Hidrojen, Metaller, Asitler ve Alkalinler

ÜNİTE 7
HİDROJEN, METALLER, ASİTLER VE ALKALİLER
pH
pH metre
Alkali
Tespit edilir
Evrensel indikatör
H+
ç
e
ş
i
t
i
d
i
r
Turnusol
ilişkilidir
Baz
OH
verir
Nötrleşme
Tespit
edilir
İndikatör
Tuz
Su
oluşturur
karışımdır
oluşturur
Metal
Asit
vardır
Aktiflik
sırası
uğrar
Korozyon
Oksijen
Hidrojen
Demir için
kullanılır
Meteoroloji
balonu
Paslanma
önlenir
Yağlama
Asit
ilişkilidir
Fenolftalein
Alaşım
Suda çözünendir
belirler
Kaplama
Boyama
kullanılabilir
Yakıt
7
Giriş Etkinlikleri
Sizce Gemikonağı'ndaki
demirden yapılmış
platformlara, herhangi bir
bakım yapılmazsa bunlar 100
yıl sonra varlığını korur mu?
Platformun bozulmadan
kalabilmesi için neler
yapılabilir? Arkadaşlarınızla
tartışınız. Tartışmanın
sonuçlarını defterinize not
ediniz. Ünite sonunda
cevaplarınızı kısa bir tartışma
ile gözden geçiriniz.
Ortancalar bazı topraklarda mavi renk,
bazılarında ise pembe renk çiçek açarlar.
Sizce bu durumun nedeni ne olabilir?
Arkadaşlarınızla tartışınız. Tartışmanın
sonuçlarını defterinize not ediniz. Ünite
sonunda cevaplarınızı kısa bir tartışma ile
yeniden gözden geçiriniz.
Zeplinler 1930'lu yıllarda özellikle Almanlar
tarafından kullanılan, hidrojenle dolu balona sahip
hava taşıma araçları idi. En büyüğü olan Hindenburg
36. yolculuğunda, Atlantiği geçip
New Jersey
eyaletine inmeye hazırlandığı sırada, şiddetli bir
fırtınaya kapıldı ve hidrojenle dolu balon yandı. Bu
faciada 98 yolcudan 36'sı hayatını kaybetti.
Siz Hinderburg faciasının olduğu dönemde bir bilim
insanı olsaydınız, bu faciayı engellemek için balonda ne
gibi değişiklikler yapardınız? Arkadaşlarınızla
tartışınız. Tartışmanın sonuçlarını defterinize not
ediniz. Ünite sonunda cevaplarınızı kısa bir tartışma
ile yeniden gözden geçiriniz.
100
Hidrojen, Metaller, Asitler ve Alkaliler
HİDROJEN, METALLER, ASİTLER VE ALKALİLER
Fıçı içerisinde asit ve metalin tepkimesi sonucu elde edilen
hidrojen sayesinde balonla ilk uçuş gerçekleşmişti.
Hidrojenle dolu balon
havadan çok hafif olduğu için
rahatlıkla yükseldi.
27 Ağustos 1783 tarihinde Fransız Jacques Charles
tarafından tasarlanan balon bilinen en eski hava taşıma
aracıdır. Binlerce insan Paris'in merkezindeki bir parkta
balonun uçuşunu izlemeye çalışmış ama pek bir şey
görememişlerdi; çünkü uçuş esnasında
bardaktan
boşalırcasına yağmur yağıyordu ve balon hemen gözden
kaybolmuştu. Yaklaşık 45 dakika sonra balon 10 kilometre
uzağa indiğinde ise olayı sadece korku dolu gözlerle bakan
çiftçiler gözlemlemişti.Çiftçiler balonun bir canavar
olduğunu düşünmüş, ona çatal ve tırpanlarla saldırmışlardı.
Uzay mekiğinin uçuşunda da hidrojen gazı, metaller ve
alkalilerin önemli görevleri vardır. Hidrojen, mekiğin
yerden kalkması için kullanılan yakıttır. Alüminyum gibi
metaller mekiğin gövdesinin yapımında kullanılır.
Alkaliler ise mekiğin içindeki havada bulunan karbon
dioksit gazının temizlenmesi ve ayrıca mekiğin
akülerinde kullanılır.
Uzay mekiği en modern uzay araçlarından biridir.12
Nisan 1981'de ABD'nin Cape Cenedy uzay üssünden
binlerce insanın bakışları arasında kalkmıştır.
Milyonlarca insan ise televizyondan 2 dakika içerisinde
40 kilometre yüksekliğe nasıl ulaştığını izlemiştir. 36
kez dünyanın çevresinde ( 1729318 kilometre ) yol alıp
54½ saat sonra süzülerek yine büyük bir kalabalığın
alkışları arasında yeryüzüne inmiştir.
Hidrojen, metaller, asitler ve alkaliler uçuş araçları
haricinde de kullanılan çok önemli kimyasallardır. 7.
bölümde sözü geçen kimyasallar hakkında bilgiler
öğrenirken, neden önemli olduklarını da anlayacaksınız.
101
7
7.1 A - Hidrojeni Tanıyalım
Yandaki resimde gazla doldurulmuş meteoroloji balonu, serbest
kaldığında havada kolayca yükselebilir. Balonun görevi
meteoroloji ile ilgili cihazları üst atmosfere taşımaktır. Üst
atmosferde hava ile ilgili ölçümleri yapan bu cihazlar, elde ettikleri
verileri aşağıya gönderirler.Söz konusu balonları doldurmak
için havadan daha hafif gazlar kullanılmalıdır, aksi halde yerden
havalanamaz.
Balonda kullanılan gaz genelde hidrojendir, çünkü hidrojen çok
hafiftir ve havada kolayca yükselebilen bir gazdır. Tüm gazlar içinde
hidrojen en hafif olanıdır.
Hidrojen
Hidroklorik
asit
Meteoroloji balonu
Hidrojen, laboratuvarda seyreltik hidroklorik asitin çinkoyla
tepkimeye girmesi ile şekilde görüldüğü gibi kolayca elde
edilebilir. Hidrojen, suda çözünmediğinden gaz toplama tüpü
içerisinde kolayca toplanabilir.
Su
Çinko
Hidrojen testi
Hidrojenden su eldesi
Sudan hidrojen eldesi
Hidrojen
Buz
Hidrojen
Oluşan su
soğuk yüzeye
çarpınca
yoğunlaşır
Yanan
hidrojen
Elektrik
kaynağı
Oksijen
Çok az
asitlendirilmiş
su
Karbon (Grafit)
çubuklar
Hidrojen renksiz ve kokusuz bir gaz
olduğundan tüpteki hidrojenin varlığını
anlayamayız. Ateşlenen bir kibrit
çöpünü hidrojen dolu tüpün ağzına
yaklaştırdığımızda bir patlama sesi
duyulur. Bu olay hidrojenin varlığını
ispatlayan bir testtir. Böylelikle
hidrojeni oksijen, azot ve karbon
dioksitten ayırabiliriz.
Hidrojen yandığında su oluşur.
Hidrojen + Oksijen
Su
Suyun kimyasal ismi dihidrojen
monoksittir. Yanan hidrojen alevi soğuk
bir yüzeye çarptığında yoğunlaşan
renksiz sıvıyı bir kapta toplayabiliriz.
Toplanan sıvı 100 oC 'ta kaynar. Bu sıvı
sudur.
1-Hidrojen nedir? Açıklayınız.
2- Meteoroloji balonlarının doldurulmasında neden
hidrojen gazı kullanılır?
3-Hidrojeni diğer gazlardan nasıl ayırt edebiliriz?
4- Hidrojen doğada yalnızca üst atmosferde bulunur.
Bunun nedeni ne olabilir?
5-Araştır: Günümüzde hava balonlarında neden helyum
gazı kullanılır?
102
Elektroliz yöntemiyle suyu
bileşenlerine ayırabiliriz. İletkenliği
artırmak için hafif asitlendirilmiş
sudan akım geçirildiğinde, her iki
elektrottan kabarcıklar çıktığı görülür.
Hidrojen eksi yüklü elektrotta, oksijen
ise artı yüklü elektrotta elde edilir.
Biliyor muydunuz?
Hidrojen bitkisel yağlardan,
margarin yapımı için kullanılır.
Atmosferin% 0.000 001' den az
bir bölümü hidrojendir.
Hidrojen ve oksijen karışımı
alevlendiğinde patlar.
Hidrojen, Metaller, Asitler ve Alkaliler
7.1 B - Faydalı Bir Yakıt
Hidrojen ve hava karışımı patlayabilir.Hidrojen, doğru miktarda oksijen ile karışırsa çok sıcak mavi bir
alevle yanar.Kısaca hidrojen yararlı bir yakıttır.
Hidrojen ısıtmada kullanılabilir. Önceleri Büyük Britanya'da evlerde ve fabrikalarda ısınmak için
kömür kullanılıyordu. Ancak daha sonra hava kirliliğinden dolayı kok kömürünün su buharıyla ısıtılması
ile elde edilen ve kasaba gazı olarak bilinen, %50'si hidrojen olan yakıt
kullanılmaya başlandı. Günümüzde ise doğal gaz kullanılmaktadır. Doğal gaz
bir gün tükeneceğinden, hidrojenin yeniden kullanılması gündeme
gelecektir.
Bazı kaynak aletleri hidrojenle çalışır.Hidrojen - oksijen kaynak
aletlerinde, hidrojen saf oksijenle yandığında 4000 oC'a ulaşan alev
sıcaklığı elde edilir. Bu da iki metal parçasını birleştirmek için yeterli
sıcaklıktır.
Ulaşım için hidrojen yakıt olarak kullanılabilir. Hidrojen günümüzde
yaygın kullanılan bir yakıt değildir. Deneme amaçlı tasarlanmış bazı
denizde hidrojen - oksijen kaynağı
otobüsler ve bazı arabalar hidrojenle çalışmaktadır. Yalnızca uzay araçları
hidrojeni yakıt olarak kullanmaktadır. Uzay mekiği Discovery de hidrojenle çalışan bir uzay aracıdır.
Mekik iki kısma ayrılmış bulunan yakıt tankı üzerine yerleşmiştir. Yakıt tankının birinci bölmesinde
mekiğin makinelerinde yanan hidrojen, diğer bölmesinde ise hidrojenin yanmasını sağlayan oksijen
bulunmaktadır.
Hidrojen tankı: Mekiğin
Uzay Mekiği Sistemi
makinelerine yakıt
taşır.Yakıt 200 km.
İtici roketler: Mekiğin
yükseklikte tam
yerden havalanmasına yardım
yörüngeye ulaşınca, tank
eder, 50 km. yüksekliğe
fırlatılır ve atmosfere
ulaşınca, serbest bırakılır ve
varınca yanar.
tekrar kullanılmak üzere
Mekik: Yörüngeye gitme
paraşütle dünyaya geri
görevini tamamladıktan
döner.
sonra dünyaya dönmesi için
tasarlanmıştır. Çok az
yakıtı vardır.
1-Uzay mekiği hidrojeni niçin kullanır?
2-Uzay mekiği havalandığı sırada niçin su buharı oluşur?
3-Hidrojen yakıt olarak hangi amaçlar için kullanılır?
4-Mekiğin yakıt hücresinin görevleri nelerdir?
5-Hidrojen niçin iyi bir yakıttır?
Katalitik konvertorlü araçlar çevre dostudur.
Araba alırken bu tip araçlar tercih edilmelidir.
103
Biliyor muydunuz?
Uzay mekiğinin elektriği özel bir yakıt
hücresinde hidrojen ve oksijenin
yanması sonucu üretilir. Oluşan su ise
astronotların ihtiyacı için kullanılır.
7
7.1 C - Geleceğin Yakıtı
Hidrojen, geleceğin yakıtıdır. Bu iddiayı ortaya atan bilim insanları, gelecekte
hidrojenin çok iyi bir yakıt olacağından dolayı günümüzde kullanılan diğer yakıtların
yerini alacağına inanmaktadırlar. Aşağıdaki bilgileri okuduktan sonra bilim
insanlarının doğru yargıya varıp varmadıklarına sizler karar verebilirsiniz.
İyi bir yakıt yandığında bol miktarda ısı üretir.
Isı enerjisi kilojul (kJ) olarak ölçülür. 1 gram hidrojen yandığında 143 kJ ısı açığa
çıkar. Bu ısı bir bardak suyu kaynatmaya yeter. 1 gram benzin yanınca 48kJ, 1 gram
doğal gaz yanınca ise 58 kJ'luk bir ısı açığa çıkar.
İyi bir yakıt ucuz olmalıdır ve kolay üretilmelidir.
Atmosferde çok az miktarda hidrojen vardır ve hidrojeni diğer gazlardan ayırmak
kolay değildir. Hidrojen, sudan elektrik geçirerek elde edilebilir. Günümüzde
üretilen hidrojenin büyük bir bölümü su buharının doğal gazla ısıtılmasından elde
edilir; ancak sözü edilen yöntemler çok pahalıdır. Hidrojeni yakarken açığa çıkan ısı
enerjisi ise gazı elde etmek için harcadığımız enerjiden azdır. Son zamanlarda
keşfedilen güneş ışığıyla suyu parçalayıp hidrojene dönüştürme yöntemiyle hidrojen
çok ucuza elde edilebilmektedir.
İyi bir yakıtın taşınması ve depolanması kolay olmalıdır.
Hidrojen, çelik tanklarda basınç altında sıkıştırılıp depolanabilir ve bir yerden
başka bir yere kolayca boru hattı ile taşınabilir. Bu nedenle hidrojen endüstride ve
evleri ısıtmada kullanılabilir. Sıvı hidrojeni depolayan tanklar çok ağır olduğu için
araçlarda taşınmaları zordur. Bundan dolayı bilim insanları ve tasarımcılar,
hidrojenin bir bileşiği olan metal hidrürleri depolayan tankları, hafif oldukları için
ürettikleri araçlara yerleştirmeyi tercih ederler. Arabanın makinesinden sağlanan
hidrojenle çalışan araçlar
ısı ile tanklardaki metal hüdrürlerden ayrılan hidrojen yakıt olarak kullanılabilir.
Metal hidrür bileşikleri de pahalıdır.
İyi bir yakıt kulanılırken tehlikesiz olmalıdır. Diğer sıvı ve gaz yakıtlar gibi hidrojen de tehlikeli bir yakıttır.
Boruların çok küçük çatlaklarından sızan hidrojen havayla karışırsa, çok büyük patlamalara sebep olabilir.
Hidrojen sızarsa hemen havada yukarılara doğru yükselir. Hidrojenin yanma sıcaklığı ise yakıt olarak kullanılan
birçok gazdan yüksektir. Bu nedenle hidrojenin kullanımı oldukça güvenlidir.
1- Hidrojeni evleri ısıtmada kullanmak arabalarda
yakıt olarak kullanmaktan daha uygundur.
Niçin ? Açıklayınız.
2-Hidrojen yandığında çevre kirliliğine neden olur mu?
Açıklayınız.
3- 143 kJ'luk ısı çok büyük bir bardak suyu kaynatır. Bu
durumda:
a- Kaç gram hidrojenin yanması gerekecektir?
b- Kaç gram benzinin yanması gerekecektir ?
c- Kaç gram doğal gazın yanması gerekecektir?
4- Benzin ile hidrojeni yakıt olarak kıyaslayınız;
avantajlarını ve dezavantajlarını belirtiniz.
Fosil yakıtları yakın gelecekte
tükeneceğinden bilinçli kullanalım.
104
Biliyor muydunuz?
Dünyada yaklaşık 350 kadar
nükleer santral vardır ve bunlar
dünyanın toplam elektrik
üretiminin % 20 kadarını
gerçekleştirir.
Amerikanın Utah eyaletinde
Hidrojen Homestead isimli köyde
ısınmak için ve araç yakıtı olarak
hidrojen kullanılır.
Hidrojen, Metaller, Asitler ve Alkaliler
7.2 A - Metallerin Aktifliği
Çevremize baktığımızda metalden yapılmış birçok cisim görebiliriz; ancak
bazı metaller vardır ki çok aktif olduğundan, onların saf hallerinden
herhangi bir araç-gereç yapmak mümkün değildir. Örneğin saf potasyum
metalinden bir bisiklet yapmak çok akıllıca olmaz; çünkü potasyum anında
magnezyum
havadaki oksijen ile tepkime (reaksiyon) verir yani oksitlenir.
hidrojen
seyreltik
hidroklorik asit
kabarcıkları
.
Su ile tepkime ................ Magnezyum şeridi seyreltik hidroklorik asit
veren metaller: ................ çözeltisine konunca tepkime sonucunda hidrojen kabarcıkları deney
................ tüpünü hemen doldurur ancak bir parça magnezyum şeridi beherdeki suya
konunca çok az miktarda kabarcık çıkar, bu yüzden deney tüpünü
hidrojenle doldurmak için
hidrojen
sudaki metaller
su
hidrojen yanar
açığa
................ birkaç gün
çıkar
................ gerekebilir. O halde ,
Sadece asitle
tepkime veren ................ magnezyumun seyreltik
................ asitle olan reaksiyonunun çok
metaller:
sodyum
magnezyum
demir
bakır
altın
potasyum
kalsiyum
alüminyum
kalay
civa
................ ç a b u k , s u i l e o l a n
................ reaksiyonunun ise çok yavaş
hidroklorik asitli metal
olduğunu söyleyebiliriz.
................
................ Çok az metal, su ile tepkime
Asitle veya
altın
kurşun
civa
alüminyum
demir
su ile tepkime ................ verirken, birçok metal sudan magnezyum çinko
kalay
gümüş
bakır
................ daha etkin bir kimyasal olan
vermeyen
metaller
asitle tepkime verir. Yandaki resimler metallerin su ve asitle verdikleri
reaksiyonları gösterir. Bazı metaller magnezyumdan hızlı bazıları ise
yavaş reaksiyona girer. Diğerleri(aktif olmayan
metaller) ise reaksiyona girmezler.
Metallerin reaksiyona girme hızına göre tablo halinde sıralanmasına metallerin “aktiflik sırası”
denir. Aktiflik sırasında en aktif metal potasyumdur. Su ile çok çabuk tepkime verirken asite konunca
da patlama olur. Gümüş ve altın ise serinin en altında olan metallerdir çünkü ne su ne de asitle
reaksiyona girerler. Gümüş ve altın gibi aktif olmayan metallere ise soy metaller denir.
Etkinlik:
Yukarıdaki tabloyu defterinize çizdikten sonra
tamamlayınız.
1-a-Aktiflik sırası nedir? b- Aktif olmayan metal nedir?
2-Potasyumu neden asitlerle tepkimeye sokmayız?
3-a-Su ile tepkime veren iki metal yazınız.
b-Su ile tepkime vermeyen iki metal yazınız.
c- Sudan daha az yoğun olan iki metal yazınız.
4- Kalsiyumdan su borusu yapılabilir mi? Neden?
105
Biliyor muydunuz?
Alüminyum demirden daha aktif
bir metal olmasına rağmen daha
az aktif gözükür; çünkü havada
hemen oksitlenir ve oluşan oksit
tabakası alüminyumun daha fazla
korozyonunu engeller.
Platin, altından da az aktif bir
metaldir.
7
7.2 B - Paslanma
Bazı metaller havadaki oksijen, su buharı ve hava kirliliğine sebep olan gazlarla reaksiyona girerek
bileşik oluştururlar ve böylece parlaklıklarını kaybederler .
Herhangi bir metalin yüzeyinde bileşik oluşturmasına korozyon(aşınma) denir.Altın, gümüş ve platin
gibi asal metaller, aktiflik sırasının alt sırasındadır ve korozyona uğramaları kolay değildir. Demirin
veya çeliğin korozyona uğramasına paslanma denir. Oluşan kahverengi renkli oksit, hidratlı demir oksit
bileşiğidir.Demir paslanınca yüzeyi incelir, pas metalin içine doğru işler ve metal zamanla sağlamlığını
kaybeder.
Paslanma için mutlaka ortamda su ve hava olması gerekir. Su veya hava ortamdan uzaklaştırılırsa,
paslanma olayı gerçekleşmez. Aşağıdaki deneyde, tüpler bir hafta bekletildikten sonra yandaki
sonuçlar elde edilmiştir. Siz de benzer bir deneyi öğretmeninizle yapınız.
tıpa
kuru
hava
hava
(oksijen
içerir)
demir
çivi
zeytinyağı
D.Tüpü
vazelin
hava
zeytinyağı
tabakası
(havanın suda
çözünmesini
önler)
su
su ve hava yok
1
kontrol
su, oksijen
ve tuz yok
hava
2
su ve oksijen
var
tuzlu su
pamuk
kaynamış
susuz kalsiyum
su
klorür
(kurutucu)
3
4
oksijen var
su var
5
tuz,su ve
oksijen var
1
2
3
4
5
Pas oluşumu
Şartlar
Su ve hava yok
Yok
Var
Su ve hava
Yok
hava
Su
Yok
Tuz,su ve hava Çok Var
Paslanmanın önlenmesi: Paslanmayı önlemek için demirin veya çeliğin havadaki oksijen ve su buharı ile
temasını kesmemiz gerekir. Bunun için birçok yöntem vardır; Örneğin otomobil fabrikaları paslanmayı
azaltmak için bu yöntemlerden bazılarını uuygularlar. Yöntemlerden biri otomobilin gövdesini
boyamaktır. Diğer bir yöntem ise su borularında olduğu gibi otomobilin gövdesini galvanize yapmaktır
(çinko ile kaplamak).Ayrıca eksoz paslanmaz çelikten imal edilir, makine kısmı ise yağlanır.
Aktif olmayan metallerin kullanımı:
Korozyona uğramayan metaller çok kullanışlıdırlar.
Altın: Mücevher yapımında kullanılır. Korozyona uğramaz ve parlak kalır.
Bakır: Termosifonların ısıtıcılarında ve panellerinde kullanılır. Korozyona uğramadığından
dolayı bozulmaz, su sızdırmaz.
Kalay: Konserve kutularının sağlam ve ucuz üretilmesi için çelik kullanılır. Konserve
kutularının iç kısmı yiyecekler ile tepkimeye girip paslanmaması için çok ince kalayla kaplanır.
Titanyum: Son zamanlarda önemli bir metal haline gelmiştir çünkü hafif, sağlam ve korozyona
uğramayan bir yapıya sahiptir. Üretilen titanyumun büyük bir bölümü hava taşıtı yapımında kullanılır .
Ayrıca tıpta yapay protez olarak da kullanılır.
1-Girne limanına yakın bir evin mi yoksa Lefkoşa'daki
bir evin mi bahçe kapısı daha erken paslanır?
Nedenini açıklayınız.
2-Çok paslı bir arabayı kullanmak neden tehlikeli olur?
106
Biliyor muydunuz?
Üretilen demirin 1/7'si paslanan
demirlerin yenilenmesi için harcanır.
Hidrojen, Metaller, Asitler ve Alkaliler
7.2 C - Alaşımım, Daha İyiyim!
Her türlü korozyon problemini çözmek için, aktif olmayan metalleri
kuvvet
kullanamayız; çünkü aktif olmayan metaller pahalıdır ve kullanılacağı iş
için uygun olmayabilir. Örneğin altın eğer ucuz olsaydı, yine de çok
yumuşak ve güçsüz olduğundan dolayı köprü yapımında kullanılamazdı. kuvvet
Metallerin birbirleriyle veya metal, a-metal karışımına alaşım denir.
Alaşımda miktarı az olan atom betondaki
Birçok korozyon problemi metal alaşımları kullanarak çözülebilir. çakıl taşı gibi kaymayı önler ve metali sertleştirir.
Alaşımlar genellikle metalleri eritip karıştırdıktan sonra, soğuyup katılaşmasını bekleyerek elde edilir.
Saf metallere göre, alaşımların kullanımının tercih edilmesinin başlıca nedeni, alaşımların özeliklerinin
saf metallerinin özeliklerinden daha iyi olmasıdır. Örneğin saf metal paslanmaya dayanıklı, sert veya
parlak olmayabilir; fakat alaşım bu özeliklere sahip olabilir.
Saf demir, vida veya başka
birşey yapmak için
kullanılamaz. Yumuşaktır,
kolayca esner ve çabuk
paslanır.
Saf demire çok az bir miktar karbon ilave
edilince (%0.5) çelik elde edilir. Sert ve
sağlam olduğu için inşaatlarda, köprü,
araba gövdesi ve gemi yapımında
kullanılır.
Krom ve nikel, demirle karışınca
paslanmaz çelik elde edilir. Paslanmaz
çelik sert ve paslanmazdır. Araba parçası,
mutfak evyesi ve çatal bıçak yapımında
kullanılır.
Saf alüminyum hafif olmasına rağmen yeterince sağlam olmadığı için uçak yapımında kullanılmaz.
Kullanılırsa uçağın kanatları bükülüp, düşebilir. Alüminyuma sağlamlık kazandırmak için bakır ve
magnezyum gibi metaller alüminyuma karıştırılıp sert, sağlam ve bükülmez bir alaşım elde edilir. Bu
özeliklere sahip alaşım uçak yapımında kullanılır.
Örnek alaşım tablosu
Alaşımın adı
Metallerin adı
Kullanımı
Lehim
Kalay ve Kurşun
Lehimlemede
Amalgam
Civa,gümüş ve kalay
Diş dolgusunda
Pirinç
Bakır ve çinko
Müzik aleti yapımında
KTHY uçağı alüminyum,magnezyum ve
bakır alaşımından yapılmıştır.
1-Yukarıdaki tablodaki alaşımların hangileri aşağıda
belirtilen özeliklere sahiptir?
a) Oda sıcaklığında karışabilir ve en geç 24 saat
içerisinde sertleşir.
b)Düşük erime noktası vardır ve iyi iletkendir.
c) Bakırdan daha serttir ve aşınmaz.
Bazı ülkelerde kola kutuları gibi metal kutular çöp
bankalarında toplanır ve
geri dönüştürülerek yeniden kazandırılır.
107
Biliyor muydunuz?
Demiri mangan ile karıştırınca taşı
ezecek sertlikte bir alaşım elde
edilir.
Bronz,bakır ve kalaydan elde edilen
alaşımdır. Takı ve heykel yapımında
kullanılır.
7
7.3 A - Asitler
Birçok insan asitlerin, katı maddelerle etkileşince, yakıcı ve tahriş edici (Korozif)
olduklarını ve dokunulduğunda derimizi erittiklerini düşünürler. Bu düşünce pek çok
asit için doğru olarak kabul edilebilir. Bu tür asitlerin kabında yakıcı ve tahriş edici
(korozif) olduğunu gösteren sembol bulunur. Bazı asitler yakıcı ve tahriş edici
(korozif) olmayıp yiyeceklerde bulunabilir.Yiyeceklere ekşi tadı onlar verir. Asitlere
adını veren bu özelikleridir. Asit Latince ekşi anlamınında olan Asidus'tan gelir.
Aşındırıcı madde
Kıbrıs'ta
üretilen
ev sirkesi
Yukarıda yakıcı ve tahrip edici
(korozif) etkiye sahip asitler vardır. Bu
asitleri muhtemelen labaratuvarda
görmüşsünüzdür. Kuvvetli asit olarak
bilinirler.
Özellikle derişik(konsantre) olan
asitleri kullanırken dikkatli olmalıyız;
çünkü koroziftirler.
ETANOİK ASİT
(ASETİK ASİT)
Bazı asitler derişik olsa bile
korozif(yakıcı ve tahrip edici) etkiye
sahip değildir. Örneğin sirke asiti
olarak bilinen etanoik asit korozif
olmayıp zayıf asit olarak bilinir.
Hayvanlarda bulunan bazı asitler
Bitkilerde bulunan bazı asitler
Sitrik asit
Portokal veya limon
Hidroklorik asit
Midede
Tartarik asit
Üzüm
Laktik asit
Egzersiz yaparken kaslarda
veya ekşimiş sütte
Askorbik asit
C vitamini
Turunçgiller
Ürik asit
İdrarda
Metanoik asit
Isırgan otu
Metanoik asit
Karınca asidi
*Hidroklorik asit hariç hayvanlarda ve bitkilerde bulunan
asitlere organik asitler denir.
Kuvvetli asit adı Formülü
Piyasadaki adı
Yukarıdaki asitlerin formülleri incelendiğinde Hidroklorik asit
Tuz ruhu
HCl
hepsinde de ortak bir iyon vardır. Sizce bu iyon ne
H2SO4
Sülfürik asit
olabilir? Tartışınız.
Suda çözündüğünde hidrojen iyonu (H+) veren
Kezzap
HNO3
Nitrik asit
maddelere asit denir. Asit olan maddelerin tüm sulu
çözeltilerinde hidrojen iyonu vardır. Karbon dioksit
gibi bazı gazlar, suda çözündüğünde hidrojen iyonu
Biliyor muydunuz?
verirler; Örneğin kolada çözünen karbon dioksit.
Hidroflorik asit camı aşındıran bir
asittir ve camın kenarını
şekillendirmek için kullanılır.
Folik asit eksikliğinde vücut kan
yapamaz ve kansızlık ortaya çıkabilir.
Kola gibi gazlı içecekleri tüketmeyelim.
108
Hidrojen, Metaller, Asitler ve Alkaliler
7.3 B - Bazlar ve Alkaliler
Baz asidin bazı yönleriyle tam tersidir. Bazlar çoğunlukla kayganlık
hissi veren maddelerdir ; sodyum bikarbonat, sabun ve deriyi yakan
bir madde olan kostik soda bir bazdır.Suda çözünen bazlara
`alkali` denir.
Bazlar
kümesi
Alkali
suda
çözünen
bazlar
Bir zamanlar Arap bilim insanları odun külünü alıp su ile
karıştırırlardı. Karışımın suyunu süzdükten sonra , sabunu yapmak
üzere hayvan yağı ile karıştırıp kaynatırlardı. Arapçada külün anlamı
'al kali ' demektir. Günümüzde alkali terimini, sabun gibi kayganımsı
ve acı tadı olan maddelerin tanımında kullanırız. Asitler gibi bazı
alkali maddelere
korozif olduğundan dolayı dokunmak çok
tehlikelidir. Üzerinize asit veya alkali dökülür ve derinize temas
ederse hemen bol su ile yıkayınız. Asit veya alkalileri kullanırsanız
yanan odun ve külü
koruyucu laboratuvar gözlüklerinizi takınız, aksi halde gözünüze
kaçabilir ve hasara sebep olabilir. Genellikle korozif etkiye sahip alkalilere kuvvetli alkaliler denir.
Sodyum hidroksit ve potasyum hidroksit bunlara en güzel örnektir.
Evde metalleri, fayansları ve fırını temizlemek için
kullandığımız birçok temizlik malzemesi alkali madde
içerdiğinden bu malzemeleri dikkatli kullanmalıyız.
Alkali adı
Sodyum Hidroksit
Potasyum Hidroksit
Kalsiyum Hidroksit
Amonyak çözeltisi
Formülü
NaOH
KOH
Ca(OH)2
NH4OH
Piyasa adı
Sud-kostik
Potas-kostik
Sönmüş kireç
Yukarıdaki alkalilerin formülleri incelendiğinde hepsinde de
ortak bir iyon vardır. Sizce bu iyon ne olabilir? Tartışınız.
Suda çözündüğünde Hidroksit iyonu (OH ) veren maddelere
alkali denir. Alkali olan maddelerin tüm sulu çözeltilerinde
Hidroksit iyonu vardır.
Asit
+
Alkali
Tuz
+ Su
Hidroklorik asit + Sodyum Hidroksit Sodyum klorür + Su
Alkalilerin hidroksit iyonu, asitlerin hidrojen iyonu ile
birleşerek su ve geriye kalan iyonlardan da tuz oluşur.
Bazı maddeler ne asittir ne de bazdır. Bu maddelere nötr
maddeler denir.Saf su nötrdür çünkü su molekülleri eşit
sayıda hidrojen ve hidroksit iyonu içerir. Sofra tuzu ve
şeker de nötr maddelere diğer örneklerdir.
109
temizlik malzemesi
Biliyor muydunuz?
Bal arısı soktuğu zaman asidik bir
madde salgılar, sokulan bölgeye ilk
müdahale olarak baz olan kabartma
tozu sürerek (sodyum bikarbonat )
acı hissini azaltabiliriz . Eşek arısı
soktuğunda ise salgı baziktir. Sokulan
bölgeye sirke sürerek acıyı
azaltabiliriz.
Isırgan otuna dokununca aynen
karınca ısırınca hissettiğiniz acının
aynısını hisedersiniz çünkü her ikisi
de formik asit içerir.
7
7.3 C - Renk Seçimi ve pH
Bitkilere renk veren bileşikler çoğunlukla asit ve alkalilere karşı duyarlıdır.
Asitli topraklarda yetişen ortancalar mavi renk, nötr veya alkali
topraklarda yetişen ortancalar ise pembe renk çiçek açarlar. O halde
çiçeklerin renginden toprağın cinsi kabaca anlaşılabilir.
İndikatör ( belirteç ) nedir?
Birçok çiçek ve meyve renklidir ve bu renklerden çeşitli boyar maddeler
elde edilebilir. Organik boyar maddelerin bir kısmı bazı kimyasallarla etkileşince renk değiştirirler.
Renk değiştirebilen organik boyar maddelere indikatör denir. İndikatörlerle maddelerin asit, nötr
veya alkali olduğu anlaşılabilir. Likenden elde edilen bir indikatör olan turnusol, asit içinde kırmızıdır.
Asite yavaşça bir baz eklendiğinde, asit nötrleşir ve turnusolun rengi maviye döner. Nötr olan mor renk
ise eşit miktarda bulunan mavi ve kırmızı renkten dolayıdır
Litmus çözeltisi mordur.
Asiti test etmek için mavi
turnusol kağıdı kullanılır.
Asitler mavi turnusol
kağıdını kırmızı yapar.
Asitler turnusol
çözeltisini
kırmızıya çevirir.
Bazları test için hangi renk turnusol kağıdı kullanırsınız ? Sonuç ne olur?
1909 yılında Danimarkalı bilim insanı Soren Peter Sorensen bira üretiminde biranın asitlik derecesini
ölçmek için pH ölçeğini (skalasını ) buldu. Bu ölçekte 0 ile 14 arasında rakamlar vardır. pH değeri
arttıkça asitlik gücü azalır ve bazlık gücü artar. pH, pH ölçerle veya birkaç indikatörün karışımı sonucu
elde edilen Evrensel(Universal) indikatör ile ölçülebilir. Evrensel indikatör de tıpkı litmus indikatörü
gibi çözelti yada kağıt halinde bulunabilir. Evrensel indikator kağıdını (veya çözeltisinden birkaç
damla) numune çözeltiye batırdığımızda, açığa çıkan rengi aşağıdaki renk bandına bakarak karşılaştırıp
numune çözeltinin pH'ını bulabiliriz.
kuvvetli asit
1
2
mide
asidi
zayıf asit
3
4
6
gazlı
içecekler
zayıf alkali
7
deri
sirke
limon
suyu
5
nötr
8
10
hazımsızlık
tozu
saf
su
süt
9
kuvvetli alkali
kan
Derimizin, pH değeri yaklaşık 5.5'tir
yani derimiz hafif asidiktir.
Kullanılan sabunların pH'ı normalde 9
veya 10'dur. Bazı hassas ciltli insanlar
normal sabun kullandığında cildi kurur ve
yüzden pH değeri 5.5 olan sabunları
kullanırlar.
110
11
çamaşır
tozu
12
13
14
fırın
temizleyici
dişmacunu
Biliyor muydunuz?
pH, Hidrojen iyonu konsantrasyonu
ile ters orantılıdır.
pH terimi Fransızca'da hidrojenin
kuvveti anlamına gelen puissance
dihydrogene cümlesinin kısaltılmış
şeklidir.
Hidrojen, Metaller, Asitler ve Alkaliler
7.4 A - Asitler ve Bazlar Bir Arada Durmaz
Şırıngadan asit
Asit ile bazın tepkimeye girerek tuz
Nötrleşme
ilave edildi
ve su oluşturmasına “nötrleşme” denir.
Yandaki deney nötrleşme tepkimesinin
laboratuvarda nasıl
basitçe
uygulandığını gösterir. Başlangıçta
alkali çözeltisinin rengi laciverttir,
alkaliye asit ilave edince nötrleşme
olduğundan dolayı renk devamlı olarak 1 10cm
2 10cm
4 10cm
3 10cm
alkali + indikatör
alkali + indikatör
alkali + indikatör
değişir. Asit miktarı alkaliye eşit olduğu alkali + indikatör
+ 9 cm asit
+ 10 cm asit
+ 11 cm asit
anda oluşan çözelti nötr olur. 4. resimde
de görüldüğü gibi asit miktarı fazla gelirse, oluşan çözelti asidik olur. Nötr maddeler ne asit ne de
alkalidirler.
Asit ve alkalilerin eşit miktardaki H+ ve OH- iyonları birbirleriyle karışınca nötr olan suyu , geriye kalan
iyonlar ise tuzları meydana getirir.
3
3
3
Hidroklorik asit çözeltisi H+ ve Cliçerir. Mavi turnusol kağıdını
kırmızıya çevirir.
Sodyum hidroksit çözeltisi Na+ ve OHiyonları içerir. Kırmızı turnusol kağıdını
mavi yapar. Aside ilave edince ...
Nötrleşme Faydalı Olabilir!
3
3
3
3
...H+ ve OH- iyonları birleşir ve su
moleküllerini oluşturur. Sonuç olarak,
turnusul kağıdına etkisi olmayan, nötr
sodyum klorür çözeltisi elde edilir.
Bazı insanların midesi gerekenden fazla asit salgılar.
Midedeki fazla asit hazımsızlığa sebep olur. Midedeki asiti
nötralize etmek için doktor tavsiyesi ile magnezyum
hidroksit gibi baz içeren ilaçlar içilebilir.
Ağzımızda bakterilerin
ürettiği asit, dişlerin
çürümesine neden olur.
Diş macununda bulunan
bazik kimyasallar asiti
nötralize eder ve dişlerin
çürümesini engeller.
Diş sağlığımıza özen gösterelim.
111
Biliyor muydunuz?
Midede asitli bir ortamdan geçen
besinler bağırsakta
karaciğerden
gelen bazik safra suyu ile nötrleşir.
Fenolftalein indikatörü asit
çözeltisinde renksiz, alkali
çözeltisinde ise kırmızıdır.
7
7.4 B - Tuzlar
Nötrleşme deneyinde olduğu gibi, indikatör
3
3
kullanmadan 10 cm asit ile 10 cm alkaliyi
karıştırınca, elde edilen sodyum klorür tuzunun
çözeltisinin suyunu buharlaştırınca, sofra tuzu
elde edilir.
Buharlaşan su
Alkaliyi nötrleştirecek
miktarda asit
Buharlaştırma kabı
Marketlerden aldığımız sofra tuzu yukarıdaki gibi
tuz
Alkali
nötrleşme sonucu üretilmeyip, tuz göllerinde,
denizlerde veya tuz madenlerinde doğal olarak
Laboratuarda tuz yapımı
bulunan saf olmayan tuzun saflaştırılması sonucu
üretilir. Sizce, tuz elde etmek için doğada bulunan
tuzun saflaştırılması üreticiler tarafından neden tercih edilir ?
Sofrada kullandığımız tuz dışında daha birçok tuz çeşidi vardır. Aşağıda bazı tuz çeşitlerinin
kullanımlarına örnekler verilmiştir.
Kalsiyum sulfat kırık
tedavisinde alçı
olarak kullanılır.
Sodyum florür diş
çürümelerini
engellemek için diş
macununda kullanılır.
Baryum sülfat dolaşım
sisteminin röntgeni
çekilirken kullanılır.
Laboratuvarda nötrleşmeden başka yöntemlerle de farklı
tuzlar elde edilebilir.Tuz kavramı, asitlerden oluşan metal
bileşikleri olarak da ifade edilebilir. Örneğin sodyum sülfat
tuzu sülfat iyonu içerdiğinden dolayı sülfürik asitten elde
edilebilir.
1-Sizce aşağıdaki tuzlar laboratuvar ortamında hangi
asitlerden elde edilebilir?
a) Bakır sülfat b) Kalsiyum klorür c) Potasyum nitrat.
Sağlıklı yaşamak için yiyeceklerimize
çok tuz ilave etmeyelim.
112
Bakır sulfat üzüm
bağlarını ilaçlamada
kullanılır.
Sodyum klorür
çakıstez
yapımında
kullanılır.
Biliyor muydunuz?
Romalılar döneminde askerler
maaşlarının bir kısmını sofra tuzu
olarak ödenirlerdi.
Hidrojen, Metaller, Asitler ve Alkaliler
TEST 7
1- Modern hava taşıma balonlarında neden hidrojen yerine helyum gazı kullanılır?
2- Benzine ve doğal gaza göre hidrojenin daha iyi bir yakıt olabileceği söyleniyor. Bu durumun sebebini
açıklayınız.
3- Arabalarda yakıt olarak sıvı hidrojeni kullanmanın zorlukları nelerdir ? Kısaca açıklayınız.
4-Hidrojen yandığında çevre kirliliğine neden olur mu? Açıklayınız.
5-Hangi metal su ile tepkimeye girdikten sonra yanar? Neden?
6- Hangi metal demirden daha aktif olmasına rağmen, demirden daha az aktif olduğu düşünülür?
Nedenini açıklayınız.
7- Aşağıdaki cisimlere paslanmayı önlemek için hangi yöntemler uygulanır?
a- Bahçe kapısı b- Bisiklet zinciri c- Su borusu d- Konserve kutusu
8- Suda çözünen aspirinin asit veya alkali olduğunu nasıl anlarsınız? Açıklayınız.
9-i) Aşağıdaki tabloyu sayfa 110’daki pH ölçeğinden yararlanarak tamamlayınız.
Madde adı
a- Sirke asidi
b- Kan
c- Saf su
d- Çamaşır tozu
e- Asitli içecekler
f- Süt
g- Mide asiti
h- Sabun
ı- Diş macunu
i- Limon suyu
pH
*Asitlik-Bazlık kuvveti
*Zayıf asit, kuvvetli asit, nötr, zayıf baz, kuvvetli baz
10- Uzay araştırmacıları başka bir gezegende 4 yeni metal buldular. Metallerin suyla ve
verdikleri tepkimeler aşağıdaki gibidir.
Metal
W
X
Y
Z
Su
Çok şiddetli tepkime
Tepkime yok
Hızlı tepkime
Tepkime yok
Seyreltik Asit
Denenmedi
Yavaş tepkime
Şiddetli tepkime
Tepkime yok
a)Metalleri azalan aktifliklerine göre sıralayınız.
b)W metalinin neden asitle olan tepkimesi denenmedi? Açıklayınız.
11- Yandaki deney, demirin paslanmasını araştırmak için yapılmıştır.
Bir hafta sonra A ve B tüplerinde herhangi bir değişikliğe rastlanmadı..
Neden A tüpüne susuz kalsiyum klorür yerleştirildi?
b) Neden B tüpündeki su kaynatıldı?
113
asitle
A Tüpü
B Tüpü
ince yağ
tabakası
demir çivi
pamuk
kaynamış
su
kalsiyum
klorür
7
Çoklu Zeka Etkinlikleri
a-Asit yağmuruna esas etken
insan faalıyetleridir.
b-Kömür, benzin ve doğal gaz
kükürt içerir. Bu yakıtlar
yandığında havaya bol miktarda
kükürt dioksit ve azot dioksit
gazlarını bırakır.
c-Söz konusu gazlar bulutlardaki
su damlacıklarında çözünür ve
bulutlarla birlikte hareket eder. Uygun koşullar
sağlanınca, asit yağmuru olarak yeryüzüne düşer.
d-Asit yağmuru bitki ve suda yaşayan canlılara zarar verir.
Gölün veya nehrin pH'ı 4.5'in altına düşünce balıklar ölür.
b- Asit yağmurları taş heykellere ve binalara zarar verir.
c-Kükürt dioksit insanların solunum sistemine zarar verir
bronşit, astım gibi hastalıklara yakalanma riskini artırır.
Yukarıda verilen bilgileri de kullanarak bir insanın
endüstriyel bir bölgede yaptığı incelemeler sonucunda
gözlemlerini içeren bir makale yazınız. Makalenizi
zenginleştirmek için internetten veya ansiklopedilerden
de yararlanabilirsiniz.
Geçenlerde Bay Eliçabuk, bir çiftçinin garajındaki
traktörden mazot çaldığı şüphesiyle, gözaltına alınmıştı.
Polise göre, ayakkabısının altındaki beyaz toz önemli bir
delil idi çünkü bu toz garajda yerde bulunan kireçti.
Bay Eliçabuk’a göre ise ayakkabısının üzerindeki beyaz
toz deniz kenarında yürürken kayalar üzerindeki tuzdan
oluşmuştu ve suçsuz olduğunu iddia ediyordu.
Siz Dedektif olsaydınız kimin doğru söylediğini nasıl ispat
ederdiniz. Yapacaklarınızı bir rapor şeklinde yazınız.
Küçük bardak veya beher içerisine ayrı ayrı limon suyu,
sirke, deterjanlı su, sabun çözeltisi , kireç suyu, suda
çözünmüş aspirin ve çamaşır sodası çözeltisi koyunuz.
Maddelere mor lahana suyu veya fenolftalein damlatarak
yada turnusol kağıdı batırarak bu maddeleri gerçekleşen
renk değişimine
göre gruplandırınız. Parmaklarınızla
dokunarak kayganlık hissi verip vermediğini anlamaya
çalışınız. Bulduğunuz sonuçları tablo haline getirdikten
sonra tartışınız.
Aşağıda verilen kavramları kullanarak sevdiğiniz bir
şarkıya yeni sözler yazınız.
Asit Alkali Baz Paslanma
Aktiflik sırası
pH Turnusol
Metal
Alaşım
Nötrleşme
Yakıt
Hidrojen
Madde
Sirkede çözünmüş asetik asit vardır. Bir gıda müfettişi
olsaydınız ve sirkenin kalitesini tespit etmeniz gerekseydi;
Bilinen değer: 10cm3 sodyum hidroksit çözeltisi 1 grasetik asiti
nötrleştirir.
Bulduğun değer: 40cm3 sodyum hidroksit çözeltisi 50cm3
sirkeyi nötrleştirdi.
3
Sirke şişesinin etiketinde ise 1000cm sirkede 100gr.
asetik asit içerdiğini yazar.
3
a) 50 cm sirkede kaç gram asetik asit vardır?
b) 1 litre sirkede kaç gram asetik asit vardır?
Bulduğunuz sonuca göre üretici firmaya ne söylerdiniz?
Kısaca anlatınız.
Kayganlık Asit veya baz
114
Hidrojen, Metaller, Asitler ve Alkaliler
Çoklu Zeka Etkinlikleri
Çiftçiler toprağın asitliğine
göre ürün yetiştirir.Eğer
toprak çok asitliyse verimli
ürün alınamaz . Çiftçiler
toprağın asitliğini azaltmak
için toprağa bir baz olan
sönmemiş kireç ilave
ederler. Ülkemizde
yetiştirilen bitkilerin hangi
pH değerindeki toprakta en
iyi ürün vereceğini
ansiklopedilerden veya
internetten bulunuz ve bulduğunuz bilgilerle afişler
hazırlayınız.
Kullanacaklarınız:
Yarım kırmızı lahana
Bıçak
Emaye olmayan büyük bir
tencere.
Tahta kaşık
Kapalı büyük bir kavanoz
süzgeç
Lahanayı dikkatle küçük
parçalara ayırın. Bu
parçaları tencereye
koyarak üstlerini
kapatacak kadar su
doldurun.
Tencerenin içindekileri
kaynatın. Ocağı kapatın.
Lahana karışımını
karıştırın ve 30 dakika
soğumaya bırakın.
Lahana suyunu süzgeçten
geçirin ve kavanoza
dökün. Kavanozdaki sıvı
indikatörünüzdür;
buzdolabında saklayın.
Süzgeç
Lahana parçaları
Soğuk sıvı
belirteç
Ağzı yeni açılmış asitli bir içecek şişesinin içine küçük bir et
parçası atıp kapağını kapatarak birkaç gün bekletiniz. Ete
ne oldu? Hâla hergün asitli bir içecek içmek istiyor
musunuz?
Evde yaptığınız bu deneyi çizimlerle bir poster üzerinde
göstererek sonuçlarını yazınız.
Bir ay süresince sizin veya ailenizin harcadığı fosil
yakıtların miktarını belirlemek için bir günlük tutunuz. Bir
ay sonra harcadığınız fosil yakıtların toplamını gösteren
bir pasta grafik hazırlayınız.
1. gün _______________
2. gün _______________
3. gün _______________
4. gün _______________
5. gün _______________
Gözlem saati Gözlem sonucu
benzin
mazot
taş kömürü
gaz yağı
doğal gaz
115
NOTLAR
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................