlar su molekülüne göre çok büyüktür.Üstelik her NaCl birimi başına iki iyon oluştuğu için, eşit derişimli NaCl ve şeker çözeltileri karşılaştırılırsa, NaCl çözeltisinin osmotik basıncı daha büyük olur.

2. KONU
 Heterojen Karışımlar

 


Her tarafında aynı bileşim ve fiziksel özellikleri göstermeyen karışımlara heterojen karışımlar denir. Örneğin kaya, toprak veya sis, çevremizde günlük hayatta karşılaşabildiğimiz heterojen karışımlardır. Heterojen bir karışımın farklı iki yerinden alınan iki numune, bileşim ve özellik bakımından farklıdır. Heterojen karışımlar birden çok fazdan oluşurlar ve bu fazlar genellikle çıplak gözle görülebilir. Örneğin zeytinyağı-su karışımı belli bir süre kendi haline bırakılırsa zeytinyağı fazı ve su fazı ayrı ayrı gözlemlenebilir, yani faz ayrılması olur.

Heterojen Karışımların Sınıflandırılması

Bilim dilinde, çözeltilerle birlikte heterojen karışımlar dispers sistemler olarak bilinir. Dağılan maddenin boyutu 1 nm’den büyükse bu karışımlar için genel olarak sôl terimi kullanılır.

Dağıtan ortam                                Dağılan maddenin fiziksel hali
               Gaz                Sıvı                          Katı
        Gaz Heterojen karışım yok Sıvı aerosol (Sis, saç spreyleri) Katı aerosol (Duman, tozlu hava
       Sıvı Köpük (Tıraş köpüğü, çırpılmış krema) Emülsiyon (Süt, mayonez) Sôl (süspansiyon) (Yağlı boya, kan)
        Katı Katı köpük (Strafor, aerojel) Jel    (Agar, jel) Katı Sôl (Süs camları)

 

Aerosol denince gaz ortamında heterojen dağılmış, sıvı veya katı tanecikleri akla gelir. Sis ve duman birer aerosoldür. Aerosolde dağılan madde boyutu 10- 1000 nm arasında ise o zaman koloidal aerosol terimi kullanılır. Köpük, sıvı ortamda dağılmış küçük gaz kabarcıklarından oluşur. Gaz kabarcıkları, bazı tıraş köpüklerinde olduğu gibi koloidal boyutta (10 – 1000 nm) olabilir. O zaman köpük de koloidal sayılır. Sabunla elde ettiğimiz köpük daha büyük kabarcıklar içerir; yani kaba köpüktür.

Emülsiyon, sıvı bir maddenin başka bir sıvı madde içerisinde çözünmeden dağılmasıyla oluşan karışımdır. Emülsiyonlar da dağılan maddenin tane boyutuna bağlı olarak, kaba emülsiyon veya koloidal emülsiyon olabilir. Zeytinyağı-su karışımı çalkalanınca bir kaba emülsiyon elde edilir. Birbiriyle karışmayan iki sıvıdan birinin diğeri içinde çok küçük tanecikler halinde dağılması için yardımcı maddeler kullanılır. Bu yardımcı maddeler, sıvıların her ikisi ile karışabilen ayrı ayrı gruplar içerir. Örneğin yumurta akı içinde, bu özelliği taşıyan lesitin maddesi bulunur. Yumurta akı sıvı yağ ile çırpılınca elde edilen mayonez koloidal bir emülsiyondur.

Süspansiyon, katı taneciklerinin sıvı bir ortamda çözünmeden dağılması ile oluşan bir karışım türüdür. Böyle karışımlara, daha genel bir terim olan sôl adı da verilir. Katı taneciklerinin boyutları 105 nm (0,1 mm) sınırının üzerinde ise çıplak gözle görülebilir ve belli bir zaman sonra dibe çökerler. Böyle süspansiyonlar kaba süspansiyondur. Örneğin çamurlu su böyle bir süspansiyondur.

Süspansiyonda dağılmış maddenin tanecik boyutu 10 -1000 nm arasında ise, bu karışım çok geç çöker veya hiç çökmez. Böyle karışımlara koloidal süspansiyon denir. Peynir suyu, yumurta akı ve incir sütükoloidal süspansiyonlardır.

Katı köpükler ya sıvı bir köpükte dağıtıcı ortamı oluşturan sıvının donmasıyla oluşur; ya da sıvı çözeltideki çözücü sıvının aniden buharlaştırılmasıyla elde edilir. Ponza taşı, volkanlardaki sıvı köpüklerin donmasıyla oluşmuştur. Strafor ise, yüksek basınç altında CO2 sıvısı içinde bir polimer çözerek elde edilen çözeltideki çözücünün hızla buharlaştırılması sonucunda meydana gelir.

Jeller, ince ağ şeklinde yapıya sahip katılar içinde sıvıların hapsedilmesi sonucu oluşur. Jelatin, protein içinde dağılmış su içerir. Muhallebi de, nişasta polimer molekülleri arasında hapsolmuş su adacıklarından oluşur. Saçları şekillendirmek ve canlı tutmak için kullanılan jölelerde su, sentetik bir polimerin makro boyutlu (r > 10 nm) molekülleri arasında dağılmıştır. Böyle jellere, saça tutunan uçları polar, dışarı (suya) yönelen uçları apolar olan maddeler karıştırılır. Apolar uçlar büyük bir hacim işgal ettiği için saç telleri birbirine yapışmaz.

Katı sôller veya katı süspansiyonlar, sonradan donmuş sıvı süspansiyonlardır. Örneğin taşlar, SiO2 gibi bir sıvı içinde çeşitli boyutlarda dağılmış mineraller karışımı iken (yani bir sıvı süspansiyon iken), soğuma sonucu katılaşmıştır. Cam üreticileri, sıvı haldeyken cam içine küçük boyutlu katılar karıştırıp sonra katılaşma sağlayarak süslü camlar yaparlar. Bu camlar da birer katı süspansiyon örneğidir.

Adi karışımlarda, dağılan ve dağıtıcı ortam ayrımı yapılamaz.

Örneğin kuruyemişler karışımında, dağıtan ortam yoktur. Her bir kuruyemiş tanesi bütün (dağılmamış) haldedir; fakat başka tanelere karışmıştır. Şekil de  görülen kuruyemişlerden oluşmuş karışım bir adi karışım örneğidir.

3. KONU
 Karışımların Ayrılması

Ayırma Yöntemleri

Çözünürlük farkı
*Kristallendirme
* Kimyasal çöktürme

• Uçuculuk farkı
*Buharlaştırma
*Damıtma
*Süblimleştirme

• Tanecik boyutu farkı
*Süzme
* Diyaliz

• Yoğunluk farkı
*Ayırma hunisi ile ayırma
*Dinlendirme-aktarma
*Yüzdürme (flotasyon)
*Santrifüjleme
*Pıhtılaştırma (koagülasyon)

• Bir katıya bağlanma eğilimi farkı
* İyon değiştirme
* Aktif kömür yüzeyinde tutma (adsorpsiyon)

Uçuculuk Farkına Dayalı Yöntemler

Buharlaştırma
Buharlaştırma işlemi için dışardan enerji vermek gerekir. Bu enerji güneşten temin edildiği için tuzlalar, kış aylarında havuzlara aldıkları suları yazın açık havada buharlaştırırlar.

Damıtma
Bir karışımın bileşenlerinden biri uçucu, diğerleri değilse, bu karışımdaki sıvıyı buharlaştırma ve sonra yoğuşturma yoluyla ayırabiliriz. Örneğin musluk suyu, içindeki uçucu olmayan bileşenlerinden basit bir damıtma yöntemiyle ayrılabilir.

Süblimleştirme
Katı haldeki bir madde ısıtıldığında önce sıvıya, sonra da bu sıvı gaz haline dönüşür. İyot ve naftalin gibi bazı katılar ise ısıtıldıklarında sıvı hale geçmeden doğrudan gaz haline geçerler. Bu olaya süblimleşme adı verilir.

Birden fazla katının karışımında, iyot ve naftalin gibi uçucu bir bileşen varsa, bu bileşen süblimleştirme yöntemiyle diğer katılardan ayrılabilir. Bunun için, ısıtılan karışımdan çıkan uçucu bileşen buharını soğuk bir yüzeye çarptırmak yeterlidir. Buharların soğuk bir yüzeyle karşılaşınca sıvılaşmadan katı kristallere dönüşmesine kırağılaşma denir. Burada sözü edilen ayırma işleminde önce süblimleşme, sonra kırağılaşma olur.

Tanecik Boyutu Farkına Dayalı Yöntemler

Süzme
Süzme tekniği sıvı veya gaz ortamlarda dağılmış katı maddelerin ayrılması işlemidir. Karışım, süzgeç(filtre) kağıdı ,küçük delikli başka bir materyalden ya da filtre görevi yapan bir düzenekten geçirilir ve tanecik boyutu büyük olan katının ayrılması sağlanır.

Diyaliz
Vücudumuzda, dokularda biriken artık maddelerin kandan ayrılıp dışarı atılması işlevini yerine getiren organlar böbreklerdir. Böbreklerdeki yarı geçirgen zarlarda, kandaki su, üre, ürik asit, tuz gibi küçük boyutlu molekül ve iyonlar idrara geçerken vücudun ihtiyaç duyduğu proteinler, yağlar, şekerler ve elektrolitlerin bir kısmı geçemez; kanda dolaşmaya devam eder. Molekül ve iyonların yarı geçirgen zar gözeneklerinden geçerek bulunduğu ortamdan ayrılması sürecine diyaliz denir. Yarı geçirgen zar hem su moleküllerinin hem de küçük boyutlu bazı moleküllerin/iyonların geçişine izin verir; kan hücreleri ve büyük boyutlu moleküllerin geçişlerine izin vermez.

Yoğunluk Farkına Dayalı Yöntemler

Ayırma Hunisi ile Ayırma
Yoğunluğu farklı ve birbiri içinde çözünmeyen sıvıların karışımları alttan musluklu konik bir kapta (ayırma hunisi) çalkalanırsa, sıvılar küçük boyutlu damlacıklar halinde dağılır. Bu karışım bekletilince, yoğunluğu daha büyük olan sıvı altta, daha hafif sıvı üstte olacak şekilde iki faz ayırt edilebilir.

Dinlendirme – Aktarma
Katı-sıvı heterojen karışımlarını ayırmak için her zaman süzme yapmak pratik olmayabilir. Örneğin, süzülmeden bardağa dökülmüş çay içerisinde çay yapraklarının zamanla dipte toplanması veya kirli bir su havuzunda toz ve çamurun dibe çökmesi birer dinlendirme işlemidir.

Dinlendirme ile sıvının dibine çöken katıyı çok fazla hareket ettirmeden üstteki sıvıyı başka bir kaba alma işlemine aktarma (dekantasyon) denir. Bu teknik, heterojen katı-sıvı karışımlara uygulanabileceği gibi bazı sıvı-sıvı karışımların ayrılmasında da uygulanabilir. Örneğin, sıkma ile elde edilen ham zeytinyağının altında bir miktar sulu faz (kara su) oluşur. Zeytinyağı alttaki sudan aktarma ile ayrılır.

Yüzdürme (Flotasyon)
Bakır, çinko, kurşun gibi kıymetli metallerin doğadaki mineralleri başka minerallerle karışık haldedir. Örneğin, bakır cevherlerindeki bakır yüzdesi çoğu zaman %3’ten daha küçüktür. Böyle karışık bir cevherdeki asıl minerali diğer safsızlıklardan ayırmak için, cevheri suda yüzdürme (flotasyon) yöntemi uygulanır.

Santrifüjleme
Santrifüjleme yöntemiyle, yoğunlukları farklı katıları ayırmanın yanında, aynı maddenin farklı boyutlardaki taneciklerini ayırmak da mümkündür. Ayrılacak karışımı içeren kap, hızlı dönme sürecinde zarar görmeyecek metal/plastik tüplere yerleştirilir  ve tüplerin bağlı olduğu eksen bir motor yardımıyla döndürülür. Santrifüjleme işleminden sonra dibe çöken madde, üstteki sıvı aktarılarak ayrılır.

Pıhtılaştırma (Koagülasyon)
Suda dağılan katı madde tanecikleri 1000 nm’den daha büyük boyutlu ise bu katı çoğu zaman yer çekimi etkisi ile dibe çökebilir. Ancak suda dağılmış, tanecik çapları 10 – 1000 nm arasında olan katılar (koloitler) uzun süre bekletilse bile dibe çökmez ya da çok yavaş çöker. Bu taneciklerin boyutları da çok küçük olduğundan normal süzme sistemlerinde süzme ortamının gözeneklerinden geçerler ve karışımdan ayrılmazlar. Koloitlerdeki katıları, çöktürmeden önce birbirine veya başka bir katı yüzeyine tutundurmak gerekir. Koloidal boyutlu parçacıkları büyütüp çökebilir hale getirdikten sonra ayırma işlemine koagülasyon denir.

Bir Katıya Bağlanma Eğilimi Farkına Dayalı Yöntemler
Bazı katıların yüzeyleri, belli maddeleri güçlü şekilde bağlarken başka pek çok maddeyi bağlamaz. Bir maddenin bir katı yüzeyine tutunması olayına adsorpsiyon denir. Örneğin, gazı alınmış odun kömürünün yüzeyi, kokulu, renkli ve zehirli organik molekülleri sağlam bağlarla bağlarken su moleküllerini bağlamaz. Bu özelliği sebebiyle aktif karbon adı da verilen, gazı giderilmiş odun kömürü, havadaki ve sudaki eser halde bulunan zararlı/istenmeyen kirlilikleri gidermede kullanılır.

Aktif karbon gibi, silika jel (yapay SiO2), Al2O3, kağıt gibi bazı katıların yüzeyleri de karışımlardaki farklı maddeleri farklı kuvvetlerle bağlarlar. Bu özellikten ve farklı maddelerin çözünme eğilimleri farkından yararlanılarak, ayrılması çok zor maddeleri ayırmak mümkündür. Bu olaya Kromatografi denir.

Katı yüzeyleri uygun kimyasal işlemlerle iyonik hale getirilebilir. Mesela bazı reçinelerin yüzeyine organik karboksil (-COO– ) grupları bağlanmıştır ve böyle reçinelerin yüzeyi anyon karakterlidir. Bu reçineler farklı katyonlara karşı farklı bağlanma eğilimine sahiptir. Örneğin, yüzeyine H+ iyonları tutunmuş bir reçine, Na+ iyonları ile karşılaşınca, H+ iyonlarını çözeltiye verir; Na+ iyonlarını bağlar. Yani H+ ile Na+ yer değiştirir. Böyle bir reçine katyon değiştirici reçinedir.

Buna benzer şekilde reçine yüzeyine –NR3 + gibi bir katyonik grup bağlayıp çeşitli anyonlara karşı değişik bağlanma eğilimi gösteren türler de elde edilebilir. Bunlara anyon değiştirici reçine denir. Örneğin, reçinedeki katyonik noktalara OH– iyonları bağlanmışken bu reçine tuzlu su ile temas edince, OH– yerine Cl– bağlanır; OH– suya geçer. Her iki tür reçineye genel olarak iyon değiştirici reçine denir.

Aktif Kömür Yüzeyinde Tutma (Adsorpsiyon)
Aktif karbon, çeşitli bitkisel dokuların özel şartlarda kömürleştirilmesiyle elde edilir.Kömür yüzeyinin olabildiğince genişlemesi için, elde edilen kömür tozu, asitlerle ve H2O2 ile yıkanarak gözenekleri dolduran organik atıklar temizlenir. Böylece yüzeyinde sadece karbon atomları bulunan bir katı elde edilir. Bir gram aktif karbonun yüzeyi 500 m2 ’yi aşabilir. Bu kadar büyük bir yüzey, çok sayıda küçük molekülü bağlayabilir. Moleküllerin bu şekilde bir katı yüzeyinde tutunması (adsorpsiyon) olayından yararlanarak bu molekülleri sıvılardan ve gazlardan ayırmak mümkündür.

Güncelleme: 26 Kasım 2016 — 16:16

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Test Çöz | Online Test Çöz | İnteraktif Testler | © 2016 testicoz.org | Hakkımızda | İletişim | Kolay Menü | Site Haritası | Gizlilik Politikası | Yasal Uyarı | RSS