İn yrd. doç. dr. atilla evcİn gerekli kaynaklarkimmuh.com/evcin/genel_kimya/madde.pdf · 1...

1

MÜHENDİSLİK KİMYASIDERS NOTLARI

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

Ders Müfredatı

MaddeAtomun Yapısı ve Periyodik SistemKimyasal BağlarSembol, Formül ve DenklemlerStokiyometriGazlarKatılarSıvılarÇözeltilerKimyasal Kinetik ve DengeAsitler, Bazlar ve pHElektrokimyaKimyasal Termodinamik


Gerekli Kaynaklar

Modern Üniversite Kimyası C.E.MortimerÇeviri : Prof. Dr. T. Altınata

Prof. Dr. H. AkçayProf. Dr. H. AnılProf. Dr. H. AvcıbaşıProf. Dr. D. Balköse

Cilt I-II Çağlayan Kitabevi, İstanbul


Gerekli Kaynaklar

Temel Kimya, Peter Atkins, Loretta JonesÇeviri : Prof. Dr. Esma Kılıç

Prof. Dr. Fitnat KöseoğluDoç. Dr. Hamza Yılmaz

Cilt I-IIBilim Yayıncılık, Ankara


Gerekli Kaynaklar

Genel Kimya, İlkeler ve Modern UygulamalarPetrucci, Harwood, HerringÇeviri : Tahsin Uyar

Serpil Aksoy

Cilt I-IIPalme Yayıncılık, Ankara


Öncelikler Çalışmaya Gerek Var mı ?

YOK yoksa sorun da yok !!

VAR Kurallar

SizKitap- Defter – KalemDerse katılDevamNot tutGözden geçir


2

KİMYA nedir ?…

Düşündüğünüz bu mu?

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN


KKİİMYAMYA

Biyoloji

Seramik

Jeoloji

Çevre Bilimleri

Sağlık ve TıpNükleer Kimya

Fizik

Astronomi

Biyokimya

Gıda

“Merkezi Bilim”Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

Challenger 1986’da O-ringde meydana gelen aşınma nedeniyle infilak etti

Kimya faciayı önler ?Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

Kimya ?

Kimya kimi zaman "kolay zengin olmayı sağlayacak olan filozof taşını bulmayı sağlayan bir uğraş" kimi zamanda "uzun yaşamayı sağlayacak olan hayat iksirini bulma yolu" olarak görülmüştür.

Şüphesiz bu tanımlar günümüzde de geçerli olan tanımlar değildir. Günümüzde kimyaya mucize yaratıcı bir bilim gözüyle de bakılmaktadır. Bugün de kimya için tek bir tanım yapmak mümkün değildir.


3

Kimya ?

Kimine göre " Kimyacıların yaptıkları şey“kimine göre "maddenin yapısını, özelliklerini, tepkimelerini inceleyen bir bilim" kimine göre "insan çevresini düzenli bir şekilde inceleme yolu" kimine göre ise "evrende bizi ilgilendiren herşeyi inceleyen bir bilim"dir.

Şüphesiz bu tanımların hepsi doğrudur. Ancak kimisinin eksik, kimisinin ise açık olmadığı söylenebilir. Bize göre kimya, maddelerin yapısal özelliklerini ve birbiri ile olan etkileşimlerini, sebep ve sonuçları ile birlikte inceleyen bir bilim dalıdır.


Madde ?

Kütlesi ve hacmi olan her şeye madde denir.

Kütle ; madde miktarının bir ölçüsüdür. Bir cisim eğer bir dış kuvvetin etkisi altında değilse, hareketsiz kalma , hareket halinde ise hareketini devam ettirme eğilimindedir. Bu özelliğine eylemsizlik denir.

Bir cismin kütlesi değişken olmadığı halde ağırlığıdeğişkendir. Ağırlık bir cismin üzerine yer küresinin uyguladığı çekim kuvvetidir. O nedenle herhangi bir cismin ağırlığı o cismin yerküresinin merkezine olan uzaklığı ile değişir.


Madde ile enerji arasındaki etkileşim, maddelerin yapılarında ve davranışlarında değişimler meydana getirir. Kimyacının ana amacı ise, maddelerin yapılarını, davranışlarını, etkileşimlerini ve değişmelerini yorumlamaktır.

Yani maddeler arasındaki etkileşimin türünü ve gerekçesini yorumlayabilmek için, kimyanın temel kavramlarının bilinmesi şarttır.


Elementler


SI Temel Birimler

Fiziksel Büyüklük Birim ismi Kısaltma

Kütle Kilogram kg

Uzunluk meter m

Zaman saniye s

Sıcaklık Kelvin K

Elektrik akımı amper A

Madde miktarı mol mol

Işık şiddeti kandil cd


Türemiş SI birimleri

Büyüklük Büyüklüğün tanımı SI birimi

Alan Uzunluğun karesi m2

Hacim Uzunluğu kübü m3

Yoğunluk Birim hacmin kütlesi kg/m3

Hız Birim zamanda alınan yol m/sİvme Birim zamanda değişen hız m/s2

Kuvvet Kütle x ivme kg * m/s2 ( =newton, N)Basınç Birim alandaki kuvvet kg/(ms2) ( = pascal, Pa)Enerji Kuvvet x katedilen yol kg * m2/s2 ( = joule, J)


4

Sık Kullanılan SI-İngiliz Birimleri

Büyüklük SI Birimi SI Denkliği İngiliz Denkliği

Uzunluk 1 kilometre (km) 1000 (103) metre 0.62 mil (mi)1 metre (m) 100 (102 ) santimetre 1.094 yard (yd)

1000 (103) millimetre 39.37 inç (in)1 santimetre (cm) 0.01 (10-2) metre 0.3937 inç

Hacim 1 metreküp (m3) 1,000,000 (106) santimetreküp 35.2 feetküp (ft3)1 desimetreküp (dm3) 1000 santimetreküp 0.2642 galon (gal)1 santimetreküp(cm3) 0.001 dm3 0.0338 sıvı ons

Kütle 1 kilogram (kg) 1000 gram 2,205 pound (lb)1 gram (g) 1000 milligram 0.03527 ons (oz)


Ölçme aletine bağlı bir ölçümde anlamlırakamlar


Sıcaklık Birimleri Dönüşümü

Sıcaklık (t)

Fahrenheit (°F) Rankin (°R) Celcius (°C) Kelvin (°K)

°F 1 (t°R) – 459,69 1,8.(t°C) + 32 1,8.(t°K –273)+32

°R (t°F) + 459,69 1 1,8.(t°C) +491,69 1,8.(t°K)

°C (t°F – 32).5/9 5/9(t°R) – 273 1 (t°K) – 273

°K (t°F – 32).5/9+273 5/9.(t°R) (t°C) + 273 1


İİlk Bululk Buluşşlarlar

Kütlenin Korunumu Kanunu - Lavoisier 1774

Sabit Oranlar Yasası - Proust 1799

Atom Kuramı - Dalton (1803-1808)

Katlı Oranlar Kanunu


Kimyasal bir Tepkimeden Kimyasal bir Tepkimeden ççııkan kan üürrüünlerin knlerin küütleleri toplamtleleri toplamııtepkimeye giren maddelerin ktepkimeye giren maddelerin küütleleri toplamtleleri toplamıına ena eşşittir.ittir.

22 HH22O (O (ss)) 22 HH22 (g) + O(g) + O22 (g)(g)eleelekktroltroliziz

100.0 g100.0 g 11.2 g11.2 g 88.8 g88.8 g

Cu (Cu (kk) + S () + S (kk)) CuSCuS ((kk))ΔΔ63.55 g63.55 g 32.07 g32.07 g 95.62 g95.62 g

Kütlenin Korunumu KanunuYrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

5

Bir bileşiğin bütün örnekleri aynı bileşime sahiptir.

Bileşenler kütlece sabit bir oranda birleşirler.

Na (Na (kk) + Cl) + Cl22 (g)(g) NaClNaCl ((kk))39.3 g39.3 g 60.7 g60.7 g 100.0 g100.0 g23.0 g23.0 g 35.5 g35.5 g 58.5 g58.5 g

39.3 g39.3 g60.7 g60.7 g == 23.0g23.0g

35.5 g35.5 g == 0.6470.647

Sabit Oranlar YasasıYrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

Eğer iki element birden fazla bileşik oluşturursa, bu elementlerin herhangi birinin sabit oranıyla birleşen diğer elementin kütleleri arasında küçük tamsayılarla ifade edilebilen bir oran vardır.

HH OO O/HO/H11.2 g11.2 g 178 g178 g 15.915.9

11.2 g11.2 g 88.8 g88.8 g 7.937.93= = 22

HH22OO22

HH22OO

CC OO O/CO/C42.9 g42.9 g 114 g114 g 2.662.66

42.9 g 42.9 g 57.1 g57.1 g 1.331.33= = 22

COCO22

COCO

Katlı oranlar yasasıYrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

Maddenin Değişimleri

a) Fiziksel Değişim :Fiziksel değişimlerde maddenin yapısında köklü kalıcıdeğişiklikler olmaz. En fazla görünüşü değişir. Bazendemadde görünmez olur. Ancak eski koşullara geri döndürüldüğünde madde aynı görünüşüne kavuşur. Bir buz kalıbını açıkta bir süre bekletirseniz erir ve suya dönüşür, suyu yeterince soğutursanız buz parçası eski görünümüyle elde edilir. Suyu soğutmak verine ısıtırsak su göremeyeceğimiz madde olan buhar haline dönüşür. Örneğin : Buzun erimesi, şekerin suda çözünmesi.


Fiziksel Değişim Kimyasal Değişim


Örnekler

Suyun kaynaması Kağıdın katlanması Camın kırılması

Tuzlu su Yağmurun yağması Yumurtanın kırılması



b) Kimyasal Değişim :Kimyasal değişimlerde maddenin yapısında köklü kalıcıdeğişmeler meydana gelir. Doğadaki en temel kimyasal değişimlerden birisi yanmadır. Örneğin ağacın yanmasından sonra sonra ağacın yeniden oluşmasına imkan yoktur. Her kimyasal değişimde geriye dönüşböylesine imkansız değildir. Ancak hiçbir zaman suyu buza, buzu suya dönüştürmek kadar da basit değildir.Örneğin : Kömürün yanması, demirin paslanması


Fiziksel Değişim Kimyasal Değişim


Örnekler

Dinamitin patlaması Mumun yanması Kibritin yanması

Demirin paslanması Yumurtanın pişirilmesi


6

Fiziksel ve Kimyasal Değişim


Soru ?

Aşağıdaki olaylardan hangisi ya da hangileri kimyasaldır ?

I. Mumun yanmasıII. Sütün ekşimesiIII. Demirin paslanması

Cevap : Hepsi


Soru ?

Günlük hayatta karşılaştığımız aşağıdaki olaylardan hangisinde kimyasal değişme olur ?

a) Gökyüzünün renginin güneş batımında maviden kızıla dönmesib) Deniz suyunun buharlaşması ve tekrar yağmur olarak yağmasıc) Bitkilerden özümleme ile aldıkları karbondioksiti solunum ve yanma ile geri vermesid) Elektrik tellerinin yaz aylarında esneyip kış aylarında gerginleşmesi

Cevap C


Soru ?

Aşağıdakilerin hangisi kimyasal değişmeye bir örnektir ?

a) Platin bir telin alevde ısıtılıp soğutulmasıb) Buzun su ve buhar haline gelmesic) Kükürt çubuğunun dövülerek öğütülmesid) Gümüşün kirli havada zamanla kararması

Cevap D


Soru ?

Aşağıdakilerden hangisi kimyasal bir olay DEĞİLDİR?a) Ekmeğin küflenmesi.b) Üzüm suyundan şarap yapılması.c) Karbon monoksit ile zehirlenme.d) Sütten tereyağı elde edilmesi.

Cevap D


Soru ?

Aşağıdakilerden hangisi bir kimyasal değişimdir.

a) Sütten yağ çıkarmakb) Yollara tuz dökerek buzlanmayı önlemekc) Baraj suyunu arıtarak içme suyu haline getirmekd) Demirin paslanmasını önlemek için boya ile kaplamake) Ağaçtan sandalye yapmak

Cevap C


7

Maddenin Özellikleri

a) Fiziksel Özellikler : Fiziksel olaylarla ilgili özelliklerdir. Bu özelliklerin incelenmesi ya da ölçülmesi sırasında, maddenin yapısında köklü ve kalıcı değişiklikler olmaz.Örnek : Maddenin rengi, kokusu, tadı, çözünürlüğü, sertliği, hacmi, ısı ve elektrik iletkenliği, katı, sıvı, gaz hâlleri, erimenoktası, kaynama noktası fiziksel özelliklerdir. b) Kimyasal Özellikler : Kimyasal olaylarla ilgili olan özelliklerdir. Bir maddenin başka madde ile etkileşmesiveya etkileşmemesi, onun kimyasal yapısı ile ilgiliözelliklerdendir.Örnek : Yanıcı olup olmaması, asidik ya da bazik olması, suyla reaksiyona girip girmemesi kimyasal özelliklerdendir.


Soru ?

Aşağıdakilerden hangisi ya da hangileri, karbonun allotropuolan grafitin kimyasal özelliğidir ?

I. KırılgandırII. Elektriği iletirIII.Yanar

Cevap Yanar


Maddenin Ayırt Edici Özellikleri

Maddenin ortak özellikleri kütle, hacim ve eylemsizlik olmak üzere üç tane ortak özelliği vardır.

Ayırt edici özellikleri

İki maddenin aynı ya da farklı maddeden mi yapıldığınıanlamak için birtakım özellikleri araştırmak gerekir. Bunlar maddenin ayırt edici özellikleridir.

Maddenin ayırt edici özellikleri şekle, biçime ve miktara bağlı olmayıp, maddenin cinsine bağlıdır.


Renk, koku, tatDonma noktasıÖzgül kütleKaynama noktasıÇözünürlükErime noktasıGenleşme katsayısıMıknatıslanmaEsneklik katsayısıUzama katsayısıKırılma indisi

Yukarıdaki özelliklerin yanı sıra tüm kimyasal özellikler de ayırt edici özelliklerdir.


Maddenin Fiziksel HaliAyırt edici özellikKatı Sıvı Gaz

Özkütle ++ ++ ++Erime noktası ++Donma noktası ++Kaynama noktası ++Yoğunlaşma noktası ++Çözünürlük ++ ++ ++Sıcaklıkla genleşme ++ ++Esneklik ++


ÖzkütleYrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

8

Erime ve Kaynama NoktasıYrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

Soru ?

Aşağıdakilerden hangisi GAZLAR için ayırt edici bir özellik DEĞİLDİR ?

a) Esneklikb) Çözünürlükc) Özgül kütled) Yoğunlaşma Noktası

Cevap a Esneklik


Soru ?

I. Sarı renklidirII. Yarıçapı 1 cm ‘dirIII. Özkütlesi 19,3 g/cm3 ‘türYukarıdakilerden hangisi ya da hangileri, bir metal bilyenin yapıldığı metali tanımak amacıyla tek başına ayırt edici özellik olarak kullanılabilir ?

a) Yalnız Ib) Yalnız IIc) I ve IIId) I, II ve III Cevap C


Karışımların Ayrılması

Karışık olarak bulunan çeşitli maddeleri ayırmak için bazıayırt edici özelliklerin farklı olmasından yaralanılır.

Katı-katı karışımlarSıvı-sıvı karışımlarSıvı-katı karışımlarGaz-gaz karışımlar


Katı-katı karışımlarıKarışık halde bulunan iki katıyı ayırmak için aşağıdaki özelliklerden faydalanılır :

Özgül kütlelerinin farklı olmasından Çözünürlüklerinin farklı olmasından Erime noktalarının farklı olmasındanMıknatıslanma özelliklerinin farklı olmasında


ÖÖzgzgüül kl küütle farktle farkııKarışık halde bulunan özgül kütleleri farklı iki katıyıbirbirinden ayırmak için kullanılır. Bu amaçla uygun bir sıvıseçilir. Bu sıvı ayıracağımız katıları çözmemelidir. Özgül kütlesi, ayıracağımız katıların özgül kütlelerinin birinden büyük, diğerinden küçük olmalıdır.

ÇöÇözzüünnüürlrlüük farkk farkııKarışık halde bulunan katı maddeler en çok bir sıvıdaki çözünürlüklerinin farklı olmasından yararlanılarak ayrılır. Kullanılacak sıvı katılardan birini çözmeli diğerini çözmemelidir. Daha sonra karışım süzülerek diğer katıayrılır.


9

Erime noktasErime noktasıı farkfarkııİki katıyı ayırmak için oldukça ender ve özel durumlarda kullanılır. İki katının erime noktaları epeyce farklı olmalıdır. Ayrıca önce eriyen, sıvı hale geçtikten sonra diğer katıyıçözmemelidir.

MMııknatknatııslanma slanma öözellizelliğğiiDemir, kobalt, nikel gibi mıknatıslanma özelliğine sahip bir metal, bir başka katıyla karışmışsa, bunları ayırmak için izlenecek en kolay yol mıknatıs kullanmaktır.


Soru ?

Demir tozu ve yemek tuzundan oluşan bir karışımıbileşenlerine ayırmak için, aşağıdaki özelliklerinin hangisi ya da hangilerinin farklı olmasından yararlanılabilir ?

I. ÖzkütleII. Sudaki çözünürlükIII. Mıknatıslanma

Cevap Hepsi


Sıvı-sıvı karışımları

Sıvı-sıvı karışımların ayrıştırılmasında kullanılacak ayırma yöntemi karışımı oluşturan iki sıvının karışıp karışmıyor olmasına bağlı olarak değişiklik gösterir.

İki sıvı karışmıyor İki sıvı karışıyor


Distilasyon DüzeneğiYrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

Soru ?

KN (ºC)X 180Y 110Z 90T 100

Yukarıda kaynama noktaları verilen sıvılardan hangi ikisinin karışımı, ayrımsal damıtma işlemi ile en kolay ayrılır ?

Cevap X-Z


SSııvvıı--katkatıı karkarışıışımlarmlarıı

SSııvvıı katkatııyyıı çöçözzüüyoryorSıvıya verilen öneme göre buharlaştırma ya da damıtma işlemi uygulanır. Örneğin sıvı su ise buharlaştırma uygundur. Ancak sıvı değerli ise damıtıp yeniden elde etmek uygundur.


10

SSııvvıı katkatııyyıı çöçözmzmüüyoryorSıvının özgül kütlesi katınınkinden daha büyükse, katı sıvının üzerinde toplanır. Katı kaşıkla toplanarak ya da süzülerek ayrılır. Katının özgül kütlesi sıvınınkinden daha büyükse katısıvının dibinde toplanır.Aktarma ya da süzme işlemiyle sıvı-katı birbirinden ayrılır.


Gaz-gaz karışımlarıGazlardan oluşan bir karışımı ayırmak için en temel yöntemde, karışım bütün gazların yoğunlaşacağı yani sıvıhale geçeceği sıcaklığa kadar soğutulur. Elde edilen sıvı-sıvıkarışımı ayrımsal damıtma ile birbirinden ayrılır.


Maddelerin SınıflandırılmasıYrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

Karışım : Bir madde fiziksel olaylara dayalı ayırma yöntemlerinin herhangi biriyle farklı maddelere ayrılabiliyorsa karışımdır.Homojen karışım Heterojen karışım

Arı madde : Bir madde fiziksel olaylara dayalı ayırma yöntemlerinin hiçbirisiyle farklı maddelere ayrılamıyorsa arımaddedir. Bileşikler Elementler



11


Adlandırma

1) Hidrojen2) Helyum3) Lityum4) Berilyum5) Bor6) Karbon7) Azot

8) Oksijen9) Flor10)Neon11) Magnezyum12)Aluminyum13)Silisyum14)Fosfor

HHeLiBeBCN

OFNeMgAlSiP


Çokatomlu iyonlar (-1)H2PO4 DiHidrojen fosfatC2H3O2 AsetatHSO3 Hidrojen SülfitHCO3 Hidrojen KarbonatNO2 NitritNO3 NitratCN SiyanidOH HidroksidMnO4 PermanganatClO HipokloritClO2 KloritClO3 KloratClO4 Perklorat


Çokatomlu iyonlar (-2)

HPO4 Hidrojen FosfatC2O4 OkzalatSO3 SülfitSO4 SülfatCO3 KarbonatCrO4 KromatCr2O7 DikromatSiO3 Silikat


Eğer iki aynı element birleşirse ismi değişmez

1) H2

2) N2

3) O2

4) F2

5) Cl26) Br2


Bileşiklerin Adlandırılması

Ametal-Oksijen BileşikleriMetal-Oksijen BileşikleriAmetal-Ametal BileşikleriMetal-Ametal BileşikleriAsitlerin AdlandırılmasıKökler


12

Ametal-Oksijen BileşikleriYrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

Metal-Oksijen BileşikleriYrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

Ametal-Ametal BileşikleriYrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

Metal-Ametal BileşikleriYrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

Asitlerin AdlandırılmasıYrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

Köklerin AdlandırılmasıYrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

13

Kovalent formül

H2O

CO2

NH3

H2

O2

N2

SO2

Su

Karbon dioksit

Amonyak

Hidrojen

Oksijen

Nitrojen Azot

Sülfür dioksit


İyonik formülNaCl

MgO

HCl

H2SO4

HNO3

NaOH

Ca(OH)2

CaCO3

Al2O3

Fe2O3

Sodyum klorit

Magnezyum oksit

Hidroklorik asit

Sülfirik asit

Nitrik asit

Sodyum hidroksit

Kalsiyum hidroksit

Kalsiyum karbonat

Aluminyum oksit

Demir oksit


Bileşik ve Karışımların FarklarıYrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

ElementlerYrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN

Soru ?

Bileşimi bilinmeyen sıvı bir maddenin, yapılan incelemeler sonucu şu özellikleri belirlenmiştir ;

Homojendir ve sabit sıcaklıkta kaynarHiçbir fiziksel metodla kendinden basit maddelere ayrışamazElektroliz edildiğinde anot ve katotda iki ayrı gaz oluşur

a) Karışım b) Çözeltic) Element d) Bileşik

Cevap d Bileşik


Soru ?

Co ve CO maddeleri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur ?

a) Her ikisi de bileşiktirb) Her ikisi de elementtirc) Co bir element, CO ise bileşiktird) Co ve CO birbirinin izotopudur

Cevap C


İn yrd. doç. dr. atilla evcİn gerekli kaynaklarkimmuh.com/evcin/genel_kimya/madde.pdf · 1...

Documents