Kategori: Kimya

Asit ve bazların fayda ve zararları hakkında bilişim teknolojilerini kullanarak araştırma yapınız.

 

Sulu çözeltilerinde hidrojen bulunan maddelere asit, hidro oksit bulundurana ise baz denmektedir. Bu maddeler başta insanlar olmak üzere pek çok canlıya ve doğaya yararları da zararları da bulunmaktadır. Fakat asit ve baz dengesinin canlı hayatının devamını sağladığı da bir gerçektir. Peki nedir bu asit ve bazların fayda ve zararları? İşte cevabı:

 

Çevre Açısından Asit ve Bazların, Yarar ve Zararları:

Asit ve bazların bulundukları kaplar incelendiğinde üzerinde güvenlik sembolleri yer aldığını fark ederiz. Bunları sayesinde zararlarını öğrenmek de mümkündür. NaOH bir bazdır kağıt üretiminde kullanılır. NH₃ ise asittir ve gübre üretiminde kullanılır. Ancak bu maddeler suya karışır ise suyun pH değerini yükselterek balıkların ölmesine neden olmaktadır. Asitlerin çevreye verdiği en büyük zararlardan biri kuşkusuz asit yağmurlarıdır. Eğer hava kirliliği mevcut değil ise havada bulunan CO₂ ve su tanecikleri tepkimeye girerek yağmur oluşturur ama bu genelde çok az asidik özellik gösterir. Bu durum son derece normaldir. Ama havada SO₂ gazı var ise yağmur sularının asitliği artar ve asit yağmurları olarak yağmaya başlar.

 

Sağlık Açısından Asit ve Bazların, Yarar ve Zararları:

Asit ve bazların insan sağlığı açısından hem yararları hem de zararları vardır. Bunların en başında maden suyu gelmektedir. Yapılan araştırmalarda maden suları içerisinde asidik özellik göstermesine neden olan çözünmüş karbondioksit bulunduğu fark edilmiştir. Bu içecekler sindirim sistemimizi rahatlatmaya yardımcı olmaktadır. Özellikle maden suyu, safra kesesi tembelliğine çok yararlıdır. Bunun sebebi ise vücuda fazladan asit verilmesi ile bu asidi nötr hale getirebilmek için baz üretmesidir. Bu asit ve bazın yararlarından sadece bir örnektir. Bir de zararını inceleyecek olursak, yine sindirim sistemi üstünden düşünelim. Midede çeşitli nedenlerden dolayı fazladan HCl var ise mide çeperi hasarına sebep olur. Bu durum bir süre sonra mide yanmalarına neden olur.

Günlük hayatta kullanılan asit-baz tepkimelerini araştırınız. Çalışmanızı poster hâline getirerek arkadaşlarınızla paylaşınız.

 

Günlük hayatımızda kullandığımız birçok madde asit, baz veya tuz özelliğine sahip olabilir. Asit maddeleri kullanırken vücudumuzla temasından kesinlikle kaçınmalıyız. Şimdi günlük hayatımızda kullandığımız maddelerin hangi özelliklere sahip olduğunu inceleyelim.

 

Zaç Yağı: Sülfirik asit olarak da bilinen maddenin formülü H₂SO₄’tür. Deterjan sanayi, boya sanayi, gübre yapımı ve metalürji gibi alanlarda kullanılan bu madde asidik yapıya sahiptir.

 

Kezzap: Nitrik asit olarak bilinir ve formülü HNO₃ olarak gösterilir. Çok kuvvetli bir asittir ve vücut ile temasında ciddi zararlar verebilir. En önemli kullanım alanı patlayıcı yapımıdır. Bunun haricinde gübre yapımı ve temizlik sanayisinde kullanılır.

 

Tuz Ruhu: Hidrolik asit olarak bilinen bu madde HCl formülü ile gösterilir. Çok kuvvetli asittir ve Ph değeri 0’a çok yakındır. Temizlik sanayi ve PVC yapımında kullanılmaktadır.

 

Sirke Ruhu: Asetik asit olarak bilinen bu madde CH₃COOH olarak gösterilir. Sirke yapımı başta olmak üzere aspirin ve ilaç yapımında kullanılır.

 

Kireç: Günlük hayatımızda birçok alanda kullanılan kireç bazik bir yapıya sahiptir. Daha çok inşaat alanında kullanılan bu madde kalsiyum oksit (CaO) olarak bilinir. CaO sönmemiş kireç olarak adlandırılır ve su ile karıştırılarak sönmüş kireç oluşturulur.

 

Sodyum Hidroksit: Oldukça bazik yapıya sahip olan NaOH deterjan ve sabun üretimi başta olmak üzere kâğıt sanayi, kimya sanayi, ilaç ve gıda sanayisinde kullanılmaktadır.

 

Potasyum Hidroksit: Bazik bir yapıya sahip olan ve KOH olarak gösterilen bu madde arap sabunu yapımında kullanılır. Bunun haricinde asitli toprakların PH derecesini dengelemek amacıyla kullanılmaktadır.

Yukarıda özellikleri verilen asit ve baz maddeler bir araya gelerek nötrleşme tepkimesine girerler. Bu tepkimeler sonucunda 7 Ph değerine sahip ve nötr tuzlar oluşur. Örnek olarak NaCl sofra tuzu olarak kullandığımız maddedir.

Bütün asitlerin pH değeri eşit olmadığı gibi bütün bazların da pH değeri eşit değildir. Acaba bütün tuzların sulu çözeltilerinin pH değeri aynı mıdır?

 

Doğada bazı maddeler asidik özellik gösterirken bazı maddeler de bazik özellik göstermektedir. Bu tür maddeler kimyasal yapısı bakımından tamamen birbirinden farklıdır.

 

Asitler:

• Sulu çözeltilerinde H⁺ iyonu bulunduran tüm maddelere asit adı verilir.
• Bu tür maddelerin Ph değerleri 7’den küçüktür.
• Turnosal kağıdını kırmızı renge çeviren bu maddelerin tatları ekşidir.
• Vücutla teması halinde ciddi zararlar verebilir.

 

Bazlar:

• Sulu çözeltilerin OH^– iyonu bulunduran maddelere baz adı verilir.
• Cilde kayganlık hissi veren bu tür maddeler acı bir tada sahiptir.
• Ph değerleri 7 ‘den büyük olan maddelerdir.
• Turnosal kağıdını mavi renge çevirir. Temizlik maddelerinin neredeyse hepsi bazik özelliklere sahiptir.

Maddelerin asit veya baz özellik taşıdığını Ph değerlerine bakarak anlayabiliriz. Çoğu asit ve bazların Ph değerleri farklıdır ve 0’a daha yakın olan asitler daha kuvvetli asit olarak tanımlanırken 14’e yakın olan bazlar ise daha kuvvetli baz olarak tanımlanır.

 

Tuzlar:

• Asit ve baz maddelerin tepkimeye girerek oluşturduğu kristal yapılı maddelerdir.
• Tuzlar nötr madde olarak kabul edildiğinden Ph değerleri tam “7”’dir.
• Katı halde iken elektrik akımını iletmeyen tuzlar sulu çözelti halinde iken elektrik akımını iletirler.
• İçerisinde artı ve eksi yüke sahip iyonlar bulunmaktadır. Yapısını bu iyonlar meydana getirmektedir.
• Nötr yapıya sahip olduklarından vücutta asit ve baz dengesini korumaya yardımcı olurlar.

Yukarıda özellikleri verilen tuzlar asit ve baz maddelerin nötrleşme tepkimesi sonucu oluşur. Tuzlar hem katı halde hem de sulu çözeltilerinde 7 Ph değerine sahiptir. Asit ve bazlar farklı Ph değerlerine sahip olabilirken, tuzlar yalnızca 7 Ph değerine sahiptir ve nötr maddelerdir.

Kimyasal tepkime türlerinin günlük yaşamda nerelerde karşımıza çıktığını araştırınız. Bu konuda bir poster hazırlayınız. Hazırladığınız posteri sınıf panosuna asarak arkadaşlarınızla paylaşınız.

 

Günlük yaşantımızda kullandığımız birçok kimyasal madde farklı bileşenlerin bir araya gelerek oluşturduğu kimyasal tepkimeler sonucu oluşmaktadır. Bu tepkimelerin oluşma sürecine göre farklı çeşitleri bulunmaktadır. Bu çeşitler şunlardır:

 

Ekzotermik Tepkimeler: Tepkime sırasında bulunduğu ortama ısı vererek gerçekleşen tepkimelere ekzotermik tepkime adı verilmektedir. Günlük hayatımızda sürekli olarak karşılaştığımız yanma olayı bir ekzotermik olaydır. Asit ve baz maddelerin bir araya gelerek oluşturduğu nötrleşme tepkimeleri de bu tür tepkimelere örnek olarak verilebilir.

C₂H₄ + 3O₂ —–> 2CO₂ + 2H₂O + ısı örneğinde gördüğünüz tepkime bir yanma olayıdır ve sonucunda ısı açığa çıkmıştır.

 

Endotermik Tepkimeler: Bulunduğu ortamdan ısı alarak gerçekleşen kimyasal tepkimelere endotermik tepkime adı verilmektedir. Bileşiklerin içeriğinde bulunan elementlere ayrıştırılma işlemi genelde endotermik tepkimelerdir. İnsan vücudunda gerçekleşen solunum olayında büyük parça halindeki maddeler su ve ısı yardımıyla daha küçük parçalara ayrılır. Bu tepkime de endotermik tepkimeye verilecek örnektir.

 

Yanma Tepkimeleri: Bir maddenin O₂ gazı ile girdiği tepkimeler yanma tepkimesi olarak adlandırılır. N₂ gazının yanması endotermik olarak gerçekleşirken, diğer tüm maddelerin yanma olayı ekzotermik olarak gerçekleşir.

2Fe + 3/2O₂ à Fe₂0₃ +ısı tepkimesi yanma tepkimesine örnek olarak verilebilir. Bu tepkime demirin oksitlenmesi olarak bilinir.

 

Sentez (Birleşme) Tepkimeleri: İki ya da daha fazla maddenin bir araya gelerek tepkime sonucunda tek bir madde oluşturmasına olayına verilen addır. Bu tür tepkimeler genellikle ekzotermik olarak gerçekleşir. Bu tür tepkimelere;

CaO + CO₂ –> CaCO₃ + ısı

N₂ + 3H₂ à 2 NH₃ örnek gösterilebilir.

 

Analiz (Ayrışma) Tepkimeleri: Bir bileşiğin kendini oluşturan iki ya da daha fazla maddeye ayrılması olayına analiz tepkimeleri adı verilir. Genel olarak endotermik olarak gerçekleşir.

2HCl à H₂ + Cl₂ tepkimesi bir ayrıştırma tepkimesi örneğidir.

Atom kütlelerini ölçmek için karbon-12 izotopunun karşılaştırma atomu olarak seçilmesinin nedenlerini araştırınız. Çalışmanızı arkadaşlarınızla sınıf ortamında paylaşınız.

 

Karbon C ile sembolize edilen kimyasal bir elementtir. Karbon; hidrojen, oksijen, azot, kükürt, fosfor gibi elementlerle beraber dünya üzerinde oluşan tüm hayatın yapı taşını oluşturmaktadır. Tüm canlılar yapısında karbon bulundurur. Karbon kendisi ve diğer elementler ile çok güçlü bağlar oluşturarak organik bileşikler oluşturur. Atmosferde karbon dioksit gazı bulunmaktadır; hatta Mars atmosferinin %96’si CO2 içermektedir. Doğada karbon, üç allotrop formundadır; amorf, elmas ve grafit. Karbonun fiziksel ve kimyasal bütün özellikleri, kristal yapısından kaynaklıdır. Element halinde bulunan karbon; elmas ve grafit olmak üzere iki kristalin yapıdadır. Kok, is ve mangal kömürü ise amorf yapıda olan karbondur. Karbonun 10 C’dan 16’a kadar 7 izotopu bulunmaktadır. Bunlardan yalnızca 12C ve 13C stabil durumdandır. Doğal karbonu bunlar oluşturur; %98,9 oranında 12C ve %1,1 oranında da 13C. 12C yapısında 6 proton ve 6 nötron bulundurmaktadır.

 

1961 yılının öncelerine kadar, fizikçiler tarafından kullanılan ve kimyagerler tarafından kullanılan olmak üzere iki grup atomik kütle vardı. Kimyasal analiz için oksijen kullanılmaktaydı çünkü pek çok şeyle oksitlenerek bileşik oluşturabilirdi. Oksijen tam 16 atomik kütleye sahip olacak şekilde ayarlandı. Diğer bir element olarak da hidrojen seçildi. Fakat karşılaştırmaların son derece kafa karıştırıcı olması üzerine Hidrojen veya Oksijen yerine Karbon seçilmeye karar verildi. Karbon-12 izotopunun 6 proton ve 6 nötronu bulunmaktaydı, bu da atomik kütle olarak 12’yi veriyordu. Daha önce belirlenen Hidrojen ve Oksijen arasında bir değerde bulunması ve çok bir değişiklik yaşanmaması açısından oldukça avantajlı olmuştur. Karbon 12’nin atomik kütlesi tam olarak 12 olmaktadır. Ayrıca tüm atomik, formül ve molekül kütleleri de bu standarda göre işaret edilmektedir.

Kimyanın temel kanunlarını araştırınız. Bu kanunların kimya biliminin gelişimi açısından neden önemli olduğunu belirten bir poster hazırlayınız. Hazırladığınız posteri arkadaşlarınızla paylaşınız.

 

Tepkimeye giren maddeler ve oluşan ürünler üzerinde belirli oran ve kanunlar vardır. Bu kanunlar kütlenin korunumu, sabit oranlar, katlı oranlar, birleşen hacim oranları ve Avagadro yasalarıdır. Kimyasal tepkimelerde hesaplama yapılırken bu kanunlardan faydalanmamız şarttır.

 

Kütlenin korunumu yasası: Herhangi bir tepkime sırasında giren maddelerin toplam kütlesi her zaman tepkime sonucunda oluşan ürünlerin kütleleri toplamına eşit olmak zorundadır. Tepkimeyi oluşturan maddelerin cins ve sayısı ise aynı kalır. Örnek olarak tepkimeye giren elementler karbon ve hidrojen ise ürünlerde de aynı cins atomlar bulunmalıdır.

CaO + CO₂ à CaCO₃ tepkimesi sırasında 20 gram CaO ve 40 gram CO₂ bileşikleri harcandığında toplam 60 gram CaCO₃ bileşiği oluşur.

 

Sabit Oranlar Yasası: Doğada bulunan bir bileşiği oluşturan elementlerin kütleleri arasında sabit ve değişmez bir oran bulunmaktadır. Bu oran tam sayılar ile ifade edilir ve sabit oran adı verilir.

SO₂ bileşiğinde kükürt atomunun kütlesi 32 oksijen atomunun kütlesi ise 16 değerindedir. Kükürt atomu 1 adet yer aldığından toplam 32 gram, oksijen atomu ise 2 adet yer aldığından toplam 32 gramdır. 32/32 eşitliğinden sabit oran “1” olarak bulunur.

 

Katlı Oranlar Yasası: Aynı elementlerin birleşerek oluşturduğu iki farklı bileşikte bir elementin miktarı sabit kalırken diğer elementlerin arasındaki orana katlı oranlar yasası adı verilir. İki farklı bileşikte katlı oran bulunabilmesi için iki adet elementten oluşması ve basit formüle sahip olması gerekir.

 

Birleşen Hacim Oranları Yasası: Gay-Lussac adındaki bilim adamı tarafından önerilen ve yalnızca gazların oluşturduğu tepkimelerde aynı şartlar altında tepkimeye giren gazların hacimleri arasında sabit oran olduğunu gösteren kanundur.

 

Avagadro Yasası: Sabit sıcaklık ve basınç altında tepkimeye giren gazlar ile tepkime sonucunda oluşan gazların hacimleri arasında sabit ve tamsayılarla ifade edilen bir oran vardır. Bu kanuna ise Avagadro yasası adı verilmiştir.

Katıları taneciklerini bir arada tutan kuvvetlere göre sınıflandırınız.

 

Katı maddeler tanecikleri arasında bulunan bağın kuvvetinden dolayı aralarındaki boşluk yok denecek kadar azdır. Maddenin hallerinden en düzenli yapıya sahip olanıdır, belirli kütle ve hacme sahiptir. Katılar aralarında bulunan çekim kuvvetlerine göre farklı gruba ayrılmaktadır. Bunlar iyonik katılar, kovalent katılar, iyonik katılar ve moleküler katılardır. Bu türlerin hepsi belirli bir örgü yapısına sahiptir. Örgülerin aralarında bulunan bağ türüne göre de farklı isimler almışlardır. Bu katı türlerinin özelliklerini kısaca açıklarsak:

 

 İyonik katılar:

• Tanecikleri içerisinde yer alan örgü noktalarında pozitif ve negatif yüke sahip iyonlar bulunmaktadır.
• Bu tür katıları bir arada tutan kuvvete elektrostatik çekim kuvveti adı verilir.
• Erime ve kaynama noktaları diğer katılara göre daha yüksektir.
• Katı halde elektriği iletmezler, sadece sulu çözelti halindeyken elektriği iletebilirler.

 

Molekül katılar:

• Bu tür katıların örgü noktalarında atom veya molekül adı verilen tanecikler bulunmaktadır.
• Kovalent bağlı bileşiklerden katı halde bulunan katılara verilen addır.
• Genellikle erime ve kaynama noktaları düşük olduğundan tanecikleri arası çekim kuvveti de düşüktür.
• Elektrik iletkenlikleri yok denecek kadar azdır.

 

Kovalent Katılar:

• Bu tür katılarda örgü noktalarında yalnızca atom adı verilen parçacıklar bulunmaktadır.
• Üç boyuta sahip bir ağ yapısı mevcuttur.
• Erime noktaları diğer katı türlerine kıyasla oldukça yüksektir.
• Bu tür katılara elmas, SiS2 ve SiC örnek olarak gösterilebilir.

 

Metalik Katılar:

• Her örgü noktası üzerinde aynı metalin katyon iyonu bulunmaktadır.
• Isı ve elektriği çok iyi şekilde iletirler. Genellikle periyodik tablo üzerinde B grubunda yer alırlar.
• Kırılgan olmayan bir yapıya sahip olduklarından levha veya tel haline kolaylıkla getirilebilirler.

Tanecikleri arasında en güçlü etkileşimler bulunan ve kaynama noktası en yüksek olan katı hangisidir?

 

Erime noktası yüksek olan bir maddenin tanecikleri arasındaki çekim kuvveti fazla olduğundan kaynama noktası da aynı ölçüde yüksek değere sahiptir. Yukarıda verilen maddeler arasında erime noktası 3547 derece gibi yüksek bir değer sahip olan elmas katısı kaynama noktası olarak da yüksek bir değere sahiptir. Yapısı bakımında sert bir yapıya sahip olan elmas kömür maddesinin binlerce yıl toprak altında kalmasıyla oluşmaktadır. Geçen bu süre içerisinde tanecikleri arasındaki çekim kuvveti sürekli olarak artmakta ve bu sayede sert bir yapıya sahip olmaktadır. Peki bu elmas maddesinin özellikleri nelerdir?

 

1. Doğada çok nadir olarak rastlanan elmas, maddi değerinin oldukça yüksek olmasının yanında Dünya üzerinde yer alan en sert maddeler arasında da yer almaktadır.
2. Yaşamsal faaliyetlerimiz için oldukça büyük bir öneme sahip olan karbon elementinin modifikasyonları grafit ve elmastır. Buradan yola çıkarak elmas ana maddesi olan karbon elementinin bazı özellikleri taşımaktadır.
3. Elektriği mükemmel denecek kadar çok iletebilen elmas aynı zamanda ışığı da çok iyi yansıtmaktadır. Dünya üzerinde bulunan maddelerden en saydam olanı elmastır.
4. Günümüze kadar keşfedilmiş olan elmaslardan en genç olanı bir milyar yaşında, en yaşlı olanı ise yaklaşık 4 milyar yaşında olduğu tahmin edilmektedir.
5. Elmas sahip olduğu sert yapısı nedeniyle oldukça kesici bir yapıya da sahiptir. Bu özelliğinden dolayı bazı endüstri alanlarında kesici madde olarak kullanılmaktadır.

Hangi tür katılarda zıt yüklü iyonların etkileşimi vardır?

 

Bazı elementler elektron alışverişi sonrasında eksi veya artı yüklü iyonlar haline dönüşebilir. Bu iyonlardan negatif yüklü olanlar elektron çoğunluğuna sahiptir ve anyon olarak adlandırılırlar. Pozitif yüklü iyonlarda ise proton çoğunluğu hakimdir ve katyon olarak adlandırılırlar. Zıt yüke sahip olan bu iyonlar arasında elektrostatik bir çekim kuvveti oluştuğundan bir araya gelerek bileşik oluştururlar. Bu bileşiklerden katı halde bulunanları iyonik katı olarak adlandırılır. Katı maddeler atomları arasında en az boşluk bulunan haldir. Bu maddelerin belirli şekil ve hacimleri vardır. Bu tür katıların örgü noktalarında iyonlar yer almaktadır ve bir arada kalmalarını bu noktalar sağlamaktadır. İyonik katıların özelliklerini ise şu şekilde sıralayabiliriz.

 

• İyonik katının atomlarını bir arada tutan kuvvet içerisinde yer alan pozitif ve negatif yüklerin sahip olduğu elektrostatik çekim kuvvetidir. Bu çekim kuvveti sayesinde bu tür katılar düzgün bir örgü yapısına sahiptir.
• Bu tür katıların içerisinde yer alan anyon bölgeleri genel olarak katyonlara göre daha fazladır. Anyonların oluşturduğu boşluklara ise katyonlar yerleşmiştir ve bu sayede birbirinden ayrılmadan durabilmektedir.
• İyonik bileşikler arasındaki güçlü etkileşim sebebiyle bu tür maddeler daha sert bir yapıya sahiptir. Erime ve kaynama noktaları ise yüksektir.
• İyonik katılar doğal haliyle elektriği iletmezler. Su içerisinde çözünen bu maddelere sulu çözelti adı verilmektedir. Bu haldeyken ise elektriği az da olsa iletebilirler.

Katılardan hangisinde tanecikler arasındaki etkileşim en zayıftır?

 

Yukarıda verilen katılar arasında tanecikler arası etkileşim en zayıf olan element iyottur. Erime ve kaynama noktası düşük olan maddelerin tanecikleri arasındaki etkileşim zayıf olduğundan düşük ısılarda kopması sağlanır ve bu sayede hal değişimi gerçekleşir. 113 derece gibi düşük sıcaklıkta katı halden sıvı hale geçebilen iyot aralarında en düşük etkileşime sahip olan elementtir. Peki bu iyot elementinin özellikleri nelerdir ?

 

Atom numarası 53 olan ve periyodik cetvel üzerinde halojenler adı verilen 7A grubunda yer almaktadır. Klor, flor ve brom gibi elementlerle aynı grupta yer alan iyot, doğada serbest halde bulunmamaktadır. Çoğunlukla deniz suyundan elde edilen tuzun içerisinde yer alan elementin sembolü “I”’dır. Daha çok ilaç sektöründe yararlanılan iyot tuzlarda, gıda katkılarında, boyalarda, antiseptiklerde de kullanılmaktadır. Yaraların mikrop kapmaması ve iyileşmesi amacıyla kullanılan tentürdiyotta da iyot bulunmaktadır. İyot yapısı bakımından iyileştirici ve kan çekici bir özelliğe sahiptir. Tıp alanında kullanılmasının asıl sebebi de budur.

 

Temel Özellikleri:

• Elementlerin atom numarasına göre sıralandığı periyodik cetvel üzerinde 53 atom numarası dolasıyla halojenler olarak da adlandırılan 7A grubunda yer almaktadır.
• Genel olarak mor ve koyu bir renge sahip olan iyot elementi, koyu ve gri renge sahip parlak bir yapı olarak da görülebilir.

 

Fiziksel Özellikleri:

• Doğada fiziksel olarak katı halde bulunan elementin yoğunluğu yaklaşık olarak 5 gramdır.
• Erime noktası 113,7 derece iken kaynama noktası 184,3 derecedir.
• Isıtıldığında açığa çıkan gazın burnu tahriş etme gibi bir özelliği bulunmaktadır.
• Ametal elementler grubunda yer aldığından doğada birçok element ile bileşik oluşturma eğilimine sahiptir. Bu elementler metal veya ametal atomlar grubuna ait olabilir.