madde ve özellikleri

SİMYADAN KİMYAYA
Kimyanın gelişimi, uzunca bir süreç sonunda gerçekleşmiştir. Kimya sözcüğünün, kimyanın modern bir bilim haline gelmeden
önceki haline karşılık gelen simya ile aynı kökenli olduğu düşünülmektedir. Simya sözcüğünün Arapça “Alkimia” sözcüğünden
türediği sanılmaktadır. “Al” Arapçada belirli bir takı, “Kimia” ise Eski Mısır dilinde “Chem” (kara toprak) ya da Yunanca “Chyma”
(metal eritme) sözcüklerinden geldiği yönündeki görüşler ön plana çıkmaktadır. Kelimedeki Kimia, (sim, kim) kökü halen tatmin edici
bir şekilde açıklanmamıştır. Kimya olarak nitelendirilebilecek uğraşın köklerinin, metallerin üretilmeye başlandığı, tunç çağı adı da
verilen yaklaşık M.Ö. 3000 yıllarına kadar götürülmesi mümkündür. Bu süreç simyanın başlangıcına kadar olan dönem olarak da
nitelendirilebilir. Bu dönemde yapılan işlem ve üretimler tamamen deneme-yanılmaya dayalıdır. Simya maddeden altın elde etmek
için yapılan çalışmalara denir. Simya ile uğraşanlara ise simyacı denir.
Simya, on ikinci asırdan itibaren Batıda, basit metalleri altına çevirmek, evrensel şifa ve ölümsüzlük iksiri gibi ortaçağ arayışları
olarak görünmektedir. Çin, Hint ve Grek metinlerde simya "Sanat" veya radikal ve faydalı değişim olarak tanımlanır. Yakın
zamanlara dek, bilim tarihçileri simyayı ilkel kimya, yani olgunlaşmamış bilim olarak görüyorlardı. Aslında "Sanat"ın uygulayıcıları
aynen ilk kimyagerler gibi laboratuar ve belirli aletlerden faydalanıyorlardı. Daha da önemlisi, simyagerler sonradan kimya biliminin
gelişmesinde rolü olacak buluşların kaşifleriydi. M.Ö. 300 yılında cıvanın izole edişi, 13. asırdan önce alkol ve madeni asitlerin keşfi
ve vitriol (zaç yağı, sülfürik asit) ve şapların hazırlanması bu buluşlara verilecek önemli örneklerdir.Ancak erken simyacıların
yöntem, ideoloji ve amaçları simya geleneğini uzatmaya yönelik değildi. Simyagerler doğanın bilimsel incelenmesi ile
ilgilenmiyorlardı. Eski yunanlılar kendini bilime verdiğinde olağanüstü bir gözlem ve tartışma sergilemektedir; ancak bu çalışmaları
yazılı hale getirememişlerdir. Örneğin, kükürt ile çalışan hiç kimse onun eritilip başka maddelerle birleştirilmesi ve özgün özellikleri
konusunda hiç bir bilgiyi not olarak tutmadığı için sonraki dönemlere gerekli bilgiyi aktaramamıştır.
Ancak M.Ö. 4. yüzyıl civarında düşünürler doğayı anlama ve
açıklama çabasıyla çeşitli spekülasyonlar ortaya atmışlardır. Örneğin
bu dönem düşünürlerinden Aristotales(M.Ö. 384-322) tarafından
ortaya atılan bir kurama göre doğada; toprak, hava, su ve ateş olmak
üzere dört temel element bulunmaktadır. Ayrıca Aristoteles'ten önce
Demokritos(M.Ö. 470-380) maddenin atom adını verdiği daha küçük
parçalara bölünemeyen taneciklerden oluştuğu fikrini ortaya attı.
Ancak Aristoteles tarafından desteklenmeyen bu görüş,
Dalton'un(1766-1844) atom kuramına kadar geçen sürede kabul
görmemiştir.
Simyacılara göre bir madde başka bir maddeye dönüştürülebilir.
Bundan yola çıkarak bazı temel metalleri altına dönüştürme yollarını
aramışlardır.
Simyacılar metalleri ayrıştırmak için çeşitli yöntemler geliştirdi. Bu yöntemleri kullanarak altın ve gümüşü diğer metallerden ayırdılar.
damıtma için ilkel yapılı imbikler geliştirdiler.
Bilim tarihçisi Hermann Kopp, simyanın başlangıcından modern kimyanın başlangıcına kadar olan süreci aşağıdaki şekilde çeşitli
dönemlere ayırmaktadır:

Simya Çağı(M.S 300-1600)

Tıbbi Kimya Çağı(1600-1700)

Filojiston Kimyası Çağı(1700-1800)

Nicel Kimya Çağı(1800- )
Simya bugünkü anlamda bir bilim olmaktan çok bir sanat olarak nitelendirilebilir. Simyaya kimyanın bilim hali öncesi olarak da
bakılabilir. Simya, astronomi, astroloji, mitoloji, din, sihir vb. birçok alanla ilişkilidir. Simya, çeşitli pratik laboratuvar
uygulamalarından gizemciliğe varan pek çok alanı kapsamaktadır.
Simya çağında, simyacıları araştırma yapmaya motive eden iki önemli
hedefleri vardı:

Kurşun ve çinko gibi metalleri değerli bir metal olan altına
dönüştürerek zengin olmak,

Ölümsüzlük sağlayacak hayat iksirini bulmaktır.
Simyacılar çalışmalarını deneme-yanılma yöntemi ile yapmışlardır. Kimyacılar
bugün bilimsel yöntemlerle çalışmalarını yürütmektedirler. Çalışmalarını deney
sonuçlarına göre düzenlerler.
Simyacıların çalışmaları sonucunda daha sonra kimyacıların da kullandıkları
fırınlar, damıtma düzenekleri, su banyosu gibi pek çok araç gereç ve damıtma,
süzme, süblimleştirme ve kristallendirme gibi laboratuvar teknikleri geliştirilmiş
ve bugün element olarak bilinen çeşitli kimyasal maddeler keşfedilmiştir.
Ortaçağda, Cabir bin Hayyan ilk defa deney araçlarıyla çalışmalar yapmış damıtma ve
kristallendirme yöntemlerini tanımlamıştır. Daha sonra yaşayan Ebubekir El-Razi, bu
çalışmaları sürdürmüştür. El-Razi, modern anlamda elementlerin sınıflandırılması ile
ilgili çalışmalar yapmıştır
Tıbbi kimya çağı olarak nitelendirilen dönemde simyacılık anlayışının etkileri devam
etmekle birlikte kimyacıların çalışmaları daha çok hastalıkların tedavisine yönelik ilaç
hazırlama üzerine yoğunlaşmıştır.
Filojiston çağı adı verilen dönemde, kimya biliminin gelişimine kimilerince engel olduğu,
kimilerince de katkı sağladığı düşünülen yanma kuramı yüz yıl boyunca kabul
görmüştür. Bu kuram ilk olarak alman simyacı Becher(1635-1682) tarafından ortaya
atılmış ve daha sonra öğrencisi Stahl(1660-1734) tarafından geliştirilip filojiston(ateş
ruhu veya ateş maddesi) kuramı olarak adlandırılmıştır. Stahl hocasının kuramının
yaygın kabul görmesini sağlamış ve zamanında büyük ün kazanarak kimilerine göre
bütün kimyacı ve fizikçilerin en büyüğü ünvanını almıştır. Ünlü filozof Kant bile bu kuramı
çok önemseyerek Galileo'nun düşme kuramı ile eşdeğer görmüştür.
Filojiston kuramına göre, her yanıcı madde; biri yanıcı olmayan sabit bir madde(kül, kireç
ya da toprak), öteki yanıcı bir ilke olan filojistondan oluşmaktadır. Kurama göre bir cismin
yanabilirliği ne kadar fazla ise filojistonu da o kadar fazladır. Madde yandığında filojiston
kısmı maddeden ayrılmaktadır. Bu açıklama akla uygun olup ilk balışta tüm yanma
olaylarına uygulanabiliyordu. Ancak metallerin yanması sonucunda geriye kalan
kısmın(metal oksit) kütlesinin metalin yanmadan önceki kütlesinden
fazla olması durumu biliniyordu ve bu durum kükürt ve kömür gibi
maddelerin yanmasından farklıydı. Yanan metalden filojiston denen
madde ayrıldığı halde kütlesinin artmış olması filojiston kuramının
açıklayamadığı bir durumdu. Filojiston kuramini benimseyen
kimyacılara göre; filojiston serbest kaldığında diğer maddeler gibi yer merkezine doğru değil, gökyüzüne doğru yükselir. Bu nedenle
göksel nitelikte olan filojiston negatif kütlelidir. Maddi bir varlığın negatif kütleli olması fikri insan deneyimine aykırı olduğu için
saçma bulundu. Ayrıca havasız ve kapalı ortamlarda yanmanın olmadığı gözlendiğinde filojiston kuramına göre havanın rolü
açıklanamamıştır. Kapalı ortamlarda yanmanın gerçekleşmemesi durumu ise filojistonun kaçmasının engellenmiş olması ile
açıklanmaktadır. Bu örnekler, kuramın bir kısım olgulara mantıklı açıklamalar getirmekte yetersiz kaldığını göstermektedir. Bu
nedenle, filojiston kuramı sorgulanmaya başlandı ve yeni arayışlara geçildi.
Yanlış da olsa yanma olayını açıklamak üzere ortaya atılan filojiston kuraminin, kimyanın gelişmesine birçok yönden katkı yaptığı
söylenebilir.Öncelikle bu kuram olguların açıklanmasına yönelik kuramsal yapıların geliştirilmesine örnek olması açısından
değerlidir. Örneğin birbirleri ile ilişkisiz görünen yanma, oksidasyon ve solunum gibi olayların gerçekte birbirleriyle ilişkili olduğu ve
ortak yönlerinin bulunduğu bu teori ile ortaya konmuştur.
17. yüzyılda Robert Boyle ve 18. yüzyılda Lavoisier kimya biliminin bilim olma sürecini
geliştiren önemli çalışmalar yapmışlardır.
Nicel kimya çağına geçişte, başta Lavoisier(1734-1794) olmak üzere bir çok bilim insanının
hava, gazlar ve yanma olayı ile ilgili olarak yaptıkları sistemli deneysel çalışmalar, dört
element ve filojiston teorilerinin önemli ölçüde sorgulanmalarına yol açmıştır. Özellikle 18.
yüzyılın sonlarına doğru, deneylerin sistematik bir şekilde yapılabilmesi, terazının yaygın
biçimde kullanılması, deneylerde kullanılan maddeler arasında nicel ilişkiler kurulabilmesi,
teorilerin doğrudan deney sonuçları ile ilişkilendirilip test edilebilmesi, nicel kimya çağının ya
da modern kimyanın başlangıcı olarak düşünülebilir.
Lavoisier 1789 yılında yanma olayının, havanın oksijeni ile birleşmenin sonucu olduğunu
göstermiştir. Lavoisier, yanma deneyini kapalı bir kapta gerçekleştirerek, kap içerisindeki
toplam kütlenin tepkime öncesinde ve sonrasında aynı olduğunu gösterdi. Böylece kütlenin korunumu ile ilgili bilgiler kanıtlandı.
Lavoisier "bütün kimyasal tepkimelerde hiçbir madde yoktan var edilemez, varken de yok edilemez" ilkesini esas almıştır.
Stahl'ın filojiston teorisinden Lavoisier'in oksijen teorisine geçiş, Thagard tarafından bilim tarihinde en çok bilinen ve evrensel olarak
bilimsel devrim şeklinde nitelendirilen yedi önemli kavramsal değişim arasında gösterilmektedir.
Dalton ve Atom Modeli
Atom ile ilgili tanımlamalar yaklaşık 2500 yıl önce yunan filozoflar tarafından yapılmaya başlanmıştır. Yaptıkları tanımlamalarda,
maddenin bölünemeyen küçük parçacıklardan oluştuğu belirtilmiş ve bu parçalara yunancada bölünemeyen-kesilemeyen
anlamında "atomos" adını vermişlerdir. Atom kelimesinin kökeni buradan gelmektedir. Bu tanım, bilimsel deneylerle desteklenen
bulgularla değil, felsefi tartışmalar sonucunda ortaya çıkmıştır. Atomların varlığı ile ilgili, maddenin doğasını ve kimyasal tepkimeleri
inceleyen bilimsel destek sağlayan çalışmalar, sabit oranlar yasası ve kütlenin korunumu yasası ile ortaya çıkmıştır.
Kütlenin Korunumu Yasası
Lavoisier 1789 yılında yanma olayının havanın oksijeni ile birleşmenin bir sonucu olduğunu göstermiştir. Lavoisier, yanma ile ilgili
deneylerini kapalı bir kapta gerçekleştirerek, kabın toplam kütlesinin, tepkimenin başlangıcında ve sonunda aynı olduğunu
göstermiştir.
Fiziksel ve kimyasal olayların tamamında başlangıçtaki toplam kütle, sonuçtaki toplam kütleye eşit olmak durumundadır.
Bu durum fiziksel ve kimyasal olaylarda kütlenin korunumu yasası olarak ifade edilmektedir.
Fe
S
+
14 gram
→
8 gram
FeS
22 gram
Yukarıdaki örnekte görüldüğü gibi, Demir(Fe) ile Kükürt(S) arasında gerçekleşen bir kimyasal tepkimede 14 gram demir ile 8 gram
kükürt birleşerek 22 gram demir sülfür(FeS) bileşiği oluşturmaktadır. Tepkime üncesi ve sonrası kap içerisindeki toplam kütle 22
gramdır ve korunmuştur. Öyleyse 44 gram FeS için kullanılması gereken Fe kütlesi 28 gram, S kütlesi ise 16 gram olacaktır. Bu
durumda da başlangıçtaki ve sonuçtaki kütlenin aynı olduğu görülecektir.
Dalton Atom Modeli
Sabit oranlar yasası ve kütlenin korunumu yasası ilk atom modeli için bilimsel dayanak oluşturmuşlardır. Çünkü deneylerle
desteklenmişlerdir. Bu çalışmalar sırasında bilim adamları şu sorulara da yanıt aramışlardır: " Bu yasalar ışığında maddenin doğası
ile ilgili doğru olan nedir?, başka bir deyişle madde neden yapılmıştır?". 19. yüzyılın başlarında İlk bilimsel atom kuramını 1808
yılında İngiliz bilim insanı John Dalton(1766-1844) oluşturmuştur. Kütlenin korunumu yasası ve sabit oranlar yasasından yola
çıkarak, eğer atom varsa, belirli özelliklerinin bu yasalara uyması gerekir düşüncesinden yola çıkmış, yunanlıların atom tanımını da
kullanarak, Dalton Atom Modeli'ni oluşturmuş ve aşağıdaki sonuçlara ulaşmıştır.
1.
Elementler atom adı verilen ve bölünemeyen içi dolu küreciklerden oluşurlar.
2.
Bir elementin bütün atomları şekil, büyüklük ve kütle bakımından aynıdır.
3.
Farklı elementlerin atomları, şekil, büyüklük ve kütle bakımından farklı olmalıdır..
4.
Bileşikler oluşurken farklı element atomlarının birleşmesiyle oluşurlar. Kimyasal tepkimeler, atomların birleşmesi, ayrılması
ya da kendileri arasında yeniden düzenlenmesiyle oluşur. Bir bileşiği oluşturan element atomlarının birleşme oranı sabittir.
5.
Atomlar bölünemez. Atomlar kimyasal tepkimeye girdiklerinde, yeni bir düzende biraraya gelirler.
Priestley, Cavendish ve Scheele karbondioksit, oksijen, klor, metan ve hidrojen gazlarını birbirnden farklı gazlar olarak tanımladılar.
Priestley, cıvayı kırmızı toz haline gelinceye kadar ısıtarak oluşan yapıyı daha fazla ısıttığında elde ettiği gazın, mumun daha
kuvvetli yanmasını sağladığını görmüştür. Ayrıca, karbondioksit gazını basınçla su içinde çözerek sodalı su elde etmiştir.
Kimya ile ilgili çeşitli tanımlar yapılabilmektedir. Bunlar arasında en fazla ilgi gören tanım, Pauling tarafından yapılan kimya
tanımıdır. Ünlü kimyacı Linus Pauling kimyayı maddelerin bilimi olarak nitelendirerek "maddelerin yapı, özellik ve
birbirlerine dönüşümlerini sağlayan tepkimeleri inceleyen bir bilim" şeklinde tanımlamaktadır.
Pauling'in tanımı dışında yapılan birçok tanımda da maddelerin kimyasal özellikleri ile ilgili değişime vurgu yapılmaktadır. Bir
maddenin kimyasal özelliği;

maddenin hava veya suyla temas etmesiyle

ısıtıldığında veya soğutulduğunda

güneş ışığı etkisinde kaldığında

başka bir madde ile karıştırıldığında
nasıl davranacağını ifade etmektedir.
Canlı yaşamı büyük ölçüde kimyasal tepkimelere dayanmaktadır. Sulu çözeltilerle dolu biyolojik hücrelerde her an binlerce kimyasal
tepkimenin gerçekleştiği bilinmektedir. Maddelerin kimyasal davranışları son derece önemli olup yaşamımızı, kimyasal tepkimeleri
kullanabilme ve kontrol edebilme yeteneğimizle büyük ölçüde düzenleyerek iyileştirebiliriz.
MADDE VE ÖZELLİKLERİ
Kimya bilimi maddenin özelliklerini ve davranışlarını inceleyen bilim dalıdır. Uzayda
yer kaplayan ve kütlesi olan herşey maddedir. Maddenin özellikleri, yapısını
oluşturan atom ve moleküllerin özellikleri ile belirlenir. Karbon monoksit gazı, bir
tane karbon ve bir tane bir tane oksijen atomunun kimyasal bağ ile birleşmesi
sonucunda oluşan karbon monoksit moleküllerinden oluşmuştur. Karbondioksit
gazının oluşturan moleküller, bir karbon atomu ile iki oksijen atomunun kimyasal
bağlar ile birleşmesi ile oluşmuşlardır. Karbon monoksit gazı molekülü iki atomun
kimyasal birleşimi ile oluşurken, karbondioksit gazı molekülü üç atomun kimyasal
bağlarla birleşmesi sonucu oluşur. Bu oluşan yapıların özellikleri birbirinden
farklıdır.
Su molekülü, bir oksijen ile iki hidrojenin kimyasal
bağlarla birleşmesi sonucunda oluşur. Hidrojen
peroksit molekülü ise iki hidrojen ve iki oksijen
atomunun
kimyasal
sonucunda oluşur. Su
bağlarla
bağlanması
ve hidrojen peroksitin
molekül yapılarındaki bu farklılık onların farklı
olmasını sağlar. Su içilebilirken, hidrojen peroksit
kararsız yapıda olan roket yakıtı olarak kullanılan
bir
maddedir.
Saçlarınıza
su
döktüğünüzde
yalnızca ıslanırken, hidrojen peroksit döktüğünüzde gerçekleşecek kimyasal etkileşim nedeniyle renk değişimi olacaktır.
Molekülün yapısı maddenin özelliklerin gösteren en küçük parçasıdır. Kimya maddenin özelliklerini, yapısını ve davranışlarını
anlamak için atom ve molekül yapılarını inceleyen bilim dalıdır.
Maddeler, tanecikli yapıdadır ve bu tanecikler atom veya moleküldür. Maddeler doğada katı, sıvı ve gaz olmak üzere 3 halde
bulunur. Örneğin, toprak, su, hava hepsi birer maddedir.
Maddenin Ortak Özellikleri
Madde miktarına bağlı olan, maddeden maddeye değişmeyen özelliklere, maddenin ortak özelikleri denir.

Kütle: Bir yerden başka bir yere değişmeyen madde miktarıdır. Atom veya moleküllerin tamamının oluşturduğu
bütündür. Sıcaklık, basınç, maddenin bulunduğu yer, maddenin konumu ve maddenin fiziksel hali kütleyi etkilemez. Birimi
gram ya da kilogramdır. Fiziksel ve kimyasal olaylarda kütle korunur. Radyoaktif tepkimelerde ise kütle değişimi önemlidir.
Ağırlk yerçekiminin ölçüsüdür. Kütle ise madde miktarıdır. Bu nedenle ağırlık ve kütle farklı kavramlardır. Kütle eşit kollu
terazi ile ölçülürken ağırlık dinamometre ile ölçülür. Kütle birimi gr ya da kg iken, ağırlık birimi Newton'dur. Ağırlık
bulunulan yere göre değişirken kütle değişmez.

Hacim: Maddenin uzayda kapladığı yerdir. Katı maddelerin belirli bir hacmi vardır. Sıvıların da belirli bir hacmi
vardır. Gazlarda ise belirli bir hacim yoktur. Bulunduğu kabın hacmi gazın hacmi varsayılır. Hacim değişen koşullardan
etkilenir. Sıcaklık ve basınç değişirse, hacim değişir. Hacim birimi olarak cm 3 ya da litre kullanılır.

Eylemsizlik: Maddenin kuvvete karşı gösterdiği dirençtir.

Tanecikli Yapı: Tüm maddeler, atom veya molekül denilen taneciklerden oluşur. Maddenin
kütlesi artırılırsa, tanecik sayısı artar.
Maddenin Ayırt Edici Özellikleri
Maddelerin tanınmasında veya maddelerin birbirinden ayırt edilmesinde
kullanılabilen, madde miktarına bağlı olmayan, maddeden maddeye
farklılık gösterebilen özelliklere ayırtedici özellikler denir. Ayırt edici
özellikler basınç ve sıcaklık gibi koşullara bağlı olarak değişebilir.
Maddenin ölçülebilir özellikleridir. Bunlardan en önemlileri ve hangi
haller için ayırtedici oldukları aşağıdaki tabloda gösterilmiştir. (+) ile
gösterilen özellik, o madde fazı için ayırt edici olarak kullanılabilen
özelliktir. Aşağıda verilen ayırt edici özellikler daha yaygın kullanılan
özelliklerdir. Bunların dışında, birçok fiziksel özellik te(renk, tat,
saydamlık, akışkanlık, belirli bir sıcaklıkta buhar basıncı gibi) ayırt edici
olarak kullanılabilir. Farklı iki madde için verilen ayırt edici özelliklerden birinin aynı olması, maddelerin aynı olduğunu kesin olarak
belirtmez.
Özkütle(yoğunluk, özgül kütle)
Birim hacimdeki madde miktarına özkütle denir ve “d” ile gösterilir.Birimi g/cm3, g/L veya g/ml dir.

Belirli sıcaklık ve basınçta saf maddelerin özkütlesi sabittir.

Belirli sıcaklık ve basınçta, özkütleleri farklı olan maddeler kesinlikle farklıdır.

Maddelerin özkütleleri, basınç ve sıcaklık gibi faktörlere bağlı olarak değişir. Katılar ve sıvılar için sabit sıcaklıkta özkütlenin
kütleye ya da özkütlenin hacime bağlı grafikleri aşağıdaki gibidir.
Aynı sıcaklıkta ve eşit hacimdeki katı veya sıvı maddelerden, kütlesi büyük olanın özkütlesi de büyük olur.
Bazı maddeler hariç ısıtılan maddeler genleşir. Su bu duruma ters düşecek bir genleşme özelliği gösterir. 0 °C de eriyen buz, suya
dönüştükten sonra +4 °C sıcaklığa kadar hacmi azalır. Bu nedenle ısıtılan suyun +4 °C ye kadar hacmi azalır, özkütlesi artar, +4 °C
den sonra ise hacmi artar, özkütlesi azalır.
Su için hacim-sıcaklık ve özkütle-sıcaklık grafikleri aşağıdaki gibi çizilebilir.
Gazların sıcaklık karşısındaki davranışları farklı durumlar için farklılık gösterir. Eğer gaz esnek bir kapta bulunuyorsa, gazın
sıcaklığı arttıkça hacim artacağından özkütlesi azalır.
Eğer gaz sabit hacimli bir kapta bulunuyorsa, gazın sıcaklığı artsa da özkütlesi sabit kalır.
Özhacim(özgül hacim)
Birim kütledeki maddenin hacmidir. Yani özkütlenin tersidir ve 1/d ile gösterilir. Basınç ve sıcaklık değişimleri özkütle gibi özhacimi
de etkiler.
Özısı (Isınma Isısı, c)
Maddenin 1 gramının sıcaklığını 1°C yükseltebilmek için gerekli olan ısı miktarına özısı denir. Örneğin, suyun özısısı (csu) = 1
kal/g.°C veya 4,18 J/g.oC dir.
Çözünürlük
Belirli bir basınç ve sıcaklıkta, belirli miktar çözücüde çözünebilen maksimum madde miktarına o maddenin çözünürlüğü denir.
Birimi genellikle "g/100 cm3 su" şeklindedir. Çözünürlük madde miktarına bağlı değildir. Çözeltilerde çözünen ve çöüzcü oranları
genellikle kütlece yüzde ile verilir. Bir çözeltide kütlece yüzde çözüneni bulmak için aşağıdaki denklem kullanılır.
Çözünürlüğe Etki Eden Faktörler

Çözünenin türü : Çözünen maddenin türü değişirse çözünürlük değişir. Tuz ve Naftalin suya karıştırıldığında, tuz ve su
arasındaki yapısal uyumdan dolayı tuz suda çözünür; ama yapısal uyumu olmadığı için naftalin suda çözünmez.

Çözücünün türü : Çözünen madde ile yapısal uyum içerisinde olan çözücüler, o maddeyi çok çözer. Çözücü ve çözünen
arasında olan etkileşimler fazla ise madde iyi çözünür; az ise kolay çözünmez. Bir madde polar yapıda ise polar çözücülerde
iyi çözünür. Aynı şekilde apolar maddeler de apolar çözücülerde iyi çözünür.

Sıcaklık : Katı ve sıvı maddeler suda çözündüklerinde, çözünme olayı için ısı alınıyorsa(endotermik), sıcaklık artışıyla
maddenin çözünürlüğü artar; çözünme sırasında ısı açığa çıkıyorsa(ekzotermik), sıcaklık artışıyla maddenin çözünürlüğü
azalır.
Gazların suda çözünmesi ısı veren(ekzotermik)dir.
Gazlarda, sıcaklık arttıkça çözünürlük azalır. Isıtıla n
gazlı içeceklerin CO2 gazı çıkarması, soğuk ve serin
sularda, sıcak suya göre daha çok balık yaşaması
gazların suda ekzotermik çözünmelerinin sonucudur.
Katı ve sıvılar suda çözünürken düzensizlik artar.
Gazlar suda çözünürken düzensizlik azalır.

Basınç : Katı ve sıvıların çözünürlükleri basınçtan etkilenmez.
Gazların sudaki çözünürlükleri ise basınç ile orantılı olarak değişir.
Çözünen gazın kısmi basıncı artırıldıkça gazın çözünürlüğü de
artar. Gazların çözünürlükleri, düşük sıcaklıkta ve yüksek
basınçta daha fazladır.

Ortak iyon etkisi ile maddelerin çözünürlüğü değişir(ilerleyen
bölümlerde işlenecektir). Maddelerin saf sudaki çözünürlükleri,
ortak iyon bulunduran diğer çözeltilerindeki çözünürlüklerinden
fazladır. Ortak iyon içeren çözeltiye aynı iyondan eklenirse o maddenin çözünürlüğü de azalır.
Maddelerin Çözünme Hızına Etki Eden Faktörler
1. Çözücü ve çözünenin cinsi: Çözücü ve çözünen cinsi değişirse hem çözünürlük hem de çözünme hızı değişir.
2. Sıcaklık: Sıcaklık artışı hem çözünürlüğü hem de çözünme hızını artırır.
3. Karıştırmak: Çözünen maddenin çözelti içerisinde dağılımını hızlandırmak için kullanılan yöntemlerden birisidir.
4. Çözünen maddenin temas yüzeyi: Çözünen maddenin yüzeyinin artırılması, etkileşimi artırır ve çözünme hızı artmış olur.
Genleşme
Isı etkisiyle maddelerin hacimlerinde meydana gelen değişmedir. Genleşme katı ve sıvılar için ayırt edici özellik olarak kullanılırken,
gazlar için ayırt edici değildir. Çünkü bütün gazlar, ısı karşısında aynı oranda genleşirler. Yani gazların genleşme katsayıları
aynıdır.
Esneklik
Bir maddenin, bir kuvvetin etkisiyle şeklinde meydana gelen geçici değişmedir. Katı bir maddeye bir kuvvet uygulandığında
boyutları değişebilir. Örneğin, bir kuvvet etkisinde kalan metal tel uzayabilir. Uzama miktarı, maddenin cinsine, kesitine, ilk
boyutuna ve uygulanan kuvvete bağlıdır. Esneklik yalnızca katılarda ayırt edici özelliktir.
Buharlaşma ve Sıvıların Buhar Basıncı
Bir kapta bulunan bir sıvının tüm molekülleri aynı enerjiye sahip değildir. Sıvı yüzeyinde bulunan taneciklerin bir kısmının kinetik
enerjisi yükselir. Kinetik enerjisi yükselen tanecikler moleküller arasındaki kuvvetleri yenerek gaz fazına geçerler. Isı
alarak(endotermik) gerçekleşen bu olaya buharlaşma denir. Buharlaşmada, sıvı fazda kalan taneciklerin ortalama kinetik
enerjisi,yani sıcaklığı düşer. Avuç içine dökülen kolonyanın serinlik hissi vermesi, kilden yapılan testilerin suyu soğuk tutması
buharlaşma ile gerçekleşen olaylardır. Buharlaşma her sıcaklıkta gerçekleşir.

Sıcaklık arttıkça buharlaşma hızı da artar.

Buharlaşma sıvının yüzeyinden gerçekleştiği için, sıvı daha geniş bir kaba konulursa, yüzeyi artar ve buharlaşma hızı
artar.

Sıvının cinsine bağlı olarak buharlaşma hızı değişir.

Havanın nem oranı ve rüzgar, buharlaşma hızını etkiler. Nem arttıkça buharlaşma hızı azalır. Rüzgar hızı arttıkça
buharlaşma hızı artar.
Gaz fazına geçen tanecikler sıvının yüzeyinde basınç oluşturur. Yüzeyden buharlaşan sıvı moleküllerinin kabın yüzeylerine
uyguladığı basınca sıvı buhar basıncı denir.

Sıvıların buhar basıncı madde miktarına bağlı değildir.

Sıvının türüne bağlı olarak buhar basıncı da değişir.

Sıcaklık arttıkça sıvının buhar basıncı da yükselir.

Sıvının safsızlığına bağlı olarak buhar basıncı da değişir. Saf bir sıvıda uçucu olmayan bir katı çözünmüşse, aynı sıcaklıkta
çözeltinin buhar basıncı saf sıvınınkinden düşük olur. Aynı sıcaklıkta sıvıya kolay buharlaşabilen sıvı eklenirse, uçucu sıvı
buharlaşarak karışımdan ayrılır. Uçucu sıvı, diğer sıvının kaynama noktasına etki etmez.

Moleküller arası çekim kuvveti büyük olan sıvıların buhar basıncı düşük, kaynama noktaları yüksektir.

Kaynama noktası ile buhar basıncı ters orantılıdır. Aynı sıcaklıkta kaynama noktası büyük olan sıvının buhar basıncı
düşüktür.

Kolay buharlaşabilen uçucu sıvıların buhar basınçları yüksek, kaynama noktaları düşüktür.

Buharlaşma her sıcaklıkta, kaynama ise belli bir sıcaklıkta olur.
Kaynama ve Kaynama Noktası
Ağzı açık bir kapta ısıtılan bir sıvının buhar basıncının dış basınca eşit
olduğu andaki durumuna kaynama, bu durumdaki sıcaklığına kaynama
noktası denir. Bir maddenin, 1 atmosfer basınç altındaki kaynama
noktasına, o maddenin normal kaynama noktası denir.
Bir maddenin gaz halinden sıvı haline geçişine ise yoğunlaşma denir.
Bir maddenin kaynama noktası, o maddenin yoğunlaşma noktasına
eşittir.
Kaynama noktası, aynı ortamdaki sıvılar için ayırt edici, kaynama
noktasının tersi olan yoğunlaşma noktası ise gazlar için ayırt edici
özelliktir.
Kaynama sıvının her noktasında gerçekleşir. Kaynama sırasında oluşan kabarcıklar, sıvının her tarafından gelerek yüzeye çıkar ve
sıvının yüzeyinde patlar. Kaynama noktası madde miktarına bağlı değildir. Kaynama sırasında, sıvının buhar basıncı ve sıcaklığı
sabit kalır. Aynı koşullarda, 10 g su ile 100 g su aynı sıcaklıkta kaynar. Karışımlarda ise kaynama sırasında buhar basıncı sabit
kalırken, sıcaklığı değişir.
Bir sıvının kaynama noktası,

Maddenin türüne bağlıdır. Örneğin, normal şartlarda (0°C, 1atm basınçta) alkol 78°C sıcaklıkta, su ise 100°C sıcaklıkta
kaynar. Maddelerin molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri düşük ise kaynama noktası düşük olur.

Dış basınca bağlıdır. Dış basınç yükseldikçe maddenin kaynama noktası da yükselir. Deniz seviyesinden yüksek yerlere
çıkıldıkca dış basınç azalacağından maddelerin kaynama noktası da düşer.

Maddenin saflık derecesine bağlıdır. Saf bir sıvıda, uçucu olmayan bir madde çözündüğünde kaynama noktası yükselir.
Kaynama noktasındaki yükselmenin bulunabilmesi için, 1000 gram sıvıda çözünmüş olan taneciklerin(iyon ya da molekül
olabilir) mol sayısının k gibi sabit bir sayıyla çarpılması ve bulunan değerin sıvının kaynama noktasına eklenmesi gerekir.
k sabit sayısına ebüliyoskopi sabiti denir. Ebüliyokopi sabiti maddenin türüne bağlıdır. Örneğin, k sabiti, su için 0,52 oC, etil
alkol için 1,22oC, eter için 3,56oC dır.
Saf bir sıvının kaynama süresince sıcaklığı ve sıvının ayırt edici özellikleri sabit kalır.
Kaynama süresi,

Isıtıcının gücüne bağlıdır. Isıtıcının gücü arttıkça kaynama süresi kısalır.

Sıvı miktarına bağlıdır. Sıvı miktarı arttıkça kaynama süresi uzar.

Karıştırmaya bağlıdır. Sıvı karıştırıldıkça kaynama süresi kısalır.
Erime, Erime Noktası, Donma ve Donma Noktası
Bir katının belirli bir basınçta sıvı hale geçmeye başlana erime, erimenin gerçekleştiği sıcaklığa erime noktası denir. Bir sıvının
katı hale geçmeye başlamasına donma, donmanın gerçekleştiği sıcaklığa ise sıcaklığa donma noktası denir. Bir maddenin erime
noktası ve donma noktası aynı sıcaklık değerini gösterir. Erime noktası ve donma noktası madde miktarına bağlı değildir.
Erime ve donma noktası,

Maddenin cinsine bağlıdır. Bir maddenin tanecikleri arasındaki çekim kuvvetleri fazla ise erime noktası da yüksektir.

Açık hava basıncına (dış basınca) bağlıdır. Dış basınç arttıkça erime noktası yükselir; ancak buzun erime noktasındaki
davranışı tam terstir. Buz üzerindeki basınç arttıkça erime noktası düşer. Bu durum katısı sıvısı içerisinde yüzen tüm
maddeler için geçerlidir.

Maddenin safsızlığına bağlıdır. Bir madde içerisinde başka bir madde çözündüğünde, tanecikler arası çekim kuvvetlerinde
değişme olur. Madde safsızlaşır ve bu da maddenin erime noktasının değişmesine neden olur. Karışımların erime ve donma
noktaları saf çözücünün erime ve donma noktasından düşüktür. Karışımlarda erime ve donma süresince sıcaklık sabit
kalmaz, değişir. Bir sıvı içerisinde başka bir madde çözünürse sıvının donma noktası düşer. 1000 gram sıvıda çözünmüş
olarak bulunan taneciklerin(iyon ya da molekül) mol sayısının her sıvı için farklı bir değeri olan k sabiti(kriyoskopi sabiti) ile
çarpımı ile bulunan sayının, sıvının donma noktasından çıkarılmasıyla donmaya başlama noktası hesaplanır. Başka bir
deyişle sıvının donma noktası bu değer kadar düşer. Kriyoskopi sabiti her sıvı için farklı bir değerdir. Örneğin, su için 1,86oC,
asetik asit için 3,90oC dır.
Isı kaynağının gücü erime noktasını değiştirmez; ama erime süresini kısaltır. Katı maddenin miktarının değiştirilmesi erime
noktasını değiştirmez; ama erime süresini ve kullanılacak ısı miktarını değiştirir.
Sıvıların Yüzey Gerilimi
Bir madde sıvı hale geçtiğinde tanecikleri arasında çekim kuvveti oluşur.
Sıvının iç kısımlarındaki tanecikler, çevrelerindeki diğer tanecikler
tarafından, her taraftan eşit kuvvetlerle çekilirler. Böylece sıvı içerisinde
taneciklere etki eden kuvvetler dengelenir. Yüzeydeki moleküller, her
taraftan eşit kuvvetle çekilemezler. Yüzeydeki tanecikler üzerinde başka sıvı
taneciği olmadığı için buradaki kuvvetler birbirini dengeleyemez. Yüzeydeki
tanecikler içe doğru yönelirler. Sıvı damlacıklarının küresel bir yapı
oluşturmaları yüzeydeki bu gerilim nedeniyledir. Sıvının yüzey alanını
büyütmek ve yüzeydeki tanecik sayısını artırmak için içteki taneciklerin
yüzeye doğru hareket ettirilmesi gerekir. Bunun için de enerji verilmesi
gerekir. Bir sıvının yüzey alanını büyütmek için verilmesi gereken enerjiye
yüzey gerilimi denir. Birimi N.m-1 dir.
Sıvı bir kabın içerisine konulduğunda, sıvı molekülleri arasındaki çekim
kuvvetinin yanında kabın çeperleri ile sıvı molekülleri arasında da çekim
kuvvetleri oluşur. Sıvı moleküllerinin kendi aralarında oluşturdukları çekim
kuvvetlerine kohezyon kuvvetleri denir. Sıvı molekülleri ile kap çeperleri
arasında oluşan kuvvetlere ise adhezyon kuvvetleri denir. Su, bir deney
tüpü içerisinde adhezyon kuvvetleri kohezyon kuvvetlerinden fazla olduğu
için iç bükey bulunur. Cıva ise kohezyon kuvvetleri adhezyon kuvvetlerinden
büyük olduğu için dış bükey bulunur. Adhezyon kuvvetleri, kohezyon
kuvvetlerinden büyük olursa sıvı cam bir boruda yükselir. Bu olaya kılcallık
etkisi denir. Adhezyon kuvvetleri büyük olan sıvılar ıslatan sıvılar, kohezyon
kuvvetleri büyük olan sıvılar ise ıslatmayan sıvılar olarak bilinirler.
Yüzey gerilimini etkileyen faktörler
1. Sıcaklık: Sıvının sıcaklığı artırıldığında genleşir. Sıcaklığın etkisiyle
tanecikler arası çekim kuvvetleri azalır. Sıcaklık arttıkça yüzey gerilimi azalır.
2. Sıvıya , sıvı içerisinde çözünmeyen başka bir sıvı eklenirse yüzey gerilimi
azalır.
3. Sıvıya çözünen bir madde ilave edilirse, yüzey gerilimi eklenen maddenin
cinsine bağlı olarak değişebilir ya da değişmez. Bazı maddeler suya
eklendiğinde yüzey gerilimini azaltıcı etki yaparlar. Bu maddelere yüzey aktif
maddeler denir. Suya, etil alkol, sabun, deterjan, asit ya da ester gibi
maddeler eklendiğinde yüzey gerilimi azalır. Şeker, gliserin, organik asit
tuzları suya katıldığında yüzey gerilimini değiştirmezler. Bu maddelere yüzey
inaktif maddeler denir.
Viskozite
sıvıların akışkanlığa karşı gösterdiği dirence viskozite denir. Birimi Pa.s dir. Bir
sıvının viskozitesi, molekülleri arasındaki çekim kuvvetine, molekülün büyüklüğü ve şekline, sıcaklığa bağlıdır. Moleküller arası
çekim kuvvetleri büyük olan sıvıların viskozitesi de büyüktür. Molekül şekli küçük ve küresel yapıdaki sıvıların akışkanlığı büyük,
viskoziteleri küçüktür.
Maddenin Özellikleri ve Değişimi
Maddelerin fiziksel özellikleri
Maddenin dış yapısıyla ilgili olan yapısal bir değişim olmadan gözlenebilen özelliklere fiziksel özellik denir. Renk, şekil, miktar,
erime noktası, kaynama noktası, özkütle, esneklik, genleşme buhar basıncı gibi özellikler fiziksel özelliklerdir. Maddenin fiziksel
özelliklerinde, maddenin bileşimi ve değişmeden gerçekleşen değişimlere fiziksel değişim denir. Fiziksel değişmelerde, molekül
formülü, toplam kütle, maddenin radyoaktif özellikleri değişmez, aynı kalır. Olayın türüne bağlı olarak maddenin bazı fiziksel
özellikleri değişir(katıdan sıvıya geçiş gibi).
Aşağıda bazı fiziksel değişim örnekleri verilmiştir.

Şekerin suda çözünmesi

Tuzun suda çözünmesi

Metallerin elektriği iletmesi

Gökkuşağı oluşumu(ışığın su damlacıklarında kırılması)

Kağıdın yırtılması

Alkolün uçması

Buzun erimesi

İyotun süblimleşmesi
Maddenin kimyasal özellikleri
Bir maddenin iç yapısıyla ilgili olan ve başka maddeye veya
maddelere dönüşümü sırasında gözlenebilen özelliiklere
kimyasal özellik denir. Yanıcılık, su ile etkileşme, asitler ya
da bazlarla etkileşme gibi özellikler maddenin kimyasal
özellikleridir. Maddenin yapısında oluşan değişmelere
kimyasal değişim denir. Kimyasal değişmelerde maddenin
fiziksel ve kimyasal özellikleri ve molekül formülü değişir.
Kimysal tepkimelerde de fiziksel değişimlerde olduğu gibi
kütle, atom sayısı ve türü değişmez. Madde radyoaktif ise
kimyasal tepkimelerde de fiziksel tepkimelerde olduğu gibi
radyoaktif özelliği değişmez. Örneğin, radyoaktif bir
element oksijenle birleşerek bir oksit bileşiği
oluşturduğunda, oluşan bileşikte radyoaktif özellik gösterir.
Aşağıda bazı kimyasal değişim örnekleri verilmiştir.

Metalin asitte çözünerek hidrojen gazı oluşturması

Fotosentez, solunum, sindirim olayları

Mumun yanması

Demirin paslanması

Ekmeğin küflenmesi

Hamurun mayalanması

Suyun elektrolizi olayında anot ve katotta gaz elde
edilmesi
Maddenin sınıflandırılması
Maddeyi, fiziksel durumlarına(katı, sıvı ve gaz gibi) ve
maddeyi oluşturan bileşenlere(element, bileşik, karışım)
göre iki farklı şekilde sınıflandırabiliriz.
Maddenin Fiziksel Halleri
Maddeler doğada basınç ve sıcaklık koşullarına bağlı
olarak üç halde bulunur. Bunlar katı, sıvı ve gaz halleridir.
Katı fazdaki maddelerin tanecikleri yalnızca titreşim
hareketi yaparlar. Birbirleriyle yer değiştirme ya da dönme
hareketi yapamazlar. Katı maddelerin belirli bir şekilleri ve
hacimleri vardır. Buz, aluminyum ve elmas katı maddeye
örnek olarak verilebilir. Katı maddeler kristal yapıda ya da
amorf yapıda olabilir. Kristal yapıda olanlarda atomlar ya
da moleküller birbirini tekrarlayan zincirler halinde
dizilmişlerdir. Amorf yapıda ise taneciklerin düzenli bir
sırası yoktur. Katı maddeler sıkıştırılamazlar.
Sıvı fazda tanecikler tireşim hareketleri yanında
birbirleriyle de yer değiştirebilecek şekilde hareket edebilirler. Bu nedenle akışkan özellik
gösterirler. Katı faza göre daha düzensiz bir dizilim söz konusudur. Belirli bir hacimleri olan
sıvılar, bulundukları kabın şeklini alırlar. Tanecikleri arasındaki boşluklar çok az olduğu için
sıvıların sıkıştırılamadıkları varayılacaktır.
Gaz fazında tanecikler titreşim ve öteleme hareketlerinin yanında dönme hareketi de
gerçekleştirirler. Bulundukları kabın her yanına dağılırlar. Akışkan özelliktedir. Gaz fazında
atomlar ya da moleküller arasında büyük boşluklar bulunur. Serbestçe hareket
edebilmelerinden dolayı kolaylıkla sıkıştırılabilirler. Bir çocuk balonu içerisine hava
üflendiğinde balon içerisindeki gaz taneciklerinin sayısı artar. Balon sıkıştırılırsa balon
içerisindeki tanecikler birbirlerine yaklaşır ve daha küçük bir hacimde hareketlerini
sürdürürler. Bir gazın bulunduğu kabın şekli ve hacmi, gazın şekli ve hacmi varsayılır.
Helyum, karbondioksit ve azot maddeleri oda koşullarında gazdır.
Maddelerin bileşimlerine göre sınıflandırılması
Maddeyi fazlarına göre sınıflandırmaktan farklı bir sınıflandırmada bileşimlerine göre sınıflamaktır. Maddeyi oluşturan bileşenlere
göre sınıflandırma aşağıdaki gibi yapılır.
Maddenin sınflandırnasında ilk bölünmede madde ikiye ayrılır. Her noktasında özelliği aynı olan maddelere arı(saf) madde denir.
Saf maddelerin yapısında tek bir bileşen vardır ve saf maddenin her yerinde bu bileşen vardır. Bir saf maddenin bileşeni tek bir
atom, ya da atomlardan oluşan bir grup olabilir. Helyum atomlardan oluşan arı bir madde, su moleküllerden oluşan arı bir madde,
sofra tuzu ise sofra tuzu formül birimlerinden oluşan bir maddedir. Arı maddelerin her yerinde özellik aynıdır. Başka bir deyişle arı
maddeler homojendir; ancak her homojen özellikte olan madde arı madde değildir.
Arı maddeler kendi içerisinde elementler ve bileşikler olmak üzere ikiye ayrılır. Arı maddeler homojendir. Arı maddeler erimeleri ve
kaynamaları sırasında her iki fazda birlikte bulunabilirler. Arı maddeler fiziksel yöntemlerden herhangi biriyle bileşenlerine
ayrılmazlar. Belirli ayırt edici özellikleri vardır. Erime ve kaynamaları sırasında sıcaklıkları sabit kalır. Arı maddeleri karışımlardan
ayıran en önemli özelliklerden biri de budur.
Element
Fiziksel ve kimyasal yöntemlerle kendisinden başka bir bileşene ayrışmayan arı maddelere element denir. Elementler tek cins
atomdan oluşurlar. Oksijen elementi doğada O2 şeklinde bulunur. Oksijen gazını oluşturan tanecikler tek cins atom içeren
moleküllerdir. İki ya da daha fazla atomun kimyasal bağ oluşturarak birarada bulunduğu yapılara molekül denir. Hidrojen ve azot
gazları da molekül birimlerinden oluşur. He gazı ise kimyasal anlamda başka bir atomla bağ oluşturmaz ve doğada atomlar halinde
bulunur. Başka bir deyişle, elementler atomlar ya da aynı tür atomlardan oluşan moleküller halindedir. Elementlerin belirli ayırt
edici özellikleri vardır. Elementler sembollerle gösterilirler. Elementleri kendi içinde gruplandırdığımızda metaller, ametaller,
metalloidler ve soygazlar olarak gruplandırılabilir.
Metallerin Özellikleri

Metalik parlaklıkları vardır.

Isı ve elektriği iyi iletirler. Elektrik iletkenliği, hareketli elektrik yüklü tanecikler ile sağlanır. Bu tanecikler elektronlar veya
iyonlardır. Metaller elektrik akımını, serbest haldeki elektronları aracılığı ile iletir. Metallerin iletkenliği fiziksel bir olaydır.

Civa (Hg) hariç, oda koşullarında (25 C, 1 atm) katı halde bulunurlar.

Dövülerek tel ve levha haline getirilebilirler.

Bileşik oluştururken elektron verirler. + yüklü iyon(katyon) oluştururlar.

Elektron koparmak için gerekli olan enerji çok düşüktür. Bu nedenle büyük bir kısmı doğada serbest halde bulunmaz.
Ametallerle ve ametallerin oluşturduğu köklerle tuzları oluştururlar.

Kendi aralarında bileşik oluşturmazlar.

Kendi atomlarını birarada tutan kuvvetli etkileşimler metalik bağlardır.

Serbest halde tek atomludurlar(Fe, Cr, Au, Cu gibi). Moleküllü yapı oluşturmazlar.

Oksijenli bileşiklerinin(oksitlerinin) sulu çözeltileri bazik özellik gösterir.

Ametallerle iyonik bağlı bileşik oluştururlar.

Soy metaller hariç(Cu, Hg, Ag, Au, Pt) hariç asitlerle tepkimelerinde hidrojen gazı oluştururlar.

Kendi aralarında alaşım denilen karışımları oluşturur. Alaşımlara bazen ametalde katılabilir(çelikte karbon gibi). Alaşımlar
katı vesıvı fazda elektriği iletirler. Erime noktaları, alaşımı oluşturan metallerin tümünün erime noktalarından daha
düşüktür. Sertlikleri alaşımı oluşturan maddelerin sertliklerinden daha fazladır. İletkenlikler, alaşımı oluşturan metallerin
iletkenliklerinden daha düşüktür. Dayanıklılıkları, alaşımı oluşturan metallerden daha yüksektir. Alaşımlara örnek olarak,
Pirinç(Cu-Zn), Bronz(Cu-Sn), Beyaz pik demir(Al-C-Fe) gösterilebilir.
Ametallerin Özellikleri

Mat görünümlüdürler.

Isı ve elektrik akımını grafit hariç iletmezler.

Oda sıcaklığında katı, sıvı ve gaz halde bulunabilirler(F2 ve Cl2 gaz, Br2 sıvı, I2 katı gibi).

İşlenemezler. Kırılgandırlar, dövülerek tel ve levha haline getirilemezler. ezilme çekmeye karşı dayanıklı değildirler.

Kendi aralarında bileşik oluştururlar. Bileşik oluştururken elektron alabilir, verebilir ya da elektron ortaklaşması yaparak
bileşik oluştururlar.

Kendi aralarında kovalent bağlı bileşik oluşturur.

Serbest halde çok atomlu moleküler yapıdadırlar.(H2, O2, N2, P4 gibi)

Oksijenli bileşiklerinin(oksitlerinin) sulu çözeltileri asidik özellik gösterirler(moleküllerinde tek oksijen atomu içeren NO, N2O
ve CO oksitler nötr özelliktedir).
Soygazlar (Asalgazlar)

Kimyasal tepkimeye girmeye istekli değildirler.

Oda sıcaklığında hepsi gaz haldedir.

Serbest halde tek atomludurlar(He, Ne, Ar, Kr, Rn).

Kararlı elementlerdir. He elementinin son yörüngesinde 2 elektron bulunur. Diğer soygazların son yörüngelerinde 8 elektron
vardır.
Bir elementin aynı cins atomlarının oluşturduğu farklı molekül şekillerinin herbirine o elementin allotropları denir(elmas ve grafit
gibi). Bir elementin allotroplarının fiziksel özellikleri birbirinden farklıdır. Atomlar arasında oluşabilecek bağların özellikleri de
farklıdır. Allotropların kimyasal tepkimelere girme istekleri birbirinden farklıdır; ancak aynı elementlerle oluşturdukları son ürünler
aynıdır. Elmas ve grafit, karbon atomlarının uzayda farklı dizilmeleriyle oluşmuş allotrop maddelerdir. Son yıllarda elmas ve grafitin
yanında yine karbon atomlarının uzayda farklı dizilmeleriyle oluşan bir karbon allotropu(fulleren) daha bilinmektedir. Oksijen
elementinin, oksijen ve ozon, kükürt elementinin, rombik ve monoklinik kükürt, fosfor elementinin, kırmızı ve beyaz fosfor allotrop
örnekleri vardır.
Bileşik
İki ya da daha fazla elementin kimyasal yollarla belirli bir oranda birleşmesi sonucunda oluşan ve kendine özgü özellikleri olan arı
maddelere bileşik adı verilir. Bileşikler en az iki cins atom içerirler(asitler, bazlar, oksitler, tuzlar gibi). Bileşiklerin en küçük birimi,
farklı tür taneciklerin kimyasal bağ ile birleşmesi sonucunda oluşan aynı cins moleküllerdir. Bileşikler homojen maddelerdir.
Bileşikler yalnızca hal değişimi sırasında heterojen görünümlü olurlar. Bileşiklerin oluşumu ve ayrışması kimyasaldır. Bileşiği
oluşturan bileşenlerin birleşen kütleleri arasında sabit bir oran vardır. Bileşikler formüllerle gösterilirler.Bileşikleri iyonik ve kovalent
bileşikler olarak iki grupta inceleyebiliriz.
İyonik Bileşikler
Elementlerin elektron alışverişi sonucunda oluşturdukları bileşiklerdir.

İyonik bileşikler kristal yapılıdırlar.

Katı halde elektriği iletmezler. Eritildiklerinde sıvı halde ve sulu çözeltilerinde elektriği iletirler.

Erime ve kaynama noktaları yüksektir.
Kovalent Bileşikler
Elementlerin elektron ortaklığı kurarak oluşturduğu bileşiklerdir.

Amataller arasında gerçekleşen elektron ortaklığıyla oluşurlar.

Katı ve sıvı halde elektriği iletmezler.

Moleküllü bileşiklerdir.

Asit ve baz özelliği gösteren bileşiklerinin sulu çözeltileri elektriği iletirler.
İki ya da daha fazla maddenin özelliklerini kaybetmeden değişebilen oranlarda fiziksel yollarla karışarak oluşturduğu maddelere
karışım denir. Şekerli su, şeker ve sudan oluşan bir karışımdır. Karışımı oluşturan su ve şeker değişik oranlarda karışabilirler.
Kumlu suda, kum ve sudan oluşan bir karışımdır; ancak kumlu suyun her yerinde özellik aynı değildir.
Homojen karışımın moleküler boyutta gösterimi
Heterojen karışımın moleküler boyutta gösterimi
Karışımların Özellikleri

Farklı tür taneciklerden oluşur. En az iki tür atom içerirler.

Homojen veya heterojen olabilir.

Erime ve kaynama noktaları sabit değildir.

Özkütleleri sabit değildir. Karışma oranlarına göre değişiklik gösterir.

Bileşenlerinin belli bir birleşme oranı yoktur. Bileşenler değişik oranlarda karıştırılabilirler.

Fiziksel yollarla oluşurlar. Fiziksel yollarla kendisini oluşturan maddelere ayrılabilir.

Kaynarken ve erirken sıcaklıkları sabit kalmaz.

Belirli bir formülleri yoktur.

Oluşumlarında kütle korunur.

Belirli bir ayırt edici özellikleri yoktur.
Homojen Karışımlar (Çözeltiler)
Oluştuklarında her yerlerinde aynı özelliği gösteren
karışımlardır. Homojen karışımlara çözelti denir. Çözeltilerde,
maddeler birbiri içinde çözünür. Çözücü ve çözünen olarak en
az iki bileşeni vardır. Tuzlu su(tuz ve su), kolonya(alkol ve su),
hava(azot, oksijen ve diğer gazlar) bronz(Cu ve Sn) çözelti
örnekleridir.
Çözeltiler katı, sıvı veya gaz halde olabilir. Sıvı çözeltilere
örnek olarak alkollü su, kolonya, gazoz; katı çözeltilere örnek
olarak alaşımlar ve gaz çözeltilere örnek olarak hava
verilebilir. Gaz gaz karışımları her zaman homojen özelliktedir.
Çözeltiler, çözücü ve çözünen özelliklerine göre farklı
biçimlerde sınıflandırılabilir.
Çözücü ve çözünen oranlarına göre karşılaştırma
yapıldığında, çözüneni az olan çözeltiye seyreltik, çözüneni
daha fazla olan çözeltiye ise derişik çözelti denir. Seyreltik ve
derişik çözeltilerin bu özellikte olabilmelerinin bir sınırı yoktur. Örneğin
kütlece %36,5 HCl içeren çözelti de % 98 H2SO4 içeren çözeltide derişik
özelliktedir. Bu nedenle derişik ve seyreltik kavramları , daha çok benzer
özellikte olan iki çözelti karşılaştırılırken kullanılır. Bir çözeltiye, çözücü
ilave edildiğinde çözelti seyreltilmiş olur. Çözeltiden çökme olmadan,
çözücü buharlaştırılması ya da çözünen eklenmesi durumunda çözelti
derişik(konsantre) hale gelir.
Bir çözeltinin yoğunluğu, birim hacimdeki çözeltinin kütlesidir. Çözelti
yoğunluğu, çözünen ve çözücü oranına bağlı olarak değişir.
Çözüneni katı olan sulu çözeltilerin yoğunluğu aynı sıcaklıktaki suyun yoğunluğundan büyüktür.
Bir çözeltide çözünebilen madde miktarına göre çözeltileri üçe ayırabiliriz.
1. Doymamış Çözelti : Çözebileceği miktardan daha az çözünen içeren çözeltidir. Çözünen maddeden bir miktar daha ilave
edildiğinde çözünme devam edebilir.
2. Doymuş Çözelti : Belirli bir basınç ve sıcaklıkta çözebileceği en fazla miktarda çözünen içeren çözeltidir. Aynı sıcaklıkta daha
fazla madde ilave edilirse, çözünen madde miktarında bir değişme olmaz.
3. Aşırı Doymuş Çözelti : Belirli bir sıcaklıkta çözebileceğinden daha fazla maddeyi içeren çözeltidir. Bir çözelti için özel bir
durumdur. Aşırı doymuş çözeltiler çok kararsız çözeltilerdir. Çözeltinin sallanması, çalkalanması ya da çok az miktarda çözünen
eklenmesi durumunda aşırılığa neden olan fazlalık çözeltiden ayrılır ve çözelti doymuş hale gelir.
Çözeltiler içerdikleri taneciklerin yapısına göre iki farklı
biçimde gruplandırılabilir.
1. Elektrolit(elektrik akımını iletme) olmayan
çözeltiler : Çözünen maddenin çözücü içerisinde
moleküler olarak dağıdığı çözeltilerdir. Bu tür çözeltiler
elektrik akımını iletmezler. Etil alkol, şeker, ya da
oksijen gazı suda moleküler çözünürler.
2. Elektrolit olan çözeltiler : İyon içeren çözeltilerdir.
Çözünen madde iyonlarına ayrışır ve oluşan çözelti
elektrik akımını iletir. Asitler, bazlar ve tuzlar suda
iyonlaşarak çözündükleri için elektrik akımını iletirler. Suda iyi iyi iyonlaşabilen maddelerle oluşturan çözeltiler kuvvetli elektrolit
çözeltiler, suda az iyonlaşabilen maddelerle oluşturulan çözeltiler ise zayıf elektrolit çözeltiler olarak adlandırılırlar.
Heterojen Karışımlar
Özelliği her yerinde aynı olmayan karışımlardır. Bileşimindeki farklı fazları ayrık bir biçimde birarada bulundururlar(kumlu su,
zeytinyağı su gibi). Heterojen karışımlar, süspansiyonlar, emülsiyonlar, aeresoller ve adi karışımlar gibi gruplara ayrılabilirler.
Süspansiyon: Katı – sıvı heterojen karışımlardır(kan, kumlu su, naftalinli su). Genellikle süzme ile bileşenlerine ayrılırlar. Kumlu su
filtre kağıdından süzülürse kum ve su birbirinden ayrılır. Kan bir süspansiyon karışımdır; ancak ayrıştırılması süzme ile
gerçekleşmez.
Emülsiyon: Sıvı – sıvı heterojen karışımlardır( süt, mayonez, zetinyağlı su, mazot su gibi). Genellikle ayırma hunisi adı verilen ve
maddelerin özkütle farkının kullanıldığı aletle birbirlerinden ayrılırlar; ancak süt ve mayonezin bileşenlerine ayrıştırılması ayırma
hunisi ile gerçekleşmez.
Aerosol: Katı – gaz veya sıvı – gaz heterojen karışımlardır(sis, duman gibi). Bir gazın bulunduğu ortamda asılı durumda bulunan
sıvı damlacıklarıyla veya katı parçacıklarıyla oluşurlar. Gaz içerisinde asılı kalan sıvı damlacıkların ya da katı parçacıklarının
boyutları çok küçüktür ve gaz içerisinde kolayca dağılır.
Adi Karışımlar: Katı – katı heterojen karışımlardır. Un toz şeker karışımı, toprak, kükürt tozu-demir tozu örnek olarak verilebilir.
Ayrıştırılmaları daha kolaydır. Örneğin, kükürt tozu ile demir tozu birbirinden mıknatıs yardımıyla ayrılabilir.
Hal Değişim ve Isı
Basınç ve sıcaklığa bağlı olarak maddenin bir halden başka bir hale geçmesine hal değişimi denir.
Katılaşma
Buharla şma
Yoğunlaşma
Erime
Donma
Süblimleşme
Bu hal değişimleri, Erime, Donma, Buharlaşma, Yoğunlaşma, Süblimleşme, Katılaşma olarak adlandırılır.
Erime, buharlaşma ve süblimleşme olaylarında madde dışarıdan ısı alırken(endotermik), donma ve yoğunlaşma olaylarında dışarı
ısı(ekzotermik) verir. olaylarda madde dışarıdan ısı alır. Böyle olaylara ısı alan (endotermik) olaylar denir.
Saf Maddelerin Hal Değişim Grafikleri
Saf maddeler ısıtıldıklarında belli sıcaklıklarda hal
değiştirir. Grafikte, -10°C deki bir miktar buzun
100oC nin üzerinde bir sıcaklıkta buhar haline
gelinceye kadar ki değişimleri gösterilmiştir. Grafiğe
göre,
birbirine
benzer
bölgelerde
gerçekleşen
olayları açıklamaya çalışalım.
I, III ve V bölgelerinde gerçekleşen olaylar

Sıcaklık artar.

Alınan ısı, sıcaklık artışında kullanılır, kinetik enerji artar.

Potansiyel enerji sabit kalır.

Tanecikler arası çekim kuvveti azalır.

Tanecikler arası boşluk artar.

Genleşmeden dolayı maddenin özkütlesi değişir.

Maddenin düzensizliği artar.
II ve IV bölgelerinde gerçekleşen olaylar

Sıcaklık sabittir.

Alınan ısı, erime veya kaynamada yani hal değişiminde kullanılır.

Kinetik enerji sabit kalır.

Potansiyel enerji artar.

Maddenin görüntüsü katı–sıvı ya da sıvı–gaz halde olduğu için heterojendir.

Tanecikler arası çekim kuvveti azalır.

Tanecikler arası boşluk artar.

Hal değişiminden dolayı maddenin özkütlesi değişir.

Maddenin düzensizliği artar.
Çözeltilerin Hal Değişimi
1. Katı – Sıvı Çözeltileri: Bu çözeltiye tuzlu su örneği verilebilir.
Tuzlu suyun ısınma grafiği: Birinci bölgede sıcaklık artar. Kaynamaya
başlama
sıcaklığı
saf
suyun
aynı
ortamdaki
kaynamaya
başlama
sıcaklığından yüksektir. Maddenin I. bölgede sıcaklığı arttığı için buhar
basıncı da artar. II. bölgede buhar basıncı değişmez. Çünkü bu bölgede
madde kaynamaya başlamıştır. Kaynama anında buhar basıncı sabit ve dış basınca eşittir.
2. Sıvı – Sıvı Çözeltileri: Bu çözeltiye alkollü su örneği verilebilir.
Alkollü suyun ısınma grafiği: Birinci bölgede karışımın
sıcaklığı artar. İkinci bölgede t1 sıcaklığında alkol kaynayarak
karışımdan ayrılmaya başlar. Üçüncü bölgede artık alkol
ortamdan uzaklaşmıştır. Su ısınmaya devam etmektedir.
Dördüncü bölgede t2 sıcaklığında su kaynamaya başlar ve
ortamdan ayrılır.
Hal değişimiyle ilgili Isı Hesaplamaları
Bir maddenin aldığı veya verdiği ısı miktarı,

Kütlesine

Türüne

Sıcaklık farkına
bağlı olarak değişir.
Arı bir katı maddeye bir miktar enerji verildiğinde önce sıcaklığı artar. Bu olay sırasında enerji değişimi gerçekleşir. Maddenin
sıcaklığındaki değişimlere göre aldığı veya verdiği ısı Q,
Q = m. c . Δt
bağıntısıyla hesaplanır.
Q = Alınan veya verilen ısı (J veya kal), m = Maddenin kütlesi (g), c = Öz ısı (ısınma ısısı) (J/g.°C, kal/g.oC),
Δt = Sıcaklık farkı (°C) dır.
Eğer madde hal değiştiriyorsa sıcaklığı değişmeyeceği için Q = m.c.Δt formülü kullanılamaz. Hal değişim sırasında maddenin
aldığı veya verdiği ısı miktarı
Q = m.L
bağıntısı ile hesaplanır.Erime ısısı ya da buharlaşma ısısı(L), 1 gram maddenin hal değiştirmesi sırasında aldığı veya verdiği ısıdır.
Birimi kal/g veya J/g dır. Le erime ısısını, Lb ise buharlaşma ısısını gösterir. Aşağıda verilen grafik, arı bir katının önce sıvı sonra
gaz haline geçmesi sırasında aldığı ısıyı formüllerle açıklamaktadır.
I. bölge: Katının sıcaklığı artıyor.
Q1 = m.ckatı (t1 – 0)
II. bölge: Sıcaklık sabit, katı eriyor.
Q2 – Q1 = m.Le
III. bölge = Sıvının sıcaklığı artıyor.
Q3 – Q2 = m.csıvı.(t2 – t1)
IV. bölge = Sıcaklık sabit, sıvı kaynıyor.
V. bölge = Gaz ısınıyor.
Q4 – Q3 = m.Lb
Q5 – Q4 =
m.cgaz.(t3 – t2)
Faz Diyagramı
Verilen basınç ve sıcaklık değerinde maddenin hangi fiziksel
halde olduğunu gösteren diyagramlardır. Her maddenin bir faz
diyagramı vardır. Şekilde suyun faz diyagramına ait grafik
verilmiştir.
Diyagramda AB, CB ve DB çizgileri düzlemi katı, sıvı ve gaz
olmak üzere üç bölgeye ayırmıştır. Verilen değerler grafik
üzerinde birleştirildiğinde maddenin durumuyla ilgili bilgiye
ulaşılabilir. Örneğin, su 760 torr basınç ve 78 °C sıcaklıkta sıvı
haldedir. 4,58 torr basınçta ve 0,01oC sıcaklıkta bulduğumuz
nokta suyun üçlü denge noktasıdır. Bu noktada su, katı, sıvı ve
gaz hallerinde dengede bulunur.
Ayrıştırma Yöntemleri
Karışımlar fiziksel, bileşikler ise kimyasal yöntemlerle bileşenlerine ayrıştırılır.
Karışımların Ayrıştırılması
Bütün karışımları aynı yöntemi kullanarak ayrıştırmak mümkün değildir. Karışımı oluşturan bileşenlerin fiziksel özelliklerindeki
farklılıklar kullanılarak ayrıştırma işlemleri gerçekleştirilir.
a. Tanecik boyutlarının farklı olmasından yararlanarak ayrıştırma: Karışımı oluşturan maddelerin tanecik boyutlarının
farklılığını kullanarak, bileşenleri birbirinden ayırmanın çeşitli yöntemleri vardır.
Tanecik boyutları, renkleri, şekilleri gibi özellikleri birbirinden farklı olan maddelereden oluşan heterojen katı-katı karışımlarını
ayırmak ayıklama ile gerçekleştirilir. Günlük hayatımızda pirincin, nohutun, mercimeğin taşının ayrılması ayıklama ile
gerçekleştirilir.
Tanecik boyutları birbirinden farklı heterojen katı-katı karışımlarını ayırmak
için kullanılan bir başka yöntem de eleme'dir. Ayırma işlemini yapmak için
kullanılan alete elek denir. Kullanılan aletin gözenek boyutu, maddelerden
birini geçirecek kadar büyük, diğerini geçirmeyecek kadar küçük olmalıdır.
Bir katı ve bir sıvıdan oluşan heterojen karışımları ayrıştırmak için süzme
yapılabilir. Tebeşir tozu-su, kum-su karışımları süzme ile birbirinden
ayrılabilir. Süzme işleminde süzgeç kağıdından geçen kısma süzüntü
denir. Kumlu su karışımı süzüldüğünde su filtre kağıdından geçen
süzüntüdür. Arabalarda kullanılan hava filtreleri, dışarıdan gelen havayı
süzerek tozları tutar ve yakıt bölmesine geçen süzüntü kısmında toz
zerrecikleri bulunmaz.
Heterojen sıvı katı karışımlarda katı süzgeç kağıdından geçebilecek kadar
küçük ise süzme ile ayrılamaz. Bunun için karışım merkezcil kuvvet
yardımıyla döndürülerek, süzgeçten geçebilecek taneciklerin dibe çökmesi
sağlanır. Bu ayrıştırma yöntemine santifrüjleme denir.
Santifrüjleme ile sonuç alınamayan kolloidal karışımlar için diyaliz yöntemi
kullanılır. Diyaliz, kolloit karışımların gözenekli zarlardan geçebilmesi
temeline dayanan arıtma yöntemidir. Çözücünün tanecikleri ve çözünenin
tanecikleri yarı geçirgen bir zardan geçerken, daha büyük olan tanecikler
geçemez. Vücudumuzdaki kanın üre ve diğer zararlı maddelerden
temizlenerek süzülmesi işlemi böbreklerde gerçekleşir. Böbrek rahatsızlığı
olan insanların süzme işleminin gerçekleşebilmesi ve kanın temizlenebilmesi için diyaliz aletine bağlanmaları gerekir. Normal bir
böbreğin gerçekleştireceği işlemi diyaliz aleti gerçekleştirir. Diyaliz makinesinde kan, yüzey alanı geniş olan bir zardan geçirilir.
Metabolik küçük atıklar zardan geçerken, kanda bulunan protein molekülleri geçemezler. Böylece kan proteinleri kaybetmeden atık
maddelerden temizlenir.
b. Özkütle Farkı ile Ayrıştırma:
Özkütleleri birbirinden farklı katı-katı heterojen karışımları birbirlerinden ayırmak için rüzgarda savurma işlemi uygulanabilir.
Buğday ve saman karışımı rüzgarlı bir havada savrulduğunda özkütlesi büyük olan rüzgardan fazla etkilenmeden aşağı düşerken,
özkütlesi küçük olan saman rüzgarda savrularak uçacak ve daha uzağa düşecektir.
Özkütleleri farklı olan katı-katı karışımlarının sıvı
yardımıyla ayrıştırılması işlemine yüzdürme adı verilir.
Yüzdürme yönteminin en çok kullanılıdığı alan
madenciliktir. Yüzdürme işlemi üretilecek cevherin suyu
seven(hidrofil) kısmının ve suyu sevmeyen(hidrofob)
kısmının özellikleri kullanılarak gerçekleştirilir. Sıvı
içerisinde kabarcıklar oluşturularak, bileşenlerden bir
kısmının kabarcıklara bağlanarak yüzmesi ve diğer
kısmının dibe çökmesi ile ayrıştırma işlemi gerçekleştirilir.
Böylece elde edilmek istenen maden filizi, safsızlıklarından
arındırılarak zenginleştirilmiş olur. Maddelerin bu yöntemle ayrıştırılabilmesi için, katıların sıvıda çözünmemesi ve sıvının
özkütlesinin katıların özkütleleri arasında bir değere sahip olması gerekir. Böylece bir bileşenin yüzdürülmesi diğerinin batması ya
da çökmesi sağlanır. Yüzen kısımda yer alan bileşen özel aletlerle toplanarak karışımdan uzaklaştırılır.
Odun talaşı-kum karışımı yine
yüzdürme yöntemiyle ve özkütle
farkı kullanılarak birbirinden ayrılır.
Karışım iki katının da çözünmediği
bir sıvıya atılır. Özkütlesi sıvıdan
küçük olan bileşen(odun talaşı)
üstte kalır, büyük olan bileşen(kum)
ise dibe çöker. Yüzeydeki katı,
yüzeyden özel kaşıklarla toplanır.
Dipteki katı ise süzülürek süzgeç
kağıdı üzerinde toplanır.
İyonlar içeren iki farklı çözelti
birbirine karıştırıldığında, iyonlar
arasında gerçekleşecek etkileşimler
sonucunda bir çökelek(çökelti)
oluşabilir. Bu olay, kimyasal bir
değişme sonucunda gerçekleşir ve
olaya çökme denir. Bir çözeltideki
istenmeyen bir iyonun bu yöntemle
çözeltiden ayrıştırılmasına
çöktürme denir. İçme sularında bulunan arsenik, demir, fosfat gibi iyonlar çöktürülerek ayrıştırılırlar.
Çöktürme işlemi sonucunda oluşan katının dibe çökmesinden sonra üstte kalan sıvının
başka bir kaba dikkatlice dökülmesiyle sıvı kısımla katı çökelek birbirinden ayrılır. Bu
işleme aktarma denir.
Birbirleri içerisinde çözünmeyen sıvılardan oluşan heterojen karışımlar ayırma hunisi
ile birbirinden ayrılırlar. Ayrıştırma işleminde özkütle farkından yararlanılır. Karışım
ayırma hunisine alındığında özkütlesi büyük olan sıvı alta, küçük olan ise üstte kalır.
Ayırma hunisinin altındaki musluk açıldığında özkütlesi büyük olan sıvı musluktan akar.
Akan sıvının tamamı ayırma hunisinden ayrıldığı anda musluk kapatılarak ayrıştırma
işlemi tamamlanmış olur.
c. Çözünürlük Farkı ile Ayrıştırma:
Karışımdaki iki katıdan birinin çözündüğü, diğerinin çözünmediği bir sıvı alınır ve bu karışıma katılır. Çözünmeyen katı süzme işlemi
ile alınır. Çözünen katı ise süzüntü
içerisinden sıvısı buharlaştırılarak
kristallendirilir. Karışımın(katı-sıvı) ısıtılması
ya da soğutulması ile katının çöktürülmesi
işlemine kristallendirme denir. Kum-tuz
karışımına bu işlem uygulandığına, kum suda
dibe çöker, tuz ise suda çözünür. Süzme
işlemi ile kum tuz-su çözeltisinden ayrılır. Su
buharlaştırılırsa tuz kristalleri oluşur. Böylece
kristallendirme ile tuz ve kum ayrıştırılır. Ayrıştırma işleminde tuz ve kumun sudaki çözünürlükleri farkından yararlanılır. Tuzun
ayrıştırılması ile buharlaşma ile gerçekleştirilmiş olur.
Katı veya sıvı bir karışımın eklenen bir çözücü yardımıyla ayrıştırılması işlemine ekstraksiyon(özütleme) denir. Tuz-kum
karışımına su dökülerek, kumun süzüntüden ayrılarak elde edilmesi işlemi özütlemedir. Bitkilerin topraktan suyu ve mineralleri
alması da özütleme ile gerçekleştirilir. İnce kıyılmış şeker pancarlarının 70-80oC sıcaklığa çıkarılmış su ile karışmasıyla, pancarın
özü olan şeker özütleme yötemi ile ayrıştırılmış olur. Bitkilerden yağ eldesi de bu yöntemle gerçekleştirilebilir. Çay yapraklarından
çayın demlenmesi de özütleme örnek olarak gösterilebilir. Sıvı haldeki karışımlara da özütleme işlemi uygulanabilir. Su-iyot
heterojen karışımındaki iyotun ayrıştırılması için karışıma su ile karışmayan karbon tetraklorür ilave edilirse, iyot
karbontetraklorürde çözünerek sudan ayrılır.
Bir sıvı içerisinde iki katı madde çözünüdüğünde, katı maddeleri ayrıştırmak için onların sıvı içerisindeki çözünürlüklerinin farklı olup
olmadığına bakılır. Katı maddelerin ikisi de sıvıda çözünüyor ve çözünürlükleri birbirinden farklıysa, çözünürlüklerinin sıcaklıkla
değişim farkı kullanılarak katılardan birinin çöktürülmesi gerçekleştirilir. Diğer madde çözeltide kalır. Süzme işleminden sonra sıvı
buharlaştırılarak ikinci katının da kristallenmesi sağlanır. Bu şekilde gerçekleştirilen ayrıştırma işlemine ayrımsal kristallendirme
denir. Ayrımsal kristallendirme işleminde, karışımı oluşturan katı maddelerin çözünürlüklerinin sıcaklık etkisiyle değişiminden
yararlanılır. NaCl tuzu ve KNO3 tuzu karışımı suda çözülür. KNO3 tuzunun çözünürlüğü sıcaklık değişimiyle değişebilen özelliktedir.
NaCl tuzunun çözünürlüğü ise sıcaklıkla çok fazla değişmez. Farklı sıcaklıktaki çözünürlük değerleri birbirine yakındır. Karışım
soğutulduğunda, KNO3 tuzunun sıcaklığa bağlı olarak çözünürlüğü çok azaldığı için dibe çöker ve süzme yardımıyla ortamdan
alınır. Kalan NaCl-su karışımından su buharlaştırılarak uzaklaştırılırsa NaCl kristallenmiş olur. Böylece iki madde birbirinden ayrılır.
d. Erime Noktası Farkı ile Ayrıştırma
Alaşımlar (metal – metal karışımları) bu yöntemle ayrılırlar. Karışım ısıtıldığında erime noktası küçük olan metal önce eriyerek
karışımdan ayrıştırılır. Altın ve bakırdan oluşan bir karışımda erime noktalarının farkı kullanılarak karışımdaki maddeler birbirinden
ayrılabilir.
e. Mıknatıs Özelliği (Manyetik özellik ) Farkı ile Ayrıştırma:
Demir (Fe), Nikel (Ni) ve Kobalt (Co) metalleri mıknatıs tarafından çekilir. Bu metallerden sadece birinin toz halinde bulunduğu
karışımlara mıknatıs yaklaştırılırsa metal mıknatısla çekilip, karışımdan ayrılır. Demir tozu-kükürt tozu karışımı mıknatıs yardımıyla
birbirinden ayrılır.
f. Elektriklenme ile Ayrıştırma
Yüklü olan bazı parçacıklar durgun elektriklenmeyle ortamdan ayrılabilirler. Tuz- karabiber karışımında elektriklenme sonucunda
ortamdaki karabiber çekilir. Kağıt parçacıkları da statik elektriklenmeyle başka maddelerden ayrıştırılabilirler.
g. Süblimleştirme Yöntemiyle Ayrıştırma
Bazı maddeler (naftalin, iyot gibi) katı halde ısıtıldıklarında, hiç sıvılaşmadan gaz fazına geçerler. Böyle katıları başka bir katı ile
karışımından ayrıştırmak için bu yöntem kullanılabilir.
h. Kaynama Noktaları Farklılığını Kullanarak
Ayrıştırma
Karışımı oluşturan sıvılar birbiri içinde çözünürler.
Karışım, sıvıların kaynama noktası farkından
yararlanılarak ayrıştırılır. Isıtılan karışımdan önce
kaynama noktası küçük olan sıvı ayrılır. Etil alkol su su
her oranda homojen karışabilen sıvılardır. Etil alkolün
normal kaynama noktası 78oC, suyun normal kaynama
noktası 100oC dir. Karışım ısıtılarak sıvıların kaynamaya
başlamaları sağlanır. Isıtılan karışımda önce alkol
kaynamaya başlar ve alkol karışımdan ayrılır. Gaz
halindeki alkol soğutucudan geçerken sıvı hale gelir ve
toplama kabında toplanır(destilat). Toplama kabında etil
alkol daha çok bulunur(az da olsa su gelmiş olabilir).
Daha sonra sıcaklık 100 °C ye ulaştığında su kaynamaya
başlar. Gaz halindeki su soğutucudan geçerek sıvı hale
gelir ve başka bir toplama kabında toplanır. Bu şekilde
karışımdaki sıvıların kaynama noktaları farklılığından yararlanarak ayırma işlemine ayrımsal damıtma denir. Petrol, ayrımsal
damıtma işlemi ile bileşenlerine ayrılır.
I. Gaz – Gaz Karışımlarını Ayrıştırma
Gaz-gaz karışımları her zaman homojendir. Buradaki ayırma yöntemi ayrımsal damıtmaya benzer. Karışım önce sıvılaştırılır. Daha
sonra kaynama noktalarının farklılığından yararlanılarak ayrımsal damıtma ile karışım bileşenlerine ayrıştırılır. Havadaki oksijen ve
azot gazlarının ayrıştırılması bu yöntemle gerçekleştirilir. Hava önce yoğunlaştırılır. Oksijen ve azotun kaynama noktaları farklı
olduğu için karışım ayrımsal damıtma ile ayrıştırılır.
Gazların bazıları gaz tutucularda birbirinden ayrılır. Örneğin CO 2 gazı kireçli sudan geçirilince tutulur. Bazik ortamdan geçirilirken
asidik olan maddeler, asidik ortamdan geçirilirken de bazik olan maddeler tutulur.
Gaz-gaz karışımları sudaki çözünürlükleri farkından yararlanılarak ta bileşenlerine ayrıştırılabilir. Karışımdaki bileşenlerden bazıları
sıvıda çözünüyor, diğerleri çözünmüyorsa, hepsi birden sıvıdan geçirilir. Çözünenler sıvıda kalır, çözünmeyenler ise diğerlerinden
ayrılarak farklı bir kapta toplanırlar.
i. Diğer Ayrıştırma Yöntemleri
Karışımları ayırmak ve karışan maddelerin neler olduğunu anlamak için kullanılan en hassas yöntem kromatografi yöntemidir. Bu
teknikte, farklı maddelerin bulundukları ortamdaki yüzeylere tutunma eğilimlerinin farklılığı kullanılarak maddeler ayrıştırılır. Basit
kromatografi yönteminde, çözelti halindeki karışımı, uygun bir sıvı kullanarak kağıt üzerinde yürtmektir. Bu yönteme kağıt
kromatografisi denir. Yüzeye en zayıf tutunan maddenin kağıtta yayılma hızı en fazla olur. Maddeler renkli ve renkleri de farklı ise
kağıt üzerinde farklı ton ve renklerde lekeler oluşur. Bu yöntemde amaç, karışımı oluşturan bileşenlerin analizini yapmaktır.
Osmoz, çözücünün yarı geçirgen bir zardan çözelti kısmına geçmesidir. Çözücü az yoğun ortamdan çok yoğun ortama doğru
geçer. Buradaki osmotik basınç, çözeltideki çözünen maddenin derişimi ile orantılıdır. Çok yoğun çözeltinin osmotik basıncı da
fazla olur.
Bileşiklerin Ayrıştırılması
Bileşikler kimyasal yollarla ayrıştırıldıklarından enerjiye gereksinim vardır. Bu enerji çeşidi ısı, ışık veya elektrik olabilir. Bileşiklerin
ayrıştırılması ve kimyasal tepkimeler daha sonra detaylı biçimde işlenecektir. Burada iki ayrıştırma yöntemi ile ilgili örnekler
verilecektir.
a. Elektroliz (Elektrik Enerjisi ile Ayrıştırma)
Bir bileşiğin elektrik enerjisi kullanılarak elementlerine ayrıştırılmasıdır.
H2O(s)
→
H2(g) + 1/2 O2(g)
b. Isı Enerjisi ile Ayrıştırma
Bazı bileşikler ısıtılarak daha küçük taneciklere ayrıştırılabilir.
CaCO3(k)
→
CaO(k) + CO2(g)