kİmya ii ders notlari - kimmuh.com · 5 kolloid çözeltiler bazen gerçek bir çözelti gibi...

1

KİMYA II DERS NOTLARI

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

Birden fazla maddenin kimyasal özellikleri değişmeyecek şekilde rasgele oranlarda bir araya getirilmesi ile oluşturulan yeni maddelere karışım adı verilir.

Maddenin üç hali (katı, sıvı ve gaz) doğada ve hemen her türlü kullanımda tek başına bulunmaz.

Katı, sıvı ve gaz fazındaki iki veya daha fazla madde birbirleriyle çeşitli şekillerde karışarak fiziksel karışım sistemlerini oluştururlar.

Bu konuda fiziksel karışımların türleri, genel özellikleri incelenecek, karışımların özelliklerinin nitel ve nicel açıklamasında kullanılan yasa ve teorilere yer verilecektir.

Karışımların ÖzellikleriSaf değildirler Karışımı oluşturan maddelerin kimyasal özellikleri korunur Fiziksel yollarla ayrıştırılabilirler Erime ve kaynama noktaları sabit değildir Sabit bir özkütleleri yoktur Karışımı oluşturan maddeler arasında sabit bir oran yoktur

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007


2

Karışımlar ikiye ayrılırlar ;Homojen Karışımlar: Her yerinde aynı özellikleri gösteren karışımlara homojen karışım denir. Çözelti olarak ta adlandırılan homojen karışımlar tek bir madde gibi davranırlar.

Heterojen Karışımlar:değişik yerlerinde farklı özellikler gösteren karışımlara heterojen karışımlar denir.Heterojen karışımlar emülsiyon ve süspansiyon olmak üzere ikiye ayrılırlar.

Emülsiyon: Bir sıvının başka bir sıvı içinde oluşturduğu heterojen karışımlara emülsiyon karışım adı verilir.

Süspansiyon: Bir sıvı içerisinde bir katının tam olarak çözülmeyip küçük zerrecikler halinde dağılmasıyla oluşan heterojen karışımlara emülsiyon karışım adıverilir.

Heterojen KarışımlarElde edilen karışımın fiziksel özellikleri çoğunlukla karışımı meydana getiren maddelerin fiziksel özelliklerinin ortalamasıdır.

Heterojen bir karışımda fazlardan biri diğeri içinde ince dağılmış halde bulunur. İki fazlı bu karışımlara genelde dispers sistemler adı verilir.

Herhangi bir faz içinde dağılmış olan faza dispers fazveya iç faz, dispers fazın dağıldığı ve ortamı teşkil eden faza ise dispersiyon aracı veya dış faz denir.

Maddenin hallerine bağlı olarak çeşitli dispers sistemler söz konusu olabilir. En çok bilinen dispers sistemlerin bazıları tabloda verilmiştir.

Benzen-SuEmülsiyonSıvıSıvı

Kireç sütüSüspansiyonSıvıKatı

Sabun-SuKöpükSıvıGazSu-HavaSisGazSıvı

Karbon-HavaDumanGazKatı

ÖrnekSistemDispersiyon Ortamı

DisperseFaz



3

Dispers sistemler akışkan olmaları ve çoğunlukla homejen görüntü vermeleri nedeni ile çözeltilere benzetilerek kolloidal çözelti kavramı ile tanımlanırlar. Ancak kaba süspansiyonları bu tanımın dışında tutmak gerekir.

Genellikle ince dağılan maddenin veya moleküllerinin boyutu 10- 1000 Å (0,1-1 mm) arasında ise meydana gelen karışıma kolloidal çözelti denir.

Tanecikler bundan daha büyükse kaba süspansiyon, daha küçük ise gerçek çözelti sınırı başlar.

Kolloidal ÇözeltilerGerçek bir çözelti, molekül veya iyon birimine çözünerek parçalanma sonucunda meydana gelir. Bir çözücü içinde çözünen bir madde molekül veya iyonlarına ayrılır ve bu küçük iyonlar veya moleküller çözücü içinde öyle dağılır ki çözelti göze saydam görünür. Gerçek çözelti homojendir.Kolloidal bir çözelti ise gerçek çözeltiden farklı olarak heterojendir, saydamlığı az veya bazen hiç yoktur. Çözünen maddenin molekülleri (makro moleküller) veya maddenin tanecikleri büyük ise böyle bir madde çözücüiçinde dağılarak kolloidal çözelti oluşturur.

Kolloidal çözeltiler;

Sol, Emülsiyon, Köpük

gibi bazı gruplara ayrılır.

SollerSoller, katı, sıvı veya gaz içinde bir katı maddenin dispersiyona uğramasıyla oluşur. Bunlardan ikincisi (sıvıiçinde katı) olanlar genel olarak Kolloid adını alır.

Su içinde altın, su içinde arsenik sülfür, su içinde kükürt kolloidlere örnek olarak verilebilir.

Dispersiyon ortamı su ise böyle bir sol hidrosol adınıalır. Ortam alkol ise alkosol denir.

Eğer kolloid parçacıkları suyu kendilerine çekerlerse hidrofilik sol (hidratize oksitler, nişasta ve protein solleri), suyu çekmezlerse hidrofobik sol (gümüş klorür baryum sülfat suda dispersiyona uğramışsa hidrofobiksol meydana gelir) adları kullanılır.



4

Ayrıca daha genel olarak, Liyofil terimi sıvı çeken veya sıvı seven kolloidler için ve liyofob terimi de sıvıçekmeyenler için kullanılır.

Kolloid parçacıkların en önemli özelliklerinden biri de elektrikçe yüklü olmalarıdır.

Dispersiyon ortamı gaz olduğunda meydana gelen bu sol katı aerosol adını alır duman, volkan tozları, amonyum klorür buharı gibi.

Benzer şekilde dispers faz bir sıvı dispersiyon ortamı bir gaz ise buna sıvı aerosol (sis) denir.

Emülsiyonlar ve KöpüklerEmülsiyon, benzen içinde su ve süt örneklerinde olduğu gibi, birbiri içinde çözünmeyen iki sıvıdan birinin diğeri içindeki dispersiyonu ile elde edilir.Elektrik yükleri ve çok küçük olan boyutları sayesinde dispers sistem oluşturabilirler. Ayrıca dispersiyona uğrayan maddenin konsantrasyonu küçüktür. Tanecikler birinciye göre çok büyük olduğundan, yüzeylerindeki elektrik yükü onları kolloidal halde tutmaya yetmez. O halde böyle bir emülsiyonu yapabilmek ve koruyabilmek için özel bazı maddeler katılması gereklidir. Bu maddelere emülgatör denir. Bu maddeler dispers faz ile dispersiyon ortamı arasında bir ara yüzey meydana getirerek kolloidal sistemin bozulmasını önler. Emülsiyon yapıcı böyle maddeler arasında; jelatin ve sabun tipinde maddeler sayılabilir.

Sabunun temizleyici etkisi de kirdeki yağlarıemülsiyona çevrilmesi ile mümkün olmaktadır. Suda emülsiyon haline gelen yağ ve diğer kir maddeleri su ile yıkanınca kolayca uzaklaştırılmış olurlar.Sıvı içinde gaz dispersiyona uğramışsa bu köpük verir. Katı içinde katı dispersiyona uğramışsa katı sol (Al2O3ve krom içeren kıymetli taşlar) elde edilir. Katı içinde sıvı halinde katı emülsiyon(kuvartz, opal) söz konusudur. Katı içinde gaz dispersiyona uğramışsa katı köpükten (süngerimsi volkanik taşlar) söz edilir.

Kolloidlerin Genel ve Optik ÖzellikleriKaba bir dispersiyon karışımı basit bir süzgeçten geçirilirse taneciklerle sıvıyı birbirinden ayırmak mümkün olur.

Kolloidal çözelti ise süzme ile ayrılamaz. Ancak özel filtreler kullanılırsa bu ayırma mümkün olur. Seramik maddelerden yapılan bu tür filtrelere ultra filtre denir.

Kolloid süspansiyonlarda taneciklerin çok büyük olmasından dolayı difüzyon yok gibidir.

Gerçek çözeltide ise bilindiği gibi iyonlar sürekli hareket halinde olup çözelti içinde bir yerden başka bir yere doğru belli bir hızla difüzlenirler. Kolloidal taneciklerin gözlenmesi ultramikroskop ya da elektron mikroskobu ile yapılır.



5

Kolloid çözeltiler bazen gerçek bir çözelti gibi saydam görünebilir, bazen de saydam olmayan bulanık (opak) şekildedirler.Saydam olan kolloid bir çözelti, bir ışık demeti ile aydınlatılıp buna dik yönden gözlenirse bulanık görünür. Buna Tyndall olayı denir. Tyndall olayı sayesinde kolloidparçacıklarının görülebilmesi mümkündür.

Homojen KarışımlarFiziksel ve kimyasal bazı özelikleri bakımından benzer olan iki veya daha fazla madde birbirleriyle atomik boyutta (ölçülerde) karışarak homojen karışımlarımeydana getirirler.

Meydana gelen bu karışımların fiziksel özellikleri bileşenlerin fiziksel özelliklerinin ortalamasıdır.

Homojen karışımlar genelde çözelti olarak adlandırılır ve maddenin 3 hali göz önüne alınırsa, 9 türlü çözeltinin mümkün olabildiği görülür.

Çözeltiler tek fazlı sistemlerdir ve karışım içersinde miktarca çok olan bileşene çözücü, az olana çözünen madde denir.

Örneğin alkol ve suyun meydana getirdiği çözeltide su oranı fazla olduğunda, alkol suda çözünmüştür. Alkol oranı fazla ise, çözücü alkol çözünen madde sudur.

Pb(NO3)2 çözeltisine KI ilavesi Suya ilave edilen KI

Çözeltilerle İlgili KavramlarÇözünürlük : Belli bir sıcaklıkta doymuş bir çözeltinin birim hacimde çözünmüş bulunan madde miktarıdır. Birimi g/ 100 ml veya mol/L olabilir.

Doymuş Çözelti : Çözeltide belli bir sıcaklıkta çözünen maddenin limit miktarının çözülmesiyle elde edilen çözeltidir.

Çökme : Bir kimyasal reaksiyon sonucunda çözünürlüğü az olan bileşiğin meydana gelmesi ile gerçekleşir.



6

Çözeltilerle İlgili KavramlarKristalizasyon : Bir çözeltinin sıcaklığı artırılır ve bir miktar daha çözünen ilave edilirse, doymuşçözelti elde edilir. Soğutmayla, sonradan ilave edilen miktar, homojen çözelti ortamından ayrılarak katı faz oluşturur.

Çözünürlük çarpımı : Belli bir sıcaklıkta doymuşbir çözeltide bulunan çözünmüş madde iyonlarının molar derişimlerinin çarpımıdır.

Disosyasyon : İyonik yapılı bileşiklerin çözücüiçerisinde iyonlarına ayrılması suretiyle çözünmesidir. Örneğin : AlCI3 ↔ Al+3 + 3 CI-

Çözeltilerle İlgili KavramlarAsosyasyon : Çözünen madde iyonlarının birleşerek tekrar molekülü oluşturmalarıdır. CH3COOH ↔ CH3COO- + H+

dengesinde sağ tarafa olan reaksiyon disosyasyon, sol tarafa olan ise asosyasyon olarak adlandırılır.

Solvasyon : Çözünen madde iyonlarının çözücümolekülleri ile sarılmasıdır. Çözücü su olduğunda hidrasyon adını alır. Cu+2 + 4 H2O↔ Cu[(H2O)4]+2

Raoult KanunuÇözeltinin buhar basıncı, çözücünün mol kesri ile çözücünün saf buhar basıncı çarpımına eşittir.

cözücücözücücözelti xPP .0=

Pçözelti = çözeltinin buhar basıncı

P0çözücü= saf çözücünün buhar basıncı

Xçözücü = çözücünün mol kesri

cözücücözücücözelti xPP .0= 0çözücüçözünençözelti PPP +=

1=+ çözücüçözünen xx)1.(0çözünencözücücözelti xPP −=

00 . çözücüçözünencözücücözelti PxPP =−

00 . çözücüçözünençözelticözücü PxPPP =−=∆

Raoult Kanunu



7

Örnek25 °C’de 15 mol su içerisinde 1 mol glukoz çözünüyor. Bu sıcaklıkta saf suyun buhar basıncı 23.76 mmHgolduğuna göre bileşenlerin mol kesirlerini ve çözeltinin buhar basıncını bulunuz.

cözücücözücücözelti xPP .0=0625.0

1511

=+

=gX

9375.0151

15=

+=SuX

275.229375.076.23 =∗=cözeltiP

Örnek70°C’de 500 g suda 18.3 g NaCI’ün çözülmesiyle hazırlanan çözeltinin buhar basıncı kaç mmHg’dır ? Saf çözücüye göre buhar basıncındaki düşme ne kadardır ? Bu sıcaklıkta saf suyun buhar basıncı 233.7 mmHg ‘dır.

cözücücözücücözelti xPP .0=

011.018

5005.58

3.185.58

3.18=

+=NaCIX

mmHgPcözelti 13.231989.07.233 =∗=

989.018

5005.58

3.1818

500=

+=SuX

mmHgPPP çözeltiçözücü 57.213.2317.2330 =−=−=∆

Örnek25°C’de Saf suyun buhar basıncındaki düşme 1.5 mmHgolması için 320 g suya kaç g sakkaroz eklenmelidir ? Bu sıcaklıkta saf suyun buhar basıncı 23.8 mmHg’dır. Sakkaroz’un molekül ağırlığı ise 342 g/mol.

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

+∗=

18320

342

3428.235.1 m

m

00 . çözücüçözünençözelticözücü PxPPP =−=∆

m = 410 g



8

Kaynama Noktası YükselmesiEbülyoskopi

Diğer taraftan bir çözücüye, uçucu olmayan bir madde eklenmesi ile çözücü moleküllerinin kaçma eğiliminin daha küçük olmasına bağlı olarak, çözeltinin buhar basıncının düşmesi, çözeltilerin kaynama ve donma noktalarını etkiler.Uçucu olmayan bir çözünen etkisi ile buhar basıncıdüşürülen çözelti, saf çözücünün normal kaynama noktasında kaynamaz ve çözeltinin buhar basıncınıatmosferik basınca eşit yapabilmek için sıcaklığının çözücünün normal kaynama sıcaklığının üstüne çıkarılması gerekir.

∆Tb = Kb m

Burada ∆Tb , kaynama noktası yükselmesi, m çözelti molalitesiKb , çözücünün molal kaynama noktası yükselmesi sabitidir.

Kb'nin değeri çözücünün cinsine bağlı olup, çözünen maddeye bağlı değildir.Örneğin H2O için Kb değeri 0,512°C/m iken benzen için 2,53°C/m, etil alkol için 1,22°C/m, karbon tetraklorüriçin 5,02°C/m, kloroform için 3,63°C/m'dir.

Donma Noktasında DüşmeKriyoskopi

Çözeltilerin donma noktaları saf çözücülerden daha düşüktür. Elektrolit olmayan seyreltik bir çözeltinin donma noktası alçalması çözünen maddenin konsantrasyonu ile doğru, çözünen maddenin mol tartısıile ters orantılıdır

∆Tf , donma noktası alçalması, m çözelti molalitesiKf , çözücünün molal donma noktasıalçalması sabitidir.

Ebülyoskopi ve Kriyoskopi sabitleri



9

Örnek

1000 gram suda 90 gram glikoz (C6H12O6) çözülerek hazırlanan çözeltinin kaynama ve donma noktalarınedir? (Glikozun mol kütlesi, 180 g/mol'dür).

Çözeltinin molalitesi 1000 g suda çözünmüş glikozun molsayısına eşittir.

Suyun normal kaynama noktası100 °C'dır. Buna göre çözeltinin kaynama noktası;100 + 0,256 = 100,256 °C'dır.

Sulu çözeltilerin molal donma noktası düşmesi sabiti -1,86°C/m olduğuna göre,

suyun normal donma noktası 0,0°C olduğundan çözeltinin donma noktası

0,0°C - 0,93°C = -0,93°C bulunur.

Örnek

5,12 gram elektrolit olmayan naftalin (C10H8), 100 gram CCl4 'de çözündüğünde çözeltinin kaynama noktası 2°C yükselmektedir. Buna göre CCl4 'ün kaynama noktasısabiti kaçtır? (C: 12 , H: 1)

∆Tb = Kb m

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

∗∗

=100128100012.5.2 bk Kb = 5

Örnek

Mol kütlesi bilinmeyen bir maddenin 4 gramı 20 gram suda çözülüyor. Çözelti -1.22°C da donuyor. Buna göre çözünen maddenin mol kütlesi nedir?

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=−

20.1000.4).86.1(22.1AM

MA= 104.9 g/mol



10

Soru ?Otomobillerde kullanılan antifiriz etilen glikolün sudaki çözeltisidir. 25 °C’ye dayanabilen bir antifiriz yapmak istesek 1 kg suya ne kadar etilen glikol (C2H6O2) katmamız gerekir. C : 12 H : 1 O : 16

Osmotik Basınç ve Osmoz Olayı

Yarı geçirgen bir zarla ayrılmış çözücüve çözeltiden ibaret bir sistemde saf çözücü moleküllerinin çözeltiye geçmesine osmoz denir.

Örneğin sulu şeker çözeltisi/su sisteminde su molekülleri yarı geçirgen zardan geçer ancak şeker molekülleri geçemez.

Bu şekilde çözücü moleküllerinin saf çözücüden çözeltiye doğru yarı geçirgen zardan geçişini durdurmak için çözelti tarafından uygulanan basınca osmotikbasınç denir.

Buradaπ Osmotik basınçc molar konsantrasyonR gaz sabitiT mutlak sıcaklıktır

ÖrnekKırmızı kan hücresinde çözünmüş bulunan taneciklerin derişimi yaklaşık olarak 0.3 M’dır. Hücreler yarıgeçirgenbir zarla (membran) çevrilidir. 298 K’de hücreler kan plazmasından uzaklaşıyorsa hücre içindeki osmotikbasınç ne kadardır?



11

Osmoz Olayının Kullanımı



kİmya ii ders notlari - kimmuh.com · 5 kolloid çözeltiler bazen gerçek bir çözelti gibi...

Documents