genel kimya laboratuvar deneyleri ı

GENEL KİMYA LABORATUVAR
DENEYLERİ
I
Karabük Üniversitesi
Kimya Bölümü
Yrd. Doç. Dr. Öznur Demir Ordu
1
GÜVENLİK KURALLARI
1.
Tüm öğrenciler daima laboratuvar önlüğü giymek zorundadır. Önlüksüz öğrenciler
laboratuara alınmayacaktır.
2.
Tüm öğrenciler daima koruma gözlüğü takmak zorundadır. Gözlüksüz öğrenciler
laboratuvara alınmayacaktır. Laboratuvarda kontak lens kullanımına izin verilmemektedir.
Asit, organik gibi kimyasalların buharları lens ve göz arasında hapsolup daha büyük sorunlara
yol açabilmektedirler. Ayrıca herhangi bir kaza sonucunda lens göze yapıĢabilir ve
çıkarılması zorlaĢır.
3.
Laboratuvarda bol kıyafetler (özellikle kol kısmı), açık ayakkabılar giyilmemeli, uzun
saçlar bağlanmalıdır.
4.
Laboratuvara yiyecek-içecekle girmek ve sakız çiğnemek kesinlikle yasaktır.
5.
Tüm öğrencilerin yangın söndürücü, ilk yardım dolabı ve duĢ yerini bilmeleri
gerekmektedir.
6.
Yangın durumunda laboratuardan en hızlı çıkıĢ yolunu öğreniniz.
7.
Elbiselerin ya da saçın tutuĢması durumunda hemen duĢu kullanınız.
8.
Kimya laboratuarları içinde koĢmaktan ve ĢakalaĢmaktan kaçınınız.
9.
Tezgâhların üzerine oturulmamalı ve çanta, mont vb. kiĢisel eĢyalar bırakılmamalıdır.
EĢyalarınız için ayrılan yerleri kullanınız.
10.
Kimyasal tepkimeler sonucu açığa çıkan duman ve buhar doğrudan koklanılmamalıdır.
11.
Kimya laboratuvarında asistan ya da öğretim üyesi yokken çalıĢmak yasaktır.
12.
Bunzen bekleri yanıcı, parlayıcı kimyasalların (eter gibi) yanında kullanılmamalıdır.
13.
Kimyasalları kullanırken ĢiĢe ya da kabın üzerindeki etiketi lütfen dikkatli okuyunuz.
Hangi kimyasalın kullanıldığını bilmeniz önemlidir.
14.
Laboratuara gelmeden önce deney prosedürlerini okuyunuz. Deneyi bilmeden gelen
her öğrenci kendisi ve arkadaĢları için tehlike oluĢturabilir.
15.
Herhangi bir kaza durumunda (cam kesiği, asit-baz-ısı yanığı, bayılma gibi) hemen
lab asistanınızı ya da öğretim üyesini mutlaka bilgilendiriniz.
16.
Test tüpünü kendinize ve arkadaĢınıza doğru yönlendirmeyiniz. Test tüpü içinde
gerçekleĢen bir tepkime tehlikeli olabilir.
17.
DeriĢik asitlerin üzerine su ilave edilmemelidir. Asit suya yavaĢ yavaĢ ve karıĢtırılarak
eklenmelidir.
18.
Kimyasalları koklamak, tatmak ve pipet ile çözelti alırken ağız ile çekmek kesinlikle
yasaktır.
2
19.
Herhangi bir kimyasal (katı, sıvı ya da çözelti) lavaboya ya da çöpe atılmamalıdır.
Laboratuardaki atık ĢiĢeler kullanılmalıdır. (Atık ĢiĢelerinin yerlerini öğreniniz)
20.
Kırılan cam parçaları için laboratuarda hazırlanmıĢ olan “kırık cam” etiketli kabı
kullanınız.
21.
Lavabolara kibrit çöpü, turnusol kağıdı atılmamalıdır.
22.
Civa buharı görülmez ve zehirlidir. Kırılan termometre içindeki civa son derece
tehlikelidir. Mutlaka asistanınıza haber veriniz.
23.
Sıcak test tüp, kroze, beher gibi malzemeler elle tutulmamalıdır. Tüp maĢası
kullanılmalı ya da amyantlı tel üzerinde bekletilerek soğutulmalıdır.
24.
Lütfen deney prosedüründeki miktarda kimyasal kullanınız. Fazla miktarda kullanım
tepkimelerin kontrol edilmesini zorlaĢtırabilir ya da yan tepkimeye neden olabilir.
25.
Kullanılmayan kimyasallar stok ĢiĢelerine geri koyulmamalı, atık ĢiĢesine atılmalıdır.
26.
ÇalıĢtığınız yeri, terazi ve çevresini daima temiz tutunuz. Laboratuvarda temiz ve
düzenli çalıĢınız.
27.
Deney esnasında kullanılan kimyasalların yerlerini değiĢtirmeyiniz.
28.
Deney sonucunda kullandığınız tüm malzemeleri temiz olarak asistanınıza teslim
ediniz.
29.
Laboratuardan ayrılmadan önce gaz ve su musluklarının kapalı olduğundan emin
olunuz.
30.
Laboratuardan ayrılmadan önce ellerinizi yıkayınız.
Aşağıdaki durumlarda öncelikle asistan ya da öğretim üyesine haber
verilmelidir.
YANIK
Yanık bölge musluk suyuna tutulur (5-10
dk). Ġlk yardım uygulanır.
KESĠK/ ZEDELENME
Su ile yıkanır ve ilk yardım uygulanır.
BAYILMA
Temiz hava almasını sağlayın. BaĢ
vücudundan daha alçak olacak Ģekilde
yatırın.
YANGIN
(Hemen asistana bilgi verilmelidir) Bunzen
bekini söndürün. Saç ya da kıyafet
tutuĢmasında
duĢu
kullanın.
Gerekli
durumlarda
yangın
söndürücü
3
kullanılmalıdır.
KANAMA
Yara üzerine bastırılır, yara kalp
seviyesinden yukarıda tutulur hemen tıbbi
yardım alınır.
KĠMYASAL DÖKÜLMESĠ
Kimyasala uygun bir Ģekilde
temizlenmelidir. Sulu çözeltiler su ile
temizlenebilir. Asistanınıza bilgi veriniz.
ASĠT YANIĞI
NaHCO3 çözeltisi kullanılır.
BAZ YANIĞI
Borik asit ya da asetik asit çözeltisi kullanılır.
GÖZE KĠMYASAL KAÇMASI
Göz hemen en az 15 dk bol su ile yıkanır
(Göz yıkama duĢunu kullanınız) . Tıbbi
yardım alınır.
Yukarıdaki kuralları okudum. Laboratuar güvenliği dersine katıldım.
Öğrencinin
Onaylayanın
Adı Soyadı
Adı Soyadı
Ġmza
Ġmza
4
BEHER
ERLEN
BUHARLAġTIRMA
KAPSÜLÜ
KAPAKLI KROZE
KROZE MAġASI
HUNĠ
TÜP MAġASI
TOZ
HUNĠSĠ
KROZE
DAMLALIK
SAAT CAMI
CIMBIZ
SPATULA
TURNUSOL
KAĞIDI
SPATÜL
TEST TÜP
CAM ÇUBUK
FIRÇA
5
STAND
KISKAÇ RAPTĠYESĠ
PETRĠ DĠġ
BUNZEN BEKĠ
KISKAÇ
TEST TÜPÜ …
VOLUMETRĠK PĠPET
AMYANTLI TEL
MEZÜR
6
DENEY 1
SAF MADDELERİN ÖZELLİKLERİ
Amaç: Maddelerde meydana gelen fiziksel ve kimyasal değiĢimleri gözlemlemek
Teori: Madde aĢağıdaki gibi sınıflandırılabilir:
Madde
Saf maddeler
1) Elementler (örnek: Na, Fe, Cu)
2) BileĢikler (örnek: NaCl, CaCO3)
KarıĢımlar
1) Heterojen karıĢımlar
(örnek: kum+su, kireç+su)
2) homojen karıĢımlar
(örnek: Ģeker+su, tuz+su)
Saf maddelerin kendine özgü kimyasal ve fiziksel özellikleri vardır.
Bir bileĢik aĢağıdaki özellikler ile tanımlanabilir:
1) Fiziksel özellikler: Maddenin bileĢimini değiĢtirmeyen özelliktir. Erime noktası,
kaynama noktası, yoğunluk, çözünürlük, renk, kristal yapısı, fiziksel durum ….
2) Kimyasal özellikler: Bir bileĢiğin verdiği tepkimelerdir.
Bazı durumlarda maddelerde gerçekleĢen değiĢimler kolaylıkla gözlemlenebilir.
Fiziksel değişimlerde, maddenin görünümü değiĢir fakat bileĢimi değiĢmez. Örnek
olarak:




Suyun buharlaĢması
ġekerin suda çözünmesi
Yüksek sıcaklıkta demirin erimesi
Camın kırılması
Kimyasal değişimlerde, maddenin bileĢiminde değiĢiklik olur ve yeni ürünler oluĢur.
Tersine çevrilemez değiĢimlerdir. Örneğin:
 Tahtanın su ve CO2 oluĢturmak üzere yanması,
 Demirin paslanarak demir oksite dönüĢmesi
 Suyun elektroliz ile O2 ve H2 vermesi
Kimyasal bir tepkimenin olup olmadığı aĢağıdaki gözlemlerle anlaĢılabilir:
 Renk değiĢimi
 Çökelti oluĢumu
 Gaz çıkıĢı
 Isı, ses oluĢumu
7
Prosedür: Test edilecek olan bileĢiklerin listesi aĢağıda verilmiĢtir:




Tuz (NaCl)
Okzalik asit (H2C2O4)
Hipo (Na2S2O3)
Bakır sülfat (CuSO4)
 ġeker (C6H12O6)
 Kum (SiO2)
 Kireç (CaO)
Yukarıda verilen her bir madde için aĢağıdaki testler yapılacaktır:
1. Isısal değiĢimler
2. Sudaki çözünürlük
3. Sulu çözeltilerin asilik-bazikliğinin test edilmesi
1) Çok az miktarda madde (bezelye büyüklüğünde) KURU bir test tüp içine alınır ve bunzen
beki ile ısıtılır.
*Dikkatli bir Ģekilde maddedeki değiĢimi gözlemleyin ve ne tür bir değiĢim olabileceği
konusunda düĢünün.
(NOT: gözlük takarak gözlerinizi koruyun ve çıkan gazları koklamayın)
2) Çok az miktarda madde (bezelye tanesinin yarısı) bir test tüp içine alınır ve test tüp yarıya
kadar su ile doldurulur. Cam çubuk ile karıĢtırın ve gözlemleyin.
*Çözelti homojen mi?
*Çözelti heterojen mi?
*Süspansiyon oluĢumu var mı?
Eğer çözelti homojen değilse, hafif ısıtın ve bir değiĢiklik olup olmadığını not edin. (NOT:
Çözeltileri 3. Kısım için saklayın!)
3) Cam çubuk yardımı ile 2. kısımda elde edilen çözeltilerden bir damlayı turnusol kağıdına
koyun. Renk değiĢimi olup olmadığını not edin.
Eğer KIRMIZI turnusol MAVİye dönüyorsa BileĢik BAZİKTİR.
Eğer MAVİ turnusol KIRMIZIya dönüyorsaBileĢik ASİDİKTİR.
Eğer herhangi bir değiĢiklik yoksabileĢik NÖTRDÜR.
4) Asistanınızdan bilinmeyen maddenizi alın. Maddeyi belirlemek için yukarıda üç kısımda
yapılan testleri deneyin. (Bilinmeyen maddeler: kum, bakır sülfat ve Ģeker hariç tümü)
(NOT: Bu kısımda kullanılacak tüm test tüplerin temiz olması gerekmektedir. Her hangi bir
safsızlık yanlıĢ bileĢiği bulmanıza neden olabilir)
8
SORULAR
1. Kimyasal ve fiziksel değiĢim nedir? Birer örnek vererek açıklayın.
2. Kimyasal değiĢimin olduğunu belirlememizi sağlayan gözlemler nelerdir?
3. Bir bileĢiğin asidik ya da bazik olduğunu nasıl belirleriz?
4. Isı her zaman aynı tür değiĢime neden olur mu? Gözlemlerinizi düĢünerek cevaplayın.
9
RAPOR 1
İsim:___________________
Isı etkisi
(Gözlemler)
Grup Arkadaşı Adı:__________________
Değişimin çeşidi
(kimyasal ya da
fiziksel)
Sudaki
Çözünürlüğü
Asitlik/Baziklik
Tuz
(NaCl)
Okzalik asit
(H2C2O4)
Hipo
(Na2S2O3)
Bakır sülfat
(CuSO4)
ġeker
(C6H12O6)
Kum
(SiO2)
Kireç
(CaO)
Bilinmeyen
No:
Formül:
10
DENEY 2
MADDELERİN TEPKİMELERİ İLE TANIMLANMASI
Amaç: BileĢiklerin verdiği tepkimelerin incelenmesi
Teori: Kimyasal tepkimeler dört ana grupta toplanabilir:
1. Birleşme tepkimeleri: Ġki elementin birleĢerek bir bileĢik oluĢturması.
A + B  AB
Fe + S  FeS
2. Bozunma tepkimeleri: BirleĢme tepkimelerinin tersidir. Bir bileĢiğin iki ya da daha
fazla basit maddeye bozunmasıdır.
AB  A + B
2HgO  2Hg + O2
3. Tekli yer değişme tepkimeleri: Bir elementin bir bileĢikteki diğer elementle yer
değiĢtirme tepkimesidir.
A + BC  AC + B
Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2
4. İkili yer değişme tepkimeleri: Artı ya da eksi yüklü iyonlar arasındaki yer değiĢtirme
tepkimesidir. Bu tür tepkimeler sadece çözelti içinde gerçekleĢebilir ve
a) Çökelti oluĢumu ya da
b) Gaz çıkıĢı
Ġle sonuçlanabilir.
Artı yük değiĢimi
AB + CD  AD + CB
NaCl(aq) + AgNO3(aq)  NaNO3(aq) + AgCl(k)
Na2CO3(aq) + HCl (aq)  NaCl(aq) + H2O(s) + CO2(g)
Çökelti oluĢumu aĢağıda verilen çözünürlük kuralları ile belirlenebilir.
İyonik bileşiklerin sudaki çözünürlükleri için genel kurallar
1) Tüm Na+, K+ ve NH4+ (amonyum) tuzları suda çözünür.
2) Tüm nitrat (NO3-), asetat (C2H3O2-) ve klorat (ClO3-) tuzları suda çözünür.
11
3) Tüm klorür (Cl-), bromür (Br-) ve iyodür (I-) tuzları, Ag+, Pb+2 ve Hg22+
bileĢikleri dıĢında suda çözünür.
4) Tüm sülfat (SO4-2) tuzları, Ba+2, Pb+2 ve Sr2+ bileĢikleri dıĢında suda çözünür.
5) Tüm karbonat (CO3-2) ve fosfat (PO4-3) tuzları, Na+, K+ ve NH4+ bileĢikleri
dıĢında suda çözünmez.
6) Tüm hidroksit (OH-) ve oksit (O-2) tuzları, Na+, K+, NH4+ ve Ba+2 bileĢikleri
dıĢında suda çözünmez.
7) Tüm sülfür (S-2) tuzları, Na+, K+, NH4+ ve Ba+2 bileĢikleri dıĢında suda
çözünmez.
Suda çözünmeyen bileşiklerin çözülmesi:
Bir bileĢik suda çözünmüyorsa aĢağıdaki yöntemler ile çözünmesi sağlanabilir:
1) Ortamın pH’ı değiĢtirilebilir,
2) Yükseltgenme-indirgenme tepkimeleri kullanılabilir,
3) Suda çözünen kompleks bileĢik oluĢturulabilir.
1) pH Değişimi: Ortamın pH’ını değiĢtirmenin en kolay yolu kuvvetli asit (HCl
(hidroklorik asit), HNO3 (Nitrik asit), H2SO4 (Sülfirik asit)) kullanmaktır. Fakat suda
çözünmeyen tuzların tamamının asidik ortamda çözüneceği kesin olarak söylenemez.
Bu nedenle suda çözünmeyen bileĢikler iki gruba ayrılmıĢtır:
i)
i)
Asitte çözünmeyenler
ii) Asitte çözünenler
Eğer bileĢik kuvvetli asit anyonu içeriyorsa (Cl-, Br-, I-, SO4-2 gibi), asit
kullanılarak çözünmesi mümkün değildir. Bu tür bileĢikleri çözmek için farklı
yöntemler kullanılmalıdır.
BaSO4(k) + HCl (aq)  tepkime gerçekleĢmez.
AgCl(k) + HNO3 (aq)  tepkime gerçekleĢmez.
ii)
Eğer bileĢik zayıf asit anyonu içeriyorsa (CO3-2, S-2, O-2, OH-, SO3-2, PO4-3
gibi), asit kullanılarak çözülebilir. Birçok durumda bileĢiğin anyonu
bozunmaya uğrar.
CaCO3 (k) + 2HCl (aq)  CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(s)
ZnS (k) + 2HCl (aq)  ZnCl2 (aq) + H2S (g)
MgO (k) + 2HCl (aq)  MgCl2(aq) + H2O(s)
Çözünme olaylarında dikkat edilmesi gereken diğer bir husus da uygun asidin seçimidir. Eğer
tepkime sonucu baĢka bir çözünmeyen bileĢik çıkıyorsa seçilen asit uygun değildir. Örneğin;
 BaCO3(k) + H2SO4 (aq)  BaSO4 (k) + CO2 (g) + H2O (s)
12
(BaCO3 zayıf asit anyonu içermesine rağmen tepkime sonucu BaSO4 çökeltisinin oluĢması
nedeni ile istenilen çözünme (Ba+2 ve CO3-2 eldesi) gerçekleĢmez)
 PbCO3(k) + HCl (aq)  PbCl2 (k) + CO2 (g) + H2O (s)
 PbCO3(k) + H2SO4 (aq)  PbSO4 (k) + CO2 (g) + H2O (s)
2) Yükseltgenme-indirgenme tepkimelerinin kullanımı: HNO3 (nitrik asit) çok iyi bir
oksitleyici ajan olduğundan çözünme maçlı kullanılabilir. HNO3 tepkimelerde çoğu
zaman anyonu etkileyerek bileĢiğin çözünmesini sağlar.
3CuS (k) + 8HNO3(aq)  3Cu(NO3)2 (aq) + 3S (k) + 2NO (g) +4H2O(s)
3) Kompleks oluşumu kullanımı: Çözünmeyen bileĢiğin bazı reaktiflerle tepkimesi
sonucu kompleks oluĢur. Komplekslerin iyon halinde olması suda çözünmelerini
sağlar.
 AgCl2 (k) + 2NH4OH (aq)  Ag(NH3)2+ (aq) + Cl- (aq) + 2H2O (s)
Kompleks
 Al(OH)3 (k) + NaOH (aq)  Al(OH)4- (aq) + Na+ (aq)
Kompleks
Prosedür: Test edilecek olan bileĢiklerin listesi aĢağıda verilmiĢtir:




Bakır sülfat (CuSO4)
Sodyum karbonat (Na2CO3)
Sodyum sülfat (Na2SO4)
KurĢun nitrat (Pb(NO3)2)




Amonyum klorür (NH4Cl)
Magnezyum oksit (MgO)
Magnezyum sülfat (MgSO4)
Baryum klorür (BaCl2)
Yukarıda verilen her bir madde için aĢağıdaki testler yapılacaktır:
1) Çok az miktarda madde (bezelye büyüklüğünde) KURU bir test tüp içine alınır ve bunzen
beki ile ısıtılır.
*Dikkatli bir Ģekilde maddedeki değiĢimi gözlemleyin ve ne tür bir değiĢim olabileceği
konusunda düĢünün.
(NOT: Gözlük takarak gözlerinizi koruyun ve çıkan gazları koklamayın)
2)
a) Çözünürlük kurallarını kullanarak her bir maddenin sudaki çözünürlüğünü bulun ve
“Çözünür ya da çözünmez” Ģeklinde raporunuza not edin.
13
b) Suda çözünen bileĢiklerin çözeltilerini hazırlayın. Bunun için çok az miktarda
madde (bezelye tanesinin yarısı) bir test tüp içine alınır ve test tüp yarıya kadar su ile
doldurulur. Cam çubuk ile karıĢtırılarak çözülür.
c) Elde ettiğiniz homojen çözeltileri üç parçaya ayırın.
*Birinci test tüpe 2-3 damla Ba(NO3)2 (Baryum nitrat) çözeltisi
*Ġkinci test tüpe 2-3 damla HCl (Hidroklorik asit) çözeltisi
*Üçüncü test tüpe 2-3 damla H2SO4 (Sülfiirik asit) çözeltisi, ekleyin.
DeğiĢiklik olup olmadığını not edin. DeğiĢim gördüğünüz takdirde (çökme, renk
değiĢikliği, gaz çıkıĢı, süspansiyon oluĢumu gibi) her bir maddenin verdiği tepkimeyi yazın.
3) a) Madde eğer suda çözünmüyorsa, HNO3 (Nitrik asit) çözeltisinde çözün. Bir değiĢim
olup olmadığını not edin.
b) 2-c’de yapılan testleri tekrar edin.
4) Asistanınızdan bilinmeyen örnek alarak yukarıda yapılan testleri deneyin. (Bilinmeyen
maddeler: bakır sülfat hariç tümü)
(NOT: Bu kısımda kullanılacak tüm test tüplerin temiz olması gerekmektedir. Herhangi bir
safsızlık yanlıĢ bileĢiği bulmanıza neden olabilir)
14
SORULAR
1. Bir tepkimenin olduğunu hangi gözlemlerle anlayabiliriz?
2. Laboratuvarda BaSO4 nasıl hazırlanabilir?
3. AĢağıdaki tepkimelerin türünü yazınız
a)
b)
c)
d)
2S + 3O2  2SO3
KClO3  KCl + 3/2 O2
2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2
2KOH + CaCl2  Ca(OH)2 + 2KCl
________________
________________
________________
________________
4. AĢağıdakiler için kimyasal bir madde formülü veriniz
a)
b)
c)
d)
KCl’ü çözen fakat AgCl’ü çözmeyen
CuCO3’ü çözen fakat BaSO4’ı çözmeyen
FeS’ü ve aynı zamanda Ag2O’i çözen
MgO’i ve aynı zamanda Ba(OH)2’i çözen
________________
________________
________________
________________
5. AĢağıdakiler için kimyasal bir madde formülü veriniz
a) Hem KCl ile hem de CuCl2 ile çökelti veren
b) Hem NaCl ile hem de Na2CO3 ile çökelti veren
c) AgNO3 ile çökelti veren fakat Cu(NO3)2 ile vermeyen
d) CuCl2 ile çökelti veren fakat KCl ile vermeyen
________________
________________
________________
________________
6. AĢağıdaki tepkimelerin gerçekleĢip gerçekleĢmediğini düĢünerek tamamlayın.
a)
b)
c)
d)
e)
MgCO3 (k) + HNO3 (sulu) 
CuBr2 (sulu) + Na2S (sulu) 
Ba (k) + O2 (g) 
NaCl (sulu) + Zn(NO3)2 (sulu) 
BaSO4 (k) + Na2CO3 (sulu) 
15
RAPOR 2
İsim:___________________
Isı etkisi
(Gözlemler)
Grup Arkadaşı Adı:__________________
Çözünürlük
H2O/HNO3
Ba(NO3)2
eklenmesi
HCl
eklenmesi
H2SO4
eklenmesi
Sodyum
karbonat
(Na2CO3)
Sodyum
sülfat
(Na2SO4)
KurĢun nitrat
(Pb(NO3)2)
Bakır sülfat
(CuSO4)
Magnezyum
oksit
(MgO)
Amonyum
klorür
(NH4Cl)
Baryum
klorür
(BaCl2)
Bilinmeyen
No:
Formül:
16
DENEY 3
KARIŞIMLARDA BİLEŞEN YÜZDELERİNİN
BULUNMASI
Amaç: KarıĢımlarda bileĢen miktarının belirlenmesi
Teori:
Bir ya da daha fazla maddenin fiziksel olarak karıĢtırılması sonucu karıĢımlar
meydana gelir. KarıĢımlar homojen ya da heterojen olabilir. KarıĢımların bileĢenlerine
ayrılması kimyada çok önemlidir. Genel olarak bu iĢlem için bileĢenlerin farklı fiziksel
özellikte olmasından yararlanılır. Örneğin tuz ve kum, sudaki farklı çözünürlüklerinden dolayı
kolaylıkla ayrılabilir. Su, tuzu tamamı ile çözerken kum çözünmeden kalacaktır. Dolayısı ile
çözünürlük farkının ayırma iĢlemi için kullanılabilmesi için çözücü seçimi çok önemlidir.
Karışımdaki bir bileşeni çözen diğerini çözmeyen bir çözücü bu iĢlem için çok uygundur.
Bazı durumlarda ise bileĢenlerin kimyasal özelliklerinden faydalanılır. Örneğin; çinko (Zn) ve
kum karıĢımının bileĢenlerine ayrılması için kuvvetli bir asit kullanılabilir. Metallerin çoğu
kuvvetli asitlerle tepkime verirken kum vermeyecektir.
Zn(k) + 2HCl (aq)  ZnCl2(aq) + H2(g)
SiO2(k) + HCl(aq)  tepkime yok
KarıĢımdaki bir bileĢenin yüzdesini bulmak için aĢağıdaki formülden yararlanılır.
BileĢenin kütlesi
%bileĢen =
x 100
KarıĢımın kütlesi
Prosedür: Zn-kum karıĢımındaki % Zn ve % kum oranlarının bulunması
1. Zn (çinko)-kum karıĢımı içeren beherinizi asistanınızdan isteyiniz ve hassas bir
Ģekilde tartınız.
2. Çinkoyu çözmek için karıĢımın üzerine 6 M HCl çözeltisi ekleyiniz. Gaz çıkıĢını
ve reaksiyonu gözlemleyiniz.
3. Gaz çıkıĢı bittiğinde çözelti kısmını dikkatli bir Ģekilde lavaboya dökünüz. (NOT:
Kum dökülmemelidir)
4. 5 ml HCl çözeltisi daha ekleyip gaz çıkıĢı olup olmadığını gözlemleyiniz. Eğer gaz
çıkıĢı varsa 5 ml HCl çözeltisi ekleyerek aynı iĢlemi tamamlayın.
5. Gaz çıkıĢı olmadığında Zn’nun tamamıyla tepkimeye girdiğinden emin
olabilirsiniz.
6. Asidik çözeltiyi dikkatli bir Ģekilde dökünüz ve kalan kumu 2-3 defa su ile
yıkayınız. Her defasında sulu kısmı dökünüz.
7. Kum içeren beheri önceden 250-300 0C’ye ısıtılmıĢ fırına koyunuz.
17
8. 20-30 dakika sonunda beherinizi fırından çıkarınız ve iyice soğuttuktan sonra
hassas bir Ģekilde tartınız.
9. Beher içindeki kumu, hazırlanmıĢ olan “kum kabı” içine dökünüz ve boĢ beheri
tartınız.
10. Size verilmiĢ olan karıĢımdaki % Zn ve % kum oranlarını hesaplayınız.
18
SORULAR
1. Kum ve Zn’yi birbirinden ayırmak için baĢka hangi asitler kullanılabilir?
2. AĢağıdaki karıĢımları bileĢenlerine ayırabilmek için hangi çözücüler uygundur?
Nedenini açıklayıp varsa tepkimelerini yazınız. (NOT: Çözünürlük kurallarını
düĢününüz)
a)
b)
c)
d)
NaCl + AgCl
BaCO3 + BaSO4
CaCO3 + PbCO3
Mg + PbSO4
3. CaCO3 ısıtıldığında CO2 gazı vererek bozunur. Bu bilgiye dayanarak, CaCO3 ve
CaSO4 içeren bir karıĢımın % bileĢimini nasıl bulabilirsiniz?
4. CaCl2, CaCO3 ve AgCl içeren bir karıĢımda her bir bileĢiğin % oranını nasıl
bulabileceğinizi yazınız. Prosedürü basamaklar halinde gösteriniz ve her bir
basamakta bileĢiklere ne olduğu açıklayınız.
5. AĢağıda verilen bileĢikler için;
CuCl2, BaSO4, KCl, PbCO3, Mg(OH)2, AgCl, MnS, ZnO
a) Su ile ayırabileceğiniz üç çift bileĢik yazınız.
__________ ve ___________
__________ ve ___________
__________ ve ___________
b) HCl ile ayırabileceğiniz üç çift bileĢik yazınız.
__________ ve ___________
__________ ve ___________
__________ ve ___________
19
RAPOR 3
İsim:___________________
Grup Arkadaşı Adı:__________________
Beher+ karıĢımın kütlesi
______________________
Beher + kumun kütlesi
______________________
Beherin kütlesi
______________________
Kumun kütlesi
______________________
KarıĢımın kütlesi
______________________
Zn’nun kütlesi
______________________
% Zn
______________________
Deneyde gerçekleĢen tepkimeleri yazınız ve hesaplamalarınızı gösteriniz:
20
DENEY 4
TEPKİME STOKİYOMETRİSİ
Amaç: Tepkime stokiyometrisinin belirlenmesi, gerçek ve kuramsal verimin hesaplanması
Teori: DengelenmiĢ bir tepkime denkleminden tepken(reaktif) ve ürünlerin mol oranları,
fiziksel halleri gibi birçok bilgi elde edilebilir. Örneğin;
2Ag2O (k)  4Ag (k) + O2 (g)
AgNO3 (aq) + NaCl (aq)  AgCl (k) + NaNO3 (aq)
Tüm tepkimelerde, tepken bileĢikler belirli oranlarda birleĢirler. Eğer reaktiflerden biri fazla
kullanılmıĢsa, fazla olan kısım tepkimeye girmeden ortamda kalır. Kimyasal tepkimelerde
tamamı ile harcanan reaktife sınırlayıcı reaktif (bileşen) denir ve bu bileĢen oluĢan ürünleri
miktarını belirler.
Bir tepkimenin denkleĢtirilmiĢ denkleminden hesaplanan ürün miktarı kuramsal verim
olarak adlandırılır. Fakat tepkimelerin birçoğu tamamıyla sonlanmaz. Böyle durumlarda elde
edilen miktar daima kuramsal verimden az olur. Bir tepkime sonucunda elde edilen miktara
gerçek verim denir. Tepkimenin yüzde verimi ise aĢağıdaki formülle bulunur:
Gerçek verim
%verim =
x 100
Kuramsal verim
Bu deneyde aĢağıdaki tepkime gerçekleĢtirilecek ve yüzde verim hesaplanacaktır.
FeCl3(aq) + 3K2C2O4.H2O(aq)  K3Fe(C2O4)3.3H2O(k) +3KCl(aq)
(Demir(III) klorür + potasyum okzalat  potasyum ferritriokzalat trihidrat + potasyum klorür)
Prosedür: K3Fe(C2O4)3.3H2O tuzunun sentezi
1. 100 ml. beher içine 4 gr. K2C2O4.H2O tartınız ve 8 ml saf su ekleyiniz.
2. BileĢiği çözmek için hafifçe ısıtınız.(NOT: Çözelti kaynatılmamalıdır)
3. Mezür yardımı ile 4 ml FeCl3 çözeltisi alın ve sıcak olan çözelti içine ekleyiniz.
Çözeltinin rengi yeĢile dönecektir.(NOT: 1 ml çözeltisi 0,4 g FeCl3 içerir)
4. Sentezlenmek istenen maddenin çözünürlüğü sıcaklık ile artar. Bu nedenle
bileĢiği çöktürmek için beheri buz banyosunda bir süre bekletiniz.
5. Filtre kağıdını tartınız ve beher içindekileri huni ve filtre kağıdı yardımı ile
süzünüz. Süzüntüyü atınız. Filtre kağıdı üzerinde kalan kristalleri çok az
miktarda su ile yıkayınız.
6. Filtre kağıdını dikkatli bir Ģekilde huniden alıp bir saat camı üzerine koyun.
(NOT: Saat camına adınızı yazdırmayı unutmayınız).
7. Bir sonraki hafta sentezlenen bileĢiği tartınız.
21
SORULAR
1. Çöktürme tepkimelerinde elde edilen ürünün kütlesi daima beklenenden azdır.
Nedenini açıklayınız.
2. 1.5 gr. CaCl2’ün 3.4 gr. AgNO3 ile tepkimesi 2.5 gr. AgCl vermektedir. Bu
tepkimenin denklemini yazıp % verimini hesaplayınız. (CaCl2: 111 gr/mol,
AgNO3: 170 gr/mol, AgCl: 144 gr/mol)
3. 3 ml, 0.1 M Pb(NO3)2, 12 ml 0.1 M K2CrO4 ile tepkime vermektedir. OluĢan
çökeltinin (PbCrO4) miktarını ve çözeltide kalan iyonların deriĢimlerini
hesaplayınız. (PbCrO4: 323 g/mol)
22
RAPOR 4
İsim:___________________
Grup Arkadaşı Adı:__________________
K2C2O4.H2O kütlesi
____________________________
FeCl3 çözeltisinin hacmi
____________________________
Filtre kağıdının kütlesi
____________________________
Filtre kağıdı+ ürün kütlesi
____________________________
Ürünün kütlesi
____________________________
Hesaplamalar
FeCl3 kütlesi
FeCl3 molü
K2C2O4.H2O molü
Artan tepken adı ve molü
Ürünün molü (Elde edilen)
Ürünün molü (teorik miktar)
% Verim
23
DENEY 5
TERMOKİMYA
Amaç: Kimyasal ve fiziksel olaylara eĢlik eden ısı değiĢimlerini incelemek.
Teori: Termokimya kimyasal olaylara eĢlik eden ısı değiĢimleri (entalpi değiĢimi, H) ile
ilgilenir. Bir tepkime çevresine ısı veriyorsa ekzotermiktir ve entalpi değiĢimi, H negatiftir.
Çevresinden ısı alıyorsa endotermik tepkimedir ve entalpi değiĢimi, H pozitiftir.
Tepkime entalpisi daha detaylı olarak aĢağıdaki sınıflara ayrılır:
Oluşum entalpisi, bir mol maddenin standart koĢullarda elementlerinden oluĢumu sırasındaki
entalpi değiĢimidir.
Yanma entalpisi, bir mol maddenin oksijen ile tepkimesi sırasında açığa çıkan ısı miktarıdır.
Çözelti, buharlaşma, erime ve süblimleşme entalpisi, maddenin hallerindeki değiĢim
(sıvıdan gaz haline geçiĢ gibi) ya da molekül ve iyonların çözünme olayları ile ilgilidir.
Nötürleşme entalpisi, asit baz tepkimelerinde bir mol suyun oluĢumu sırasında açığa çıkan
ısı miktarıdır.
Isı ölçümleri kimyasal bir tepkimenin aĢağıdaki Ģekilde görülen “kahve fincanı
kalorimetresi”nde gerçekleĢmesi ile yapılabilir. Tepkenler poliüretan köpükten yapılmıĢ bir
kap içinde karıĢtırılır ve sıcaklık değiĢimi ölçülür. Poliüretan köpük iyi bir ısı yalıtkanı
olduğundan, fincan ve içeriği yalıtılmıĢ olarak düĢünülebilir.
termometre
kapak
Poliüretan
Köpük
kaplar
karıĢtırıcı
24
Kimyasal tepkimelerde verilen ya da alınan ısı miktarı aĢağıdaki formülle hesaplanabilir:
q= m.c.T
Bu formülde m, çözelti kütlesi (gr); c, özgül ısı (cal/gr. 0C, J/gr. 0C); T, çözeltinin sıcaklık
değiĢimidir (Tson-Tilk).
Kalorimetrenin aldığı ısı ise aĢağıdaki formül ile hesaplanır:
qkal = kalorimetrenin ısı kapasitesi.T
Kalorimetrenin ısı kapasitesi daha hassas ölçümlerin yapılabilmesi açısından cal/0C ya da J/0C
olarak verilir.
Bu deneyde ilk olarak kalorimetrenin ısı kapasitesi, daha sonra da sırası ile buzun erime
entalpisi ve nötürleĢme entalpisi belirlenecektir.
Prosedür:
A) Kalorimetrenin ısı kapasitesinin bulunması
1. Kalorimetreye 50 ml. su koyun ve sıcaklığı 30 sn. aralıklarla 3 defa ölçünüz.
2. 60-70 ml suyu behere koyup 50 0C civarına kadar ısıtın.
3. 50 ml ısıtılmıĢ suyu dikkatli bir Ģekilde alınız ve sıcaklığı 30 sn. aralıklarla 3
defa ölçünüz.
4. Sıcak suyun ölçümü biter bitmez hemen kalorimetre içindeki soğuk suya
ekleyiniz. Termometre yardımı ile karıĢtırdıktan sonra sıcaklığı 30 sn.
aralıklarla 3 defa ölçünüz.
5. Kalorimetrenin ısı kapasitesini hesaplayınız.
B) Buzun erime ısısının bulunması
1. 60-70 ml suyu behere koyup 50 0C civarına kadar ısıtın.
2. 50 ml ısıtılmıĢ suyu dikkatli bir Ģekilde alınız, kalorimetreye yerleĢtiriniz ve
sıcaklığı 30 sn. aralıklarla 3-4 defa ölçünüz.
3. BaĢlangıç sıcaklığını bildiğiniz (asistanınızdan öğreniniz) bir adet buz küpünü
hemen kalorimetredeki sıcak suyun içine atınız. Termometre ile karıĢtırın ve
buz tamamı ile eridiğinde Tson’u ölçün.
4. Erime tamamlandıktan sonraki su hacmini hassas bir Ģekilde ölçün.
5. Buzun erime ısısını hesaplayın.
C) Nötralizasyon ısısının bulunması
1.
30 ml 2 M HCl çözeltisini kalorimetreye yerleĢtiriniz ve sıcaklığı 30 sn.
aralıklarla 3 defa ölçünüz. (Termometre temiz ve kuru olmalıdır)
25
2.
3.
4.
30 ml 2 M NaOH çözeltisini bir behere alınız ve sıcaklığı 30 sn. aralıklarla 3
defa ölçünüz. (Termometre temiz ve kuru olmalıdır)
NaOH çözeltisini kalorimetredeki HCl çözeltisine ekleyiniz, termometre ile
karıĢtırdıktan sonra her 30 saniyede bir sıcaklık ölçümü yapınız.(4 ölçüm
yeterlidir)
Nötralizasyon ısısını açığa çıkan 1 mol su için hesaplayınız.
(Nötralizasyon sonucu oluĢan çözeltinin yoğunluğu: 1.02 gr/ml, özgül ısısı:
0.95 cal/gr. 0C)
26
RAPOR 5
İsim:___________________
Grup Arkadaşı Adı:__________________
A) Kalorimetrenin ısı kapasitesinin bulunması
Soğuk suyun sıcaklığı
Sıcak suyun sıcaklığı
_____________
______________
_____________
______________
_____________
______________
KarıĢımın Sıcaklığı
_______________
_______________
_______________
Sıcak suyun kaybettiği ısı:
_________________________________cal
Soğuk suyun aldığı ısı
_________________________________cal
Kalorimetrenin aldığı ısı
_________________________________cal
Kalorimetrenin ısı kapasitesi
_________________________________cal/0C
B) Buzun erime ısısının bulunması
Sıcak suyun hacmi
__________
Buzun kütlesi
__________
Sıcak suyun sıcaklığı
__________
Buzun ilk sıcaklığı
__________
KarıĢtırma sonrası sıcaklık
__________
KarıĢtırma sonrası sıcaklık______
Sıcaklık değiĢimi
__________
Sıcaklık değiĢimi
__________
Suyun kaybettiği ısı
__________
Buzun aldığı ısı
__________
Kalorimetrenin kaybettiği ısı __________
27
Buzu eritmek için kullanılan ısı
____________________________ cal
Erime ısısı
____________________________ cal/gr
Molar erime ısısı
____________________________ cal/mol
C) Nötralizasyon ısısının bulunması
NaOH çözeltisinin sıcaklığı
HCl çözeltisinin sıcaklığı
___________
___________
___________
___________
___________
___________
KarıĢımın sıcaklığı
_______________
_______________
_______________
Çözeltinin aldığı ısı
______________________ cal
Kalorimetrenin aldığı ısı
______________________ cal
Açığa çıkan toplam ısı
______________________ cal
OluĢan suyun molü
______________________ mol
Nötralizasyon ısısı
______________________ cal/mol
28
DENEY 6
DENEY 7
HESS YASASI
HESS YASASI
Amaç: MgO(Magnezyum oksit)’in oluĢum ısısının Hess yasası kullanarak hesaplanması
Teori: Kimyasal bir tepkime meydana geldiğinde ısı ya verilir ya da alınır. Bir tepkimenin
ısısı ürün ve tepkenlerin toplam bağ enerjileri arasındaki fark alınarak bulunabilir.
H0=  (ürünlerin bağ enerjileri)-  (tepkenlerin bağ enerjileri)
Bir tepkime çok yavaĢ olduğunda ya da yan tepkimeler gerçekleĢtiğinde tepkime ısısını
doğrudan ölçmek çok zordur. Böyle durumlarda tepkime ısısı dolaylı yollardan, Hess yasası
kullanılarak bulunabilir. Hess yasasının ifadesi Ģöyledir:
“Bir iĢlem basamaklar ya da kademeler Ģeklinde yürüyorsa, net iĢlemin entalpi değiĢimi, tek
tek basamakların ya da kademelerin entalpi değiĢimleri toplamına eĢittir.”
Prosedür:
A) Mg’un HCl asit ile tepkimesi
0.10-0.15 gr. Mg Ģeridi alınız.
Kalorimetreyi kapağı ile birlikte tartınız.
Kalorimetreye, 25 ml 1 M HCl asit çözelitisi ekleyip tekrar tartınız.
3 dakika boyunca, 30 saniye aralıklarla asit çözeltisinin sıcaklığını ölçerek not
ediniz.
5. Mg Ģeridini asit çözeltisi içine ekleyiniz ve kalorimetre kapağını kapatınız. Mg asit
çözeltisi ile tepkime verecektir. KarıĢımı termometre yardımı ile karıĢtırınız ve
tepkime baĢlangıcından itibaren 10 dk. süresince, her 30 sn. de bir sıcaklık ölçümü
yapınız.
6. Kalorimetre içindeki çözeltiyi döküp temizleyiniz.
1.
2.
3.
4.
B) MgO’in HCl asit ile tepkimesi
1. Kalorimetreyi kurulayıp kapağı ile birlikte tartınız.
2. 25 ml. HCl çözeltisi ekleyip tekrar tartınız.
3. 3 dakika boyunca, 30 saniye aralıklarla asit çözeltisinin sıcaklığını ölçerek not
ediniz.
4. 0,20-0.25 gr. MgO tartınız ve kalorimetre içindeki asit çözeltisine ekleyiniz.
Kalorimetrenin kapağını kapatınız.
5. KarıĢımı termometre yardımı ile karıĢtırınız. Tepkime baĢlangıcından itibaren 10
dk. süresince, her 30 sn. de bir sıcaklık ölçümü yapınız. (Sıcaklık düĢmeye
baĢlayıncaya kadar)
Çözeltinin özgül ısısı: 1 cal/gr 0C (4.18 J/gr 0C)
29
SORULAR
1. Deneyde gerçekleĢen tepkime denklemlerini yazınız. Hess yasasını kullanarak
MgO’in oluĢum ısısının nasıl bulunacağını gösteriniz.
2. AĢağıdaki verileri kullanarak 1 mol PH3(g)’ün oluĢma ısısını hesaplayınız.
P4(k)  4P (g)
H= 300.8 kcal
H2(g)  2H (g)
H= 104.0 kcal
PH3(g)  P (g) + 3H(g)
H= 223.0 kcal
3. 24 gr. C(k) ve 24 gr. O2(g) kalorimetre içinde aĢağıdaki tepkimeyi vermektedir.
C(k) + O2(g)  CO2(g)
H= -94.0 kcal
Tepkime sonrası kalorimetrenin sıcaklığı 20 0C’den 35 0C çıkmıĢtır. Açığa
çıkan ısı sadece suyun sıcaklık değiĢimi için harcanırsa kalorimetre kabı içindeki
suyun miktarını hesaplayınız. (C= 12 gr/mol, O= 16 gr/mol, Csu= 1 cal/gr 0C)
30
RAPOR 6
İsim:___________________
Grup Arkadaşı Adı:__________________
A) Mg’un HCl asit ile tepkimesi
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
HCl çözelti molaritesi
HCl çözelti hacmi
BoĢ kalorimetre kütlesi(kapağı ile birlikte)
Kalorimetre+kapak+asit kütlesi
Mg Ģerit kütlesi
HCl çözelti sıcaklığı
Çözelti sıcaklığı (Tepkime sonrası)
_____________________
_____________________
_____________________
_____________________
_____________________
_____________________
_________
___________
___________
____________
_________
___________
___________
____________
_________
___________
___________
____________
_________
___________
___________
____________
Hesaplamalar: Hesaplamalarınızı kısaca gösteriniz.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Asit + Mg Kütlesi
T = Tmax - TbaĢlangıç
Kalorimetre ısı kapasitesi
Kalorimetrenin aldığı ısı
Çözeltinin aldığı ısı
Tepkimenin verdiği ısı
Sınırlayıcı reaktif
Sınırlayıcı reaktif molü
Tepkimenin molar ısısı
__________________ gr.
__________________ 0C
_________________ cal/0C
_________________ cal
_________________ cal
_________________ cal
_________________
_________________ mol
________________cal/mol
31
B) MgO’in HCl asit ile tepkimesi
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
HCl çözelti molaritesi
HCl çözelti hacmi
BoĢ kalorimetre kütlesi(kapağı ile birlikte)
Kalorimetre+kapak+asit kütlesi
MgO kütlesi
HCl çözelti sıcaklığı
Çözelti sıcaklığı (Tepkime sonrası)
_____________________
_____________________
_____________________
_____________________
_____________________
_____________________
_________
___________
___________
____________
_________
___________
___________
____________
_________
___________
___________
____________
_________
___________
___________
____________
Hesaplamalar: Hesaplamalarınızı kısaca gösteriniz.
1. Asit Kütlesi
2. MgO Kütlesi
3. T = Tmax - TbaĢlangıç
4. Kalorimetre ısı kapasitesi
5. Kalorimetrenin aldığı ısı
6. Çözeltinin aldığı ısı
7. Tepkimenin verdiği ısı
8. Sınırlayıcı reaktif
9. Sınırlayıcı reaktif molü
10. Tepkimenin molar ısısı
11. MgO molar oluĢum ısısı
__________________ gr.
__________________gr.
__________________ 0C
_________________ cal/0C
_________________ cal
_________________ cal
_________________ cal
_________________
_________________ mol
________________cal/mol
________________cal/mol
32
KAYNAKLAR
1. Eliza Kalvo, “Laboratory experiments in general chemistry”, Boğaziçi University,
2008.
2. R. H. Petrucci, W. S. Harwood, F. G. Herring, “Genel kimya, ilkeler ve modern
uygulamalar, 1”, Palme Yayıncılık, 2002.
3. C. E. Mortimer, “Modern üniversite kimyası”, Çağlayan Kitapevi, 1990.
33