T.C. PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ GENEL KİMYA LABORATUAR KILAVUZU

T.C.

PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

GENEL KİMYA

LABORATUAR KILAVUZU

DENİZLİ

201 9

2 İÇİNDEKİLER

GENEL BİLGİLER VE KURALLAR………….………..3

LABORATUAR KAZALARI………12

LABORATUARDA YAPILAN TEMEL İŞLEMLER………...16

DENEYSEL BÖLÜM….………19

DENEY NO 1-2: SAF MADDELERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ………...………….20

DENEY NO 3-4: STOKİYOMETRİ…………..………...34

DENEY NO 5-6: SUBLİMLEŞTİRME VE KRİSTALLENDİRME………..…………...38

DENEY NO 7-8: ÇÖZELTİLERİN HAZIRLANMASI……….43

DENEY NO 9-10: pH DENEYİ………...………..47

GENEL KİMYA DERSİ LABORATUAR UYGULAMASI PROGRAMI………….….54

DENEYSEL SONUÇLAR VE RAPOR HAZIRLAMA..………..…………..55

3 BÖLÜM 1

GENEL BİLGİLER VE KURALLAR 1.1. Laboratuarın amacı ve kapsamı

Genel Kimya Laboratuarında, çeşitli kimyasal tepkimeleri, bu tepkimeleri yöneten yasaların doğruluğunu ve kimyada uygulanan saflaştırma, ayırma yöntemlerini, kimyasal maddelerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini inceleyeceksiniz.

1.2.Kimya laboratuarında uygulanacak kurallar

1) Laboratuarın titizlikle ve dikkatle çalışması gereken bir yer olduğunu hiçbir zaman aklınızdan çıkarmayınız. Laboratuara kesinlikle geç gelmeyiniz.

2) Laboratuarda beyaz laboratuar önlüğü ile çalışmak zorunludur. Asit ve bazların sıçrama ve diğer etkilerden korunmak için önlüksüz laboratuara gelmeyiniz.

3) Laboratuarda her öğrencinin yanında bulundurması gereken araç gereçler şunlardır.

Spatül Pens

Küçük makas Cetvel

Veri defteri Grafik kağıdı Temizlik bezi

4) Laboratuara gelmeden önce, yapacağınız deney ile ilgili ön bilgiyi alınız.

Yapacağınız deneyi ve deneyin amacını mutlaka öğreniniz.

5) Herhangi bir yere asit ya da başka bir aşındırıcı madde dökülürse hemen su ile yıkayınız.

6) Kimyasal maddelere eliniz ile dokunmayınız.

7) Hiçbir zaman, bir kimyasal maddenin veya çözeltinin tadına bakmayınız.

8) Bir maddenin kokusuna bakmak istiyorsanız bunu yüzünüzü kabın üzerine yaklaştırarak yapmayınız. Biraz uzakta durunuz ve kabın üzerinden bir miktar buharı elinizle yelpazeliyerek burnunuza doğru yönlendiriniz.

9) Kaplardan deneyde belirtilen miktardan fazla madde almayınız ve maddeleri hiçbir zaman aldığınız kaba geri koymayınız.

10) Bir kaptan madde almadan önce, kabın üzerindeki etikete dikkat ediniz, doğru kaptan aldığınıza emin olunuz.

11) Masayı, kullandığınız alet ve cam malzemeleri temiz tutunuz. Laboratuar sonunda kullandığınız tüm malzemeleri ve masayı temiz olarak bırakınız.

12) Kullandığınız malzemelerin kırılması, çatlaması, hasar görmesi veya kaybolması halinde en kısa zamanda ödemekle yükümlü olduğunuzu unutmayınız.

4 1.3. Laboratuar Kazaları ve Güvenlik Önlemleri

Bir kimyacının laboratuarda çalışırken yapması gereken en önemli işlerden birincisi, yapacağı deneyi ve deneyde kullanacağı maddeleri tanıması, bunların sağlık üzerinde kısa ve uzun vadede yapabileceği etkileri öğrenmesi, daha sonra deneyin yapılışı veya maddelerin taşınması sürecinde beklenmedik bir olay sonucu çıkabilecek kazalara karşı tedbirlerin alınması gerekir. Bundan sonra deney düzeneğini dikkatlice kurup aynı titizliği deneyin yürüyüşü esnasında da göstermelidir. Deneyin sonunda yapılması gereken diğer bir işlem de reaksiyon ürününün ve atık maddelerin güvenli bir şekilde yok edilmesidir. Bu, içinde yaşadığımız çevreyi koruma, kirliliği önlemede en önemli adımlardan birisidir ve dikkatle yapılmalıdır.

Deneylere başlamadan önce laboratuara uygun kıyafetle gelinmeli, bu kimya laboratuarı için uzun beyaz önlük olup, laboratuar süresince önlüğün düğmeleri kapalı olmalıdır. Bu önlük; laboratuar koridorlarında diğer öğrencilere hava atmak için değil olası herhangi bir kazaya karşı öğrencilerimizin kendilerini ve giysilerini korumak amaçlı giyildiği unutulmamalıdır. Ayrıca deneylerde kullanılacak olan maddenin istenmeyen etkilerini ortadan kaldırmak amacıyla gerektiğinde uygun koruyucu kıyafetler de (eldiven, gözlük, maske gibi) kullanılmalıdır.

Kontak lensi olanlar, laboratuara girmeden önce lenslerini çıkarıp, gözlüklerini kullanmalıdırlar. Kesinlikle laboratuara lensle girilmemelidir. Bu sizin göz sağlınız için oldukça önemli olup etkileri ömür boyu kalıcı sonuçlar doğurabilir. İleride olabilecek herhangi bir kalıcı rahatsızlığa meydan vermemek için bu kurala uyulması sizin yararınıza olacaktır.

Laboratuarda çıkabilecek herhangi bir yangına karşı, müdahale edebilmek için, kendi hayatını tehlikeye atmamak kaydıyla, yangın söndürücülerin yerini ve kullanma şeklini öğreniniz. Laboratuarda çalışırken sadece kendi hayatınızdan değil aynı zamanda da aynı yerde çalışan arkadaşlarınızın ve diğer elemanların da hayatlarından sorumlu olduğunuzu unutmamalısınız. Bu nedenle herhangi bir deneye başlamadan önce risk ve tehlikelerini iyice araştırdıktan sonra gerekli bütün tedbirleri alıp dikkatlice deney yapılmalıdır.

1.4. Laboratuarda Meydana Gelebilecek Kazalar

Yukarıda verilen bilgiler dikkatle uygulandığında, laboratuarda meydana gelebilecek kazalar minimuma indirilmiş olacaktır. Fakat elde olmayan sebeplerden dolayı, herhangi bir kaza meydana gelecek olursa, meydana gelebilecek zararları en aza indirgemek için kendi hayatınızı tehlikeye atmamak kaydıyla müdahale edilmelidir. Olması muhtemel kazalar ve bunlara karşı müdahale şekilleri aşağıda verilmiştir.

1.4.1. Yangınlar

Muhtemel bir yangında, yapılması gereken ilk iş, yangının kaynağını tespit edip, yapılabilirse yangın kaynağı kesilmeye çalışılır. Yangın türüne uygun bir söndürücü kullanılarak yangın büyümeden müdahale edilip kontrol altına alınıp söndürülmelidir. Şayet

5 yangın kontrol edilemiyorsa kendi hayatını tehlikeye atmadan yangın mahallini güvenli bir şekilde terk edip, yangın alarmı verilmelidir. Yangının nerede olduğunu ve biliniyorsa kaynağını ilgililere açık ve net olarak rapor etmelisiniz.

1.4.2. Kesik ve Yaralanma

Laboratuarlarda bol miktarda cam malzeme olduğu için, bunların kazara kırılmaları sonucu kesik ve yaralanmalar meydana gelebilir. Bu durumda, kanama çok değil ve kesilen kısım az ise laboratuarda bulunan ilk yardım dolabına gidilerek oksijenli su uygulandıktan sonra plaster veya steril sargı bezi ile sarılmalıdır. Kanamanın fazla olduğu durumda yara ile kalp arasında yaralanan kısma en yakın yerden boğularak kanama durdurulup hemen doktora gidilmelidir. Benzer şekilde kesilen kısmın büyük olduğu durumlarda da doktora gidilmelidir.

Hiçbir şekilde yara musluk suyu ile yıkanmamalıdır.

1.4.3. Asit Dökülmesi

Laboratuarda kullanılan asitlerin birçoğu çok kuvvetli olup, vücudun herhangi bir yeri ile temas ettiğinde ve hemen gerekli tedbirler alınmadığı takdirde kalıcı izler bırakabilir.

Böyle bir durumla karşılaşıldığında hiç zaman geçirilmeden asit ile temas eden bölge bol su ile yıkanmalıdır. Daha sonra bu bölgeye % 3-5’lik NaHCO3 çözeltisi sürülmelidir (eğer sülfürik asit dökülmüşse su ile yıkanmadan asit silinerek kurutulmalı ve % 3-5’lik NaHCO3 çözeltisi sürülmelidir).

Asidin göze sıçraması durumunda hemen bir musluğa gidilip avucunuzu yanağa dayayıp eğilerek musluktan göze suyun gelmesi sağlandıktan sonra akan su altında göz kapağı açılıp kapatılmak suretiyle gözün yıkanması sağlanır ve bu işleme bir müddet devam edildikten sonra %1’lik NaHCO3 çözeltisi ile de yıkama yapılmalı ve gecikmeden bir doktora gidilmelidir.

Laboratuarda çalışırken sizin bilmediğiniz bir sebeple vücudunuzun herhangi bir yerinde aniden bir yanma hissederseniz, ilk önlem olarak bunun dikkatsiz birinin sebep olduğu asit sıçramasından olabileceğini düşünerek hemen bu bölge bol su ile yıkanmalıdır.

Asitlerin yere veya çalışılan alanlara dökülmesi durumunda, bu bölgenin üzerine odun talaşı veya kum dökülerek dökülen asit emdirilip temizlendikten sonra bu bölgeye biraz ticari sodyum karbonat serpilip bol su ile yıkanır.

Vücudun herhangi bir bölgesinin bazlarla yanması durumunda da yapılacak işlem benzer şekilde o bölgenin bol su ile yıkanması ve ardından da % 1’lik borik asit (H3BO3) veya asetik asit (CH3COOH) çözeltisi sürülmelidir.

1.4.4. Zehirli Gazlar

Kimyasal maddelerin birçoğu sağlık için tehlikeli olup kısa ve uzun vadede kalıcı kötü sonuçlar verebilecek durumlar olabilir. Bu gibi durumlar sadece sizin değil sizden sonraki nesillerin hayatını da etkileyebilir. Bu sebeple, laboratuarda kimyasal maddeler ile çalışırken çok dikkat edilmeli, mümkün olduğu kadar kimyasal maddelerin buharları teneffüs edilmemeli, çabuk buharlaşan maddeler ile çalışırken çeker ocaklar kullanılmalıdır.

6 Laboratuar esnasında normalin dışında bir koku hissedildiğinde laboratuarın kapı ve pencereleri açılmak suretiyle havalandırılması sağlanmalı, laboratuarda görevli öğretim elemanlarına durum bildirilmelidir.

1.5. Laboratuar Malzemeleri

Laboratuarda deneyler yapılırken çok değişik laboratuar malzemeleri kullanılır. İlk defa kimya laboratuarına giren kişi bu malzemelere yabancı olabilir, fakat sizler kimyager adayı veya bilimi esas alan mühendis adayı olarak bu malzemeleri tanımak ve kullanmak zorundasınız. Bu bölümde, laboratuarda yaygın kullanılan malzemeler tanıtılıp kısa bilgiler verilecektir.

Laboratuar malzemelerinin çoğunluğu camdan yapılmış olup bunlardan bir kısmı içinde kimyasal madde ve çözelti saklamak için kullanılırken, bir kısmı ise ölçü kabı ve deney malzemesi olarak kullanılmaktadır. Cam ölçü kapları genelde sıvıların hacimlerinin ölçülmesinde kullanılırlar. Bunlar;

Huniler

İki farklı fazın birbirinden ayrılması için kullanılan malzemeler olup, sadece camdan değil aynı zamanda plastik veya metalden yapılmış olanları da vardır. Normal süzme işleminde, akış borusu kesik cam veya plastikten yapılmış huniler kullanılır. Bunlar katı bir maddeyi bir sıvıdan süzgeç kağıdı yardımıyla ayırmada kullanılırlar.

Vakumda yapılan süzme işleminde Nuçe hunisi kullanılır. Porselenden yapılmış olup tabanı deliklidir ve süzgeç kağıdı ile beraber kullanılırlar.

Cam süzgeçli huniler ise süzgeç kağıdı ile reaksiyon veren veya verebilecek çözeltilerin süzülmesinde kullanılırlar.

Ekstraksiyon işleminde iki sıvı fazın birbirinden ayrılmasında ayırma hunisi, bir sıvının reaksiyon kabına kontrollü bir şekilde ilave edilmesi işlemlerinde ise damlatma hunisi kullanılmaktadır.

Huni Ayırma Hunisi Damlatma hunisi

7 Mezürler

Belirli hacimde sıvı veya çözelti alınmasında kullanılmakta olup hacimleri 5 ile 1000 ml arasında değişmektedir.

Kalibrasyonu mükemmel olanlar hariç hassas ölçümler için kullanılması hatalı işleme neden olmaktadır.

Balonlar

Laboratuarlarda en fazla kullanılan cam malzemelerden olup çok değişik amaçlar için kullanılmaktadır. Bunlar; ısıtma, soğutma, damıtma, distilasyon, reaksiyon kabı, maddeleri muhafaza etme gibi amaçlar için kullanırlar. Çok değişik ebatları olduğu gibi, kullanılacak amaca göre iki, üç, dört, beş boyunluları da vardır.

Balon Jojeler

Belirli derişim ve hacimde çözelti hazırlamada kullanılmaktadır. Üzerinde belirtilen sıcaklıkta hacimleri sabit olup hacimleri 1-2000 ml arasında değişmektedir.

Büretler

Kantitatif (miktar ve derişim) analizde bir reaksiyonun dönüm noktasını belirlemek için kullanılan ölçülü ve kalibrasyonu yapılmış malzemelerdir. Değişik hacim ve şekilde olabilmektedir.

8 Erlen

Titrasyon, buharlaştırma, süzme gibi değişik amaçlar için kullanılmakta ve hacimleri 10-2000 ml arasında değişmektedir.

Soğutucular

Buhar fazındaki maddeleri yoğunlaştırmak için kullanılan cam malzeme olup, değişik ebat ve tipte olabilmektedir.

Genellikle iç içe geçmiş iki cam borudan meydana gelir.

Bu borulardan bir tanesinden (dış bölge) soğutma suyu geçerken, diğer boruda (iç bölge) ise maddenin yoğunlaşması gerçekleşmektedir. Soğutuculara su bağlantısı yapılırken soğuk su girişi soğutucunun alt ucundaki kısma, su çıkış borusu da üstteki kısma bağlanır.

Beherler

Çöktürme, buharlaştırma, süzme gibi işlerde kullanılan, hacimleri 50 ile 2000 ml arasında değişen, ısıya dayanıklı cam malzemelerdir.

Deney Tüpleri

Yaklaşık 1 cm çapında ve 10 cm boyunda, kalitatif analizde içinde kimyasal reaksiyonların oluşturulduğu ve gözlendiği cam malzemelerdir. Reaksiyon sonucu bir çökmenin olduğu durumlarda çökeleği çözeltiden ayırmak için tabanı sivri santrifüj tüpleri kullanılır.

Kaynatma işlemi gerektiren durumlarda, taşma ve sıçramayı önlemek için çapları 2-2.5 cm, boyları 10-15 cm olan daha geniş tüpler kullanılır.

9 Pipetler

Bunlar mezürlere göre daha küçük hacim kapasiteli ve mezürlerde olduğu gibi belirli hacimde sıvı aktarılmasında kullanılan malzemelerdir. Camdan yapılmış olanlarının yanında plastikten yapılmış otomatik pipetlerde mevcuttur ve farklı hacim kapasiteli olabilirler. Pipetlere madde alınması genelde, ağızla hava emmek suretiyle yapılır. Fakat zehirli ve aşındırıcı özelliği olan kuvvetli asitler gibi maddeler alınırken puar yardımıyla yapılır. Kimyasal maddelerin hemen hepsi sağlık açısından zararlı olduğu düşünüldüğünde, mümkün olduğu kadar pipete madde alınması için puar kullanılmalıdır.

Desikatörler

Sabit tartıma getirilecek maddelerin nem almadan soğutulması ve kuru maddelerin nem çekmeden saklanması için kullanılan camdan yapılmış laboratuar malzemeleridir.

İki kısımdan meydana gelirler ve alt kısmına nem çekici bir kimyasal madde ve üst kısmına ise nem çekmemesi veya nemden korunması istenen madde konulur.

Desikatörlerin kapakları özel olup, açılırken veya kapatılırken kapak yavaşça yana doğru kaydırılarak yapılır. Kapağın kolay kaydırılabilmesi ve hava sızıntısını önlenmesi için kapağa ince tabaka halinde vazelin sürülmelidir.

10 Cam Bagetler

Çözeltileri karıştırma ve süzme işlemlerinde sıvı kaydırma gibi çok amaçlı kullanılan camdan yapılmış 15-20 cm boyunda olan malzemelerdir.

Saat camı

Dairesel olarak kesilmiş, ince çukur, ısıya dayanıklı camlardır. Buharlaştırma ve kristalleştirme işleminde çözeltiyi toz ve uçucu maddelerden korumak, katı maddeleri tartımını almak, aktarmak için kullanılırlar.

Havanlar

Katı maddeleri ezip inceltmede kullanılan genelde porselenden yapılmış malzemelerdir.

Kapsüller

İçinde buharlaştırma, ekzotermik reaksiyonların yapıldığı, cam malzeme kullanımı sakıncalı işlemlerde kullanılan ısıya dayanıklı porselenden yapılmış laboratuar malzemeleridir.

Krozeler

İçerisinde maddelerin yakıldığı, yüksek sıcaklıkta sabit tartıma getirildiği, eritiş yapılan yüksek sıcaklığa dayanıklı, genellikle sırlı porselen kaplardır.

Genellikle küçük hacimlidirler. 1200˚C sıcaklığa kadar kullanılabilirler. Demir, nikel, alüminyum, platin gibi farklı metal veya alaşımdan yapılmış olanları da vardır.

11 Kroze Maşası

Yüksek sıcaklıktaki krozeleri fırına koymak, çıkarmak ve teraziye götürmek için kullanılan metalden yapılmış, makas şeklinde orta kısmı geniş metal malzemelerdir.

Spatüller

Katı kimyasal maddelerin kaplarından başka bir kaba alınması veya tartım esnasında kullanılan değişik şekillerde olabilen paslanmaz çelik, porselen, cam gibi maddelerden yapılmış malzemelerdir.

Pensler

Elle tutulamayacak kadar küçük ve elle tutulmaması gereken maddeleri tutmak ve taşımak için kullanılırlar.

Damlalıklar

Kullanılacağı amaca göre değişik şekillerde olabilen, genelde bir saf madde veya çözeltiyi başka bir kaba damla damla kontrollü bir şekilde ilave etmek için kullanılan, camdan veya plastikten yapılmış laboratuar malzemelerindendir.

Pisetler

Genelde polietilenden yapılmış, hacimleri 250-500 ml arasında olabilen, içerisine genellikle saf su veya diğer sıvılarında konulduğu, yıkama işlemi için sık kullanılan malzemelerdir. Gövde kısmının elle sıkılması ile içindeki suyu dışarı fışkırtmak suretiyle kullanılır. Az miktarda saf su sarfiyatı ile cam kapları durulamada kullanılırlar.

12 BÖLÜM 2

LABORATUVAR KAZALARI 2.1. Genel Kurallar

Büyük kazalarda derhal doktora başvurulur. Ancak doktor müdahalesi gerçekleşene kadar geçecek süre çok önemlidir. Nefesin normal olup olmadığı saptanır, gerekirse suni solunum yaptırılır. Vücuttaki kaza yeri gözden geçirilir; buradaki elbise normal yoldan çıkarılmayıp yırtılarak dikkatlice alınır; mümkün olduğu kadar yaralı kısım, normal pozisyonda ve doktorun hemen müdahale yapabileceği şekilde bırakılır. Elbisenin sıkan kısımları gevşetilir. Eğer yatan yaralının yüzüne kan hücum etmiş ve yüzü kızarmışsa başın altına bir destek konarak baş biraz kaldırılır. Yüz sararmışsa, baş vücutla aynı seviyede tutulur. Yatan hastada kusma varsa baş bir tarafa çevrilerek ağzının boşalması sağlanır.

Ağızda takma diş, sakız veya herhangi bir yabancı madde varsa çıkarılır. Dilin içeri kaçması önlenir. Nefes borusuna kaçacağı için baygın yatan yaralıya ağızdan sıvı verilmez.

2.2. Fiziksel Şoklar

Kalbin, dolaşımın ve nefes almanın normal durumdan çıktığı yaralıda görülen bitkinlik durumudur. Her yaralanmadan sonra belirli ölçüde fiziksel şok görülür. Bazen yaranın kendisi ölüme neden olacak kadar büyük olmasa da, yaranın neden olduğu fiziksel şok yaralının ölümüne sebep olabilir. Kazadan hemen sonra yüz sararması, sabit ve boş bakışlar, eğer açıksa göz kapaklarının düşmesi, göz bebeklerinin büyümesi, kısmi veya tam baygınlık, soğuk terleme, titreme, düzgün olmayan nefes alma, bazen kusma şokun belirtileridir. Bu durumdaki yaralıya ilk yapılacak müdahale vücudunu sarıp ısıtmak, baygın değilse sıcak içecek vermektir. Yaralıyı yatırmak, çok seyreltik amonyak buharı koklatmak gerekir. Oksijen vermek şoktan kurtulmaya çok yardım eder. Nefes durmuşsa dil bir elin başparmağı ile dışarı çıkarılır, diğer elle burun delikleri kapatılarak ağızdan dakikada 12 defa nefes verilir.

2.3. Elektrik Şokları

Elektrik akımına kapılan kişi şok sonucu baygın olabilir, nefes almayabilir. Yapılacak ilk iş kişiyi elektrik akımından kurtarmaktır, burada saniyelerin önemi vardır. Mümkünse elektrik akımı kesilir, çıplak teller dışarıdaysa yalıtkan bir cisimle vurularak teller koparılır.

Kurtarıcı kendini elektrik akımına kaptırmayacak şekilde çabuk hareket ederek, çevredeki kuru tahta, mukavva veya kumaş üzerine basarak veya sağ el yalıtkan bir cisimle sarılıp sol el vücudun arkasına atılarak, sağ elle kazazede kişiye ani müdahalede bulunulur ve elektrik akımından kurtarılır. Kazazede nefes alamıyorsa yapay solunum uygulanır.

13 2.4. Yangınlar

Laboratuar kazaları, genellikle dikkatsiz ve kontrolsüz çalışma sonucu oluşur. Tehli- kelerden uzak kalmak için dikkatli ve düşünerek çalışmak gerekir. Eter, alkol, aseton, benzin, benzen, toluen gibi kolay buharlaşabilen uçucu organik maddelerin kullanıldığı laboratuarda en sık olan kaza yangındır. Bunun nedeni belirtilen bazı organik çözücülerin kolay alev alıcı olmalarıdır. Bu nedenle dietileter, aseton, benzen, etil alkol, kloroform, karbon sülfür gibi çözücüler hiçbir zaman bek alevinin yakınına açık olarak yaklaştırılmamalıdır. Bazılarının adları yazılı çözücülerin ve çözeltilerinin ısıtılmasında, önceden bekle ısıtılmış su banyosu veya elektrikli ısıtıcı kullanmalı veya ısıtma için üzerine geri soğutucu takılı bir balon kullanılmalıdır. Bu çözücülerin buharlaştırılması da açıkta değil, kapalı sistem çalışan damıtma ile yapılmalıdır. Belirtilen çözücü atıkları hiç bir zaman lavaboya dökülmemeli, laboratuarda bulunan artık şişelerine konulmalıdır. Yangın çıktığında yapılacak ilk iş paniğe kapılmadan havagazı veya LPG kaynağı musluk-vanasını kapatmak ve çevredeki bütün yanıcı maddeleri uzaklaştırmaktır. Yangının söndürülmesinde laboratuarda hazır bulundurulan yangın söndürme cihazları kullanılır. Ateşin üstünü nemli bir havlu ile örtmek de yararlıdır.

2.5. Patlamalar

Laboratuarda çeşitli patlamalar da kaza nedenidir. Yapılan reaksiyonun hızı fazla ise her an bir patlama olabilir, bu tür reaksiyonlarda çok dikkatli çalışılmalı ve koruma gözlüğü kullanılmalıdır. Metalik potasyum ve sodyumun suyla reaksiyonu çok ağır kazalara neden olabilir. Potasyum ve sodyum parçacıkları ve atıkları hiçbir zaman çöp kutularına ve lavaboya atılmamalı ve havada açık olarak bırakılmamalıdır. Potasyum ve sodyum atıkları, bir miktar alkolde çözülerek yok edilmelidir. Laboratuarda sık rastlanan diğer bir patlama da eter damıtması sırasında olmaktadır. Bunun nedeni oluşan peroksitlerdir. Bu nedenle eter sonuna kadar damıtılmamalı, bir miktarı damıtma balonunda bırakılmalıdır.

Etil bromür, kloroform, bromoform gibi alifatik halojenürler seyreltildikten sonra sodyum veya potasyum ile temas ettirilmelidir. Aksi halde çok kuvvetli patlamalar olabilir.

2.6. Yanıklar

Yanıklar önce alkolle yıkanmalı, sonra vazelin veya yanık merhemi sürülüp üstü açık bırakılmalıdır. Asitlerin el gibi çıplak vücuda dökülmesi veya yüze sıçraması durumunda bunların değdiği yer önce bol su ile sonra doymuş bikarbonat çözeltisi ile yıkanır. Alkali hidroksitlerin sıçradığı yer ise yine önce bol su, sonra %1’lik asetik asit ile yıkanır. Göze sıçraması durumunda göz kapağı açılarak bol su ile yıkanır, gerekirse borik asit ile banyo yapılır veya bir doktora başvurulur. Bromun sebep olduğu yanıklar önce petrol eteri ile yıkanır, gliserin ile iyice ovulur, sonra gliserin silinerek yanık merhemi sürülür. Fosforun deriye değen kısımları soğuk su ile yıkandıktan sonra %1’lik gümüş nitrat çözeltisi ile silinir.

Organik maddelerin sebep olduğu yanıklar önce alkol ile takiben sıcak su ile yıkanır.

14 2.7. Kesikler

Kesik küçük ise bir kaç dakika sıkılarak kanatılır ve kesik içinde cam kalmamasına dikkat edilir: Takiben hidrojen peroksitli su ile yıkanır ve kesik üzerine sülfopiridin tozu konarak sarılır. Derin kesiklerde doktora başvurulur. Derin kesiklerde kan kaybını önlemek için ilk yardım olarak kanayan yerin hemen üstü bir ip veya uzun kumaş parçası ile sıkılır.

Kay devrini önleyeceği için yaralı kısmın sürekli sıkılı kalması beş dakikayı geçmemelidir.

2.8. Zehirlenmeler

Hasta baygın değilse dört veya beş bardak sabunlu sıcak su veya tuzlu ılık su gibi kusturucular verilerek mide boşaltılır. Zehir biliniyorsa hemen antidotu verilir. Zehir bilinmiyorsa iki çay kaşığı aktif kömür, bir çay kaşığı magnezyum oksit, bir çay kaşığı tannik asit gibi madde bir bardak suda karıştırılıp içirilir. Mide temizlendikten sonra süt, çiğ yumurta veya Iapa verilir. Fosfor zehirlenmelerinde süt verilmez. Aşağıda gurup olarak adı verilen kimyasal madde zehirlenmelerinde açıklanan yöntemler acil müdahale için uygulanmalıdır.

Asitler: Kireç suyu, magnesya sütü veya karbonat bol suyla içirilir. Daha sonra süt veya lapa verilir. Kusturma yapılmaz.

Bazlar: Sirkeli su, %1’lik asetik asit, limon veya portakal suyu verilir. Bol su içirilerek bazın seyrelmesi sağlanır, sonra lapa veya süt verilir.

Tahriş Edici Zehirler: Antimuan, arsenik, bakır, kurşun, cıva, gümüş, çinko, diğer metal ve tuzları, iyot, fosfor ve bazı bileşikleri zehirlenmelerinde önce sabunlu su veya tuzlu su gibi bir kusturucu ile mide boşaltılır. Sonra süt veya lapa verilir. Bakır ve cıva zehirlen- melerinde suda veya sütte çırpılmış yumurta akı içirilir. Gümüş bileşikleri ile zehirlenmede bol miktarda tuzlu su içirilir. İyot zehirlenmesinde un veya nişastanın sudaki bulamacı verilir.

Fosfor zehirlenmesinden sonra katiyen yağlı bir yiyecek verilmez, magnezyum sülfat (Epsom tuzu) veya sodyum sülfat (Glauber tuzu) gibi bir müshil verilir.

Siyanürler: Hemen doktora başvurulur. Zehir ağızdan alınmışsa %1’lik sodyum tiyosülfat veya sodyum bikarbonatla bazikleştirilmiş %0,025’lik potasyum permanganat çözeltisi verilir. Solunum yoluyla alınmışsa fazla faydası olmasa da oksijen verilir.

Alkoller: Önce kusturucu, sonra her 15 dakikada bir kahve verilir. Solunum güçleşmişse yapay solunum yapılır veya oksijen verilir. Göz bebeklerinin büyüklüğü bir- birinden farklı ise zehirlenme beyinde tahribat yapmış demektir.

Anilin: Yutulmuşsa tuzlu su veya sabunlu su içirilerek kusma sağlanır, alkol verilmez. Solunum yolu ile alınmış ise açık havaya çıkartılır veya oksijen verilir ve mutlak dinlenme sağlanır. Deriden alınmışsa kirli yer sabunlu su ile hemen yıkanır.

Barbituratlar: Solunum sağlanır ve mide boşaltılır.

15 Benzen: Yutulmuşsa kurutucu verilir, sonra Epsom veya Glauber tuzu içirilir.

Solunumla alınmışsa açık havaya çıkartılır veya oksijen verilir ve mutlak dinlenme sağlanır.

Brom veya Klor: Solunumla çok az alınmışsa biraz kloroform koklatmak yeter, fazla miktarlar için oksijen verilir ve dinlenme sağlanır. Yutulmuşsa %3’Iük karbonat çözeltisi veya 10 g magnezyum oksidin 150 ml sudaki süspansiyonu veya süt içirilir.

Fluorürler ve insektisitler: Kireç suyu veya %2’lik kalsiyum klorür çözeltisi verilir ve sonra Epsom tuzu veya Glauber tuzu içirilir.

Formaldehit ve Formalin: Solunumla alınmışsa oksijen verilir ve dinlenme sağlanır.

Deriye değmişse sabunlu su ile yıkanır. Yutulmuşsa bir kaşık karbonatlı su ve hemen arkasından süt verilir.

Fenoller: Ağız alkolle çalkalanır ve biraz alkollü içki veya suda çırpılmış çiğ yumurta içirilir.

2.9. İlk Yardım Dolabı

İlk yardım kutusunda bulunması gerekli malzemeler ise, temiz sargı bezleri, steril gazlı bezler, yapıştırıcı plasterler, kan durdurma lastikleri, maşa, cımbız, iğne, makas, iplik, cam damlalık, göz yıkama fincanı, şırınga, kaşık, bardak, vazelin, zeytin yağı, toz borik asit, magnezyum oksit, sodyum klorür (tuz), sodyum bikarbonat (karbonat), sülfapiridin tozu, tannik asit, aktif kömür, çeşitli merhem ve dezenfekte edici kremler.

Şişelerde ise, %1’lik asetik asit, %1’lik sodyum tiyosülfat, %1’lik borik asit, doymuş sodyum bikarbonat çözeltisi, magnezya sütü çözeltisi, magnezyum sülfat (Epsom tuzu) çözeltisi, damıtılmış etil alkol, çok seyreltik amonyak, gliserin.

16 BÖLÜM 3

LABORATUVARDA YAPILAN TEMEL İŞLEMLER 3.1. Ölçme ve Tartım İşlemleri

3.1.1. Kütle ölçümü

Bir maddenin kütlesi, o maddenin standart bir kütle ile karşılaştırılması ile ölçülür ve bu işleme tartma işlemi denir. Kütle ve ağırlık terimleri fiziki anlamda birbirlerinden farklı da olsa biz laboratuarda bu terimleri kullanırken aynı anlamda kullanacağız. Yani; kütlesi 1 gram madde demekle, 1 gram ağırlığındaki madde demek aynı anlama gelmektedir. Buna rağmen herhangi bir karışıklığa sebebiyet vermemek için burada kütle ve ağırlığı kısaca açıklamada fayda vardır.

Ağırlık: bir maddenin kütlesine etki eden yerçekimi kuvveti büyüklüğüdür. Bir maddenin kütlesi evrenin her yerinde aynıdır fakat ağırlığı farklıdır. Ağırlık(kuvvet) ve kütle arasında A = m x g [F = m x a ] bağıntısı vardır. Burada; A ağırlık(F kuvvet), m kütle ve g yerçekimi ivmesini ifade etmektedir. CGS birim sisteminde ağırlık(kuvvet) birimi Dyn, kütle birimi gram, yer çekim ivmesi (deniz seviyesinde 981) cm/s² dir. IUPAC birim sisteminde ise ağırlık(kuvvet) Newton, kütle kg, yer çekim ivmesi (deniz seviyesinde 9,81) m/s² dir.

Tartım yapmak için eskiden iki kefeli veya tek kefeli elektrikli teraziler kullanılmaktaydı. İki kefeli terazileri bakkallar bile çoktan rafa kaldırdılar. Günümüzde bunların yerini elektronik, dijital göstergeli teraziler kullanılmaktadır. Laboratuarlarda kullanılan terazilerin duyarlıkları genellikle 0.01gram ile 0.00001 gram arasında değişmektedir. Kullanılacak terazinin duyarlılığı, yapılacak tartıma göre değişmektedir.

Genelde 0.01 gram hassasiyetindeki bir terazi genel kimya laboratuarı deneyleri için yeterli olurken, analitik amaçlı tartımlar için 0.0001 gram hassasiyetindeki teraziler kullanılmalıdır.

3.1.2. Tartım kuralları

1. Teraziler; nemsiz, hava akımının ve büyük sıcaklık farkının olmadığı veya en az olduğu bir yerde, düz ve sallanmayan sağlam bir zemin üzerinde bulunmalıdır. Doğru bir tartım için bu şartların yerine getirilmesi şarttır.

2. Teraziler kesinlikle yerlerinden oynatılmamalıdır. Teraziler herhangi bir nedenden dolayı yerinden oynamış ise terazi üzerinde bulunan su terazisi vidalı ayakları yardımıyla düzeltilmelidir. Su terazisi doğru olmayan bir terazi ile doğru bir tartım yapılamaz.

3. Islak, yağlı ve sıcak maddeler doğrudan terazi üzerine konulmamalı, tartılacak madde terazinin kefesinden taşmayacak şekilde kesilmiş temiz bir kağıt üzerinde veya tartım kabında tartılmalıdır. Terazi kullanıldıktan sonra temiz ve düzgün bir şekilde bırakılmalıdır.

Tartım esnasında terazi üzerine herhangi bir madde dökülecek olursa hemen terazi kapatılıp temizlenmeli ve tartım işlemine bundan sonra devam edilmelidir. Tartım işleminden sonra terazinin kapağı da kapatılmalıdır.

4. Terazide herhangi bir bozukluk olduğu fark edildiğinde, laboratuarda görevli öğretim elemanına haber verilmelidir. Kendiniz tamir etmeye kalkışmamalısınız.

17 3.2. Hacim ölçüleri

Sıvı ve gazların miktarları, hacimlerini ölçmek ve hesaplama yapmak suretiyle belirlenir. Bu amaçla çeşitli şekillerde ve farklı amaçlar için kullanılan mezür, büret, balon joje ve pipet gibi cam malzemeler kullanılır. Bunlarda hata payı ölçülen hacme bağlı olarak değişir ve büyük kapasiteli ölçüm kaplarında hatalar daha fazladır. Büret ve pipetlerin duyarlılığı mezüre göre daha fazladır yani hata oranı çok daha azdır. Ayrıca ölçüm yapılan malzemelerin temizliği de yapılan ölçümlerin duyarlılığını büyük ölçüde etkiler. Ellerimizden veya başka nedenle cam malzeme üzerinde oluşan yağ kirliliği malzemenin duyarlılığını azaltır. Bu nedenle ölçüm yapılan kaplar çok temiz olmalıdır. Bunların temizliği, yıkandıkları zaman üzerlerinde sıvı damlacıkları bırakıp bırakmadıklarına bakılarak anlaşılabilir. Eğer sıvı damlacıkları görünüyorsa temiz olmadığına işarettir. Temiz bir cam malzeme üzerinde sıvı damlacıkları oluşturmaz ve sıvı cam üzerinde gözle görülemeyecek ince bir film tabakası oluşturur. Cam malzemelerin temiz olmadığı durumlarda önce kromik asit çözeltisi, takiben su ve saf su ile yıkanmalı, etüvde kurutulmalıdır.

Pipet, büret, mezür gibi cam malzemelerde ölçüm yapılırken, sıvının cam iç çeperini ıslatması nedeniyle eğri bir görünüm oluşturur, buna menüsküs adı verilir. Okuma yapılırken menüsküs ile göz aynı hizada olmalı ve saydam sıvılarda menüsküsün alt kısmına karşı gelen ölçek çizgisi, çok koyu renkli çözeltilerde menüsküsün alt çizgisinin görülmediği durumlarda ise menüsküsün üst çizgisi ölçek çizgisi olarak alınır.

Büret; bir ucunda musluk bulunan ölçüm kapları olup, genellikle titrasyon işleminde kullanılır. İşlem sonunda harcanan çözelti hacmini ölçmeye yarar. Büretlerin muslukları teflon veya camdan yapılmış olabilir. Büret eğer musluk kısmından akıtıyorsa, bunun giderilmesi için teflon musluklarda musluğun ucundaki vida hafifçe sıkılır. Cam musluklarda ise musluk büret gövdesinden çıkarılır, temizlenir, musluğun deliğini kapatmayacak şekilde ince bir film şeklinde vazelin sürülür ve tekrar yerine takılır.

Büret çözelti ile doldurulmadan önce kuru ve temiz olmalıdır. Şayet büret ıslak ise doldurulacak çözeltinin az miktarı kullanılarak iki üç defa çalkalanmalıdır. Büret doldurulduktan sonra musluk ile büretin alt ucu arasında hava boşluğunun kalmamasına da dikkat edilmelidir. Titrasyon işlemi sırasında yapılacak okumalar yukarda açıklandığı gibi yapılmalıdır.

18 3.3. Ölçme ve Anlamlı Sayılar

Laboratuar derslerinde çok sayıda ölçme ve tartma işlemi yapacaksınız. Ölçme ve tartma işlemleri sonucu bazı sayılar ve bunları tanımlayan birimler kullanacaksınız. Yapılacak ölçüm; bir maddenin eni, boyu, yüksekliği gibi boyutlarını, hacmini, ağırlığını belirlemek şeklinde olabilir. Yapmış olduğunuz ölçüm sonuçlarını yazarken, ölçülen büyüklüğün birimi mutlaka yazılmalıdır. Mesela; yapmış olduğunuz bir ölçüm sonucunu 10 şeklinde yazmak hiç bir şey ifade etmemektedir. Yazdığınız değer 10 kg, 10 g veya 10 tane mi belli olmadığı için bu anlamsız bir sayıdır.

Laboratuarda çalışılırken unutulmaması gereken diğer bir diğer konu da, ölçülen büyüklüğün sahip olduğu belirsizliktir. Belirsizliğin kaynağı; ölçüm yapılan aletin ve ölçüm yapan kişinin mükemmel olmamasından ileri gelmektedir. Bilimsel çalışmalarda; yapılan ölçümün hangi derecede güvenilir olduğu, ölçümü kaydederken sayısal değerin virgülden sonraki ondalık basamak sayısından anlaşılır.

Laboratuar dersinde veya meslek hayatınızda ölçüm değerini yazarken, ölçümde kullandığınız aracın türü ve bu aracın en küçük ölçüm aralığını kullanmanız gerektiğini dikkat ediniz. Ölçüm sırasında cihazı doğru kullanınız ve ölçüm sonucunu olabildiğince en doğru ondalıklı basamakta not ediniz.

19

DENEYSEL BÖLÜM

20 BÖLÜM 4

DENEY NO 1-2

SAF MADDELERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ DENEYİN AMACI

Maddelerde meydana gelen fiziksel ve kimyasal değişimleri gözlemlemek GENEL BİLGİLER

Madde: kütlesi, hacmi ve eylemsizliği olan her şeye madde denir. Maddeler katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç değişik halde bulunur. Örneğin; su (H2O); katı hali buz, su sıvı, su buharı olarak adlandırılır. Bütün maddelerin eylemsizlik özelliği vardır. Bütün maddelerin hacmi ve kütlesi vardır. Maddeler genellikle tanecikli bir yapıya sahiptir.

Maddelerin Sınıflandırılması

Kendine özgü fiziksel ve kimyasal özellikleri olan, ayırt edici özellikleri bulunan ve bu ayırt edici özellikleri sabit olan, tek cins atom veya molekülden oluşan maddelere saf madde denir.

Elementler ve bileşikler saf maddelerdir. Farklı cins element atomlarından (alaşım) veya farklı cins moleküllerin bir arada olduğu maddeler karışım olarak adlandırılır

Saf maddelerin özellikleri

 Saftırlar

 Aynı tür taneciklerden oluşurlar.

21

 Belli erime ve kaynama noktaları vardır.

 Homojendirler

 Fiziksel yöntemlerle daha basit maddelere ayrıştırılamazlar.

 Belli koşullarda belli öz kütleye sahiptirler.

Maddenin Ayırt Edici Özellikleri

Özkütle(yoğunluk): maddenin kütlesi ve hacmine bağlıdır, birim hacmin kütlesi olarak tanımlanır.

Erime Noktası: Maddenin katı halden sıvı hale geçmesine erime denir. Seçilen sabit bir basınçta maddenin katı hali ile sıvı halinin bir arada dengede olduğu sıcaklıktır. 1 atm basınçta suyun erime noktası 0^oC dır.

Donma Noktası: Maddenin sıvı halden katı hale geçmesine donma denir.

Erime↔Donma tersinir olup saf maddenin erime ve donma noktası aynı sıcaklıktır.

Kaynama Noktası: Maddenin sıvı halden buhar-gaz (buhar ve gaz maddenin aynı hali değildir, farkı uygulamada açıklanacaktır.) haline geçmesine buharlaşma, sıvısı ile dengede olan buhar basıncının seçilen dış basınca eşit olduğu andaki buharlaşma olayına kaynama denir. Sıvının denge buhar basıncını seçilen dış basınca eşit kılan sıcaklığa maddenin kaynama noktası denir. 1 atm sabit basınç altında suyun kaynama noktası 100^oC dır.

Yoğunlaşma Noktası: Bir maddenin buhar halinden sıvı hale geçmesi olayına yoğunlaşma denir. Buharlaşma↔yoğunlaşma tersinir olup aynı basınç altında saf maddenin kaynama noktası ve yoğunlaşma noktası aynı sayısal sıcaklık değerindedir.

Süblimleşme: Maddenin seçilen bir basıçta katı halden buhar-gaz haline geçmesi olayıdır. Naftalin, karbondioksit, kükürt, iyot, su gibi moleküllerden oluşan katılarda ayırt edici bir özelliktir.

Kırağılaşma: Maddenin seçilen bir basıçta buhar-gaz halinden katı hale geçmesi olayıdır. Süblimleşme↔kırağılaşma tersinirdir. Su 4,58 mm Hg basınçtan daha düşük basınçlarda 0^oC sıcaklıktan daha düşük sıcaklıklarda süblimleşir.

Etrafımızda çok değişik maddeler vardır. Bu maddelerin aynı yada farklı olduklarını nasıl ayırt edebiliriz? Maddelerin sadece hacim ve kütlesini ölçerek tamamen farklı olduğunu söyleyemeyiz. Bunun yanında karşılaştırılan maddelerin erime noktası, kaynama noktası gibi özelliklerini de belirlememiz gerekmektedir. Bir maddenin kütle ve hacimini ölçerek ve ρ = m / v bağıntısından hesaplanan özkütle-yoğunluk değerini diğer maddeninki ile karşılaştırarak aynı ya da farklı olduğunu söylemek mümkündür.

Buharlaşma ve kaynama farklı olaylardır. Maddenin sıvı hali, donma ve kaynama sıcaklığı arasındaki tüm sıcaklıklarda buharlaşır. Seçilen bir sıcaklıkta sıvısı ile dengede olan buharın yaptığı basınca maddenin denge buhar basıncı denir. Sayısal değeri madde cinsine ve sıcaklığa bağlıdır. Kaynama buharlaşmanın özel durumudur. Sıvının denge buhar basıncı seçilen dış basınca eşit olunca kaynama başlar. Kaynama noktası belirtilirken mutlaka dış basınç değeri belirtilmeli veya algılanmalıdır. Suyun deniz kenarında yani 1 atm = 760 mm Hg(Torr) = 101325 Pa(N/m²) basınç altında kaynama noktası 100^oC dır. Deniz seviyesinden yüksek yerlerde, düdüklü tencerede, buhar kazanlarında suyun kaynama noktası 100^oC dan farklıdır.

22 Kışın etkin olduğu bölgelerde akarsu, gölcük ve göl donması ile karşılaşmışsınızdır.

Yüzeydeki katı su parçalandığında alt kısımlarda sıvı suyun ve sıvı su içinde balık gibi bazı canlıların var olduğu görülür ve avlanılmaktadır. Katı su olan buzun yoğunluğu sıvı suyun yoğunluğundan daha küçüktür. Bu nedenle oluşan katı su yüzeyde toplanır, donma devam ettikçe buz kalınlığı artar fakat genellikle göl tamamen katılaşmaz. Buzun altındaki sıvı suyu 4^oC tan daha yüksek sıcaklıkta olduğu için göl iç kısımlarında canlı hayatını sürdürmeye devam eder.

Element: Aynı cins atomlardan oluşan saf maddelere element denir. Elementler tabiatta atomik ya da moleküler halde bulunurlar. Fe, Cu, Na, I2, Hg, Br2, H2, He, O2, ve N2

element örnekleridir.

Elementlerin Özellikleri

 Saf maddelerdir.

 Yoğunlukları sabittir.

 Elementler semboller ile gösterilir.

 Sabit erime ve kaynama noktaları vardır.

 Kimyasal yollar ile daha basit maddelere dönüştürülemezler.

 Homojendirler.

Metaller ve Genel Özellikleri

1. Isı ve elektriği iyi iletirler.

2. Hg hariç hepsi oda sıcaklığında katıdır.

3. Asit çözeltileriyle çoğu H2 gazı açığa çıkarır.

4. Kendi aralarında bileşik yapamazlar, fiziksel bir karışım olan alaşımları

oluştururlar. Örneğin prinç (Cu-Zn), tunç (Cu-Sn), çelik (Fe-C-Cr...), 18 ayar Altın (%75 altın-%25 Cu)

5. Elektron almazlar.

6. Yüzeyleri parlaktır.

7. Dövülebilir, tel ve levha haline getirilebilirler.

Ametaller ve Genel Özellikleri

1. Isı ve elektriği iletmezler.

2. Oda sıcaklığında çoğu gaz halindedir.

3. Kendi aralarında ve metallerle bileşik yapabilirler.

4. Elektron alış-verişi yapabilirler.

5. Sulu asitlere çoğu etki etmez.

6. Yüzeyleri mattır.

7. Kırılgandırlar.

23 Elementleri metaleller, ametaller ve soygazlar olarak gruplayabiliriz.

Özellikler/elementler Metaller Ametaller Soygazlar

Elektrik ve ısıyı İletir İletmez İletmez

Yüzeyleri Parlaktır Mattır -

Tel ve levha haline Getirilebilir Getirilemez Getirilemez

Örnek Demir,

Altın

Karbon, Kükürt, Klor

Helyum, Argon Bileşikteki değerlik Pozitif Pozitif ve

negatif Yok

Bileşik: İki ya da daha fazla elementin kimyasal özelliklerini kaybederek sabit kütle oranlarında bir araya gelmesiyle oluşturulan yeni saf maddeye denir. Bileşiğin en küçük birimi farklı atomlardan oluşan moleküller veya iyonlardır. CO2, NH3, H2O molekül yapılı bileşiklere, NaCl, Al2(SO4)3 ise iyonik bağlı bileşiklere örnektir.

Bileşiklerin Özellikleri

 Saf maddelerdir.

 Homojendirler.

 Yoğunlukları sabittir.

 Erime ve kaynama noktaları sabittir.

 Formüller ile gösterilirler.

 Bileşenleri arasında sabit kütle oranı vardır.

 Bileşenlerinin kimyasal özelliğini göstermezler.

 Kimyasal yollar ile ayrışırlar.

Karışım: Birden fazla maddenin kimyasal özelliklerini kaybetmeden rastgele kütle oranlarında bir araya gelmesiyle oluşan maddelerdir. Karışımlar homojen ve heterojen olarak ikiye ayrılır.

Homojen Karışım: Özellikleri her yerinde aynı olan karışımlardır. Etil alkol - su, alaşımlar, gaz karışımları gibi. Tüm saf maddeler homojendir. Ancak tüm homojen maddeler saf madde değildir. Homojen bir madde, saf madde (element ya da bileşik) olabildiği gibi karışım da olabilir.

Heterojen Karışım: Özellikleri her yerinde aynı olmayan karışımlardır. Zeytinyağı-su, süt, ayran, kek, su-kum, toprak gibi. Bazı heterojen karışımların özel isimleri vardır.

Emülsiyon: Biri diğerinde çözünmeyen ancak mekanik karıştırma ile bir sıvının diğer bir sıvıda küçük damlacıklar halinde dağıtılması ile oluşturulan heterojen karışımıdır. Örneğin zeytinyağı - su karşımı.

Süspansiyon: Biri diğerinde çözünmeyen ancak mekanik karıştırma ile katı maddenin bir sıvıda küçük parçacıklar halinde dağıtılması ile oluşturulan heterojen karışımdır. Bu karışımlara kolloidal karışım da denir. Örneğin bulanık su, tebeşir tozu - su karışımı.

24 Aerosol: Bir gaz içerisinde sıvının küçük damlacıklar veya katının küçük parçacıklar halinde dağıldığı heterojen karışımlardır. Örneğin sis, duman.

Karışımın Genel Özellikleri

 Saf değildirler.

 Fiziksel yollar ile bileşenlerine ayrışır.

 Yoğunlukları sabit değildir.

 Erime noktası sabit değildir.

 Karışımda farklı cins atom veya moleküller bulunur.

 Bileşenleri kimyasal özelliklerini kaybetmezler.

 Homojen veya heterojen olabilir.

Karışımlarla Bileşikler Arasındaki Farklar ve Ortak Yanları

1. Karışımı oluşturan maddeler karışım içerisinde kendi özelliğini koruduğu halde bileşiği oluşturan elementler fiziksel ve kimyasal tüm özelliklerini kaybederler.

2. Karışımı oluşturan madde miktarları arasında kısıtlama bulunmaz, bileşiği oluşturan elementlerin kütleleri arasında her zaman sabit bir oran vardır.

3. Karışımlar fiziksel oluşur ve fiziksel yöntem ile bileşenlerine ayrılır. Bileşikler ise kimyasal yolla oluşur ve kimyasal yöntemlerle ayrışırılar.

4. Karışımların formülü olmadığı halde, her bileşiğin mutlaka bir kimyasal formülü vardır.

5. Karışımların belirli fiziksel özelliği (öz kütle, kaynama noktası, erime noktası...) olmadığı halde bileşikler bu özelliklere sahip saf maddelerdir.

6. Karışımlar ve bileşikler oluşurken toplam kütle korunur. Bu durum her ikisi içinde ortaktır.

7. Karışımlar ve bileşikler en az iki cins atom ihtiva ederler.

Katı çözelti: Sıvı çözeltide olduğu gibi, katı durumda da bir elementin atomları diğer bir elementin kafes yapısı içerisinde uygun bir yer bulup yerleşmesi ile katı çözelti meydana gelir.

Sıvı Çözelti: İki farklı atomun veya molekülün atomsal veya moleküler düzeyde karışımına ÇÖZELTİ adı verilir. Çözeltiler homojen karışımlardır. Bu karışım sıvı haldeyse sıvı çözelti, katı haldeyse katı çözelti adını alır.

25 (a) Suyun 3 hali; gaz, sıvı ve katı. Her biri bir fazdır.

(b) Su ve alkol; tam çözünme.

(c) Tuz ve su; sınırlı çözünme.

(d) Su ve yağ; çözünmeme.

(a) Sıvı Cu ve Ni, tam çözünme.

(b) Katı Cu ve Ni kristal yapıda rastgele yerlere yerleşmek suretiyle oluşan katı çözelti

26 Elemetler, Bileşikler ve Karışımlar Arasındaki Farklar

Özellikler/maddeler Bileşik Karışım Element Bileşenleri arasındaki oran Sabittir Değişkendir Yoktur Bileşenleri, kendi özelliklerini Kaybeder Korur Yoktur Bileşenlerine ayrılma yöntemi Kimyasal Fiziksel Yoktur Erime ve kaynama noktaları Sabittir Değişkendir Sabittir Yoğunlukları Sabittir Değişkendir Sabittir Gösterilme durumu Formüllerle Yoktur Sembollerle

Maddenin Fiziksel Özellikler

Maddenin ölçülebilen, gözlenebilen, dış görünüşü ile ilgili olan özelliklere fiziksel özellik denir. Renk, koku, tat, sertlik, yoğunluk, ısı iletkenliği, elektrik iletkenliği, erime noktası, kaynama noktası, çözünürlük gibi özellikler fiziksel özelliklerdir. Maddenin kimyasal yapısının bozulmadığı değişimlerde fiziksel değişim denir. Bazı örnekler aşağıda verilmiştir.

 NaCl tuzunun suda çözünmesi NaCl(k) → Na⁺(aq) + Cl^-(aq)

 Naftalinin süblimleşmesi

 Suyun donması

 Kağıdın yırtılması

 Mumun ısıtılarak eritilmesi

 Bakır telin elektriği iletmesi

Maddenin Kimyasal Özellikleri ve Kimyasal Olay

Maddenin tanecikleri (atom ve molekülleri) ile ilgili olan özelliklere kimyasal özellik denir. Örneğin bir maddenin asit veya bazla reaksiyon verip vermemesi, bir diğer madde ile tepkime vermesi, yanıcı olup olmaması gibi özellikleri o maddenin kimyasal özellikleridir. Kimyasal olay ise; bazı bağların kopması, bazı yeni bağların oluşumu nedeni ile maddenin atom veya moleküllerinde meydana gelen değişimlerdir. Bazı örnekler aşağıda verilmiştir.

 Suyun elektrolizi (H2O → H2 + 1/2O2)

 Yumurtanın pişmesi

 Zn’nin HCl’de çözünmesi

 Kömürün yanması

27 Maddenin Ortak Özellikleri

Kütle: Kütle bir cisimdeki madde miktarıdır. Bir cisme etkiyen yer çekimi kuvveti onun ağırlığıdır. Dünya'da ve Ay'da yer çekimi farklı olduğundan burada ölçülen ağırlıklarda farklıdır. Ama madde miktarı (kütlesi) her yerde aynı olduğundan değişmez.

Hacim: Maddenin boşlukta kapladığı yerdir. Her maddenin bir hacmi vardır

Eylemsizlik: Cisimlerin hareket durumlarını koruma eğilimleri olarak tanımlanır.

Burada "hareket durumu" ile anlatılmak istenen, cismin diğer bir cisme göre sabit hızla hareket etmesi veya durağan halde bulunmasıdır. Maddeler için ortak özelliktir. Newton tarafından 1. hareket yasası olarak ifade edilmiştir. Bu yasa, bir cisim üzerine etkiyen dış kuvvetlerin bileşkesi (net kuvvet) sıfır olduğu zaman cismin hareket durumunun değişmeyeceğini söyler.

Doğrusal harekette cismin eylemsizliği kütlesiyle doğru orantılıdır. Newton'un ikinci hareket kanunu = . bunu göstermektedir. Kütleleri farklı olan iki cisme aynı kuvveti uyguladığımızda, kütlesi büyük olan cisim daha yavaş hızlanır.

Maddenin Ayırt Edici Özellikleri

Bir maddenin diğer maddelerden farklılık gösteren özellikleri, onun ayırt edici özelliğidir. Maddenin şekline, miktarına, tadına, kokusuna vb. bağlı olmayan, madde üzerinde doğrudan doğruya görünmeyen farkları ortaya koyan özelliklere ayırt edici özellikleri diyoruz Öz kütle, esneklik, erime ve kaynama noktası, öz ısı, genleşme ve çözünürlük sıkça karşılaştığımız belli başlı ayırt edici özelliklerdir.

 Özkütle (yoğunluk)

 Erime ve kaynama noktası

 Çözünürlük

 Esneklik

 Isı ile genleşme

 Öz ısı

 Elektirik iletkenliği

Özkütle-Yoğunluk: Birim hacimdeki madde miktarına denir. Yoğunluk madde kütlesinin hacmine bölünmesiyle elde edilir. Aynı hacme sahip iki cisimden, yoğunluğu fazla olanın kütlesi de daha fazladır. SI birim sisteminde yoğunluk birimi kg/m³ olarak verilir.

Pratikte genellikle CGS birimi olan g/cm³ kullanılır.

= d = Cismin yoğunluğu (kilogram bölü metreküp) m = Cismin toplam kütlesi (kilogram)

V = Cismin toplam hacmi (metreküp)

Sıvılarda özkütle ölçülürken sıvının madde miktarı önemli değildir. Örneğin, bir bardak su ile bir sürahi suyun hacim ve kütleleri farklı olmasına rağmen ikisinin de yoğunluğu

28 aynıdır. Aynı maddelerin birim hacimlerinde eşit miktarlarda madde bulunur. Her maddenin birim hacminin kütlesi birbirinden farklıdır. Sıvıların hacimleri, sıcaklık değişiminden etkilendiği için yoğunluk tayini, 20^oC veya 15.6^oC’de yapılmalıdır. Yoğunluk saf maddelerin üç hâli içinde ayırt edici bir özelliktir. Örneğin suyun yoğunluğu 1 g/cm³, demirin yoğunluğu ise 7.8 g/cm³ tür.

Madde Özkütle (g/cm³) Madde Özkütle (g/cm³)

Gümüş 10.50 Altın 19.30

Bakır 8.90 Kurşun 11.30

Demir 7.80 Bronz 8.80

Çinko 7.10 Kalay 7.29

İyot 4.30 Alüminyum 2.70

Kükürt 2.40 Platin 21.40

Yemek tuzu 2.20 Pirinç 8.40

Buz 0.79

Katılarda Yoğunluk Ölçümü:

Maddelerin yoğunluklarının ölçülebilmesi için önce kütlesinin ve hacminin ölçülmesi gerekir. Kütle ve hacim ölçülmesi katı, sıvı ve gazlarda farklı yöntemlerle yapılmaktadır.

Belirli bir geometrik bir şekle sahip olan katıların boyutları kumpas, mikrometre ve cetvel gibi araçlarla ölçülerek hacim hesaplanır. Küp, kare prizma, dikdörtgen prizma, silindir, küre gibi yaygın karşılaşılan geometrik şekillerin hacim hesaplama bağıntıları bilinmelidir.

Boyutları Ölçülemeyen Katı Maddelerde Yoğunluk Ölçümü

Bir maddenin, başka bir maddenin bulunduğu yeri alabilmesi için ikinci maddenin yer değiştirmesi gerekir. Sıvıların kolayca yer değiştirme ve görünür olma özelliklerinden yararlanarak katı cisimlerin hacmini ölçmek mümkündür. Belirli bir geometrik şekle sahip olmayan katı maddelerin hacimlerini bulmak için sıvıların akışkan olma ve bulundukları kabın şeklini alma özelliklerinden yararlanılır. Kullanılacak sıvının katı maddeye etki etmemesi(çözünmemesi), uçucu olmaması, yoğunluğu katının yoğunluğundan küçük olması yapılacak işlemin doğruluğu açısından önemlidir.

Özkütlesi daha büyük ve boyutları ölçülemeyen katı maddenin hacmi içinde battığı sıvının hacmindeki artma miktarına eşittir. Artan sıvı hacminin belirlenmesi, katı maddenin hacminin belirlenmesi demektir. Katı maddenin hacmi = Son ölçülen hacim – ilk ölçülen hacim olur

Vkatı = V2 – V1

29 Piknometre ile Sıvıların Yoğunluğunu Ölçmek

Piknometreler küçük, hafif ve genelde camdan yapılmış kaplardır. Aynı hacimdeki su ve sıvının, aynı sıcaklıktaki ağırlıklarının oranı özgül ağırlığı verir. Özgül ağırlık tayini için çeşitli piknometreler bulunmaktadır.

Boot Tipi Piknometreler: Bunlar kapaklı olup kapağın içinde bir kapiler boru vardır.

Ayrıca üzerinde bir de muhafaza kapağı olur. Bunların büyük bir kısmı çift cidarlıdır. İki cidar arasındaki hava alınmıştır. Bu nedenle de yoğunluğu tayin edilecek sıvı, istenilen sıcaklık derecesine getirildikten sonra piknometreye konularak bu sıcaklık muhafaza edilebilir.

Piknometrenin içinin yıkanması ve aynı sıcaklık derecesinde olması için piknometre 1- 2 defa analizi yapılacak sıvı ile çalkalanır. Daha sonra ağzına kadar sıvı ile doldurularak kapak yerleştirilir. Kapak yerleştirilirken fazla gelen sıvı kapaktaki kapiler borudan yükselerek dışarı çıkar. Serçe parmağın ucu ile kapağın üstü silinir. Piknometrenin üstü temiz bir bezle silinip kurulanır ve tartılır. Boot tipi piknometreler, özellikle rutin analizlerde çabuk sonuç verdiği için tercih edilir.

Hacim Ölçümü ve Hesaplama (Piknometrenin Kullanılması)

Piknometrede bulunan suyun ağırlığına o piknometrenin “su kıymeti” denir.

Piknometrenin su kıymetini bulmak için ilk önce boş piknometre, sabit ağırlığa getirilerek darası bulunur. Daha sonra piknometre yeni kaynatılmış ve soğutulmuş damıtık su ile çizginin biraz üstüne kadar doldurulur. Su banyosundaki suyun piknometre boğazındaki çizginin biraz üstüne çıkacak kadar dolu olmasına dikkat edilir. Piknometre içinde bulunduğu müddetçe su banyosundaki sıcaklık 20^oC+0.1 derece kalması sağlanır. Termal denge için Piknometre 30 dakika su banyosunda bekletilir. Su banyosundan çıkarılan piknometrenin dış çeperi iyice kurutulur ve 4 haneli bir terazide tartım alınır. Örneğin, sabit tartıma getirilmiş piknometrenin kendi darası 21.3515 g ve su ile beraber tartıldığında ise 71.3853 gram geliyorsa olsa piknometre su kıymeti: 71.3853–21.3515 = 50.0338 g olur ki bu da piknometrenin hacmi demektir.

Daha sonra yoğunluğu tayin edilecek sıvı ile piknometre birkaç defa çalkalanır ve sıvı çizgisinin biraz üstüne kadar doldurulur. Yukarıda açıklandığı gibi su banyosunda aynı scaklıkta bekletilir ve aynen suda olduğu gibi tartılır. Dara çıktıktan sonra sıvının ağırlığı 49.9842 g ise sıvının özgül ağırlığı; = 49.9842/50.0338 = 0.9990 g/mL olarak hesaplanır.

Çözünürlüğe etki eden faktörler

Genellikle sıvı olan ve çözücü olarak tanımlanan bir çözücünün belli bir miktarında (100 g, 100 mL, 1 kg, 1 L gibi), seçilen sabit bir sıcaklık ve sabit bir basınçta bir diğer maddenin(çözünen) homojen olarak çözündüğü maksimum miktarına çözünürlük, oluşan homojen karışıma doygun çözelti denir. Çözünürlük; çözücü madde türüne, çözünen madde türüne, seçilen sabit sıcaklığa ve seçilen sabit basınca bağlıdır. Gaz halindeki maddelerin

30 çözünürlüğü hem sıcaklık hem de basınç ile çok etkilenirken, katı ve sıvı maddelerin çözünürlüğü sıcaklık ile çok etkilenir.

Çözünürlüğe sıcaklık etkisi

Katı, sıvı veya gaz maddelerin çözünürlüklerinin değişiminde en önemli faktörlerden birisi sıcaklıktır. Sıcaklığın değişimi birçok maddenin çözünürlüğünü önemli ölçüde değiştirir. Çözünme olayı endotermik(ısı alan) ise sıcaklık artışı ile çözünürlük artar.

Çözünme olayı ekzotermik(ısı salan) ise sıcaklık artışı ile çözünürlük azalır. Endotermik çözünme tepkimesi

ve çözünürlük eğrisi grafikteki gibidir.

Endotermik çözünmede çözünürlük-sıcaklık grafiği.

Çözünürlük-sıcaklık grafiğinde X katısının çözünmesi endotermiktir. 25°C’ta 100 g suda en çok 12 g X katısı çözünebilirken 40°C’ta 100 g suda en çok 20 g X katısı çözünebilmektedir. Eğri üzerindeki her noktada çözelti doymuştur. A noktasındaki çözelti aşırı doymuş ve kararsızdır. Çökelme oluşturarak doymuş çözeltiye dönüşür. B noktasındaki çözelti doymuştur. C noktasındaki çözelti ise doymamıştır.

Ekzotermik çözünme tepkimesi .

ve çözünürlük eğrisi grafikteki gibidir.

Endotermik çözünmede çözünürlük- sıcaklık grafiği.

Çözünürlük-sıcaklık grafiğinde Y katısının çözünmesi ekzotermiktir. 25°C’ta 100 g suda en çok 56 g Y katısı çözünebilirken 60°C’ta 100 g suda en çok 40 g Y katısı çözünebilir. Sıcaklığın arttırılması çözünürlüğün azalmasına sebep olmuştur.

31 Çözünürlüğe basınç etkisi

Katıların ve sıvıların sudaki çözünürlükleri basıncı değiştirmek ile değişmez. Gazların çözünürlüğü ise gazın basıncı arttıkça artar. Gazoz şişesinin kapağı açıldığında gaz çıkışının gözlenmesi ve vurgun olayı gazların çözünürlüğüne basıncın etkisini açıklayan olaylardandır.

Henry Yasası olarak bilinen bağıntıya göre seçilen sabit sıcaklıkta bir gazı

çözünürlüğü o gazın basıncı(saf) veya kısmi basıncı(gaz karışımı)ile doğru orantılıdır.

[ Xi = Khx Pi ]

Çözünen maddenin (katılarda) temas yüzeyini artırma, karıştırma, ısıtma gibi işlemler çözünme olayı hızını artırır.

DENEYİN YAPILIŞI

a) 100 mL’lik temiz ve kuru beherin darası alınır ve kaydedilir (Md). Önceden bürete doldurulmuş yoğunluğu bulunacak sıvıdan yaklaşık 10 mL (Vs) behere aktarılır ve tartılır (Mt). Sıvı kütlesi [ − = ] hesaplanır.

ğ ğ ( )= M (g) V (mL)

Formülü kullanılarak hesap edilir. Bu yöntemle tüm sıvıların yoğunluğu bulunabilir.

b) Yoğunluğu ölçülecek katı madde terazide hassas bir şekilde tartılır (Mk). Temiz, kuru ve hassas ölçeklendirilmiş bir mezür yarısına kadar yer değiştirme sıvısı olarak kullanılacak sıvı ile doldurulur. Sıvı hacmi okunur ve kaydedilir (V1). Yoğunluğu ölçülecek katı madde yavaşça mezür içerisine bırakılır ve hacim yeniden kaydedilir(V2).

Katının hacmi, = −

Katının yoğunluğu, = formülü ile hesap edilir.

Bu metoda yer değiştirme metodu ile yoğunluk tayini adı verilir. Sadece yer değiştirme sıvısında çözünmeyen maddelerde uygulanabilir.

c) Temiz üç deney tüpünün her birine birer mL su konur. Birinci tüpe NaCl, ikinci tüpe naftalin, üçüncü tüpe kükürt ilave edilir. Gözlemler kaydedilir. Aynı işlemler çözücü olarak benzen kullanılarak tekrarlanır.

32 d) Temiz üç deney tüpünün her birine birer mL su konur. Birinci tüpe hekzan, ikinci tüpe metil alkol, üçüncü tüpe ise etil alkol ilave edilir. Gözlemler kaydedilir. Aynı işlemler çözücü olarak benzen kullanılarak tekrarlanır.

e) Temiz bir beherin yarısına kadar su doldurularak içerisine kıskaç ile tutturulmuş bir termometre daldırılır. Beher tel amyant üzerine yerleştirilerek alttan ısıtılır. Termometrenin sabit kaldığı sıcaklık kaydedilir (kaynama noktası).

f) Temiz bir behere biraz buz konulur ve bir süre beklenerek buzun bir kısmının erimesi sağlanır. Beher içerisine daldırılan termometreden sıcaklığın sabit kaldığı değer okunur. Termometrenin sabit kaldığı sıcaklık kaydedilir (Erime noktası). Okuma sırasında katı sıvı dengesi mevcut olmalıdır.

g) Termometreler çoğu kez hatalı üretilmiştir ve kalibre edilmeleri gerekir. Kalibre edilmemiş bir termometre ile bulunan sıcaklık değerleri yanlış olduğu için hatalara yol açmaktadır. Kalibrasyon işlemi basit bir grafik yardımıyla yapılabilir.

Örnek olarak atmosfer basıncını 755 mm Hg olduğu bir ortamda termometreden okunan değer 99.8^oC olsun. Halbuki Tablo 1.1’den görüldüğü üzere suyun gerçek kaynama değeri 98^oC’dir. Bu durumda kullanılan termometre sıcaklığı 99.8-98.0=1.8^oC daha fazla göstermektedir.

Aynı şekilde termometre su-buz karışımın sıcaklığını 2^oC okunmuş olsun. Gerçek değer 0^oC olduğuna göre 2^oC’lik bir fazlalık söz konusudur. Bu şekilde deneysel teorik değerler Şekil 1.1. deki gibi grafiğe alınarak aradaki gerçek sıcaklık değerleri grafikten okunabilir.

Öneri

Laboratuar atmosfer basıncını laboratuardaki barometreden okuyarak su için bulduğunuz deneysel ve teorik kaynama noktası değerlerini karşılaştırınız.

Termometre kalibrasyon grafiği.

y = x - 10 R² = 1

-20 0 20 40 60 80 100

0 20 40 60 80 100

Termometreden okunan sıcaklık (oC)

Düzeltilmiş sıcaklık (^oC)

33 Tablo 1.1. Suyun kaynama noktasının basınçla değişimi.

Atmosfer basıncı (mmHg)

Kaynama sıcaklığı(^oC)

770 100.4

765 100.2

760 100

755 99.8

750 99.6

745 99.2

SORULAR

1. Boyutları tarafınızdan belirlenen küp, dikdörtgen prizma, silindir, koni geometrik şeklindeki cisimlerin hacimlerini hesaplayınız.

2. Saf bir maddenin erime noktası dış basınç ile nasıl değişir?

3. Saf bir maddenin kaynama noktası dış basınç ile nasıl değişir?

4. Katı suyun yoğunluğu niçin sıvı sudan daha küçüktür?

5. Sıvı suyun yoğunluğu sıcaklıkla nasıl değişir, niçin?

6. Suyun faz diyagramını araştırınız, çiziniz, bölge ve sınırları tanımlayınız.

7. Maddelerin birbiri içinde çözünüp çözünmediğini tahmin edebilir misiniz?

8. Moleküller arası etkileşim kuvvetleri nedir, çözünme olayındaki önemi nedir?

9. Aynı sabit sıcaklıkta şekerin su, alkol ve benzindeki çözünürlüğünü karşılaştırınız.

10. Çözünme ısısı nedir? Endotermik ve ekzotermik çözünme için nasıl ayırt edersiniz?

11. Kaynatılarak damıtılmış saf su akvaryum suyu olarak kullanılır mı niçin?

12. 25^oC sıcaklık ve 1 atm basıçta, 100 g suda oksijen, klor, karbondioksit, amonyak gazlarının çözünürlüğünü karşılaştırınız.