acigÖl teknİk bİlİmler meslek yÜksekokulu ......kimyasal tepkimeler sonucu açığa çıkan...
TRANSCRIPT
-
1
ACIGÖL TEKNİK BİLİMLER
MESLEK YÜKSEKOKULU
KİMYA VE KİMYASAL İŞLEME
TEKNOLOJİLERİ BÖLÜMÜ
LABORATUVAR TEKNOLOJİSİ
PROGRAMI
GENEL KİMYA LABORATUVARI-I
FÖYÜ
2019-GÜZ
-
2
ÖNSÖZ
Genel Kimya dersinin öğretiminde teorik olarak verilen dersin yanında laboratuvar
dersinin verilmesi, konuların hem daha anlaşılır hem de pekiştirilir olması açısından elzem ve
önemlidir. Bu amaçla hazırlanan bu deney föyünde, öncelikle laboratuvar ve güvenlik
kuralları ile laboratuvarda çok kullanılan malzemelere yer verilmiş, daha sonra ise deneyler
Genel Kimya dersinin konu sıralamasına göre anlatılmıştır. Bu föyün siz öğrencilerimize
faydalı olacağını düşünmekteyiz.
Kimya laboratuvarları gerekli önlemlerin alınmaması durumunda her an istenmeyen,
tehlikeli kazaların yaşanabileceği yerler olması sebebiyle öncelikle güvenlik konularındaki
bilgilerin öğrenilmesi gerekmektedir. Bu sebeple ilk hafta güvenlik kuralları ve önlemleri
bölümünü ve her deney haftası deney föyünü mutlaka okuyup, öğrenerek geliniz.
Tüm öğrencilerimize başarılı ve kazasız bir eğitim-öğretim dönemi dileriz.
Bölüm Başkanlığı
Eylül-2019
-
3
İÇİNDEKİLER
ÖNSÖZ .......................................................................................................................... 2
İÇİNDEKİLER ................................................................................................................... 3 GENEL KİMYA LABORATUVARI-I DERS KURALLARI …….………....................... 4 GENEL KİMYA LABARATUVAR KURALLARI VE GÜVENLİK ÖNLEMLERİ …. 6
LABORATUAR MALZEMELERİ ................................................................................ 11
DENEY 1: MADDENİN KORUNUMU KANUNU ….................................................. 14
DENEY 2: MADDELERİN ÖZELLİKLERİ İLE TANINMASI .................................. 16
DENEY 3: STOKİYOMETRİK HESAPLAMALAR ...................................................... 20
DENEY 4: GAZLARIN MOLAR HACMİ VE BAĞIL DİFÜZYON HIZLARININ
TAYİNİ .………………………………………………………………………………… 23
DENEY 5: SIVILARIN YOĞUNLUKLARININ VE YÜZEY GERİLİMLERİNİN
İNCELENMESİ …………………………………………………......................................... 27
DENEY 6:ÇÖZELTİ HAZIRLAMA, ÇÖZÜNÜRLÜK VE KOLLİGATİF
ÖZELLİKLER ……………………………………………............................................. 30
DENEY 7: ASİTLER, BAZLAR, pH ve İNDİKATÖRLER ……………………….. 37
KAYNAKLAR ………………………………………………………………………….. 43
-
4
GENEL KİMYA LABORATUVARI- I DERS KURALLARI
1. Laboratuvara gelmeden önce öğrencilerin yanlarında laboratuvar önlüğü, gözlük ve
eldiven getirmeleri ve laboratuvarda geçirilen süre boyunca öğrencilerin bunları
kullanmaları zorunludur. Bunları getirmeyen veya kullanmayan öğrenciler
laboratuvara alınmayacak ve deneyden başarısız sayılacaktır.
2. Laboratuvara 10 dakikadan daha fazla geç gelen öğrenci deneye kesinlikle
alınmayacak ve deneyden başarısız sayılacaktır.
3. Genel Kimya Laboratuvarı Dersi’ne devam zorunluluğu % 80’dir. Üç kez deneye
gelmeyen öğrenci bu dersten başarısız sayılır.
4. Öğrencilerin laboratuvarda bulundukları süre boyunca, cep telefonu kullanmaları, ilgili
hocanın izni olmadan laboratuvarı terk etmeleri, deney setinden uzaklaşmaları
kesinlikle yasaktır.
5. Hem deneylerin güvenli bir şekilde yapılabilmesi hem de can güvenliği için
öğrencilerin birbirlerine el şakaları yapmaları kesinlikle yasaktır. Ayrıca, kimyasal
maddelere eldivensiz dokunmak, koklamak, tatmak sakıncalıdır.
6. Her deney için gerekli malzeme öğrencilere ilgili hoca veya hocalar tarafından
verilecektir. Öğrencilerin başka bir deney setinden ödünç malzeme alamayacaklardır.
Deney sonunda, kullanılan cam ve metal malzemeler yıkanacaktır. Deney seti temiz
olarak bırakılacaktır.
7. Öğrenciler her deneye gelmeden önce, hem deneyin yapılışı hem de deneyle ilgili
genel bilgilere çalışarak gelmek zorundadırlar.
8. Her deney öncesi laboratuvarda o deneyle ilgili quiz yapılacaktır. Deney bitiminde ise
o deneyle ilgili rapor yazılarak dersin hocasına teslim edilecektir.
9. Quiz puanının %50’si ile rapor puanının %50’sinin toplamından elde edilen total puan
vize ve final notunun %50’sini oluşturacaktır.
10. Yarıyıl başında öğrenciler laboratuvar güvenliği hakkında detaylı olarak
bilgilendirileceklerdir
-
5
GENEL KİMYA LABORATUVAR KURALLARI VE GÜVENLİK
ÖNLEMLERİ
1. Tüm öğrenciler daima laboratuvar önlüğü giymek zorundadır. Önlüksüz öğrenciler
laboratuvara alınmayacaktır.
2. Tüm öğrenciler daima koruma gözlüğü takmak zorundadır. Gözlüksüz öğrenciler
laboratuvara alınmayacaktır. Laboratuvarda kontak lens kullanımına izin
verilmemektedir. Asit, organik gibi kimyasalların buharları lens ve göz arasında
hapsolup daha büyük sorunlara yol açabilmektedirler. Ayrıca herhangi bir kaza
sonucunda lens göze yapışabilir ve çıkarılması zorlaşır.
3. Laboratuvarda bol kıyafetler (özellikle kol kısmı), açık ayakkabılar giyilmemeli, uzun
saçlar bağlanmalıdır.
4. Laboratuvara yiyecek-içecekle girmek ve sakız çiğnemek kesinlikle yasaktır.
5. Tüm öğrencilerin yangın söndürücü ve ilk yardım dolabı yerini bilmeleri
gerekmektedir.
6. Yangın durumunda laboratuvardan en hızlı çıkış yolunu öğreniniz.
7. Kimya laboratuvarları içinde koşmaktan ve şakalaşmaktan kaçınınız.
8. Tezgâhların üzerine oturulmamalı ve çanta, mont vb. kişisel eşyalar bırakılmamalıdır.
Eşyalarınız için ayrılan yerleri kullanınız.
9. Kimyasal tepkimeler sonucu açığa çıkan duman ve buhar doğrudan koklanmamalıdır.
10. Kimya laboratuvarında asistan ya da öğretim üyesi yokken çalışmak yasaktır.
11. Bunzen bekleri yanıcı, parlayıcı kimyasalların (eter gibi) yanında kullanılmamalıdır.
12. Kimyasalları kullanırken şişe ya da kabın üzerindeki etiketi lütfen dikkatli okuyunuz.
Hangi kimyasalın kullanıldığını bilmeniz önemlidir.
13. Laboratuvara gelmeden önce deney prosedürlerini okuyunuz. Deneyi bilmeden gelen
her öğrenci kendisi ve arkadaşları için tehlike oluşturabilir.
14. Herhangi bir kaza durumunda (cam kesiği, asit-baz-ısı yanığı, bayılma gibi) hemen
sorumlu hocanızı mutlaka bilgilendiriniz.
15. Test tüpünü kendinize ve arkadaşınıza doğru yönlendirmeyiniz. Test tüpü içinde
gerçekleşen bir tepkime tehlikeli olabilir.
16. Derişik asitlerin üzerine su ilave edilmemelidir. Asit suya yavaş yavaş ve karıştırılarak
eklenmelidir.
17. Kimyasalları koklamak, tatmak ve pipet ile çözelti alırken ağız ile çekmek kesinlikle
yasaktır. Herhangi bir kimyasal (katı, sıvı ya da çözelti) lavaboya ya da çöpe
-
6
atılmamalıdır. Laboratuvardaki atık şişeler kullanılmalıdır. (Atık şişelerinin yerlerini
öğreniniz)
18. Kırılan cam parçaları için laboratuvarda hazırlanmış olan “kırık cam” etiketli kabı
kullanınız.
19. Lavabolara kibrit çöpü, turnusol kâğıdı atılmamalıdır.
20. Cıva buharı görülmez ve zehirlidir. Kırılan termometre içindeki cıva son derece
tehlikelidir. Mutlaka asistanınıza haber veriniz.
21. Sıcak test tüp, kroze, beher gibi malzemeler elle tutulmamalıdır. Tüp maşası
kullanılmalı ya da amyantlı tel üzerinde bekletilerek soğutulmalıdır.
22. Lütfen deney prosedüründeki miktarda kimyasal kullanınız. Fazla miktarda kullanım
tepkimelerin kontrol edilmesini zorlaştırabilir ya da yan tepkimeye neden olabilir.
23. Kullanılmayan kimyasallar stok şişelerine geri koyulmamalı, atık şişesine atılmalıdır.
24. Çalıştığınız yeri, terazi ve çevresini daima temiz tutunuz. Laboratuvarda temiz ve
düzenli çalışınız.
25. Deney esnasında kullanılan kimyasalların yerlerini değiştirmeyiniz.
26. Deney sonucunda kullandığınız tüm malzemeleri temiz olarak teslim ediniz.
27. Laboratuvardan ayrılmadan önce gaz ve su musluklarının kapalı olduğundan emin
olunuz.
28. Laboratuvardan ayrılmadan önce ellerinizi yıkayınız.
-
7
DİKKAT! Aşağıdaki durumlarda öncelikle öğretim görevlisine haber
verilmelidir.
Tablo 1. Laboratuvar kazalarında yapılacaklar
YANIK: Yanık bölge musluk suyuna
tutulur (5-10 dakika). İlk yardım uygulanır.
KESİK/ ZEDELENME: Su ile yıkanır ve
ilk yardım uygulanır.
BAYILMA: Temiz hava almasını sağlayın.
Baş vücudundan daha alçak olacak şekilde
yatırın
YANGIN: (Hemen asistana bilgi
verilmelidir) Bunzen bekini söndürün. Saç
ya da kıyafet tutuşmasında duşu kullanın.
Gerekli durumlarda yangın söndürücü
kullanılmalıdır.
KANAMA: Yara üzerine bastırılır, yara
kalp seviyesinden yukarıda tutulur hemen
tıbbi yardım alınır.
KİMYASAL DÖKÜLMESİ: Kimyasala
uygun bir şekilde temizlenmelidir. Sulu
çözeltiler su ile temizlenebilir. Asistanınıza
bilgi veriniz.
ASİT YANIĞI: NaHCO3 çözeltisi
kullanılır.
BAZ YANIĞI: Borik asit ya da asetik asit
çözeltisi kullanılır.
GÖZE KİMYASAL KAÇMASI: Göz
hemen en az 15 dakika bol su ile yıkanır
(Göz yıkama duşunu kullanınız) . Tıbbi
yardım alınır.
-
8
Tablo 2. ÖNEMLİ KİMYASAL GÜVENLİK SEMBOLLERİ
Tehlike Uyarı Sembolü Anlamı, Özelliği, Alınacak Önlem ve
Örnekler
F (Flammable): Kolay Alev Alabilen
Maddeler/Yanıcı/Parlayıcı Özelliği: Parlama noktası 21°C’nin altında olan
“kolay alev alan sıvılar ile kolay tutuşan katıları”
belirtir.
Önlem: Çıplak ateşten, kıvılcımdan ve ısı
kaynağından uzak tutulmalıdır.
Örnekler: Aseton, benzen, etil alkol, metanol,
toluen, Na, Asetilen
F+ (Extremely Flammable): Çok Kolay
Alev Alabilen Maddeler/Aşırı Yanıcı,
Parlayıcı Özelliği: Alevlenme noktası 0°C’nin altında,
kaynama noktası maksimum 35°C olan sıvılardır.
Normal basınç ve oda sıcaklığında havada yanıcı
olan gaz ve gaz karışımlarıdır.
Önlem: Çıplak ateşten, kıvılcımdan ve ısı
kaynağından uzak tutulmalıdır.
Örnekler: H2, Dimetileter, dietileter, etilamin,
pentan, propan
E (Explosive): Patlayıcı Özelliği: Isı, ışık gibi termik enerji ile veya
vurma, sürtme, çarpma gibi mekanik enerji ile
molekül yapıları bozulup çok miktarda ısı, gaz ve
yüksek basınç oluşturarak ekzotermik tepkime
veren madde ve karışımlarıdır.
Önlem: Ateşten uzak tutulmalıdır.
Örnekler: Etil nitrat, etilnitrit, pikrik asit,
trinitrobenzen, trinitrotoluen, trinitrogliserin
O (Oxidative): Oksitleyici (Yükseltgen) Özelliği: Organik peroksitler, herhangi bir yanıcı
madde ile temas etmeseler bile patlayıcı özelliği
olan yükseltgen maddelerdir. Diğer yükseltgenler
ise, kendileri yanıcı olmasalar bile, oksijen
varlığında alav alabilirler.
Önlem: Yanıcı maddelerden uzak tutulmalıdır.
Örnekler: Medikal oksijen (sıvı-gaz), azot
peroksit (narkoz gazı)
-
9
Xn (Sensitising): Zararlı
Madde/Hassasiyet Yaratıcı Özelliği: Solunduğunda, yutulduğunda ve deriye
temas ettiği durumda sağlığa zarar verebilir.
Önlem: İnsan vücuduyla teması önlenmelidir.
Örnekler: Toluen, diklormetan, kloroform,
okzalik asit, glikol, siklohekzanol, benzaldehit
Xi (Irritant): Tahriş Edici/Rahatsız Edici
Madde Özelliği: Aşındırıcı olmamasına rağmen deriyle
ani, uzun süreli veya tekrarlı teması iltihaplara
yol açabilir.
Önlem: İnsan vücuduyla teması önlenmelidir.
Örnekler: Zayıf organik asitler, asit anhidritler,
bazlar, alkoller, aminler, asit ve baz çözeltileri
T (Toxic): Zehirli Özelliği: Solunduğunda, yutulduğunda ve deriye
temas ettiği durumlarda sağlığa zarar verebilir,
hatta öldürücü olabilir.
Önlem: İnsan vücuduyla temas engellenmeli,
aksi halde tıbbi yardıma başvurulmalıdır.
Örnekler: Amonyak, diaminobenzen, fenol, klor
T+ (Very Toxic) : Çok Zehirli Özelliği: Solunduğunda, yutulduğunda ve deriye
temas ettiği durumlarda sağlığa zarar verebilir,
hatta öldürücü olabilir.
Önlem: İnsan vücuduyla temas engellenmeli,
aksi halde tıbbi yardıma başvurulmalıdır.
Örnekler: Azot dioksit, brom, dimetilsülfat,
fosgen, hidrojen florür, hidrojen sülfür, potasyum
siyanür
H (Health Effect) : Sağlık Etkisi Özelliği: İnsan sağlığında, kısa veya uzun
dönemli hasar verebilirler (R40, R45-R47).
Kanser riski taşırlar.
Önlem: Vücut/cilt ile temas ettirilmemeli, ağız
yoluyla alınmamalı ve solunmamalıdır.
Örnekler: Çoğu organik çözücü (Kloroform,
diklormetan vs.) ve kimyasal
N (Toxic to enviroment): Çevre için
tehlikeli Özelliği: Bu tür maddelerin ortamda bulunması,
doğal dengenin değişmesi açısından ekolojik
sisteme hemen veya ileride zarar verebilir.
Önlem: Risk göz önüne alınarak bu tür
maddelerin toprakla veya çevreyle teması
engellenmelidir.
Örnekler: Amonyak çözeltisi, hidroflorik asit,
asetik asit
-
10
C (Corrosive): Aşındırıcı (Korozif) Özelliği: Canlı dokulara zarar verir.
Önlem: Gözleri, deriyi ve kıyafetleri korumak
için özel önlemler alınmalıdır. Buharları
solunmamalı, aksi halde tıbbi yardıma
başvurulmalıdır.
Örnekler: Arsenik(III) oksit, brom, civa(II)
nitrat, gümüş nitrat,iyot, kadmiyum nitrat, kurşun
(II) asetat
G (Gas): Gaz
Özelliği: Basınç altında gaz içerir. Çıkan gaz
soğuk olabilir. Isıtılırsa patlayabilir.
Önlem: Deriye ve göze temas
ettirilmemelidir.
Örnekler: CO2, CO, H2, Cl2
-
11
LABORATUVAR MALZEMELERİ
ÖNLÜK
GÖZLÜK
MASKE
TOZ MASKESİ
BEHER
ERLEN
NUÇE ERLENİ
REAKSİYON BALONU
BALON JOJE
MEZÜR
BÜRET
AYIRMA HUNİSİ
HUNİ
SİNTER FİLTRELİ
HUNİ
BÜHNER HUNİSİ
DAMLATMA HUNİSİ
DENEY TÜPLERİ ve TÜP
STANTI
PİKNOMETRE
PİPET
PASTÖR PİPET
(DAMLALIK)
PUAR
PİPET POMPASI
MANYETİK BALIK
BALIK TUTUCU
-
12
ADAPTÖRLER
SOKSLET (SOXHLET)
ADAPTÖRÜ
GERİ SOĞUTUCU
(ÇEŞİTLERİ)
GAZ TOPLAMA
ŞİŞESİ
VAKUM ADAPTÖRLERİ
PETRİ KABI
SAAT CAMI
BUHARLAŞTIRMA
KABI
KROZELER
DESİKATÖR
PORSELEN HAVAN
AGAT HAVANI
KISKAÇLAR
HUNİ HALKASI STANT
KISKAÇ (KELEPÇE)
KISKAÇ TUTUCU
ÜÇ AYAK
SERAMİK ÜÇGEN
SERAMİK TEL
BUNZEN BEKİ
BUNZEN BEKİ
-
13
SPATÜL
PENS
CAM BAGET
PİSET
CAM KAPAK
PLASTİK KAPAK
TIPA (KAUÇUK, SİLİKON, MANTAR)
DELİKLİ KAUÇUK
TIPA
ADİ FİLTRE KAĞIDI
KALIN BANT FİLTRE
KAĞIDI
TURNUSOL
KAĞIDI
pH KAĞIDI
SİLİKON ve KAUÇUK
HORTUM
BALON STANTI
MAŞA
FIRÇALAR
MANYETİK
KARIŞTRICI- ISTICI
MANTOLU ISITICI
LABORATUVAR
KRİKOSU
TERMOMETRE
-
14
DENEY 1: MADDENİN KORUNUMU KANUNU
1.1. Deneyin amacı: Maddenin (Kütlenin) Korunumu Kanunu’nu öğrenmek.
1.2. Teorik Bilgiler:
Kütlesi olan ve uzayda yer kaplayan her şeye “madde” denilir. Fransız kimyacı
Antoine Lavoisier’in 1789 yılında öne sürdüğü yasaya göre, madde yoktan var edilemez
vardan da yok edilemez. Ancak, şekil değişikliğine uğrayabilir. Örneğin, maddeler kimyasal
reaksiyonlar esnasında bir miktar enerjiye dönüşebilirler. Einstein bu olayı E=m.c2 formülü
ile ifade etmiştir. Burada “E” enerjiyi, “m” maddenin kütlesini, “c” ise ışık hızını gösterir.
Kimyasal reaksiyonlarda, atomlarla atomların yer değiştirmesi veya elektron alış-verişi
sonucunda farklı özellikte yeni maddeler oluşur. Maddenin korunumu kanuna göre, bir
kimyasal reaksiyona giren maddelerin kütlelerinin toplamı, reaksiyonda oluşan maddelerin
kütlelerinin toplamına eşittir. Bu deneyde iki madde kimyasal bir reaksiyona sokularak, giren
maddelerin kütleleri ile çıkan ürünlerin kütleleri tartılıp, toplam kütlenin reaksiyon öncesinde
ve sonrasında sabit kalıp kalmadığı araştırılacaktır.
1.3. Deneyde Kullanılacak Kimyasallar ve Malzemeler
Kimyasallar Malzemeler
%10’luk Na2CO3 (Sodyum karbonat) çözeltisi 100 mL’lik erlen (3 adet)
%10’luk CaCl2 (Kalsiyum klorür) çözeltisi Erlen kapağı (3 adet)
%5’lik H2SO4 (Sülfürik asit) çözeltisi Terazi
1.4. Deneyin Yapılışı:
a) 100 mL’lik üç erleni alıp 1, 2 ve 3 olarak numaralandırınız.
b) Her bir erleni kapaklarıyla beraber boş olarak tartınız ve bulduğunuz kütleleri kaydediniz.
c) 1 nolu erlene 10 mL %10’luk Na2CO3 çözeltisi, 2 nolu erlene 10 mL %10’luk CaCl2
çözeltisi ve 3 nolu erlene 5 mL %5’lik H2SO4 çözeltisi koyarak kapaklarını kapatınız ve her
bir erleni tartıp bulduğunuz kütleyi kaydediniz. (Erlenlerin dış yüzeylerinin kuru olmasına
özen gösteriniz.)
d) 2 nolu erlendeki %10’luk CaCl2 çözeltisini, 1 nolu erlendeki %10’luk Na2CO3 çözeltisi
üzerine dikkatlice dökünüz ve hafifçe çalkalayınız. Daha sonra tartınız, yine kaydediniz ve
karıştırma işleminden sonra herhangi bir değişiklik olup olmadığını gözleyiniz.
e) Yukarıdaki işlemden sonra, 3 nolu erlendeki sülfürik asit çözeltisini 1 nolu erlendeki
karışımın üzerine dökünüz ve reaksiyon bitinceye kadar hafifçe çalkalayınız -bu esnada
erlenin ağzını kapatmayınız-. Erleni kapağını kapattıktan sonra tartınız, şayet erlen ısınmış ise
sıcaklığının oda sıcaklığına kadar düşmesini bekledikten sonra erleni yine kapağıyla tartınız.
-
15
1.5. Sonuçlar ve Tartışma
1 nolu erlenin darası
………………………. g
2 nolu erlenin darası ………………………. g
3 nolu erlenin darası ………………………. g
1 nolu erlen + Na2CO3 ………………………. g
2 nolu erlen + CaCl2 ………………………. g
3 nolu erlen + H2SO4 ………………………. g
1 nolu erlen + Na2CO3 + CaCl2 ………………………. g
1 nolu erlen + Na2CO3 + CaCl2 + H2SO4 ………………………. g
a) Karıştırmadan önce her bir maddenin kütlesini bulunuz.
Na2CO3 kütlesi ………………………. g
CaCl2 kütlesi ………………………. g
H2SO4 kütlesi ………………………. g
b) İkili ve üçlü karışımın kütlesini bulunuz. Karıştırmadan önceki ve sonraki kütleleri
karşılaştırınız.
Na2CO3 + CaCl2 (Karıştırmadan önce) ………………………. g
Na2CO3 + CaCl2 + H2SO4 (Karıştırmadan önce) ………………………. g
Na2CO3 + CaCl2 (Karıştırdıktan sonra) ………………………. g
Na2CO3 + CaCl2 + H2SO4 (Karıştırdıktan sonra) ………………………. g
1.6. Sorular
a) Son işlemde kütle kaybı var mıdır, var ise bunun sebebi nedir?
b) Na2CO3 ile CaCl2, Na2CO3 ile H2SO4 ve CaCl2 ile H2SO4 arasındaki reaksiyonları ayrı ayrı
yazınız.
c) Maddenin hallerini yazarak özeliklerini kısaca açıklayınız.
-
16
DENEY 2: MADDELERİN ÖZELLİKLERİ İLE TANINMASI
2.1. Deneyin amacı: Maddeleri fiziksel ve kimyasal özelliklerinden yararlanarak tanımak,
birbirinden ayırt etmek.
2.2. Teorik Bilgiler:
Bilindiği gibi uzayda bir yer işgal eden ve kütlesi olan her şey maddedir. Madde, katı,
sıvı ve gaz olmak üzere üç hâlde bulunur. Bu haller, yeryüzünde rastlanılan olağan hallerdir.
Ancak, uzayı göz önüne aldığımız zaman maddenin dördüncü fazı olan plâzma da bu hallere
ilave edilir (Uzayda hemen hemen bütün madde plazma halinde bulunur). Madde, tek bir
fazdan oluşuyorsa “homojen madde”, birden fazla faz içeriyorsa “heterojen madde” olarak
adlandırılır. Heterojen maddeler, bileşimi sabit olmadığından bir karışımdır ve kısaca
“karışımlar” olarak adlandırılırlar. Homojen maddeler ise, tek fazdan ibarettir ve “saf
maddeler” olarak isimlendirilirler.
Saf maddeler:
Bir element ya da bileşiğin bileşimi ve özellikleri, verilen bir örneğin her tarafında
aynıdır ve bir örnekten diğerine değişmez. Element ve bileşiklere saf madde adı verilir. Saf
maddeler kendilerine özgü kimyasal ve fiziksel özelliklere sahiptir.
i) Elementler: Tek tip atomdan oluşan maddelerdir, kimyasal tepkime yardımıyla
daha basit maddelere ayrılamaz. (C, Na, Mg, N2)
ii) Bileşikler: İki ya da daha fazla element atomunun birleşmesiyle oluşan
maddelerdir. (H2O, AgCl, CaCO3).
Karışımlar:
i) Heterojen karışımlar: Bileşenin özelliklerinin her bölgede aynı olmadığı
karışımlardır. Örnek (yağ+su, kum+su)
ii) Homojen karışımlar: Bileşimi ve özellikleri tüm karışım içerisinde aynı olan
karışımlara homojen karışımlar denir. Örnek (şekerli su, tuzlu su, alaşımlar).
-
17
Fiziksel özellikler Maddenin bileşimini değiştirmeyen özelliktir. Erime noktası, kaynama noktası, yoğunluk,
çözünürlük, fiziksel hal, renk, kristal yapısı fiziksel özelliklere örnek olarak verilebilir.
Fiziksel değişimlerde, maddenin bileşimi değişmez, görünümü değişir. Örneğin;
- Buzun Erimesi
- Tuzun suda çözünmesi
- Bakırın yüksek sıcaklıkta erimesi
- Mumun erimesi fiziksel değişimlerdir.
Kimyasal özellikler Kimyasal değişimlerde ise maddenin bileşiminde değişiklik olur, yeni ürünler oluşur. Buna
göre kimyasal özellik belirli koşullarda bir maddenin madde bileşiminde bir değişime
gidebilmesi özelliğidir.
Kimyasal bir tepkimenin olup olmadığı aşağıdaki gözlemlerle anlaşılabilir:
-Renk değişimi
-Çökelti oluşumu
-Gaz çıkışı
-Isı, ses oluşumu
Örneğin;
- Şekerin yanması,
- Sütten peynir yapılması
- Odunun yanması kimyasal değişimlerdir.
2.3. Deneyde Kullanılacak Kimyasallar ve Malzemeler
Kimyasallar Malzemeler
CuSO4 Ba(NO3)2 Nişasta Deney tüpü
CaCl2 Mg Şerit HNO3 Bunzen beki
Na2CO3 Şeker H2SO4 Spatül
Sofra tuzu Kum Pb(NO3)2 Tahta maşa
-
18
2.4. Deneyin Yapılışı:
Yukarıda verilen kimyasal maddelerin (CuSO4, CaCl2, Na2CO3, Ba(NO3)2, Mg şerit, şeker,
nişasta) sudaki çözünürlükleri, ısıtma karşısındaki davranışı ve farklı asitler içindeki
çözünürlükleri incelenecektir.
a) Sudaki çözünürlüklerinin incelenmesi:
Maddenin az bir miktarını spatül ile temiz bir test tüp içine alıp tüpü yarısına kadar su
ile doldurunuz.
Cam çubuk ile karıştırıp gözlemleyiniz.
Çözelti homojen mi, heterojen mi, süspansiyon oluşumu var mı? Kaydediniz.
Çözelti heterojen ise hafifçe ısıtarak, sonucu kaydediniz.
b) Isısal davranışlarının incelenmesi:
Maddenin az bir miktarını spatül ile temiz bir test tüp içine alıp bunzen beki alevi ile
ısıtınız.
Maddedeki değişimi izleyin gözlemlerinizi kaydederek değişimin hangi tür
olabileceğini düşününüz.
c) Nitrik asit ve sülfürik asitteki çözünürlüklerinin incelenmesi:
Maddenin az bir miktarını spatül ile temiz bir test tüp içine alıp 0.1 M HNO3
çözeltisinden 10 mL ekleyiniz.
Cam çubuk ile karıştırıp gözlemleyiniz.
Çözelti homojen mi, heterojen mi, süspansiyon oluşumu var mı? Kaydediniz.
Yukarıda verilen işlemlerin aynısını 0.1 M H2SO4 çözeltisinden ekleyerek
tekrarlayınız ve sonuçları kaydediniz.
d) Hocanızdan aldığınız bilinmeyen maddenizin ne olduğunu belirlemek için yukarıda üç
kısımda yapılan testleri uygulayınız.
2.5. Sonuçlar ve Tartışma
Maddenin Adı Sudaki
Çözünürlüğü
Isıtmadaki
Davranış
HNO3 ile
Reaksiyon
H2SO4 ile
Reaksiyon
CuSO4
CaCl2
Na2CO3
Ba(NO3)2
Mg Şerit
Şeker
Nişasta
Bilinmeyen madde
-
19
2.6. Sorular
a) Yaptığınız deneylerde gerçekleşen değişimleri kimyasal ve/veya fiziksel olarak
sınıflandırınız.
b) Yaptığınız deneylerde gaz çıkışı olanları için reaksiyonlarını yazınız.
c) Sudaki çözünürlüğü en fazla olan maddeleri yazınız.
d) Suda çözünen maddeler için çözünme reaksiyonlarını yazınız.
e) Mg şeritin asitlerle çözünme reaksiyonlarını yazınız.
f) Ba(NO3)2 ile H2SO4 arasında gerçekleşen reaksiyonu yazınız.
-
20
DENEY 3: STOKİYOMETRİK HESAPLAMALAR
3.1. Deneyin amacı: Tepkime stokiyometrisinin belirlenmesi, gerçek ve kuramsal
verimin hesaplanması
3.2. Teorik Bilgiler:
Stokiyometri, Yunanca “stoicheion” ve “metron” kelimelerinden türetilen, kısaca
“element ölçüsü” anlamına gelen bir kelimedir. Kimyasal formüller ile kimyasal bir tepkimeye
giren ve çıkan maddeler arasındaki kütle değişimleriyle ilgilenen stokiyometri, kimya biliminin
matematiksel kısmını oluşturur. Genel olarak bir reaksiyon (tepkime) stokiyometrisi, reaktif
(tepken) ve ürünlerin atom ve formül kütleleri arasındaki sayısal ilişkilerin bulunması ve
hesaplanmalarda kullanılmasını kapsar. Dengelenmiş bir tepkime denkleminden reaktif (tepken)
ve ürünlerin mol oranları, fiziksel halleri gibi birçok bilgi elde edilebilir. Örneğin;
3Cu(k) + 8HNO3(ag) → 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) +4H2O(ag)
C2H4(g) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 2H2O(ag)
Kimyasal tepkimelerde, tepkenler (reaktifler) belirli oranlarda birleşirler. Tepkenlerden
başlangıç miktarı fazla olanın artan kısmı tepkimeye girmeden ortamda kalır. Kimyasal
tepkimelerde tamamı harcanan reaktife sınırlayıcı bileşen denir ve oluşan ürünlerin miktarını bu
bileşen belirler.
Kuramsal Verim:
Bir kimyasal tepkimenin denkleştirilmiş tepkime eşitliğinden hesaplanan ürün miktarı
kuramsal verimdir.
Gerçek Verim:
Kimyasal tepkimelerin birçoğu tamamlanmaz. Bu tür tepkimelerde elde edilen miktar
daima kuramsal verimden az olur. Bir tepkime sonucunda elde edilen ürün miktarı gerçek
verimdir.
Tepkimenin yüzde verimi ise aşağıdaki formülle bulunur:
% 𝑉𝑒𝑟𝑖𝑚=𝐺𝑒𝑟ç𝑒𝑘 𝑣𝑒𝑟𝑖𝑚/𝐾𝑢𝑟𝑎𝑚𝑠𝑎𝑙 𝑣𝑒𝑟𝑖𝑚𝑥100
Bu deney için KClO3’ün termal bozunmasından yararlanılarak stokiyometrisi
incelenecektir. KClO3 potasyum, klor ve oksijen elementlerinden oluşur ve ısıtıldığı zaman
oksijen ortamdan tamamen uzaklaşır, geride ise sadece KCl kalır.
2KClO3 (k) →2KCl(k) + 3O2(g)
-
21
Deneyde KClO3 yalnız başına alınmayacak KCl ile karışım halinde kullanılacaktır. Bu
karışım ısıtıldığı zaman kütle kaybı KClO3’den çıkan oksijenden kaynaklanacaktır. Bu şekilde
başlangıçta alınan karışımdaki potasyum klorat miktarı hesaplanabilecektir. Oradan da
potasyum klorürün miktarı bulunacaktır.
KClO3’ün termal bozunma hızı yavaş olduğu için ortama katalizör olarak MnO2
eklenecektir. Bilindiği gibi katalizörler reaksiyona girdiği şekilde çıkan yani miktarı
değişmeyen ancak reaksiyon hızını artıran kimyasal maddelerdir.
2.3. Deneyde Kullanılacak Kimyasallar ve Malzemeler:
Kimyasallar Malzemeler
KClO3 Deney tüpü
KCl Terazi
MnO2 Bunzen beki
- Spor ve kıskaç
- Tahta maşa
2.4. Deneyin Yapılışı:
a) Bilinen miktardaki KClO3 stokiyometrisinin belirlenmesi:
Kuru ve temiz bir deney tüpüne size verilen miktardaki MnO2’yi alın ve tüple birlikte
hassas bir şekilde tartınız.
1 g kuru KClO3 ekleyerek tüpü tekrar tartınız.
Tüpün kenarlarına hafifçe vurarak katalizörle KClO3’ü iyice karıştırınız.
Tüpü 45o’lik açıyla spora tutturup hafifçe ısıtınız.
(DİKKAT! BU VE BENZERİ ISITMALARDA TÜPÜN AĞZINI HİÇ BİR
ZAMAN HERHANGİ BİR ARKADAŞINIZA DOĞRU TUTMAYINIZ!)
Katı eriyince alevi iyice açın ve birkaç dakika boyunca kuvvetlice ısıtınız.
Sonrasında beki söndürün ve tüp soğuduktan sonra tartınız.
b) Miktarı bilinmeyen KClO3 stokiyometrisinin belirlenmesi:
Kuru ve temiz bir deney tüpüne size verilen miktardaki MnO2’yi alın ve tüple birlikte
hassas bir şekilde tartınız.
Size verilen karışım oranını bilmediğiniz KClO3+KCl karışımından alıp, bunun
yaklaşık 1 gramını tüpe ekledikten sonra tüpü tekrar tartınız.
Tüpün kenarlarına hafifçe vurarak katalizörle karışımı iyice karıştırınız.
Yukarıda verilen işlemleri sırasıyla tekrardan uygulayınız.
-
22
1.5. Sonuçlar ve Tartışma:
a)
Tüp+MnO2 kütlesi ………………………. g
Başlangıçtaki Tüp+MnO2+KClO3 kütlesi ………………………. g
Isıtma sonunda Tüp+karışımın kütlesi ………………………. g
KClO3 miktarı ………………………. g
KClO3 mol sayısı ……………………… mol
Karışımdan çıkan O2 miktarı ………………………. g
Karışımdan çıkan O2 mol sayısı ……………………… mol
Oluşan KCl’nin miktarı ………………………. g
Oluşan KCl’nin mol sayısı ……………………… mol
KClO3’ün % bozunması ……………………….
b)
Tüp+ MnO2 kütlesi ………………………. g
Başlangıçtaki Tüp+ MnO2+ (KClO3+KCl) kütlesi ………………………. g
Isıtma sonunda Tüp+karışımın kütlesi ………………………. g
Karışımdan çıkan O2 miktarı ………………………. g
Karışımdan çıkan O2 molü ……………………… mol
KClO3 miktarı ………………………. g
KClO3 mol sayısı ……………………… mol
Bilinmeyen numunedeki KCl’nin kütlesi ………………………. g
Potasyum klorattaki klorun mol sayısı ……………………… mol
Potasyum klorattaki poatasyumun mol sayısı ……………………… mol
KClO3’ün % bozunması ……………………….
Orijinal karışımdaki KCl ve KClO3’ün kütlece yüzde bileşimi ……………………….
1.6. Sorular
a) 2,45 g KClO3 bir süre ısıtıldığında 0,72 g kütle kaybı olmuştur. KClO3’ün % kaçı
bozunmuştur?
b) 3 g KClO3+KCl karışımı ağırlık azalması olmayıncaya kadar ısıtılıyor. Tüpte 2,76 g madde
kaldığına göre karışımın yüzdesini bulunuz.
c) Katalizör nedir? Etkisini açıklayınız.
-
23
DENEY 4: GAZLARIN MOLAR HACMİ VE DİFÜZYON HIZLARININ
BELİRLENMESİ
4.1. Deneyin amacı: Gazların molar hacmi ve difüzyon hızlarının tespitini öğrenmek
4.2. Teorik Bilgiler:
Maddenin katı, sıvı ve gaz halinde olması molekülleri arasındaki çekim kuvvetine
bağlıdır. Çekim kuvveti ise moleküller arasındaki uzaklık ile ters orantılıdır. Örneğin,
moleküller arasındaki uzaklık ne kadar fazlaysa çekim kuvveti o kadar az olmaktadır. Bunun
örneğini gaz moleküllerinde görmekteyiz. Gaz molekülleri arasındaki mesafe çok fazladır ve
aralarında zayıf Van der Waals etkileşimleri bulunur. Bu sebeple birbirlerinden hemen hemen
bağımsız hareket ederler. Bu özellikleri sayesinde gazlar çok kolay sıkıştırılabilirler.
Gazların hacmi özellikle sıcaklık ve basınca bağlı olarak çok değişir. Gazların 1
molünün normal şartlar altındaki (0oC ve 1 atm) hacimleri 22,4 lt’dir. Bir gazın 1 molünün
belirli sıcaklık ve basınçta kapladığı hacme “molar hacim” denir.
Bu deneyde ilk olarak, CO2 gazının molar hacmi tespit edilecektir. Bunun için CaCO3
ve der. HCl’nin reaksiyonundan faydalanılarak açığa çıkan CO2 gazı bir tüpte toplanarak
hacmi belirlenecektir. Belirlenen hacimden faydalanılarak verilen sıcaklıkta CO2 gazının
molar hacmi belirlenecektir.
CaCO3(k) + 2HCl(suda) → CaCl2(suda) + CO2(g) + H2O(s)
Deneyin ikinci kısmında ise gazların bağıl difüzyon hızları araştırılacaktır. Gazların
karakteristik özelliklerinden birisi de, moleküllerinin her yöne olan yayılmaları yani
difüzyonlarıdır. Gazlar kapladıkları hacim içinde homojen bir dağılım göstermiyorlarsa, bu
farkı giderecek ve konsantrasyonu kabın her tarafında eşit yapacak şekilde hareket ederler. Bu
olaya “gazların difüzyonu” denir. Difüzyon, bir konsantrasyon farkından ötürü başlayabildiği
gibi basınç farkı veya sıcaklık farkı da bu olayı başlatabilir. Aynı sıcaklık ve basınçta gazların
ortalama kinetik enerjileri birbirine eşittir. Bu olay ilk defa 1848 yılında Graham tarafından
incelenmiş ve “Graham’ın Difüzyon Kanunu” olarak literatüre geçmiştir. Buna göre farklı iki
gazın aynı şartlarda birbiri içerisindeki difüzyon hızları molekül kütlelerinin karekökü ile ters
orantılıdır.
-
24
Bu deneyde, HCl ve NH3 gazlarının bağıl difüzyon hızları ölçülecektir. Eğer cam bir
borunun bir ucundan HCl gazı, diğer ucundan NH3 gazı gönderilecek olursa, iki gazın
karşılaştıkları yerde beyaz bir halka oluşur ki, bu amonyum klorür (NH4Cl)dür. Bundan
faydalanılarak iki gazın cam boru içinde kat ettikleri mesafeler ölçülebilir.
4.3. Deneyde Kullanılacak Kimyasallar ve Malzemeler:
Kimyasallar Malzemeler
CaCO3 Erlen (1. Deney) Beher (1. Deney)
Der. HCl Delikli mantar tıpa (1.Deney) 60-70 cm uzunluğunda cam boru (2. Deney)
Der. NH3 İnce cam boru (1. Deney) Stant (1. ve 2. Deney)
Gaz toplama tüpü (1. Deney) Pamuk, mantar tıpa ve toplu iğne (2. Deney)
4.4. Deneyin Yapılışı:
a) CO2 Gazının Molar Hacminin Tayini:
250 mL’lik bir erlene tartarak 5 g CaCO3 koyunuz.
Üzerine 10 mL der. HCl ve 10 mL su ekleyiniz ve hemen, aşağıda yer alan şekildeki
düzeneği kurunuz.
Reaksiyon tamamlandığında çıkan CO2 gazının hacmini ölçünüz.
-
25
b) Gazların Bağıl Difüzyon Hızlarının Tespiti:
İki ucu açık olan cam borunun temiz olduğuna emin olduktan sonra aşağıdaki şekilde
olduğu gibi yatay konuma getirip spora tutturunuz.
Cam borunun içine girecek şekilde iki küçük pamuk parçası hazırlayınız.
Bu pamuk parçalarını yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi toplu iğneyle tıpalara
sabitleyiniz.
Bu pamuklardan birisine bir arkadaşınız yedi damla derişik amonyak çözeltisi
damlatırken, siz de diğerine yedi damla derişik hidroklorik asit çözeltisi damlatınız.
Pamuklu tıpaları borunun iki ayrı ucuna aynı anda takınız.
Saniye göstergeli saatinize bakarak, boruyu dikkatlice gözlemleyiniz.
Beyaz bir halka görünce saatinize tekrar bakıp gördüğünüz saniyeyi kaydediniz ve
beyaz halkanın yerini işaretleyiniz.
Pamuklar ile beyaz halka arasındaki uzaklıkları bir cetvelle ölçünüz.
Deneyi tekrarlayınız.
Bunun için öncelikle deney borunuzu temizleyip kurulayınız ve sonrasında sonuçları
kaydediniz.
4.5. Sonuçlar ve Tartışma
a) CO2 Gazının Molar Hacminin Tayini:
CaCO3 ‘ın kütlesi ………………………. g
CO2 gazının hacmi (su buharıyla doymuş) ………………………. mL
Çalışma sıcaklığı ………………………. oC
Çalışma basıncı ………………………. atm
Suyun buhar basıncı (Ek-1) ………………………. atm
CO2 gazının kısmi basıncı ………………………. atm
CO2 gazının 1 atm basıncındaki hacmi ………………………. L
Verilen sıcaklıkta CO2 gazının molar hacmi ………………………. L
NŞA’da CO2 gazının molar hacmi ………………………. L
-
26
b) Gazların Bağıl Difüzyon Hızlarının Tespiti:
Beyaz halkanın oluşması için geçen zaman ………………………. sn
Beyaz halkanın asitli pamuğa uzaklığı ………………………. cm
Beyaz halkanın amonyaklı pamuğa uzaklığı ………………………. cm
Beyaz halkanın oluşması için geçen zaman (2.tekrar) ………………………. sn
Beyaz halkanın asitli pamuğa uzaklığı (2.tekrar) ………………………. cm
Beyaz halkanın amonyaklı pamuğa uzaklığı (2.tekrar) ………………………. cm
4.6. Sorular
a) İdeal gaz denklemini kullanarak 1 mol gazın NŞA’daki hacmini hesaplayınız.
b) Bir gazın basıncı ve hacmi arasındaki ilişkiyi sıcaklığa bağlı olarak ve olmadan açıklayınız.
c) Hidrojen (H2), azot (N2), oksijen (O2) ve karbondioksit (CO2) gazlarının amonyak (NH3)
gazına göre bağıl hızlarını hesaplayınız.
d) NH3 ve HCl konsantrasyonlarının farklı olması deneyin sonucunu nasıl etkiler?
-
27
DENEY 5: SIVILARIN YOĞUNLUKLARININ VE YÜZEY GERİLİMLERİNİN
İNCELENMESİ
5.1. Deneyin amacı: Sıvıların yoğunluklarını belirlemek ve yüzey gerilimlerini incelemek.
5.2. Teorik Bilgiler:
Yoğunluk bir diğer adıyla öz kütle, bir maddenin kütlesinin birim hacmine
bölümünden elde edilen değerdir. Yoğunluğun birimi genellikle g/cm3 olarak kullanılır.
Gazlar için hacim birimi olarak litre tercih edilir.
𝐘𝐨ğ𝐮𝐧𝐥𝐮𝐤 =𝐊ü𝐭𝐥𝐞
𝐇𝐚𝐜𝐢𝐦 𝐝 =
𝐦
𝐕
Katı, sıvı ve gazların yoğunlukları birbirinden oldukça farklıdır. Çünkü birim
hacimlerinde katılar, sıvılar ve gazlara göre daha çok atom veya molekül bulundururlar. Yani
katıların atom veya molekülleri birbirine daha yakındır. Bazı maddelerin yoğunlukları
aşağıdaki tabloda verilmiştir.
Maddelerin yoğunluğu sıcaklık ve basınca bağlıdır. Katı ve sıvıların yoğunluğu basınç
değişimi ile çok az değişirken, gazların yoğunluğu çok değişir. Sıcaklık artışı ile katı ve
sıvıların yoğunlukları genel olarak azalır. Bu nedenle, bir maddenin yoğunluğu verilirken
hangi sıcaklıkta ölçüldüğü belirtilir. Yoğunluk ölçümleri genellikle normal atmosfer
basıncında yapılır. Günlük hayatımızın ve aslında yaşamın önemli bir parçası olan suyun bazı
sıcaklıklardaki yoğunlukları aşağıdaki tabloda verilmiştir.
Madde Yoğunluk (g/cm3)
Hidrojen (gaz) 8,4.10-5
Karbondioksit (gaz) 1,8.10-3
Etil alkol 0,79
Su 1,00
Alüminyum 2,70
Altın 19,30
(g/cm3)
-
28
Sıvıların yoğunluğu piknometre adı verilen cam kaplarla ölçülebilir. Deneyin birinci
kısmında bilinmeyen bir sıvının yoğunluğu piknometre kullanılarak tespit edilecektir.
Deneyin ikinci kısmında ise sıvıların yüzey gerilimleri ve yüzey gerilimini etkileyen
faktörler incelenecektir. Bir sıvı içindeki moleküller, diğer moleküller tarafından her yöne
çekildikleri halde, sıvı yüzeyindeki moleküller sadece alt ve yanlardan çekilirler. Bunun
sonucu olarak, yüzeydeki moleküller yüzeylerini en aza indirgemeye çalışırlarken bir zar
oluştururlar. Buna “sıvıların yüzey gerilimi” denir. Öyle ki, oluşan bu zar üzerinde jilet veya
iğne durabilir.
Sıvıların yüzey gerilimi sıcaklık artışı ile azalır. Ayrıca büyük moleküllü maddeler de
sıvıların yüzey gerilimini düşürürler. Bu yüzden çamaşırlar, hem sıcak hem de deterjanlı suyla
yıkanır. Bu deneyde safra tuzunun suyun yüzey gerilimini nasıl değiştirdiği görülecektir.
5.3. Deneyde Kullanılacak Kimyasallar ve Malzemeler:
Kimyasallar Malzemeler
Safra tuzu Piknometre (1. Deney)
Toz Kükürt Terazi (1.Deney)
Saf su Deney tüpü (2. Deney)
5.4. Deneyin Yapılışı:
a) Bilinmeyen bir sıvının yoğunluk tayini:
50 mL’lik iki adet piknometreyi alın ve 1 ve 2 olarak işaretleyiniz.
Terazide her birinin darasını alarak kaydediniz.
Sonra her ikisini de saf su ile doldurunuz ve kapaklarını yavaşça kapatarak tartınız.
(Dikkat! Hava kabarcığı kalmamalıdır.)
Sıcaklık Yoğunluk (1 atm)
°C °F g/cm3
0,0 32,0 0,9998425
4,0 39,2 0,9999750
15,0 59,0 0,9991026
20,0 68,0 0,9982071
25,0 77,0 0,9980479
37,0 98,6 0,9933316
100 212,0 0,9583665
https://tr.wikipedia.org/wiki/Atmosfer_(birim)https://tr.wikipedia.org/wiki/Celsiushttps://tr.wikipedia.org/wiki/Fahrenhayt
-
29
Suyun çalışma sıcaklığındaki yoğunluğundan faydalanılarak o sıcaklıkta
piknometrenin gerçek hacmini bulunuz.
Daha sonra piknometreleri boşaltıp kuruttuktan sonra yoğunluğu bilinmeyen sıvı X ile
doldurunuz ve tartınız.
Piknometrenin gerçek hacminden faydalanarak sıvının o sıcaklıktaki yoğunluğunu
hesaplayınız.
Aynı işlemi diğer bir sıvı Y için tekrarlayınız.
b) Sıvıların yüzey geriliminin incelenmesi
İki temiz deney tüpü alarak her birine 5-6 mL saf su koyunuz.
Birisine 1 mL kadar safra tuzu çözeltisi ekleyiniz.
Bunların üzerine ince toz halindeki kükürtü serpiniz.
Tüplere hafif hafif vurarak hangi tüpteki kükürtün sıvı yüzeyini delerek batacağını
gözlemleyiniz.
5.5. Sonuçlar ve Tartışma
a) Bilinmeyen bir sıvının yoğunluk tayini:
Piknometre 1’in darası ………………………. g
Piknometre 2’nin darası ………………………. g
Saf su+Piknometre 1’in kütlesi ………………………. g
Saf su+Piknometre 2’nin kütlesi ………………………. g
Piknometre 1’in hacmi ………………………. mL
Piknometre 2’nin hacmi ………………………. mL
Sıvı X+Piknometre 1’in kütlesi ………………………. g
Sıvı X+Piknometre 2’nin kütlesi ………………………. g
Sıvı X’in yoğunluğu ………………………. g/cm3
Sıvı Y+Piknometre 1’in kütlesi ………………………. g
Sıvı Y+Piknometre 2’nin kütlesi ………………………. g
Sıvı Y’nin yoğunluğu ………………………. g/cm3
5.6. Sorular
a) Sıvıların yoğunluğunu ölçen başka yöntemler var mıdır? Açıklayınız.
b) Suya safra tuzu ilavesi ile suyun yüzey gerilimi nasıl değişmiştir?
c) Yüzey gerilimini yer çekimi kuvveti nasıl etkiler?
d) Safra tuzunun kimyasal yapısını araştırınız, biyokimyasal işlevi hakkında bilgi veriniz.
-
30
DENEY 6: ÇÖZELTİ HAZIRLAMA, ÇÖZÜNÜRLÜK VE KOLLİGATİF
ÖZELLİKLER
6.1. Deneyin amacı: Çözelti hazırlamayı öğrenmek, çözünürlük kavramını ve kolligatif özellikleri anlamak.
6.2. Teori Bir karışım içinde, karışımı oluşturan maddeler karışımın her yerine eşit dağılmışlarsa
böyle karışımlara “homojen karışımlar” veya “çözeltiler” denir. Çözeltiyi oluşturan maddeler
“bileşen” olarak adlandırılır. Çözeltiyi oluşturan bileşenlerden miktarı fazla olana “çözücü”, az
olana ise “çözünen” denir.
Çözeltiler farklı hallerdeki bileşenlerden oluşabilir. Aşağıdaki tabloda çeşitli çözelti
örneklerine yer verilmiştir.
Çözücü Çözünen Örnek Çözelti
Sıvı Sıvı Alkollü su (suda alkolün çözünmesi)
Sıvı Katı Tuzlu su (suda tuz çözünmesi)
Sıvı Gaz Amonyaklı su (suda amonyağın çözünmesi)
Katı Sıvı Amalgam (çinkoda civanın çözünmesi)
Katı Katı Alaşımlar: Pirinç (bakırda çinkonun çözünmesi)
Katı Gaz Palladyumda hidrojenin çözünmesi
Gaz Gaz Hava: Azotta oksijenin çözünmesi
Çözeltilerin Sınıflandırılması
a) Derişimlerine Göre Çözeltiler:
Çözeltiler derişimlerine göre derişik ve seyreltik çözeltiler olarak 2’ye ayrılırlar:
a.1 Derişik çözeltiler, çözünen miktarı fazla, çözücü miktarı az olan çözeltilerdir.
a.2 Seyreltik çözeltiler ise bunun tam tersi yani, çözünen miktarı az, çözücü miktarı fazla
olan çözeltilerdir.
b) Doygunluğa Göre Çözeltiler:
b.1 Doymuş çözeltiler: Belli şartlarda, bir çözücüde, çözünebilen kadar madde çözünmüş ise
bu tip çözeltilere doymuş çözeltiler denir.
b.2 Doymamış çözeltiler: Belli şartlarda, bir çözücüde, çözünebilenden daha az madde
çözünmüş ise bu tip çözeltilere doymamış çözeltiler denir.
b.3 Aşırı doymuş çözeltiler: Şartlar değiştirilerek, bir çözücüde çözüne bilenden daha fazla
madde çözünmüş ise bu tip çözeltilere aşırı doymuş çözeltiler denir. Aşırı doygunluk hali
-
31
kararsız hal olup çözeltiyi aşırı doygun hale getiren faktörler ortadan kaldırılırsa, (fazla madde
çöker ya da uçar) çözelti tekrar doygun hale döner.
c) İletkenliğine Göre Çözeltiler:
c.1 Elektrolit çözeltiler: Sulu çözeltilerinde iyonlaşabilen ve bu sebeple elektrik akımını
ileten çözeltilere elektrolit çözeltiler denir. Elektrik akımını iyi iletenlere; kuvvetli
elektrolitler, kötü iletenlere zayıf elektrolitler denir. Kuvvetli elektrolitlere; HNO3, HCl,
NaOH, KOH, Ca(OH)2, NaCl gibi maddeler, zayıf elektrolitlere ise; H2CO3, H3PO4, H2S,
CH3COOH, HgCl2, HCN, NH3 gibi maddeler örnek olarak verilebilir.
Elektrolitlerin vücudumuzda çok önemli düzenleyici rolleri vardır ve ayrıca asit-baz dengesini
sağlamaktan sorumludurlar.
c.2 Elektrolit olmayan çözeltiler: Elektrik akımını iletmeyen çözeltilere elektrolit olmayan
çözeltiler denir. Örneğin; şeker suda çözündüğünde moleküler olarak çözünür. Bu sebeple
moleküler çözeltiler elektrik akımını iletmezler. Bu tür çözeltilere elektrolit olmayan
çözeltiler denir.
Çözünürlük:
Çözünürlük genellikle 100 mL (100 cm3) veya 100 g çözücüde çözünebilen maddenin
gram cinsinden ağırlığı olarak verilir. Örneğin, NaCl'ün sudaki çözünürlüğü 20°C’da 36,5
g/100 mL'dir. Bu ifadeden NaCl'ün verilen şartlarda 100 mL suda 36,5 g'dan daha fazla
çözünmeyeceği anlaşılır. Doygun hale gelmiş bu çözeltiye daha fazla NaCl ilave edildiği
takdirde, ilave edilen NaCl çözeltide çözünmeden katı halde kalacaktır. Böyle bir çözeltide,
katı madde ile o maddenin doygun çözeltisi temas halindedir ve aralarında bir dinamik denge
söz konusudur. Bu denge çözünen moleküllerin hızının, çökelen moleküllerin hızına eşit
olmasıyla sağlanır. Doymuş bir çözelti için verilen çözünürlük değerinden daha az miktarda
madde bulunduran çözeltilere ise "doymamış çözeltiler" denir. Çözünürlük belirtilirken,
sıcaklığın ve çözünmenin yer aldığı ortamın diğer şartlarının tanımlanması gerekir.
Çoğunlukla çözeltiler normal atmosfer basıncında hazırlandığından, gazlar dışındaki
maddelerin çözünürlükleri basınçtan söz etmeden verilir. Çünkü basınç değişimi, katıların
sıvılardaki veya sıvıların sıvılardaki çözünürlüğünü etkilemez, fakat gazların sıvılardaki
çözünürlüğünü etkiler ve gazların çözünürlükleri basıncın artması ile artar. Katı ve sıvıların su
içindeki çözünürlükleri genellikle sıcaklık ile artar, gazların çözünürlükleri ise sıcaklıkla
azalır. Bu nedenle, çözünürlük ifade edilirken mutlaka hangi sıcaklıkta olduğunu belirtmek
-
32
gerekir. Ayrıca gazların çözünürlüklerinde, basıncın etkisi büyük olduğundan basıncın da
belirtilmesi gerekir. Maddelerin çözünürlüğü, çözücü ve çözünen maddelerin türüne göre
değişir. Maddelerin çözünürlüğünü fiziksel ve kimyasal özellikleri etkiler. Bu özellikler
polarlık, moleküller arası çekim kuvvetleri gibi özelliklerdir.
Kolligatif Özellikler:
Bilindiği gibi saf çözücülere kıyasla, bu çözücülerin uçucu olmayan çözeltilerine
ilişkin toplam buhar basıncı daha düşük olur. Bu tür çözeltilerdeki buhar basıncı azalması ise,
çözeltide kaynama noktası yükselmesi ve donma noktası alçalmasına neden olur. Çözeltilerin
bu tür davranabilme özellikleri "kolligatif özellikler" olarak adlandırılır. Bir diğer ifadeyle, bir
çözeltide çözünen taneciklerin derişimlerine bağlı olan özelliklere “kolligatif özellikler” denir.
Kolligatif özellikler maddenin yapısı ve kimyasal özelliğine bağlı olmayan, sadece molekül
yapısına bağlı olan sayısal özelliklerdir. Bunlar; buhar basıncı alçalması, donma noktası
alçalması, kaynama noktası yükselmesi ve osmotik basınç olmak üzere dört tanedir. Kolligatif
özellikler, çözeltideki çözünen/çözücü tanecik oranına bağlı olarak değişiklik gösterir.
Genel olarak bir çözünen madde ilavesi, çözücünün kaynama noktasını yükseltirken
donma noktasını ise düşürür. Verilen bir çözücü için donma noktasının alçalması çözücü
içinde, çözünen olarak bulunan taneciklerin derişimi ile doğru orantılıdır.
ΔT = Kd ×m ΔT = Donma noktasi alçalması Kd = Donma noktası alçalma sabiti
m = Çözeltinin molalitesi
Molalite, 1000g çözücü içinde çözünen maddenin mol sayısı olarak tanımlanır.
Molalite =1000 g çözücü/ Çözünenin mol sayısı (n)
Donma noktasının alçalması ile ilgili ölçmeler, kaynama noktası yükselmesinde
olduğu gibi, çözünmüş maddelerin molekül ağırlıklarının saptanmasında kullanılabilir.
Donma noktası alçalma sabiti bilinen belli miktarda bir çözücü içinde, molekül kütlesi
bilinmeyen bir madde bir miktar tartılarak çözülür. Çözeltinin donma noktası saptanır.
Çözeltinin donma noktası alçalması ve molalitesi hesaplanır.
Bu deneyde ilk olarak bazı maddelerin belli konsantrasyonlarda çözeltileri
hazırlanacak ve daha sonra sıcaklıkla çözünürlüğün değişimi takip edilecektir. Ayrı bir
deneyde ise bilinen bir kütledeki naftalin içinde, yine bilinen bir kütledeki kükürt çözülerek
donma noktasındaki düşüş ölçülecek ve böylece kükürdün molekül kütlesi bulunacaktır.
Burada çözücü naftalin, çözünen madde ise kükürttür. Kükürtün bir molü, 1000 gram
naftalinde çözündüğünde çözücünün donma noktasını 6.9°C düşürür (Kd = 6.9°C/molal).
-
33
6.3. Deneyde Kullanılacak Kimyasallar ve Malzemeler:
Kimyasallar Malzemeler
NaCl Balon joje (100 mL ve 250 mL)
CaCO3 Mezür (100 mL)
HCl 500 mL’lik beher + 250 mL’lik erlen
Naftalin Deney tüpü
Kükürt İki delikli mantar tıpa
Saf su Manyetik balık
Manyetik karıştırıcı
100 0C’lik 0,1 aralıklı termometre
6.4. Deneyin Yapılışı:
a) Ağırlıkça %5’lik NaCl Çözeltisinin Hazırlanması:
100 mL’lik bir balon jojeye 5 gram NaCl’yi hassas bir şekilde tartarak alınız.
100 mL’lik mezüre 95 mL saf su alınız ve bu sudan bir miktar alarak balon jojeye
ilave ediniz.
Kalan suyun tamamını balon jojeye ekleyiniz.
Balon jojenin kapağını kapatarak hafifçe çalkalayınız.
b) 0,2 M 100 mL CaCO3 Çözeltisinin Hazırlanması:
100 mL’lik bir balon jojeye x gram (siz hesaplayın) CaCO3’ü hassas bir şekilde
tartarak alınız.
Üzerine bir miktar saf su ekleyip karıştırınız.
Balon jojenin hacim çizgisine kadar su ekleyiniz.
Balon jojenin kapağını kapatarak hafifçe çalkalayınız.
c) 0,2 M 100 mL CaCO3 Çözeltisinden 0,01 M 250 mL CaCO3 Hazırlanması:
M1.V1=M2.V2 formülünden kaç mL 0,2 M CaCO3 çözeltisinden alacağınızı
hesaplayınız.
Hesapladığınız miktarda 0,2 M CaCO3 çözeltisinden alıp 250 mL’lik balon jojeye
ekleyiniz.
Balon jojenin kalan hacmini saf suyla doldurunuz.
Balon jojenin kapağını kapatarak hafifçe çalkalayınız.
d) Sıcaklığın Çözünürlüğe Etkisinin İncelenmesi:
36,5 gram NaCl tartınız ve 250 mL’lik bir erlene alınız.
Üzerine bir miktar saf su (50 mL) ekleyip karıştırınız.
50 mL daha saf su ekleyiniz ve içine bir manyetik balık atarak erlenin ağzını bir tıpa
ile kapatınız.
Erleni manyetik bir ısıtıcının üzerine alarak sıcaklığı kademeli olarak artırarak (10 0C)
en son 100 0C’ye getiriniz ve karıştırmaya devam ediniz.
-
34
Tuzun çözünürlüğünü gözlemleyiniz.
e) Donma Noktası Alçalmasından Molekül Kütlesi Tayini:
Hocanızın tarif ettiği düzeneği kurun.
Termometreyi iki delikli mantar tıpaya yerleştirirken, termometreyi ve tıpayı havlu ile
sarın ve yavaş yavaş döndürerek deliğin içine termometre skalasının 70°C'den yukarısı
görülecek şekilde tüpün dibine değmeden yerleştirin (aksi durumda termometreyi
kırabilirsiniz).
5 g naftalin tartın ve ölçüm değerini m2 çözücünün kütlesi olarak kayıt edin. Tüpü
doldurmadan önce temiz ve kuru olmasına dikkat edin.
Naftalinin tamamını büyük bir deney tüpünün dip kısmına gelecek şekilde boşaltın.
Termometre ve tel karıştırıcıyı yerleştirdiğiniz tıpayla, tüpün ağzını kapatın ve tüpü,
içinde su bulunan bir beherin içine yerleştirin.
Naftalinin tamamı eriyinceye kadar su dolu beheri yavaş yavaş ısıtın. Erime noktası
80°C civarında gözlenmelidir.
Beherin altından beki alın ve kapatın.
Sürekli karıştırarak her 30 saniyede bir sıcaklık okumalarını kayıt edin. Bu isleme
sıcaklık 75°C'ye düşünceye kadar devam edin.
1 g Kükürt tartıp (tartım değerini m1 çözünenin kütlesi olarak not edin) soğuyup
katılaşmış olan naftalinin üzerine ekleyin.
Termometre ve karıştırıcıyı yerleştirdikten sonra naftalin ve kükürdün tamamı
eriyinceye kadar su banyosunda ısıtın.
Beki söndürdükten sonra 85-70°C aralığındaki sıcaklık düşmesini her 30 saniyede bir
kayıt edin.
Deneyiniz tamamlanmıştır. Deney verilerinizi kullanarak hesaplamaları yapınız.
(Deney tüpünü temizlemek için içindekiler eriyinceye kadar su banyosunda tekrar
ısıtın. Tüpün içindekiler tamamen eridikten sonra termometre ve karıştırıcıyı çıkarın.
Sonra erimiş naftalini atık naftalin etiketi yapıştırılmış olan behere boşaltın. Erimiş
naftalini asla lavaboya dökmeyin!!)
6.5. Sonuçlar ve Tartışma
a) Saf naftalin ve kükürt-naftalin çözeltisi için soğuma eğrilerini grafik kâğıdına çiziniz.
Naftalinin (çözücünün) kütlesi (m2) ………………………………………
Saf naftalin için soğuma eğrisinin verileri:
t (zaman, s) T (sıcaklık, °C) t (zaman, s) T (sıcaklık, °C)
……………… ………………… ……………… …………………
……………… ………………… ……………… …………………
……………… ………………… ……………… …………………
……………… ………………… ……………… …………………
……………… ………………… ……………… …………………
……………… ………………… ……………… …………………
……………… ………………… ……………… …………………
-
35
……………… ………………… ……………… …………………
……………… ………………… ……………… …………………
Kükürdün (çözünen) kütlesi (m1) ………………………………………
Naftalindeki kükürt çözeltisinin soğuma eğrisinin verileri:
t (zaman, s) T (sıcaklık, °C) t (zaman, s) T (sıcaklık, °C)
……………… ………………… ……………… …………………
……………… ………………… ……………… …………………
……………… ………………… ……………… …………………
……………… ………………… ……………… …………………
……………… ………………… ……………… …………………
……………… ………………… ……………… …………………
……………… ………………… ……………… …………………
……………… ………………… ……………… …………………
……………… ………………… ……………… …………………
2. Soğuma eğrilerinden donma noktalarını belirleyin.
Saf naftalinin donma noktası (T1) ………………………………………………
Çözeltinin donma noktası (T2) ………………………………………………
3. Naftalinin Kd değeri 6.9°C/molal'dır. Çözeltinin molalitesini hesaplayın.
Donma noktasındaki düşme (ΔT) ………………………………………………
Çözeltinin molalitesi (m) ………………………………………………
4. Molalite (m), m1 ve m2 verilerini kullanarak kükürdün molekül kütlesini hesaplayın.
Kükürdün molekül kütlesi (M) ………………………………………………
5. Kükürdün atomik kütlesi 32 g/mol'dür. Bulduğunuza molekül kütle değerini kullanarak
kükürdün molekül formülünü Sn olarak yazın.
n ………………………………………………
6. Kitabınızdan kükürdün gerçek moleküler formülüne bakın. Kükürdün teorik moleküler
kütlesini ve deneyinizdeki hata yüzdesini hesaplayın.
M deki hata yüzdesi ………………………………………………
6.6. Sorular
a) (a) deneyindeki balon jojeye 5 g NaCl konduktan sonra çizgisine kadar saf su ile
doldurulsaydı çözelti %5’lik olur muydu? (Saf NaCl’nin özgül ağırlığı 2,16 g/cm3’tür.)
-
36
b) Çözünürlüğe etki eden faktörler nelerdir? Açıklayınız.
c) Naftalinin donma noktası değerindeki hata yüzdesi nedir?
d) Kükürdün molekül kütlesini tayin ederken naftalin için kendi bulduğunuz donma noktası
değerini kullanmanın avantajı ne olabilir?
-
37
DENEY 7: ASİTLER-BAZLAR, pH ve İNDİKATÖRLER
7.1. Deneyin amacı: Asit ve baz çözeltilerini hazırlayarak bunların özelliklerini incelemek, pH
ve indikatör kavramını anlamak.
7.2. Teori
Asit ve baz kavramı günlük hayatta çok sık karşılaşılan kavramlardandır. Örneğin; güncel bir
çevre sorunu olan "asit yağmurları" bilinen bir olgudur. Asit ve bazlar konusu kimyanın da
en önemli konularından birini oluşturmaktadır; çünkü, kimyasal reaksiyonların büyük bir
çoğunluğu asit ve baz reaksiyonlarıdır.
Asit ve bazların çok çeşitli tanımları yapılmış olmasına rağmen bugün Arrhenius, Lowery-
Bronsted ve Lewis tarafından yapılan tanımlar kullanılmaktadır.
Arrhenius Asit-Baz Tanımı:
Asit: Mavi turnusolü kırmızı yapan, bazı metallerle (aktif metaller) hidrojen gazı açığa
çıkaran, tadı ekşi, su ortamında hidrojen iyonu veren maddedir.
HCl H+ Cl-+
H2SO4 2H+ SO4
-2+
HNO3 H+ NO3
-+
H2O
H2O
H2O
Baz: Kırmızı turnusolü mavi yapan, asitleri nötürleştiren ve su ortamına OH- veren maddedir.
Bu tanımın turnusolle ilgili kısmı zamanımızda çok kullanılmaktadır. Ayrıca, bazlar
karbondioksit ile tepkimeye girerek su ve karbonatlı bileşik oluştururlar. Çoğu metalle
tepkime vermezler (Amfoter metaller hariç).
NaOH Na+ OH-
+
Ca(OH)2 Ca+2 2OH-+
H2O
H2O
Al(OH)3 Al+3 3OH-+
H2O
Lowery-Bronsted Asit-Baz Tanımı:
Asitler proton veren, bazlar ise proton alan maddelerdir. Diğer bir deyişle asit ve bazlar
sırasıyla proton verici ve proton alıcı maddelerdir. Yine bu bilim adamlarına göre bir asit
proton verdiği zaman kendisinin konjüge çifti veya konjüge bazı, bir baz proton aldığı zaman
kendisinin konjüge asidi meydana gelir.
-
38
Asit BazProton
Baz AsitProton
+
+
NH3 H2O NH4+ OH-+ +
Baz (1) Asit (2) Baz (2)Asit (1)
Konjüge Asit Konjüge Baz
Lewis Asit-Baz Tanımı:
Bu tanıma göre, asit elektron alabilen, veya elektron çiftine katılabilen, baz ise elektron
verebilen veya elektron çifti taşıyabilen maddedir.
B: A BA+
A = Lewis Asiti
B: = Lewis Bazi
N:
H
H
H
+ B
F
F
F
N
H
H
H
B
F
F
F
Lewis Bazi Lewis Asiti
Bu tanımlar her ne kadar asit ve baz özelliklerini ortaya koyuyorsa da bir maddenin asit ve
baz özelliği karşısında bulunan maddeye bağlıdır. Bilim adamları kavram kargaşalığına
meydan vermemek için, saf suyu kıyas maddesi olarak almışlar ve saf suda çözüldükleri
zaman hidrojen iyonunu artıran maddelere asit, azaltan maddeler de baz demişlerdir. Asit ve
bazlar molekül başına verdikleri veya aldıkları protonların sayısına göre sınıflandırılabilirler.
Eğer bir asit sadece bir proton verebilirse "monoprotik", "mono fonksiyonel", "mono bazik"
veya "mono ekivalent" olarak çeşitli şekillerde tanınır. Eğer iki, üç, dört v.s. proton
verebilirlerse di, tri, tetra örnekleri mono yerine kullanılabilir.
Birden fazla fakat sayısı belli olmayan miktarda proton verebilen veya alabilen asit ve bazlar
için poli örnekleri kullanılabilirler. Asitler ve bazların sulu çözeltilerinde (0.1-0.01 M)
iyonlarına ayrılma derecesine göre:
a. Kuvvetli
b. Zayıf
c. Çok zayıf diye üçe ayrılırlar.
-
39
a) Kuvvetli Asitler ve Bazlar: Sulu çözeltilerinde %100 iyonlaşabilen asit ya da bazlara
"kuvvetli asit ya da baz" denir. Kuvvetli asitlerin çözeltilerinde H3O+ iyonunun hemen
tümüyle asitten; kuvvetli bazların çözeltilerinde ise OH-
iyonunun hemen hemen tamamen
bazdan geldiği kabul edilir.
HCl H2O H3O+ Cl-+ +
NaOH H2O Na+ OH-+
b) Zayıf Asitler ve Bazlar: Sulu çözeltilerinde %100 iyonlaşmayan asit ya da bazlar "zayıf
asit ya da baz" olarak tanımlanır. Bu tür asit veya bazların iyonlaşmaları denge reaksiyonu
şeklinde gösterilir ve asitlik sabiti (Ka) veya bazlık sabiti (Kb) kavramları kullanılır.
CH3COOH H2O H3O+ CH3COO
-+ +
NH3 NH4+ OH-+H2O+
Ka
Kb
Ka = 1,8. 10-5
Kb = 1,8. 10-5
c) Çok Zayıf Asitler ve Bazlar: Sulu çözeltilerinde çok az iyonlaşan asit ya da bazlar "çok
zayıf asit ya da baz" olarak tanımlanır. Bu tür asit veya bazların Ka veya Kb'leri çok düşüktür,
pKa veya pKb'leri ise tam tersine büyüktür.
H3C C OH
H
H
Ka = 1,3. 10-16 H2N pKb = 9,13
pH ve pOH:
H+
iyonu konsantrasyonu kimyada olduğu kadar tabiatta ve canlı organizmada büyük öneme
sahiptir. H+
iyonu genel olarak asitlerin suda çözünmesinden ileri gelir, ancak yapılan hassas
ölçümlerde suyun da bir miktar H+
iyonu verdiği görülmüştür. Su,
dengesine göre iyonlaşır. Bu dengede 25 oC’de H
+ ve OH
- iyonları konsantrasyonu 1.10
-7
mol/L olduğu bulunmuştur. Buna göre suyun iyonlaşma sabiti Ksu= [H+].[OH
-]=1.10
-14 olur.
Bir ortamdaki hidrojen iyonlarının eksi logaritmasına pH, hidroksil iyonlarının eksi
logaritmasına da pOH denir.
pH = -log[H+] pOH = -log[OH
-]
-
40
pH, 0 ila 14 arasında değer alır. pH’nın 7 olduğu noktada çözelti ne asidik ne de bazik, yani
nötrdür. Eğer pH 7’den küçükse ortam asidik, büyük olursa ortam bazik özellik gösterir.
pH, indikatörler ve pH metre yardımıyla tespit edilir.
İndikatörler:
Ortamın pH’sına bağlı olarak farklı renkler gösteren organik maddelere “indikatör” adı
verilir. Her indikatörün pH aralığına bağlı olarak belli bir rengi vardır (Tabloya bakınız).
Örneğin, fenolftaleyn asidik ortamda renksiz, nötr ortamda pembe, bazik ortamda menekşe
rengindedir. Bromtimol mavisi ise pH 6’dan küçük olduğu zaman sarı, 6 ila 7,6 arasında yeşil,
bunun üzerindeki pH’larda ise mavi renktedir. Ancak, indikatörlerin renklerinin tonu
çözeltinin pH’sı düştükçe ve ya yükseldikçe değişir.
Pratikte bir çözeltinin asidik veya bazik olduğu turnusol kağıdı veya pH kağıtlarıyla
anlaşılabilir. Daha hassas çalışmalarda ise bu amaçla pH metre cihazları kullanılır.
Tablo. Bazı indikatörlerin asidik ve bazik ortamdaki renleri ve kullanıldıkları pH aralıkları
-
41
7.3. Deneyde Kullanılacak Kimyasallar ve Malzemeler:
Kimyasallar Malzemeler
HCl Balon joje (100 mL)
NaOH Mezür (100 mL)
CH3COOH Pipet
Fenolftaleyn Deney tüpleri
Bromtimol mavisi Turnusol kağıdı
Metiloranj
7.4. Deneyin Yapılışı:
a) 0,1 M 100 mL HCl Çözeltisinin Hazırlanması:
1 mL’lik pipet yardımıyla derişik HCl çözeltisinden (d=1,19 g/mL ve %36’lık) 0,85
mL alınır ve 100 mL’lik bir balon jojeye aktarılır.
Bir behere konulan saf sudan kullanılan pipetle birkaç kez alınarak balon jojeye
eklenir.
Balon jojeye biraz daha su eklenir ve en son ölçü çizgisine kadar saf su ile tamamlanır.
Balon jojenin kapağı kapatılarak hafifçe çalkalanır ve 0,1 M HCl çözeltisi hazırlanmış
olur.
Bu çözeltiden bir deney tüpüne 1 mL alınarak üzerine 9 mL saf su eklenir ve pH
kağıdı ile pH’sı ölçülür.
b) 1 M 100 mL CH3COOH Çözeltisinin Hazırlanması:
Molarite formülü kullanılarak stok asetik asit çözeltisinden kaç mL alınacağı
hesaplanır.
Hesaplanan miktarda asetik asit bir pipet yardımıyla alınarak 100 mL’lik balon jojeye
aktarılır.
Bir behere konulan saf sudan kullanılan pipetle birkaç kez alınarak balon jojeye
eklenir.
Balon jojeye biraz daha su eklenir ve en son ölçü çizgisine kadar saf su ile tamamlanır.
Balon jojenin kapağı kapatılarak hafifçe çalkalanır ve 1 M CH3COOH çözeltisi
hazırlanmış olur.
Bu çözeltiden 0,01 M 100 mL’lik çözelti hazırlanır (M1.V1=M2.V2 formülünü
kullanınız) ve pH kağıdı ile pH’sı ölçülür.
c) 0,1 M 100 mL NaOH Çözeltisinin Hazırlanması:
100 mL’lik bir balon jojeye 0,4 g NaOH hassas bir şekilde tartılarak alınır.
Balon jojeye biraz su eklenir ve NaOH’in çözünmesi sağlanır.
Yavaş yavaş su eklenmeye devam edilir ve en son ölçü çizgisine kadar saf su ile
tamamlanır.
Balon jojenin kapağı kapatılarak hafifçe çalkalanır ve pH kağıdı ile pH’sı ölçülür.
-
42
d) İndikatör Renklerinin Tayini:
Dört deney tüpü alınarak 1,2,3,4 şeklinde işaretlenir.
Her bir deney tüpüne hazırlanan 0,1 M HCl çözeltisinden 2-2,5 mL konulur.
Dört deney tüpü daha alınır ve onlar da işaretlenir (1,2,3,4 verilebilir, baz için olduğu
belirtilmelidir).
Bu deney tüplerine de hazırlana 0,1 M NaOH çözeltisinden 2-2,5 mL konulur.
Tüm tüpler bir tüplüğe sıralanır.
1 nolu asit ve baz tüpüne bir damla metiloranj,
2 nolu asit ve baz tüpüne bir damla bromtimol mavisi,
3 nolu asit ve baz tüpüne bir damla fenolftaleyn,
4 nolu asit ve baz tüpüne bir turnusol kağıdı eklenir.
7.5. Sonuçlar ve Tartışma
a) a, b ve c deneylerinde pH kağıdı ile bulduğunuz pH değerlerini yazınız.
b) b deneyi için kaç mL asetik asit almanız gerektiğini nasıl buldunuz?
c) İndikatörlerin renklerindeki değişimleri aşağıdaki tabloya yazınız.
Tüp No İndikatör Asidik→Nötr→Bazik Ort. Renkleri pH Aralığı
1 Metiloranj ……. …….. ……….
2 Bromtimol mavisi ……. …….. ……….
3 Fenolftaleyn ……. …….. ……….
4 Turnusol kağıdı ……. …….. ……….
7.6. Sorular
a) 0,1 ve 2.10-3
M HCl ile 0,1 ve 3.10-3
M NaOH çözeltilerinin pH’larını hesaplayınız.
b) 0,01 M formik asit (HCOOH) çözeltisinin pH’sı nedir? (Ka:2.10-4
)
c) Konsantrasyonu 5.10-4
M olan bir NaOH çözeltisine birkaç damla bromtimol mavisi
damlatıldığında çözeltinin rengi ne olur?
d) pH’sı 3,3 olan 2 litre asetik asit çözeltisi içinde kaç gram saf asetik asit vardır?(Ka:1,8.10-5
)
e) Doğal indikatörlere örnekler vererek renklerini belirtiniz.
-
43
Kaynaklar
1. Genel Kimya Laboratuvarı, Selçuk Üniversitesi, M. Yılmaz, İ. Karataş, Mimoza
Yayınları, 2003.
2. Genel Kimya Deneyleri, Gazi Üniversitesi, 2006.
3. Genel Kimya Laboratuvarı I-II Föyü, Gebze Teknik Üniversitesi, 2016.
4. Temel Üniversite Kimyası, E. Erdik, Y. Sarıkaya, Gazi Yayınları, 2004.
5. İnternet Kaynakları (Görseller ve bazı teorik bilgiler)