Genel Kimya I Uygulama - Gümüşhane Üniversitesi Gida Mühendisliği
Transkript
Genel Kimya I Uygulama - Gümüşhane Üniversitesi Gida Mühendisliği
GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ GIDA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ Yrd. Doç. Dr. Ahmet Emin ÖZTÜRK ii ÖNSÖZ Çeşitli kaynaklardan derlenerek ve katkılarla geliştirerek hazırlanmış 2009 – 2010 Öğretim yılında kullanılan Genel Kimya Laboratuvarı – I ve Genel Kimya Laboratuvarı – II kitapçıklarının birleştirilmesi, düzenlenmesi, ile hazırlanan bu laboratuvar kitapçığının; bölümümüzde ve bölümümüz tarafından verilen servis derslerinde, isteyen öğretim üyeleri tarafından, kullanılmak üzere faydalı olacağını umuyorum. Bu föyün temel amacı öğrenciye, laboratuvar disiplinini benimseterek laboratuvarda geçerli davranış bilinci oluşturmak, el becerisini geliştirmesine yardımcı olarak kendi kendine deney yapabilme istek ve güven duygusunu geliştirmek, olaylara farklı ve araştırıcı bir açıdan bakabilmesini sağlamak, Genel Kimya dersleri ile bağlantılı olarak konuların pekişmesine yardımcı olmak olarak özetlenebilir. Bu gayelerin gerçekleştirilebilmesi için deneyler, mümkün olduğu kadar teorik derslere paralel ve teoriyi değil deneme bilinci aşılamaya yönelik olacak şekilde seçilmeye çalışılmıştır. Föyler, bildirilen ikazlar veya görülen yanlış/eksiklikler dolayısıyla kontrol edilmiştir. Fakat bunun yeterli olacağını düşünmek dahi yanlıştır. Bu nedenle birtakım hatalar olabileceği aşikardır. Anlam veya yazılım yanlışlarının yanında teorik hatalar olmadığını ümit ediyorum. Bu öğretim döneminde de, öğretim üyesi/araştırma görevlisi arkadaşlarım başta olmak üzere tüm öğrencilerin de öneri ve eleştirilerini tarafıma bildirmelerinden büyük memnuniyet duyacağım. Bu konuda ki yardımcı olabilecek tüm önerileriniz için şimdiden teşekkür ediyorum. Bu föyü hazırlamak için beni teşvik eden Bölüm Başkanı Prof. Dr. Nurullah SARAÇOĞLU ile bu süreç içinde fikirleriyle veya bizzat katılımları ile yardımcı olan Prof.Dr. Hasan SEÇEN, Prof. Dr. Ferhan TÜMER, Doç. Dr. Emine SALAMCI ve Yrd. Doç. Dr. Halis ŞAKİROĞLU ’na; özellikle yoğun çalışmaları arasında ihtiyacım olan her an, her konuda yardımcı olan Arş. Gör. Erdin DALKILIÇ ve Arş. Gör. Ebru BOZKURT’ a teşekkür ediyorum. 15 Eylül 2010 ERZURUM Yrd. Doç. Dr. Ahmet Emin ÖZTÜRK iii İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ ……………………………………………………………………………………………………… ii İÇİNDEKİLER ……………………………………………………………………………………………. iii LABORATUARDA UYULMASI GEREKEN KURALLAR …………………………………………… 1 LABORATUVAR MALZEMELERİNİN TANITIMI ………………………………………………….. 8 KİMYASAL MADDE ŞİŞELERİNİN TANITIM ETİKETLERİ VE ÖZELLİKLERİ ……………. 12 DENEY 1 KARIŞIMLARIN AYRILMASI …………………………………………………………………………… 14 DENEY 1.1 KUM VE TUZ KARIŞIMINI AYIRMA …………………………………………………………………... 16 DENEY 1.2 KATI-KATI KARIŞIMLARININ YOĞUNLUK FARKINDAN YARARLANILARAK AYRILMASI ………………………………………………………………………………………………...17 DENEY 1.3 ÇÖZÜNÜRLÜK FARKINDAN YARARLANARAK AYIRMA ………………………………………… 18 DENEY 1.4 KRİSTALLENDİREREK AYIRMA ………………………………………………………………………. 19 DENEY 1.5 SIVI-SIVI KARIŞIMLARININ YOĞUNLUK FARKINDAN YARARLANILARAK AYRILMASI ………………………………………………………………………………………………...21 DENEY 1.6 YAPRAK KROMATOGRAFİSİ ………………………………………………………………………….. 22 DENEY 2 BAKIR OKSİDİN HAZIRLANMASI VE SABİT ORANLAR YASASI ………………………………… 24 DENEY 2.1 BAKIR (II) OKSİTİN FORMÜLÜNÜN BULUNMASI ………………………………………………….. 24 DENEY 2.2 BAKIR (II) OKSİTİN FORMÜLÜNÜN BULUNMASI ………………………………………………….. 27 DENEY 3 ATOM VE MOLEKÜLLERİN BÜYÜKLÜKLERİ ………………………………………………………. 29 DENEY 4 ATOM VE MOLEKÜL YAPILARININ GEOMETRİK ÇİZİMİ ………………………………………… 31 DENEY 5 BAĞIL ATOM KÜTLESİNİN TAYİNİ …………………………………………………………………... 34 DENEY 6 REAKSİYON ISILARININ TOPLANABİLİRLİĞİ KANUNU VE REAKSİYON ISISI TAYİNİ ……... 37 DENEY 7 A GAZLARIN YAYILMA HIZLARI ………………………………………………………………………... 39 DENEY 7 B SIVILARDA DİFÜZYON …………………………………………………………………………………. 41 DENEY 8 KARBONDİOKSİT GAZININ HAZIRLANIŞI VE ÖZELLİKLERİ …………………………………….. 43 DENEY 9 ÇÖZELTİLER VE ÇÖZELTİ DERİŞİMLERİ …………………………………………….…………….. 46 iv DENEY 10 ÇÖZELTİLERİN KAYNAMA NOKTASI ………………………………………………………………... 49 DENEY 11 KAYNAMA SICAKLIKLARI FARKIDAN YARARLANILARAK SIVI KARIŞIMLARININ BİRBİRLERİNDEN AYRILMASI ………………………………………………………………………... 52 DENEY 12 BİR MADDENİN ÇÖZÜNÜRLÜĞÜNÜN BELİRLENMESİ VE SICAKLIĞIN ÇÖZÜNÜRLÜĞE ETKİSİ …………………………………………………………………………………. 56 DENEY 13 KOLLOİTLER VE ÖZELLİKLERİ ……………………………………………………………………….. 60 DENEY 14 KAYNAMA NOKTASI YÜKSELMESİ (KRİYOSKOPİ) VE DONMA NOKTASI ALÇALMASI (EBÜLİYOSKOPİ) METODU İLE MOL KÜTLESİNİN BELİRLENMESİ ……………. 66 DENEY 15 SU VE SUDA SERTLİK …………………………………………………………………………………… 70 DENEY 16 METALLERİN ETKİNLİKLERİNİN İNCELENMESİ …………………………………………………… 75 DENEY 17 DANİEL PİLİ VE ELEKTROKİMYASAL PİLLER ……………………………………………………… 78 DENEY 17-A BAKIR VE ÇİNKO İLE PİL YAPIMI ……………………………………………………………………. 82 DENEY 17-B ELEKTROLİZ …………………………………………………………………………………………….. 85 DENEY 17-C ELEKTROLİZ OLAYINDA İYONLARIN HAREKETİ …………………………………………………. 88 DENEY 18 İSTENMEYEN PİLLER VE KOROZYON ……………………………………………………………….. 90 DENEY 19 KİMYASAL DENGE VE LE CHATELİER PRENSİBİ ………………………………………………….. 94 DENEY 19-A KİMYASAL DENGE VE LE CHATELİER PRENSİBİ (DERİŞİMİNİN ETKİSİ) ………………………………………………………………………………… 99 DENEY 19-B KİMYASAL DENGE VE LE CHATELİER PRENSİBİ (SICAKLIĞIN ETKİSİ) …………………………………………………………………………………. 100 DENEY 20 BAKIR (II) İYODATIN ÇÖZÜNÜRLÜK ÇARPIMI ………………………………………………….. 101 DENEY 21 SICAKLIĞIN TEPKİME HIZINA ETKİSİ …………………………………………………………….. 104 DENEY 21-A TEPKİME HIZI ÜZERİNE DERİŞİMİNİN ETKİSİ …………………………………………………… 107 DENEY 21-B TEPKİME HIZI ÜZERİNE SICAKLIĞIN ETKİSİ …………………………………………………….. 108 DENEY 21-C TEPKİME HIZINA KATALİZÖRÜN ETKİSİ ………………………………………………………… 109 DENEY 21-D TEPKİME HIZINA TEMAS YÜZEYİNİN ETKİSİ …………………………………………………… 110 v DENEY 22 PH VE PH BELİRTEÇLERİ …………………………………………………………………………… DENEY 23 TAMPON ÇÖZELTİLER VE PH ………………………………………………………………………. DENEY 24 TERMOMETRİK TİTRASYON ………………………………………………………………………... DENEY 24- A PH ÖLÇEĞİ ……………………………………………………………………………………………… DENEY 24-B PH İNDİKATÖRÜ YAPIMI ……………………………………………………………………………. EK :A LABORATUVARDA KULLANILABİLECEK BAZI TEKNİKLER …………………………………. A.1 SIVILARLA ÇALIŞMA VE SÜZME ………………………………………………………... A.2 KURUTMA …………………………………………………………………………………….. A.3 BUHARLAŞTIRMA …………………………………………………………………………. A.4 DAMITMA (DESTİLASYON) ……………………………………………………………… 111 115 119 121 124 125 125 128 129 130 EK :B LABORATUVARDA KULLANILAN BAZI ARAÇ VE GEREÇLER ………………………………… 132 B.1 BUNZEN BEKİ VE KULLANILMASI ……………………………………………………….. 132 B.2 TARTMA VE TERAZİLERİN KULLANILMASI …………………………………………... 134 B.3 SANTRİFÜJLEME ……………………………………………………………………………... 136 B.4 MANTAR DELME ……………………………………………………………………………… 137 EK :C CAM KAPLARIN TEMİZLENMESİ …………………………………………………………………….. 138 C.1 BAZI YIKAMA ÇÖZELTİLERİNİN HAZIRLANMASI ……………………………………. 138 C.2 BÜRETLERİN TEMİZLENMESİ …………………………………………………………….. 139 EK :D KAZALAR VE İLK YARDIM ……………………………………………………………………………. 140 D.1. KESİKLER ……………………………………………………………………………………… 140 D.2. ZEHİRLENMELER …………………………………………………………………………….. 140 D.3. YANIKLAR ……………………………………………………………………………………… 141 D.4 PATLAMA ………………………………………………………………………………………. 142 D.5 YANGIN …………………………………………………………………………………………. 143 EK :E ETİKETLERDEKİ KORUYUCU SEMBOLLER VE ANLAMLARI …………………………………... 145 E.1 TEHLİKELİ MADDELERİN SEMBOL VE TANIMLANMASI …………………………… 145 E.2 LABORATUVAR GÜVENLİK SEMBOLLERİ ……………………………………………… 147 EK :F KİMYASAL MADDELERİN ÖZELLİKLERİ ………………………………………………………….. 150 EK :G RİSK VE GÜVENLİK BİLGİLERİ ……………………………………………………………………… 154 vi EK :I İNORGANİK BİLEŞİKLERİN İSİMLENDİRİLMESİ ………………………………………………….. 160 EK :J DENEY RAPORU VE DEĞERLENDİRME ……………………………………………………………. 164 KAYNAKLAR …………………………………………………………………………………………… 167 1 LABORATUARDA UYULMASI GEREKEN KURALLAR Temizlik ve düzen her türlü laboratuar çalışmalarının esasını oluşturur. Çalışma masası ve aletler kirli olmamalı, kirli ve pis olan bir masada temizlenmemiş aletlerle çalışılırken bulaşma yoluyla birçok deney hatası yapılması ihtimali büyüktür. Genel Kimya Laboratuar çalışmasına başlamadan önce, çalışma süresince ve deney bitiminde laboratuar düzenini sağlamak, yapılan deneylerden en doğru bilgi ve alışkanlıkları kazanmak için aşağıdaki kuralları uygulamak gerekir. 1- Her öğrenci, laboratuar saatinde yerinde hazır bulunmalı, madde ve malzeme alımları dışında laboratuvardan ayrılmamalıdır. Özellikle tehlikeli denemelerde ve deneme sürekli kontrol altında tutulması gerekiyorsa deneme başında, denemeyi yapanla birlikte bir başka kişi daha bulunmasında çok büyük fayda vardır. 2- Laboratuar, ciddi bir çalışma yeridir. Bu yüzden, verilen deneyden başka bir işle uğraşılmamalıdır. Laboratuvarlarda kesinlikle bedensel ve el şakaları yapmamalıdır. Sigara içilmemeli, yemek yenmemeli, yiyecek ve içecekleri laboratuarda kullanılan araçlar içine koymamalı ve laboratuarda yiyecek saklanmamalıdır. Ayrıca, yemek yenen ve içecek içilen bir kaba da kimyasal madde konmamalıdır. 3- En önemli organlarınızdan biri olan gözlerinizi ve vücudunuzu kimyasal maddelerden korumak ve laboratuarda disiplin ve düzeni sağlamak için laboratuvara girilirken koruyucu gözlük ve önlük giyilmesi zorunludur. Bunlar laboratuardan ayrılmadan çıkarılamaz. Uzun saçların bone ile korunması ya da toplanması tehlikelerden korunmak açısından yararlıdır. Ellerde açık yara, kesik, çatlak v.s varsa çalışmaya başlamadan önce mutlaka bandajla kapatınız ve yapacağınız işe uygun eldiven giyiniz. 4- Deney sonunda, verim hesabını yapmak için, boş, temiz ve kuru olan bir tüpü veya küçük bir şişeyi önce boş tartarak darası alınmalı, sonra, elde edilen madde kabın içine konarak tekrar tartılmalı ve aradaki farktan, elde edilen maddenin miktarı bulunmalıdır. Daha sonra, bütün bu veriler bir etikete yazılarak tüpün veya şişenin üzerine yapıştırılmalıdır. Etikette yazılması zorunlu olan bilgiler şunlardır: a- Grup Numarası b- Deneyin numarası ve maddenin adı c- Kabın dolu ağırlığı d- Kabın boş ağırlığı e- Maddenin ağırlığı f- Verim (%) 2 Bu şişe veya tüp, ilgili araştırma görevlisine verilmelidir. 5- Laboratuarda çalışma esnasında her öğrenci, süzme, buharlaştırma, kaynatma vs.. gibi laboratuar tekniklerini, bir kimyacıya yakışır şekilde, uygulamalıdır. Laboratuarda tüm ikazlara rağmen, düzenli ve temiz çalışmayan bir öğrencinin o deneyi laboratuardaki görevliler tarafından yapılmamış kabul edilir 6- Laboratuarda deneye başlamadan önce, laboratuar sorumlusunun deneyle ilgili yapılabilecek açıklamalar dikkatle dinlenilmelidir. 7- Yalnızca o gün için belirlenen deney yapılmalı, başka bir deney yapılmamalıdır. 8- Laboratuar sorumlusunun önerileri doğrultusunda deney uygulanmaya başlanmalı, deneyde oluşabilecek sapmalar ve olağanüstülükler sorumluya iletilerek birlikte çözümler düşünülmelidir. 9- Deneyin uygulanması süresince, tüm dikkat ve ilgi çalışmaya yoğunlaştırılmalı, laboratuardaki diğer çalışanların dikkatini dağıtıcı davranışlardan kaçınılmalıdır. 10- Çalışma süresince, gözlem ve veriler, laboratuar defterine düzenli ve anlaşılır bir şekilde kaydedilmelidir. 11- Her eşyanın laboratuar masasında daima belirli yeri bulunmalı ve eşyalar kullanıldıktan sonra daima ait olduğu yerlerine konmalıdır. Deneyde kullanılacak aletlerin ve cam malzemelerin temiz olmasına dikkat edilmeli, kırık ve çatlak araç-gereçle çalışılmamalıdır. Deney sonucunda çalışma alanını ve malzemelerin temizlikleri sağlanmalıdır. Öncelikle şişelerin temizliğine ve her kullanılıştan sonra kapaklarının hemen kapatılarak bırakılmasına dikkat edilmelidir. 12- Laboratuara gelirken, bir önceki deneyin raporu getirilmelidir. 13- Laboratuar çalışması bittikten sonra, ellerinizin kimyasal maddeler ile kirlenmiş olması ihtimalini düşünerek mutlaka, su ve sabunla iyice yıkanmalıdır. Laboratuvardan sonra, ellerini sabunlu su ile yıkamadan sigara içmeyin. Unutmayın sigara, karbon tetraklorür ya da kloroform gibi klorlu maddelerin zehirlilik düzeyini arttırır. 14- Hiç bir kimyasal madde ve çözelti, zehirli olmaları nedeniyle, aksi söylenmediği müddetçe, tadılmamalı ve koklanmamalıdır. Koklarken de, yüzü doğrudan doğruya maddeye karşı tutmamalıdır. 15- Zehirli ve zararlı gaz denemeleri çeker ocakta yapılmalıdır. 16- Derişik asitleri seyreltmek istiyorsanız mutlaka asidi su içerisine yavaşça ve dikkatle karıştırarak ilave etmelidir. Aksini yaparsanız yani asitin içerisine su katarsanız meydana gelen büyük ısı nedeni ile döktüğünüz suyun bir kısmı kaynar ve bunun neticesi ani bir sıçrama ile elinize veya yüzünüze gelebilir. 3 17- Kimyasal deneyleri yapmaya başlamadan önce, kullanacağınız maddelerin özelliklerini bilmeniz gerekir. Aksi taktirde kendinizin veya çevrenizdeki kişilerin hayatını tehlikeye sokabilirsiniz. Ayrıca her reaktif kullanılmadan önce etiketi mutlaka kontrol edilmelidir. 18- Reaktifler ve malzemeler yerlerine temiz olarak bırakılmalıdır. 19- Katı maddeler şişelerinden alınırken küçük beher, saat camı veya küçük kare şeklinde kesilmiş temiz kağıtlar kullanılarak, temiz bir spatül veya plastik kaşık ile alınmalıdır. Katı maddelere hiçbir zaman elinizle dokunmayınız. İhtiyacınız olan miktarları spatül ile alınız. 20- Sıvı maddeleri alırken, beher veya deney tüpleri kullanılmalıdır. Sıvılar alınırken, şişenin etiketi üstte kalacak şekilde şişe eğilerek boşaltılmalıdır. Aksi halde, boşaltma sırasında şişenin ağzından sızan sıvı etiketi bozabilir. Şişenin ağzında kalan son damla, şişe kapağını hafifçe dokundurarak şişe içine alınmalıdır. Şişeden sıvı alınırken şişe kapağını ters olarak masanın üstüne koymalı ve böylelikle şişe içindeki maddeyi kirlenmekten korumalıdır. Eğer şişedeki sıvı ufak bir cam kap, faraza tüp içine alınacaksa, o zaman tüp sol elin baş, işaret ve orta parmağı arasında tutulurken; şişenin kapağı, yine sol elin küçük parmağı ile baş parmak ayası arasında tutulmalıdır. Bu suretle, şişe içindeki sıvı deneme tüpü içine boşaltıldıktan sonra gene şişenin boynunda kalan sıvı damlası kapağı sürmekle şişe içine alınır ve böylece şişe içindeki madde kirletilmemiş olur. Eğer bir sıvıyı reaksiyon kabına boşaltırken bir gaz çıkışı oluyorsa, bu gaz şişe içindeki maddeyi kolayca kirletebilir. Bu gibi durumlarda, kullanılan sıvı (ayıraç) şişeden doğrudan doğruya deneme tüpüne aktarılmayıp, önce başka temiz bir tüpe, kullanılacağı miktar kadar konmalı ve oradan reaksiyon tüpüne katılmalıdır. 21- Cam borular lastik mantarlara geçirilirken vazelinle yağlanmalıdır. 22- Ölçü kapları ve balon jojeler hiçbir zaman ısıtılmamalıdır. 23- Önceden alınmış reaktifler, stok şişelerine geri konmamalıdır. Spatül ve cam baget gibi malzemeler çeşitli reaktifler için kullanılırken mutlaka temizlenip kurutulmalıdır. Sıvılardan birini almak için kullanılan cam malzeme, temizlenip kurutulmadan, başka bir sıvı için, kullanılmamalıdır. 24- Etiketsiz şişelere, ne oldukları bilinmeden, herhangi bir şey yapılmamalıdır. 25- Patlayıcı ikazı verilen maddelerle çalışmalarda, gerekli tedbirlerin yanında, gözleri koruma da ihmal edilmemelidir. Bunun için, gözlük veya gözlük yerine şeffaf siperler kullanılabilir. 26- H2SO4, HCl, HNO3 ve kral suyu (HNO3+HCl karışımı 1:3) ile çalışırken çok dikkatli olunuz. Herhangi bir durumda eliniz ile veya vücudunuzun başka bir yeriyle temasta 4 bulunduğunda, bol su ile yıkayınız. Herhangi bir yere asit ya da baz döküldüğünde, nötrleştirildikten sonra, önce silinmeli sonra bol su ile yıkanmalıdır. Bu esnada, koruyucu eldiven giyilmelidir Tehlikeli ve aşındırıcı diğer kimyasal maddeler döküldüğünde, önce, adsorblayıcı granüller dökülerek bu sıvıların adsorblanması sağlanmalıdır. Bu granüller plastik torbalarda saklanmalı ve özel çöp olarak işlem görmelidir. 27- Derişik asit veya baz ile çalıştıysanız çalışma sonunda son derece seyrelttikten sonra lavaboya dökünüz. Çünkü borular genellikle kurşun karışımlı maddelerden yapıldığından, kurşun ile tepkimeye girip boruyu parçalayabilir. 28- Atılması gereken; kağıt, cam kırıkları ve benzeri maddeler çöp sepetine atılmalı, katı kimyasal maddeler ve çözeltiler çöp sepetine dökülmemelidir. Laboratuar görevlisi tarafından dökülmesi gerektiği söylenen çözeltiler, ve katı kimyasal maddeler cinslerine göre özel toplama kablarında toplanmalıdır. 29- Bekler kullanılacağı zaman açılmalı, diğer zamanlarda ya söndürülmeli veya kısılarak isli pilot alevde bırakılmalıdır. 30- Alevlenici çözeltiler (alkol, eter gibi organik maddeler) hiçbir zaman çıplak bek alevi üzerinde veya aleve yakın bir yerde buharlaştırılmamalıdır. Böyle çözeltiler en iyisi bir beher içinde ve altındaki beki söndürülmüş kaynama sıcaklığındaki su banyosu üstünde buharlaştırılmalıdır. Kaynama sıcaklığındaki su ekseri çözücüleri buharlaştırabilir. 31- Olası bir laboratuar kazasında soğukkanlı davranılarak, laboratuar sorumlusuna durum hemen bildirilmeli ve gerekli önlemler alınmalıdır. 32- Tehlikeli maddelerle çalışılırken, az miktardaki, maddelerle çalışılmalıdır. 33- Reaksiyon tüpünde sıvı bir maddeyi ısıtmak istiyorsanız bu sıvı, tüpün en fazla üçte birini doldurmalıdır. Tüp içinde, sıvı maddeleri ısıtırken aşırı ısınma ile oluşacak sıçramayı önlemek için tüp sürekli çalkalanmalıdır. Tüpün ağız kısmı deney yapan kişiye veya bir başkasına yönlendirilmemelidir. 34- Isıtma veya reaksiyon esnasında, sıvı sıçraması söz konusu ise, bu işlemler de çeker ocak içerisinde yapılmalı ve olay, ocak dışından gözlenmelidir. 35- Çeker ocak ve evaparatör (döner buharlaştırıcı) doğru kullanıldığında, laboratuarda çalışanlar, tehlikeli gaz yayılmalarından korunmuş olur. Çeker ocağın camı kapalı olmalı ve ocağın giriş yarığındaki havanın hızı 10.5 m/s olmalıdır. Aksi taktirde, ocaktan dışarı zararlı maddeler sızabilir. Çeker ocaktan dışarı atılan hava, zararlı gazları ihtiva ettiğinden, bu havanın atmosfere bırakılmadan önce, kimyasal yıkamaya tabi tutulması gereklidir. 36- Döner buharlaştırıcı kullanılırken, su banyosu sıcaklığı ile, yapılan vakum, çözücüye 5 uygun olarak ayarlanırsa, iyi bir yoğunlaşma sağlanır. Böylece, vakumu sağlayan su akımına çok az çözücü veya zararlı buhar karışır. Balonda toplanan çözücü, damıtılarak yeniden kullanılabilir veya atılmak üzere biriktirilir. 37- Cam şişelerin kapakları bazı durumlarda açılmayabilir. Şişelerin kapağını kuvvet gücü ile açmaya zorlamayınız. Açılması güç olan şişe kapakları çoğunlukla, şişenin boyun kısmına bir tahta parçası ile hafif hafif vurmak suretiyle gevşetilebilir. Bazen, açılmayan kapakları, uzun zaman sıcak su içinde bırakarak gevşetmek gerekir. Gene, açılmadığı taktirde, içerisindeki madde yanıcı değilse, kibrit veya çakmak alevi veya ince bek alevinde şişenin boynu çok dikkatle ısıtılarak kapak gevşetilir Her halükarda, kuvvet kullanmaktan kaçınılmalıdır, aksi halde, ellerde tedavisi uzun süren kesiklerin nedeni olabilir. 38- Civa artıklarını (bileşik halinde) kesinlikle lavaboya dökmeyiniz. Çünkü çok zehirlidirler. Herhangi bir durumda civa, masa üzerine veya yere döküldüğünde ilk önce hemen pencereleri açınız. Çünkü civa saf halde açık havada devamlı buharlaşır ve nefes yolu ile vücuda girerse ileride bir çok rahatsızlıklara yol açar. Civayı, üzerine kükürt tozu dökmek suretiyle HgS şeklinde toplayabilirsiniz. Bu durumda civa geri kazanılamaz fakat en kullanışlı ve güvenilir yöntem budur. Başka bir yöntem olarak üzerine çinko tozu dökerek ve HNO3 (derişik) ile reaksiyona sokarak kimyasal yoldan zararsız hale getirebilirsiniz. Bunlar bulunamazsa, üzerine tahta tozu dökülerek toplanır ve ortası çok küçük delinmiş bir süzgeç kağıdı konulan huni vasıtasıyla süzülerek ayrılabilir. 39- Deney düzenekleri düzgün ve doğru kurulmalıdır. İyi kurulmuş bir düzenekle kimya deneyleri yapmak, kimyasal maddelerin özelliklerini incelemek araştırıcıya daha fazla zevk ve memnunluk verir. 40- Deneylerde kullanılacak maddeler hakkında bir şey söylenmemişse daima az miktarda madde ile çalışılmalı ve bu alışkanlık haline getirilmelidir. Az madde ile çalışılırsa süzme, kristallendirme, buharlaştırmada zaman kazanılmış olunur. 41- Herhangi bir yere asit veya bir başka aşındırıcı kimyasal madde dökülürse, hemen suyla yıkayınız. 42- Bir kaptan madde almadan önce etiketine dikkat ediniz. Etiketsiz maddeleri kullanmayınız. 43- Başka türlü söylenmedikçe, maddeleri hiçbir zaman aldığınız kaba geri koymayınız. 44- Katı maddeler, kibritler ve kağıtlar laboratuvara atılmamalıdır. 45- Laboratuvardaki çalışmalarınızı bitirince, laboratuvarı sizden öğrencilerin kullanımına hazır bir hale getirmeden laboratuvarı terk etmeyiniz. sonra gelecek 6 46- Gereksiz yere acele etmeyiniz, koşmayınız, yürürken okumayınız. 47- Hiçbir zaman iskelelerin, tezgâhların vs üzerine çıkmayın; gerektiğinde merdiven kullanınız. Masa veya dolaplarda çalışırken gerektiğinden fazla uzanmayınız. 48- Zararlı, zehirleyici, tahriş edici kimyasallarla çalışırken kişisel koruyucular (maske, gözlük, eldiven v.b.) kullanmaya mutlaka özen gösteriniz. 49- Laboratuvarda yüzük, künye, kolye, bilezik gibi takı ve süs eşyaları ile çalışmak tehlikeli olabilir. Çalışmaya başlamadan önce bunları çıkarınız. Önlük ve pantolon ceplerinde kesici ve batıcı aletler taşımayınız. 50- Kimyasal maddeleri ve numuneleri kişisel çalışma masalarınıza koymayınız. 51- Yangın söndürme teçhizatlarının ve yangın çıkış kapılarının önünü kapatmayınız. 52- Elektrik düğmelerinin veya izolatörlerinin önünü kapatmayınız. 53- Yürüyüş alanlarının boş ve temiz olmasını sağlayınız. 54- Tüm dosya ve tezgah altı dolap kapaklarının kapalı tutulmasını sağlayınız. 55- Elektrik motorlarının havalandırdığından emin olunuz. (Buzdolabı gibi elektrik motoru olan aletlerin uygun şekilde havalandırılmaları gerekir.) 56- Gaz borularının sağlam olmalarını ve fazla ısınmasına yol açmayacak şekilde yerleştirilmelerini sağlayınız. Kullanılmayan gaz vanalarının tamamen kapatılmasını sağlayınız. Yanıcı gazlar kullanılıyorken deney yaptığınız bölgeyi asla terk etmeyiniz. 57- Miktarı 50 litreyi aşan çözücüler döküntülerin birikeceği kapların bulunduğu metal dolaplarda ve özel olarak hazırlanmış ya da bu amaca uygun olarak yeniden düzenlenmiş odalarda saklanmalıdır. Miktarı 50 litreyi aşan çözücülerin herhangi bir laboratuvarda saklanması yasaktır. Yanıcı çözücüler ateşleme kaynaklarından uzak tutulmalıdır. 58- Islak ellerle veya ıslak zemin üzerindeyken elektrikli aletlere dokunmayınız. Elektrikli bir aletin üzerine su döküldüğünde elektrik hattı ile bağlantısını kesiniz ve gerekli temizliğin yapılmasını sağlayınız. Tekrar kullanmadan önce mutlaka kontrolünü yaptırınız. Fırın gibi yüksek voltajlı aletleri çoklu prizlerle kullanmayınız. Kablo tesisatı sık sık kontrol edilerek karışması ya da düğümlenmesi engellenmelidir. 59- Ana şebeke ile ilgili veya tehlikeli voltajların söz konusu olduğu elektrik tesisat işleri yetkili bir elektrik teknisyeni tarafından yapılmalıdır. Elektrik şalter kutularını kesinlikle açmayınız ve müdahalede bulunmayınız. Elektrikçiye haber veriniz. 60- Daima uygun boyutta ısıtıcı, manto, klips, destek, tutacak v.s. kullanarak cam sistemleri emniyetli bir şekilde kurunuz. 61- Çatlak cam eşyaları kesinlikle kullanmayın. 62- Cam şilifler sıkıştığında aşırı kuvvet kullanmayın. 7 63- Damıtma işlemi sırasında cam boruya hortumları bağlarken, kolay bağlanması için vazelin veya su kullanabilirsiniz. 64- Reaksiyonları mümkünse uygun bir emniyet ekranının ardında yapın. Mümkün değilse de en azından deneyi başkalarına doğru yapmayın. Büyük desikatörleri daima emniyet ekranı ardında ya da özel kutularında boşaltınız. 65- Ayırma hunisinde uçucu çözücüleri çalkalarken ara sıra ters çevirin ve vanasını açın. 66- Beki yakmadan önce çevrede parlayıcı çözücü olup olmadığını kontrol edin. 67- Yanmakta olan bunzen beklerini rafların altına itmeyin. 68- Pipet kullanılması gereken deneylerde kimyasal maddeleri hiçbir zaman ağızla çekmeyiniz, pipeti puar ile kullanınız. Tehlikeli olmayan bir madde, diğer bir kimyasal ile karşılaşınca tehlikeli olabilir. LABORATUVAR MALZEMELERİNİN TANITIMI 8 Porselen Kroze Bunzen Beki Termometre Tel Amyant Ayırma Hunisi Baget Nuçe Seti Kıskaç 3 Boyunlu Balon Beher Maşa Vakum Pompası Adi Cam Huni Geri Soğutucu Büret Büret Kıskacı Desikatör Porselen Havan Coldfinger Filtreli Nuçe 9 Kül Fırını Cam Petri Kabı Spor Çubuğu Hassas Terazi Dijital Termometre Cam Kroze pH Kağıdı Ayarlı Nivo Nivo Thistle Tube Kapsül Kriko pH Metre Etüv Fırça Porselen Nuçe Vezin Kabı Manyetik Karıştırıcı Üç Ayak Üç Ayak Spor 10 Vigro Gaz Yıkama Şişesi Demir Kroze Pikometre Üç Yollu Puar Küvet Manyetik Balık Tutacağı Analitik Huni Damlatma Şişesi Erlen Mayer Dibi Yuvarlak Balon Dibi Yuvarlak Şilifli Balon Sokslet Elektrikli Pipet Pompası Kıskaç Cam Pipet Plastik Huni Kapsül Maşası Kalibreli ve Termometreli Piknometre Mantar Delme Seti 11 Üç Ayak Manyetik Balık Santrifüj Deney Tüpü Nuçe Erleni Büret Şişesi Pastör Pipeti Piset Balon Joje Saat Camı Şale Şeffaf Balon joje Otomatik Pipet Turnusol Kağıdı Karıştırma Mezürü Mezür Vakumlu Desikatör Mikro Santrifüj Beher Nuçe Hunisi 12 KİMYASAL MADDE ŞİŞELERİNİN TANITIM ETİKETLERİ VE ÖZELLİKLERİ ETİKETLERDEN ELDE EDİLEBİLECEK BİLGİLER Etiketler genel bir standarta göre düzenlenmektedir. Burada izah edilen SIGMA-ALDRICH firmasına göre yapılmıştır. 1. Kimyasal maddenin Latince ve diğer bazı dillerdeki adı : Acetone 2. Miktarı : 2.5 I 3. Tehlikeli madde sembolleri (Bakınız Ek.E) Highly Flammable (Çok kolay alev alabilen) Irritant (Tahriş Edici) 13 4. Risk ve Güvenlik Numarası (Bakınız Ek.G) R 11-36-66-67 ve S 9-16-26 bu numaraların altında ingilizce anlamları ve kullanılırken alınması gereken tedbirler izah edilmektedir. 5. Maddenin cinsine göre Donma noktası ( Mp, Melting Point), Kaynama noktası (Bp, Boiling Point) veya Yanma noktası (Fp, Flammable Point) : Fp -19oC 6. Maddenin saflık derecesi (Assay) : Assay (GC) min 99 % 7. Maddenin Kimyasal Formülü : (Moleculer Formula) C3H6O 8. Maddenin Molekül ağırlığı : (Moleculer Weight) M=58,08 g/Mol 9. Maddenin Yoğunluğu : Density(D20/4) 0,790 – 0,792 Katı ve sıvı maddeler için birim yazılmamış ise g/ml veya g/cm3 ifade eder. Yoğunluk bazı şişelerde 1 L = 0,790 kg şeklinde de ifade edilebilir. 10. CAS No : 67-64-1 (Chemical Abstract Service) Bilimsel literatürde bu maddeyi tanıtan kod numarası 11. EC No : 200-662-2 Bu maddenin Avrupa Birliğindeki resmi numarası 14 DENEY 1 KARIŞIMLARIN AYRILMASI Madde genel olarak "saf ve saf olmayan madde" olmak üzere ikiye ayrılır. a. Saf Maddeler: Yapısında aynı cins atom ya da molekül bulunduran maddelerdir. Saf maddeler "element" ve "bileşik" olarak iki kısımda incelenir. b. Saf Olmayan Maddeler (Karışımlar): Birden fazla maddenin kimyasal özellikleri değişmeyecek şekilde istenilen oranda bir araya getirilmesiyle oluşan madde topluluğuna karışım denir. Karışımlar homojen ve heterojen olmak üzere ikiye ayrılır. Homojen karışımlara çözelti de denir. Heterojen karışımlar; süspansiyon, emülsiyon, kolloit, aerosol' dür. Homojen karışım Her tarafında aynı özelliği gösteren, tek bir madde gibi gözüken karışımlardır. Homojen karışımlara genel olarak “çözeltiler” de denir. Tuzlu su, şekerli su, alkollü su, çeşme suyu ile içerisinde bulunduğumuz hava homojen karışıma örnek verilir. Heterojen karışım Her tarafında farklı özellik gösteren tek bir madde gibi gözükmeyen karışımlardır. Yer altından çıkarılan maden filizleri, kaya parçaları, odun parçaları, bir bitki yaprağı, sis, ayran, petrol su karışımı, beton parçası, toprak heterojen karışımlara örnek verilebilir. Süt çıplak gözle homojen gibi gözükmesine rağmen mikroskopla bakıldığında (yağ damlacıklarından dolayı) heterojen olduğu gözlenir. Heterojenlik mikroskopla tespit edildiği gibi tyndall ışığı etkisi ile de tespit edilebilir. Heterojen karışım emülsiyon ve süspansiyon olmak üzere ikiye ayrılır. Emülsiyon Bir sıvıda çözünmeyen başka bir sıvının heterojen olarak bulanık bir şekilde dağılmış halidir. Su–zeytinyağı karışımı, su–benzin karışımı, gibi. Süspansiyon Bir sıvıda çözünmeyen katının heterojen olarak dağılmış şeklidir. Su– kum karışımı, su tebeşir tozu karışımı gibi... KARIŞIMLARIN BİLEŞENLERİNE AYRILMASI Hepimiz güncel yaşantımızda çeşitli yanlışlar, hatalar yaparak birçok maddeleri karıştırırız. Bunlara basit bir örnek vermemiz gerekirse, karabiber ile tuzun veya şekerin 15 karışması aklımıza gelebilir. Toplu iğnelerin bir çarpma sonucu yere dökülmesi gibi karışımların ayrılması işlemlerinin nasıl yapılacağını düşünürüz. 1. SÜZME İLE: Süspansiyon karışımlara uygulanır ve süzgeç kağıdı kullanılır. 2. AYIRMA HUNİSİ İLE: Emülsiyon karışımlara uygulanır ve ayırma hunisi kullanılır. 3. BUHARLASTIRMA-KRİSTALLESTİRME İLE: Bir sıvıda çözünen bir katının oluşturduğu homojen karışımlara uygulanır. Fiziksel hal farklılığından yararlanılır. 4. AYRIMSAL KRİSTALLENDİRME İLE: Bir sıvıda çözünmüş birden fazla katının bulunduğu katı-sıvı çözeltilere uygulanır. Bu işlemde maddelerin çözünürlüğünün sıcaklıkla değişiminden yararlanılır. 5. AYRIMSAL DAMITMA İLE: Bir sıvının önce buharlaştırılıp sonra yoğunlaştırılması olayına damıtma denir. Bu işlem için destilasyon cihazı kullanılır. Sıvıların kaynama noktaları farklılığından yararlanılır. 6. ÇÖZÜNÜRLÜK FARKI İLE: Bir çözcüdeki çözünürlükleri birbirinden farklı olan iki katı maddenin karışımını ayırmada kullanılan bir yöntemdir. Maddelerden birinin çok iyi çözündüğü diğerinin ise çözünmediği bir sıvı kullanılır ve daha sonra süzüldüğünde çözünmeyen madde süzgeç kağıdında kalır. 7. ELEKTRİKLENME İLE: Boyutu çok küçük olan bazı maddeler sürtme ile elektriklenmiş bazı maddeler tarafından çekilir. 8. MIKNATISLANMA İLE: İçerisinde Fe, Ni, Co gibi metaller bulunduran karışımlara mıknatıs daldırılırsa bu metalleri çekerek ortamdan ayırır. 16 DENEY 1.1 KUM VE TUZ KARIŞIMINI AYIRMA 1.1.1 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER 250 ml beher, süzgeç kağıdı, huni, buharlaştırma kabı, üç ayak, bunzen beki, amyant tel, baget, tuz ve kum karışımı (yaklaşık % 20'si tuz). 1.1.2 DENEYİN YAPILIŞI 1. 250 ml beher içerisinde yaklaşık 5 g karışımı 50 ml su ile yavaşça karıştırınız. 2. Karışımı erlenmayere süzünüz ve süzüntüyü bir buharlaştırma kabına boşaltınız. 3. Sıçramalar başlayıncaya kadar tuz çözeltisini yavaşça ısıtınız. Dikkat: kaba çok fazla yaklaşmayınız. 4. Bunzen bekini kapatınız ve nemli tuzu kurumaya bırakınız. Beher Buharlaştırma kabı Amyant tel Huni Üç ayak Kum Bunzen beki Erlen Tuz çözeltisi Şekil 1. Süzme ve buharlaştırma işlemleri 1.1.3 SORULAR 1. Birinci basamakta tuz, kum ve su neden karıştırılır? 2. İkinci basamakta bu karışım süzüldüğü zaman ne olur? 3. Üçüncü basamakta tuz çözeltisi neden ısıtılır? 17 DENEY 1.2 KATI-KATI KARIŞIMLARININ YOĞUNLUK FARKINDAN YARARLANILARAK AYRILMASI 1.2.1 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Beher, Demir Tozu, Tahta talaşı, Su, Kum, Süzgeç kağıdı, Spatül, Baget, Erlen, Pens 1.2.2 DENEYİN YAPILIŞI 1. 100 ml'lik behere yarısına kadar su koyun. 2. Demir tozları, kum ve tahta talaşını bir kağıt üzerine dökerek karıştırın. 3. Elde ettiğiniz karışımı su ile dolu olan beher içine döküp baget ile karıştırın. 4. Bir süre bekleyiniz. Karışımı oluşturan maddelerden hangisinin özkütlesi, suyunkinden büyük ise onun suda dibe çöktüğünü, öz kütlesi küçük olanın suyun üzerinde yüzdüğünü göreceksiniz. 5. Elinizdeki bagetle ya da bir spatül yardımıyla suyun yüzeyinde yüzen tahta talaşlarının hepsini bir spatül ile toplayarak başka bir kap veya saat camı üzerine koyun. 6. Geriye kalan demir tozu ve kum karışımını geri kazanmak için süzme düzeneği kurun. Süzme işlemi sonucunda süzgeç kağıdında toplanan kum-demir tozu karışımı, bir pens yardımıyla saat camı üzerine alınır ve kurutulur. 7. Kurutma işleminden sonra karışımdaki demir mıknatıs yardımıyla çekilerek uzaklaştırılır ve geride sadece kum kalır. 8. Böylece karışımı oluşturan tahta talaşı, demir tozu ve kum birbirinden ayrılmış olur. Bu deney ile maddelerin birbirinden aynı zamanda magnetik özellikleri ile de ayrılabileceği öğrenilmiş olmaktadır. 18 DENEY 1.3 ÇÖZÜNÜRLÜK FARKINDAN YARARLANARAK AYIRMA 1.3.1 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Naftalin veya iyot, şeker, su, süzgeç kağıdı, kıskaç, spor, huni, baget, erlen, beher, spatül, pens 1.3.2 DENEYİN YAPILIŞI Naftalin ve şekerden eşit miktarlarda alınarak beher içerisine koyulur ve üzerine su eklenir. Şeker suda çözünürken naftalin çözünmeden kalır. Naftalin süzme yöntemiyle ile karışımdan ayrılır. Geriye kalan çözeltiden suyun buharlaştırılması ile şeker geri kazanılır. 1.3.3 SORULAR 1. Naftalinin suda çözünmemesine rağmen şeker çözünmüştür. Bunun nedeni nedir? Tartışınız. 19 DENEY 1.4 KRİSTALLENDİREREK AYIRMA Kristallendirme, katı karışımlardaki bileşenleri birbirinden ayırmakta ve bu bileşenleri saflaştırmakta kullanılan bir yöntemdir. Kristallendirme yönteminde temel prensip, bazı katıların belirli çözücülerde sıcakken çok iyi çözünmelerine karşın, soğutulduklarında çok düşük çözünürlük göstermeleridir. Kristallendirme işlemi yapılırken şu sıra izlenmelidir. ●Saf olmayan maddenin uygun bir çözücüde, kaynama noktası veya kaynama noktasına yakın bir sıcaklıkta çözülür, ●Çözülmemiş madde ve safsızlıklar sıcak çözeltiden süzülerek ayrılır, ●Sıcak süzüntü soğumaya bırakılır ve kristallendirilmesi sağlanır. ●Oluşan saf kristaller süzme işlemiyle çözücüsünden ayrılır. 1.4.1 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER İyotsuz tuz (kaya tuzu), Erlen, Beher, Süzgeç kağıdı, Huni, Baget, Spor ve Kıskaç, Saat camı, Spatül, Isıtıcı/Isıtıcılı magnetik karıştırıcı, Pens 1.4.2 DENEYİN YAPILIŞI 1. 10 gr kaya tuzunu tartarak erlene koyun ve üzerine 50 ml saf su koyun. Isıtma işlemi sırasında sıçramayı önlemek için erlene birkaç tane kaynama taşı atın. 2. Erleni ısıtıcı üzerinde, devrilmeyecek şekilde (gerekirse sporla tutturarak) yerleştirin ve kaynama noktasına kadar ısıtın. Bu sırada erlendeki çözeltiyi bir baget yardımıyla (veya magnetik karıştırıcı ile) sık sık karıştırın. 3. Erlendeki çözeltiyi ısıtırken süzme düzeneğini hazırlayın. Süzme işlemine başlamadan önce süzmede kullanacağınız bütün malzemeleri sıcak su ile (çözücümüz su olduğu için) yıkayın. 4. Erlendeki çözeltiyi sıcak sıcak süzün ve toplama kabında soğumaya bırakın. 5. Soğuma işlemi sırasında kristallenme olmazsa bir miktar aşı kristali ekleyin. 6. Kristallenme tamamlanınca tekrar süzme düzeneği hazırlayın. Deneyin veriminin hesaplanması için süzgeç kağıdını tartın ve kütlesini bir yere not edin. Süzme işlemi sırasında kristallerin bulunduğu kapta tek bir kristal kalmayıncaya kadar yıkama işlemini tekrarlayın (Yıkama işlemi altta biriken süzüntüyle yapılmalıdır). 20 7. Süzme işlemi tamamlandıktan sonra süzgeç kağıdını bir pens yardımıyla saat camı üzerine alın ve kurutun. 8. Süzgeç kağıdı ve içindeki NaCl kristalleri tamamen kuruduktan sonra tartın. Burada belirlenen gram miktarından süzgeç kağıdının gram miktarını çıkarın ve saf NaCl’ ün yüzde verimini hesaplayın. 1.4.3 SORULAR 1. İyi ve tam bir kristallenmenin olması için nelere dikkat edilmelidir. 2. Aşı kristali nedir, ne amaçla kullanılır ve nasıl etki eder? 3. Deney sırasında sıcak süzme işlemi hangi amaçla yapılmıştır? 4. Kristallendirme kazanabildiniz? işlemi sırasında başlangıç maddenizin yüzde kaçını geri 21 DENEY 1.5 SIVI-SIVI KARIŞIMLARININ YOĞUNLUK FARKINDAN YARARLANILARAK AYRILMASI 1.5.1 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Su, CCl4, Ayırma Hunisi Şekil 2. Özgül kütle farkı ile ayırma için ayırma hunisinin kullanımı 1.5.2 DENEYİN YAPILIŞI Su ve karbontetraklorür ayırma hunisine koyulur. Ayırma hunisinin kapağı kapatılarak şiddetli bir şekilde çalkalanır. Fazların birbirinden ayrılması için bir süre beklenir. Yoğunluğu büyük olan faz musluk yardımıyla alttan alınır. 1.5.3 SORULAR 1. Bu deneyde CCl4, yerine başka hangi madde kullanılabilirdi? 2. Ayırma hunisiyle tam bir ayrılma gerçekleştirilebildi mi? Neden? 22 DENEY 1.6 YAPRAK KROMATOGRAFİSİ 1.6.1 GİRİŞ Kimyasal ve fiziksel özellikleri birbirine çok yakın olan bileşiklerden oluşan karışımlar basit veya ayrımsal damıtma gibi yöntemlerle ayrılamazlar. Buna karşın kromatografik yöntemlerle bu tür karışımları kolayca ve kısa sürede ayırma olanağı vardır. Kromatografi, "hareketli bir çözücünün (hareketli faz) etkisiyle, karışımı oluşturan bileşiklerin farklı hızda hareketleri sonucu bileşenlerine ayrılması" olarak tanımlanabilir. Birçok kromatografi yöntemi vardır. Bunların içerisinde en basit ve en yaygın olarak kullanılanı kağıt kromatografisidir. Birçok yaprak klorofil nedeniyle yeşil renktedir. Bu madde fotosentez (bitkilerin kendi besinlerini üretme işlemi) için önemlidir. Yapraktaki pigmentleri basit bir şekilde ayırmak için kromatografi kullanılır. Bu deneyde, yaprakta bulunan farklı pigmentler kağıt kromatografisi kullanılarak ayrılacaktır. 1.6.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Propanon (kolaylıkla tutuşur), Havan ve havaneli, Kromatografi kağıdı, Plastik başlıklı pipet, 100 ml beher, Sıvı damlalarını kromatografi kağıdına damlatmak için küçük kapiler tüpler, kum, yapraklar, makas. 1.6.3 ÖNERİLER Bu yöntem çok derişik çözelti kullanıldığında iyi sonuç verir. Kesilmiş yapraklar, bir tutam kum ve birkaç damla çözücü kullanınız. 1.6.4 DENEYİN YAPILIŞI 1. Çok ince kesilmiş yaprakları bir havanın 2 cm derinliğine kadar doldurunuz. Bir tutam kum ekleyiniz ve plastik başlıklı bir pipetle 6 damla propanon damlatınız. 2. Karışım en az 3 dakika havanda öğütülür. 23 3. Kromatografi kağıdının dip kısmından 3 cm yukarıda kurşun kalemle bir çizgi çiziniz. 4. Kromatografi kağıdının üzerindeki çizginin merkezine yaprak özütünü bırakmak için çok ince bir cam tüp kullanınız. Mümkün olduğu kadar küçük bir leke oluşturunuz. 5. Lekeyi kurumaya bırakınız. Kuruyan lekenin üzerine aynı özütten tekrar bırakınız. 6. Aynı işlemi beş kez tekrarlayınız. Özütleri bırakmadan önce kağıt üzerindeki lekelerin kurumuş olduğundan emin olunuz. Bunu yapmaktaki amaç kağıt üzerindeki küçük lekenin üzerinde bulunan miktarı artırmaktır. 7. Bir beherin içerisine az miktarda propanon koyunuz, kağıdın ucunu propanona temas edecek şekilde asınız. Propanon seviyesinin lekeyi geçmemesine dikkat ediniz. 8. Propanonun, kromatografi kağıdının tepesine ulaşıncaya kadar emilmesini sağlayınız. 9. Bir kurşun kalemle propanonun kromatografi kağıdı üzerinde ulaştığı noktayı işaretleyiniz ve elde edilen kromatogramı kurutunuz. Bu deneyde elde edilen kromatogram kurutulabilir ve saklanabilir. Baget Kramatografi Kağıdı Beher Numune Hareketli Faz Şekil 3. Kromatografi düzeneği 1.6.5 GÜVENLİK Propanon kolay tutuşan bir maddedir. Çıplak alevden sakınınız. 1.6.6 SORULAR 1. Kromatogramda kaç tane madde vardır? 2. Kromatogram üzerinde oluşan renkler nelerdir? 3. En hızlı yol alan madde hangisidir? 4. Deneyde hareketli faz ve sabit faz hangileridir. Belirtiniz. 5. Diğer kromatografı türleri nelerdir? 6. Kağıt kromatografisi en çok hangi alanlarda kullanılmaktadır? Avantajları nelerdir ? 24 DENEY 2 BAKIR OKSİDİN HAZIRLANMASI VE SABİT ORANLAR YASASI DENEY 2.1 BAKIR (II) OKSİTİN FORMÜLÜNÜN BULUNMASI 2.1.1 GİRİŞ Kimyanın temel yasalarından birincisi Lavoisier yasası olarak da bilinen kütlenin korunumu yasasıdır. Bir kimyasal reaksiyonda madde yoktan yaratılmaz ve var olan madde yok edilemez. Yani bir kimyasal reaksiyona giren maddelerin kütleleri toplamı reaksiyonda oluşan maddelerin kütleleri toplamına eşittir. Yasa 1789 yılında Lavoisier tarafından ortaya konulmuştur. Bunu izleyen yıllarda diğer üç temel yasa ortaya konmuştur. Bunlar; a) Sabit oranlar yasası, b) Dalton atom teorisi, c) Katlı oranlar yasası. Sabit oranlar yasasına göre bir bileşiği oluşturan elementlerin kütleleri arasında sabit bir oran vardır. Örneğin, su için bu oran 1/8'dir. Dokuz gram su elementlerine ayrıştırılırsa bir gram hidrojen ve 8 gram oksijen elde edilir. Kimyasal formül, bileşik içerisindeki atomun türünü verir. Ayrıca formül bileşik içerisindeki her bir atomun bağıl sayısını gösterir. Örnek içerisindeki her bir elementin kütlesinden mol sayıları hesaplanabilir. En küçük tam sayı oranları en basit kimyasal formülü verir. Bu deneyde iki ayrı yöntemle elde edilen bakır oksitte bir gram bakırla birleşen oksijen miktarları hesaplanacaktır. Sonuçların sabit oranlar yasasına uyup uymadığı kontrol edilecektir. Bu kantitatif bir deney olduğundan deney boyunca herhangi bir şekilde madde kaybı olmaması için çok dikkat edilmesi gerekir. 2.1.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER 9 N HNO3, NaOH, turnusol kağıdı, 150 ml beher, buharlaştırma kabı, hassas terazi, bakır tel, saat camı 2.1.3 DENEYİN YAPILIŞI Temiz kuru 150 ml bir beher ve temiz ve kuru bir buharlaşma kabını ayrı ayrı analitik terazide 0,001 g hassasiyetle tartınız. Her kap içine tartacağınız birer gram bakır tel koyunuz 25 ve kapları (beher ve buharlaşma kabı) içindeki bakırlarla birlikte tekrar analitik terazide aynı hassasiyetle tartınız. Beher ve buharlaşma kabını çeker ocağa alınız ve kum banyosuna yerleştiriniz. Her birine 9 N HNO3 den 6 ml koyunuz ve üzerlerini saat camları ile kapatınız. Bakırın nitrik asit içinde çözülmelerini hızlandırmak için kum banyosunu dikkatli bir şekilde yavaşça ısıtınız. Yeşilimsi mavi renkli bakır nitrat oluşur. Eğer bakırlardan bir kısmı çözülmemişse (kahve renkli NO2 gazı çıkışı durdurduktan sonra) 1-2 ml 9 N HNO3 daha ilave ediniz. Çözülme işlemi tamamlandıktan sonra beherdeki bakır nitrat çözeltisini metot 1 'de, buharlaşma kabındaki bakır nitrat çözeltisini de bakır oksidin hazırlanmasında ikinci metotta kullanınız. 2.1.4 BAKIR OKSİDİN HAZIRLANMASI METOT-1 Beherdeki bakır nitrat çözeltisine 40 ml saf su ilave ediniz. Eğer saat camı üzerinde bakır nitrat lekeleri varsa yıkama şişesi yardımı ile yıkayarak onları tekrar behere alınız. Devamlı karıştırarak 6-8 ml 9 N NaOH çözeltisi ilave ediniz. Çözeltinin alkali olması gerekir. Onun için çözeltiye ufak bir turnusol kağıdı daldırarak kontrol ediniz. Eğer çözelti bazik değilse turnusol kağıdı mavi renge dönene kadar NaOH ilave ediniz. Bu suretle elde ettiğiniz çözeltiyi dikkatli bir şekilde kaynatınız. Kaynatma işlemine karıştırarak bütün mavi Cu(OH)2 çökeleği siyah bakıroksit haline dönüşünceye kadar devam ediniz. Bu iş için beş dakika kaynatmaya devam etmek gerekebilir. Beheri su ile doldurunuz, karışımı iyice karıştırınız ve daha sonra bakır oksidin tabana çökelmesi için bekleyiniz. Çökeleğin üzerindeki su berrak olana kadar bekleyiniz. Çökelek üzerindeki berrak suyu dikkatli bir şekilde başka bir beher içine dökünüz. Bu dökme esnasında hiçbir şekilde bakır oksidin çözelti ile dökülmemesi gerekir. Bu işlemi üç defa tekrarlayınız. Her defasında beheri saf su ile doldurunuz. İyice karıştırınız ve tam çökelme olduktan sonra çökelek üzerindeki sıvıyı diğer behere bakır oksit kaybına meydan vermeden dökünüz. Son işlemden sonra beherdeki bakır oksidi daha önce 0,001 gram hassasiyetle tartılmış başka bir buharlaşma kabına alınız. Bu iş için yıkama şişesini kullanabilirsiniz. Buharlaşma kabına bakır oksit iyice çökeldikten sonra üstte bulunan berrak sıvıyı dikkatli bir şekilde dökünüz (bakır oksit kaybına sebep olmadan) bakır oksidi içeren buharlaşma kabını bir saat camı ile kapatarak gelecek laboratuvara kadar emin bir yerde saklayınız. Bir hafta içinde buharlaşma kabındaki suyun hepsi buharlaşacaktır. Gelecek laboratuvara geldiğiniz zaman buharlaşma kabındaki bakır oksidi bek alevi ile ısıtınız ve soğutarak tartınız. Isıtma, soğutma ve tartma işlemine sabit ağırlık elde edene kadar devam 26 ediniz. Sabit tartım elde ettiğiniz zaman bir gram bakır ile birleşen oksijen miktarını hesaplayınız. 2.1.5 BAKIR OKSİDİN HAZIRLANMASI METOT-2 Bu yöntemde daha önce hazırladığınız buharlaşma kabında bulunan bakır nitrat çözeltisini kullanınız. Bakır nitrat çözeltisi içeren buharlaşma kabını kum banyosuna yerleştiriniz. Ağzını bir saat camı ile kapatınız. Çeker ocak içinde bütün çözelti buharlaşana kadar kum banyosunda ısıtınız. Isıtma işi dikkatli yapılmalıdır. Fazla ısı bakır çözeltisinin sıçramasına dolayısıyla kaybolmasına neden olabilir. Çözelti tamamen buharlaşıp kuru olduktan sonra buharlaşma kabını soğutunuz. Saat camı üzerinde şayet bakır nitrat varsa ve gerekirse yıkama şişesi kullanarak tekrar yıkayarak buharlaşma kabı içine alınız. Kum banyosunda buharlaşma kabını dikkatli bir şekilde kuruluğa kadar ısıtınız. Bu ısıtma esnasında saat camı ile kapatmayınız. Daha sonra kurutulmuş buharlaşma kabı içindeki bakır nitratı kuvvetli bek alevinde ısıtınız. Bu suretle bakır nitrat siyah bakır oksit ve kahverengi azot dioksit (NO2) gazı vererek parçalanır. Bütün yeşil mavi renkli bakır nitrat siyah bakır okside dönüştüğü zaman buharlaşma kabını soğuması için bekletiniz. Daha sonra tartınız. Isıtma, soğutma, tartma işlemine sabit ağırlık elde edene kadar devam ediniz. Sabit ağırlığa eriştiğiniz zaman bir gram bakırla birleşen oksijen miktarını hesaplayınız. 2.1.6 SORULAR 1. Kütlelerin korunumu yasasını tanımlayınız. 2. Sabit oranlar ve katlı oranlar yasasını tanımlayınız. 3. CaCO3 ısıtıldığı zaman ağırlığı azalır. Bu olayı kütlelerin korunumu yasasına göre tartışınız. 4. Aşağıdaki reaksiyonları tamamlayınız ve katsayılarını bulunuz. a) Cu + HNO3 b) Cu (NO3)2 c) Cu (NO3)2 + NaOH d) Cu (OH)2 5. Metot l'de bakır oksidi birkaç defa su ile karıştırıp berrak hale gelen suyu dökmenin amacı nedir? 27 DENEY 2.2 BAKIR (II) OKSİTİN FORMÜLÜNÜN BULUNMASI 2.2.1 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Bakır (II) oksit (analitik saflıkta), sağlam, kapalı ucuna yakın bir yerde küçük bir delik içeren bir deney tüpü, tıpa ve deney tüpüne uyan bir cam tüp, 0,01 g hassaslıkta tartım yapan terazi, tutturucu, destek ayak, bunzen beki NOT : Analitik saflık için bakır oksiti açık bir kapta 300 - 400 °C de 10 dakika ısıtarak kurutunuz ve daha sonra desikatörde saklayınız. 2.2.2 ÖNERİLER Bakır oksit kuru olmalı ve kuvvetli ısıtılması gerekir. Düzenekten soğuyuncaya kadar bir gaz akıntısının geçmesi gerekir. Aksi takdirde bakır tekrar yükseltgenecektir. Bakır oksitin oluşan gazla indirgendiğinden yavaşça sallamaları gerekmektedir. Öğrenciler bir molün tanımını bilmeli ve ayrıca reaksiyona giren kütleden mol sayısını nasıl hesaplayacağını bilmelidir. 2.2.3 GÜVENLİK Bakır (II) oksit zararlıdır. 2.2.4 DENEYİN YAPILIŞI 1. Deney tüpü + tıpa ağırlığını tartınız. 2. İki spatül kuru siyah bakır (II) oksiti tüpün ortasına yerleştiriniz. Yaymaya çalışınız. 3. Deney tüpü + tıpa + bakır (II) oksit ağırlığını tartınız. 4. Bir deney düzeneği tasarlayınız ve kurunuz. 5. Tüpü alttan ısıtmadan önce tüpün içerisine hafif gaz akışı veriniz. Birkaç saniye sonra bunzen bekini yakıp alevini tüpe 3 cm olacak şekilde yaklaştırınız. Başınızı sistemden uzak tutunuz. 28 6. Bakır (II) oksiti kuvvetlice ısıtınız ve alevi yavaşça hareket ettiriniz. Katı kahverengimsi pembeye döndükten sonra 5 dakika kadar ısıtmaya devam ediniz. 7. Tüpü ısıtmayı durdurunuz ancak test tüpünden gaz akışına devam ediniz. Bu bakırın tekrar okside olmasını engeller. 8. Deney tüpünü soğumaya bırakınız, gazı kesiniz ve deney tüpü + tıpa + bakır ağırlığını tartınız. 2.2.5 SORULAR 1. Kullanılan bakır (II) oksitin kütlesi nedir? 2. Oluşan bakırın kütlesi nedir? 3. Kaybolan oksijenin kütlesi nedir? 4. Kaç mol bakır oluşmuştur? 5. Kaç mol oksijen kaç mol bakırla birleşmiştir? 6. En basit tam sayılı bakır ve oksijen mol oranları nedir? 7. Bakır (II) oksitin formülü nedir? 29 DENEY 3 ATOM VE MOLEKÜLLERİN BÜYÜKLÜKLERİ 3.1 GİRİŞ Atomlar ve moleküller bu kadar küçük olduklarına göre, boyutlarını ve kütlelerini ölçmeyi nasıl düşünebiliriz? Maddenin en küçük yapı taşları olan atom ve moleküller, oluşturduğu maddenin özelliklerini taşırlar. Bu özellikler ve maddelerin birbirleri ile olan etkileşmeleri moleküllerin boyutlarını ölçme olanağını sağlayabilir. 3.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Oleik asit, alkol, dereceli kap, genişçe bir tepsi, tebeşir, zımpara kağıdı, damlalık. 3.3 DENEYİN YAPILIŞI Genişçe bir tepsiye 2-3 cm yükseklikte su konulur. Su üzerine ince bir tabaka halinde tebeşir tozu dökülür. Bu tabakanın oldukça ince olmasına ve her tarafı kaplamasına dikkat edilir. Fazla miktarda oleik asit harcamamak için 1 ml oleik asiti 24 ml alkol ile karıştırıp 1/25 lik çözelti hazırlanacaktır. Bu 1/25 lik oleik asit çözeltisinden 1 ml alınarak tepsideki su üzerine 1 damla damlatılır. Biraz beklenir ve su üzerinde oluşan tabakanın çapı ölçülür. Su üzerinde bir katman oluştu mu? Bu katman oleik asit, alkol yoksa alkol-asit karışımı mıdır? Bir damla daha damlatın. Oleik asit katmanı büyüdü mü? Üçüncü bir damla daha damlatın. Oleik asit katmanı büyüdü mü? Su üzerine damlatılan oleik asit damlaları arttırıldıkça, oleik asit katmanının kalınlığının değiştiğini düşünür müsünüz? Çözeltiniz % 0,2 lik olduğuna göre, bir damladaki oleik asidin hacmi nedir ? Molekülleri küp şeklinde kabul ederseniz bir cm3 saf oleik asitte kaç tane molekül bulunur? Molekül sayısı = 3.1 30 Oleik asidin özgül kütlesi 0,89 g/cm3 olduğuna göre bir oleik asit molekülünün kütlesi ne olur? Oleik asit molekül küp şeklinde kabul edildi. Katmanın kalınlığı küpün bir kenarını verir. Bundan molekülün hacmi bulunur. Molekülün kütlesi = Molekülün hacmi (cm3) • 0,89 g/cm 3 Bu işlemi gazlar için yapamayız. Neden? 3.4 SORULAR VE PROBLEMLER 1. 0,4 g altından eni 10 cm, boyu 20 cm olan bir levha yapsanız kalınlığı ne olur? Bu kalınlığa kaç tane atom sığar? 2. Küre şeklinde ve 2 mm çapında olan bir toplu iğne başında kaç tane atom vardır? (Toplu iğnenin 2∙10־8 cm çapında, küre şeklinde atomlardan oluştuğunu kabul edin.) 31 DENEY 4 ATOM VE MOLEKÜL YAPILARININ GEOMETRİK ÇİZİMİ 4.1 GİRİŞ Molekül çizimi, reaksiyon diyagramlarının çizimi, üç boyutlu yapılar, çizilen molekülü adlandırma, molekül adından yapı çizimi, stereokimya belirleme, yapıdan kapalı (empirik) formül, molekül ağırlığı, kütlece yüzde belirleme, teorik olarak NMR datalarını hesaplama, cam malzeme aparatları ve endüstriyel proseslere ait çizimler vb işlevlere sahip çok yönlü bir programdır. http://www.cambridgesoft.com/ web adresinden program hakkında detaylı bilgi alınabilir. 4.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Bilgisayar, Chemdraw programı (Lisanslı veya Demo programı kullanılmalıdır) 4.3 DENEYİN YAPILIŞI 1. Başlat-Tüm Programlar-ChemOffice’ den Chem Draw Ultra 10.0 programını çalıştırınız. 2. “View” menüsünden ‟Show Main Tools” araç çubuğunu açınız.(Araç çubuğunun isminin başında onay işareti görülür.) Kapatınız, tekrar açınız. İmleci üzerinde gezdirip, simgeler üzerinde bekleyerek açılan pencereden ismini okuyunuz ve o simgenin hangi işleve sahip olduğunu belirlemeye çalışın. 3. “Show Main Tools” araç çubuğundaki Çizgi simgesini (solid bond) tıklayarak düz bir çizgi çiziniz. Çizginin düz olması için, işlemin başından sonuna kadar, klavyenin ‟shift” tuşunu basılı tutunuz. 4. Araç çubuğundaki simgeleri inceleyiniz. İşlevlerini görmek için üzerine gidip tıklayınız, sonra boş sayfa üzerinde herhangi bir yere tıklayarak kare, dikdörtgen, nokta, ok gibi simgeler çizmeğe çalışınız.. 5. “Object” menüsünden “Fixed Lengths” alt menüsünü açarak, istediğiniz uzunlukta çizgi çizip-çizemeyeceğinizi inceleyiniz. 32 6. “File” menüsünden “Document Setting” alt menüsünü açınız. Layout, Footer, Drawing, Daptions, Atom labels, Colors menülerini açarak, yapacağınız işlemlerde, bu menüyü kullanarak neleri değiştirebileceğinizi inceleyiniz. 7. “Show Main Tools” araç çubuğundaki Seçim (Lasso), Çoklu seçim (Marquee), Silgi (Eraser) menülerini kullanınız. 8. “Show Main Tools” araç çubuğundaki A harfini (text menüsü) tıklayarak nasıl yazı yazabileceğinizi öğreniniz. Yazı içinde alt simge ve üst simge yapmayı deneyiniz. Bunun için .”View” menüsünden “Show Style ToolBar” araç çubuğunu kullanınız. 9. Sırasıyla aşağıdaki şekilleri çiziniz. H3C S CH2 Br HO O O OAc HO LUMODien HO O OAc HOMODienofil 10. Birinci sırada çizdiğiniz şekli seçiniz. “Structure” başlığından “Convert Structure to Name” simgesini tıklayarak şekle ait ismi okuyunuz. Aynı işlemi diğer şekiller için de yapınız. 11. “Structure” başlığından “Convert Name to Structure” simgesini tıklayarak açılan kutuya “ethanol” yazın ve çizilen şekli inceleyiniz. Aynı işlemi “Methane”, “Benzen”, “1,2dichlorobenzen” için tekrarlayınız. 12. Basit yapılı şekillerden birini seçin. “View” menüsünden “Show Analysis Window” komutunu çalıştırın. Açılan pencereyi inceleyin “Paste” seçeneği ile kullandığınız sayfaya yapıştırın. 13. Birinci sırada çizdiğiniz şekli kopyalayınız. Başlat-Tüm Programlar-ChemOffice ’den Chem3D Pro ’yu açın ve kopyaladığınız şekli buraya yapıştırın. “Display Mode” menüsündeki Wire Frame, Sticks, Ball&Stick, Clyndrical Bonds, Space Filling başlıklarını tıklayarak şekildeki değişiklikleri gözleyin. 33 4.4 SORULAR 1. Aşağıdaki molekül yapısını çizmeye çalışın. R R N N O N R O N R 2. Aşağıdaki molekül yapısını çizmeye çalışın. 3. “Show Main Tools” araç çubuğundaki “Templates” başlığı altındaki “Clipware, Part1” ve “Clipware, Part2” alt başlıklarındaki cam malzeme aparatlarını kullanarak damıtma olayı için düzenek hazırlayınız. 4. Diğer menüleri inceleyerek neler yapabileceğinizi araştırınız. 34 DENEY 5 BAĞIL ATOM KÜTLESİNİN TAYİNİ 5.1 GİRİŞ Aynı basınç ve sıcaklık şartlarında herhangi bir gazın bir molü aynı hacmi işgal eder. Bu deneyde, kütlesi bilinen magnezyumdan üretilen hidrojen gazının mol sayısı ölçülür. Bu nedenle, magnezyumun bağıl atomik kütlesi hesaplanabilir. 5.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER 2 M hidroklorik asit (tahriş edici), magnezyum şerit (0,02–0,04 g) (~3,5 mm standart şerit) (yanıcıdır), büret, büret tutacağı, 250 ml beher 5.3 DENEYİN YAPILIŞI Önceden yöntemi göstermeniz önerilir. Ters çevirme işlemi zor değildir. Büretin açık olan dudak kısımlarını parmağınız ile kapatınız. Aniden büretin musluk olan ucunu yukarıya doğru çevirerek düşey pozisyonda durmasını sağlayınız. Büret içerisindeki sıvı seviyesinin dereceli kısımdan başlaması önemlidir. Eğer sıvı seviyesi dereceli kısma gelmemişse musluğu yavaşça açınız, bu durum sıvı seviyesinin düşmesini sağlayacaktır. Magnezyum şeridi katlamayınız, eğerek magnezyum şeridin gergin bir şekilde büret içerisinde durmasını sağlayınız. Normal şartlar altında (NŞA) (0 °C, 101,500 N m-2) bir mol gazın hacmi 22,4 lt'dir. (Oda sıcaklığında ve ortalama basınçta, öğrenciler hacmi yaklaşık 24 lt alabilir). İsteyen öğrenciler aşağıdaki denklemi kullanarak NŞA' daki hacmi bulabilirler. P1 V1 / T1 = P2 V2 / T2 5.1 Laboratuvardaki sıcaklık ve basınç ölçülmelidir. Magnezyumun kütlesi 0,03 g kullanıldığında toplanan hidrojen gazının hacmi yaklaşık 30 ml olacaktır. Şekil 4. Büret, pipet ve dereceli silindirlerin okunmasında menüsküs 35 Magnezyum tel şerit Büre t Seyreltik HCl Büret Beher Magnezyum tel şerit Su Şekil 5. Büret kullanılan gaz toplama düzeneği 1. Magnezyum şerit parçasını temizleyiniz (yaklaşık 3,5 cm uzunluğunda) ve şerit parçasını hassas bir şekilde tartınız (bu miktar 0,02 ve 0,04 g arasında olmalıdır) 2. Büret içine 25 ml su koyunuz. Dikkatli bir şekilde bunun üzerine 25 ml seyreltik hidroklorik asit ekleyiniz. 3. 250 ml behere 50 ml su ekleyiniz. 4. Magnezyum şerit büretin ucuna kendi gerginliğinde durabilecek şekilde yerleştirilir. 5. Büreti çok hızlı bir şekilde su içerisine yerleştiriniz. (Bu işlem çok hızlı ve dikkatli yapılırsa çok az kayıp olacaktır. Büret içerisindeki sıvı seviyesi dereceli kısımdan başlamasına dikkat ediniz. Eğer değilse musluğu açarak seviyeyi ayarlayınız.) 6. Büreti dikey bir şekilde tutturunuz. 7. Büreti okuyunuz (Büretin ters olduğuna dikkat ediniz.) 8. Asit aşağıya doğru yayılırken magnezyumla nasıl reaksiyona girdiğini gözlemleyiniz ve magnezyum şeritin tamamı reaksiyona girinceye kadar bekleyiniz. 9. Büret üzerindeki yeni hacmi okuyunuz (Büretin ters olduğuna dikkat ediniz.) 10. Sonuçları kaydediniz. 5.4 SORULAR Reaksiyon eşitliği aşağıdaki gibidir; Mg + 2 HCl MgCl2 + H2 Buna göre aşağıdaki boşlukları doldurunuz _ g magnezyumdan _ ml hidrojen üretilir. 5.2 36 _ g magnezyumdan 1 ml hidrojen üretilir. _ g magnezyumdan 24000 ml hidrojen üretilir. _ g magnezyumdan 1 mol hidrojen gazı üretilir. Bir mol hidrojen gazı üretmek için kullanıldığı hesaplanan Mg miktarı, bir mol magnezyumun kütlesidir. Sayısal olarak, bu sayı magnezyumun bağıl atom kütlesidir. 37 DENEY 6 REAKSİYON ISILARININ TOPLANABİLİRLİĞİ KANUNU VE REAKSİYON ISISI TAYİNİ 6.1 GİRİŞ Termokimyasal hesapların temeli 1840 yılında G. H. Hess tarafından deneysel olarak bulunan sabit ısı yasasıdır. Hess yasası (Reaksiyon ısılarının toplanabilirliliği), tepkime ister bir basamakta, ister birkaç basamakta gerçekleşmiş olsun, herhangi bir kimyasal tepkimedeki entalpi değişiminin sabit olduğunu belirtir. Buna göre termokimyasal veriler cebirsel olarak işlem görebilirler. Örneğin, grafit ile oksijenin tepkimeye girerek karbondioksit gazı oluşturduğunu kabul edelim. C(grafit) + O2(g) CO2(g) HT = -393,5 kJ 6.1 Bu dönüşüm iki basamak üzerinden oluşabilir; önce grafit O2 ile tepkimeye girerek CO oluşturur, bunu CO in O2 ile tepkimeye girip CO2 oluşturması izler. Basamaklara ilişkin eşitliklerin toplanması doğrudan tepkime için verilen kimyasal eşitliğin aynı olan bir sonuç verir. C(grafit) + ½O2(g) CO(g) CO(g) + ½ O2(g) CO2(g) H1 = -110,5 kJ 6.2 H2 = -283,0 kJ 6.3 Termokimyasal veriler cebirsel olarak işlem görebildiğinden, başka tepkimeler için yapılan ölçümlerden yararlanarak herhangi bir tepkimenin entalpisi bulunabilir. HT = H1 + H2 6.4 Daha önce teorik yollarla (bilmediğimiz bir reaksiyonun entalpisini, bildiklerimiz sayesinde cebirsel olarak toplayarak) bulduğumuz reaksiyon entalpisini şimdi deneysel yollarla bulacağız. Bu deneyle ilgili olarak yapılan denemelerdeki hesaplarda aşağıdaki bilgilerden yararlanabilirsiniz. a. NaOH suda tamamen iyonlarına ayrışan kuvvetli bir bazdır. NaOH(k) Na+ (suda) + OH‒ (suda) 6.5 b. HCl suda tamamen iyonlarına ayrışan kuvvetli bir asittir. HCl(suda) H+ (suda) + Cl‒ (suda) 6.6 38 c. Bir ortamdaki H+ ve OH‒ iyonları eşit mol sayılarında birleşerek H2O oluştururlar. Bu durum iyonlardan biri veya ikisi tamamen tükeninceye kadar devam eder. Ortamdaki diğer iyonlar veya iyon türleri çözünmüş olarak kalır, herhangi bir değişikliğe uğramazlar. H+ (suda) + OH‒ (suda) H2O (s) 6.7 d. Bir reaksiyonda artan sıcaklık için alınan ısı miktarı aşağıdaki denklemle hesaplanır. Q = m∙c∙(tson‒tbaşlangıç) Burada m, kullanılan suyun g olarak miktarı, c suyun özısısı olup değeri 1 dir. e. Belli şartlar altında Q değeri H olarak kabul edilir. 6.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER NaOH ve HCl, 100 ml’lik erlenmayer, termometre, 100ml’lik mezür, baget, terazi 6.3 DENEYİN YAPILIŞI Önce erlenmayeri tartarak kütlesini bulunuz. İçine 100 ml musluk suyu ilave ediniz. Suyun sıcaklığını termometre ile dikkatlice ölçünüz. Çok hassas olarak tarttığımız 5 g NaOH’ı suyun içine koyduktan sonra baget ile karıştırarak çözünmesini sağlayınız. Erişilen son sıcaklığı kaydediniz, daha sonra buradan H1’i bulunuz. Sonra oda sıcaklığını ölçünüz. 50 ml 2,5 M NaOH çözeltisi ile 50 ml 2,5 M HCl çözeltisini temiz bir erlenmayerde karıştırınız. Karıştırdıktan sonra sıcaklığını ölçünüz. Buradan da H2’i bulunuz. Üçüncü işlem olarak erlenmayeri tartarak içine 100 ml 1,25 M HCl çözeltisi koyunuz. Sıcaklığını ölçerek ve 10 g NaOH’ı içine atarak karıştırınız. Buradan da H3’ü bulmuş olursunuz. Her üç denemede başlangıç sıcaklıklarının aynı olmasına dikkat edilmelidir. 6.4 SORULAR 1. H1 + H2 toplamının H3’e eşit olup-olmadığını araştırınız ve nedenini izah ediniz. 2. Reaksiyonlar sonucunda ortamda bulunan iyonları ve miktarlarını belirleyiniz 3. İlk iki deneme sonunda çözeltideki iyonların cins ve miktarlarını son denemede oluşan iyonların cins ve miktarları ile kıyaslayınız. 4. Reaksiyonlara ait denklemleri yazmayı deneyiniz. 5. Başlangıç sıcaklıklarının eşit olmaması deneyi nasıl etkiler ? 39 DENEY 7 A GAZLARIN YAYILMA HIZLARI 7A.1 GİRİŞ 7A.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Amonyak NH3, hidroklorik asit HCl, büret kıskacı ve sporu, cam boru, pamuk, beher, cetvel (mm taksimatlı) 7A.3 DENEYİN YAPILIŞI İlk önce bunzen mesnedini dik olarak bir düzleme konulur. Bunzen mesnedi üzerine bunzen kıskacını yerleştirilir. Bunzen kıskacını cam boruya yatay olarak konulur. Bir beher içindeki bir miktar NH3 içine elimizde bulunan yeterli büyüklükteki pamukları daldırınız. Daha sonra cam borunun bir tarafına konulur. Ardından diğer bir behere HCl konulduktan sonra bu kaptaki HCl’ e batırılan pamuk cam borunun diğer tarafına konulur. Bu düzeneği hazırladıktan sonra tüp içinde beyaz bir renk belirinceye kadar beklenir. Oluşan beyaz renkli kısmın pamuklara uzaklığını ölçün. HCl NH3 Şekil 6. Gaz difüzyon deney düzeneği Düzenekteki reaksiyon bir tarafta devam ederken biz de elimizde bulunan beherlerdeki NH3 ve HCl’i bir beher içinde karıştırdık. Daha sonra beherin dibinde asidik karakterli tuz 40 oluşumunu gördük. Çünkü amonyak zayıf baz, hidroklorik asit kuvvetli asit olduğundan oluşan tuz asidik özellik gösterdi. 7A.4 SORULAR 1. Maddelerin karışıp karışmadığını izah ediniz. 2. Bir tepkime oluştuysa denklemini yazınız. 3. Hangi gaz daha hızlı hareket etmiştir ? Neden böyle düşünmektesiniz ? 41 DENEY 7 B SIVILARDA DİFÜZYON 7B.1 GİRİŞ Difüzyon (yayılma olayı) sıvılarda da olur. Fakat bu olay gazlardan daha yavaştır. Sıvı taneciklerinin hareketleri sınırlıdır. Bu deney sıvılardaki difüzyonu açıklar. 7B.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Kurşun nitrat kristali (zehirli), Potasyum iyodür kristali, Saf su, Petri kabı, Pens Kurşun nitrat ve potasyum iyodür çözeltileri katı sarı kurşun iyodür yığınları vermek üzere reaksiyona girerler. 7B.3 GÜVENLİK Denemeyi çeker ocak içinde yapınız. Kurşun nitrat zehirlidir. Kristalleri tutmak için pens kullanınız. 7B.4 DENEYİN YAPILIŞI 1. Petri kabını saf su ile doldurunuz. 2. Pens kullanarak kurşun nitrat ve potasyum iyodür kristallerini petri kabının zıt taraflarına koyunuz. 3. Katı kristallerin çözeltileri oluşur ve birbiriyle reaksiyona girer. Neler olduğunu gözlemleyiniz. 4. Difüzyon olayını izleyiniz. Bu arada iki kristal arasında sarı renkli bir katı fazı yavaşça oluşur. Potasyum iyodür kristali Kurşun nitrat kristali Şekil 7. Sıvı difüzyonu 42 7B.5 SORULAR 1. Kimyasal formül kullanmadan reaksiyon eşitliğini, madde isimleri ile yazınız. 2. Reaksiyon için formül eşitliğini yazınız. 3. Bu difüzyon yöntemi nasıl açıklanabilir. 4. Kurşun nitrat ve potasyum iyodür kristallerinin sudaki çözeltileri sarı renkli katı fazı oluşturur ve bu faz hangi kristale daha yakındır. Hangi reaktif daha hızlı difüzlenir? Kurşun iyonu mu yoksa iyodür iyonu mu? Neden? 43 DENEY 8 KARBONDİOKSİT GAZININ HAZIRLANIŞI VE ÖZELLİKLERİ Renksiz bir gaz olan karbondioksit, azot gibi yanmayı engelleyici bir maddedir. Karbondioksidin öz kütlesi havadan daha büyüktür. Laboratuvar ortamında karbondioksit, karbonatların asit ile tepkimesinden elde edilir. CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O 8.1 Asidik oksit olan karbondioksit gazı susuz asit (asit anhidrit) olarak bilinir. Karbondioksit bazlara karşı asit davranışı gösterir. CO2 + NaOH Na2CO3 + H2O 8.2 Karbondioksit gazı suda az çözünür. 8.1 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Kalsiyum karbonat CaCO3, 10% 'luk hidroklorik asit HCl, kireç suyu (kalsiyum hidroksit Ca(OH)2 çözeltisi) , ayırma hunisi, erlenmayer, 150 ml-200 ml-500 ml beher, deney tüpü, dik açılı cam boru, üç ayak, destek çubuğu, bunzen kıskacı, bağlama parçası, iki delikli lâstik tıpa, 10 cm plastik hortum, spatül, koruyucu gözlük, mum (üç farklı uzunlukta) 8.2 DENEYİN YAPILIŞI 1. Deney tüpünün 2/3'ü temiz ve duru kireç suyu çözeltisi ile doldurunuz.. Not: Kendi kendinize kireç suyu hazırlayacaksınız, deneyden önce başlayın ve çözünmemiş kalsiyum hidroksitin çökmesini bekleyin. 2. Erlenmayere 2 spatül kalsiyum karbonat koyunuz. 3. Ayırma hunisi lastik tıpanın deliklerinden birine dik açılı cam boru da diğer deliğe yerleştiriniz. Not: Güç kullanmadan ayırma hunisi ve dik açılı cam boru dikkatlice çevrilerek tıpaya yerleştirilir. Ayrıca cam-plastik bağlantılar önceden vazelin ile yağlanır. 4. Dik açılı cam boruya yaklaşık 20 cm uzunluğunda plastik hortum takarak plâstik hortumun diğer ucu deney tüpündeki kireç suyuna daldırınız. 5. Şekil-l'de görülen düzeneği kurunuz. 7. Ayırma hunisinin musluğunu kapatınız ve yaklaşık yarısına kadar seyreltik asit ile doldurunuz. 44 8. Ayırma hunisinin musluğu yavaşça açınız ve kalsiyum karbonat içindeki asit üzerine damlatınız ve daha sonra musluğu kapatınız. Not: Hidroklorik asit damla damla eklenir. Aksi halde tepkime çok şiddetli gerçekleşir. 9. Adım 2 gaz çıkışı tamamlanana kadar tekrar ediniz. Gözlemleri "Gözlemler ve Veri Tabloları" bölümüne yazınız. Uyarı: Kireç suyu ve hidroklorik asit ciltte yanmalara neden olur. 10. Deney tüpündeki kireç suyu dökünüz ve deney tüpünü temizleyiniz. Deney tüpünün yarısı saf su ile doldurunuz. 1 'den 3'e kadar olan adımları taze kalsiyum karbonat ile tekrar ediniz. 11. Turnusol kağıdıyla suyun asitliğini inceleyin. Gözlemlerinizi yazın. Not: Suyun asitliğini gözlemlemek için, suya 10 damla metil kırmızısı ayıracı eklenebilir. 12. 400 ml'lik bir beherglasın dibine erimiş mum yardımıyla Şekil 10’da olduğu gibi üç mum yerleştirin. 13. Lastik hortumun açık ucu beherin dibine yerleştirin ve mumları yakın. l'den 3'e kadar olan basamaklar tekrar ederek, gözlemlerinizi yazınız. 14. En küçük mumu 150 ml lik beherglasa konularak yakınız. 15. Lâstik hortumun ucu 200 ml'lik diğer bir beherin içine yerleştiriniz. Beherin içini, 1 ve 3 arasındaki basamakları tekrar ederek karbon dioksit ile doldurunuz. Not: Beherin etrafında hava akımının olmamasına dikkat edilir, aksi halde karbondioksit etrafa yayılır. 16. 150 ml'lik beher içinde yanan mumun üzerine, karbondioksit bir sıvı gibi dikkatlice dökerek, gözlemlerinizi yazınız. Not: Karbondioksit gazı ile dolan beherglas dikkatlice hareket ettirilmelidir. Aksi halde karbondioksit etrafa yayılır. Şekil 8. Karbondioksit gazının özelliklerinin incelenmesi 45 8.3 SORULAR 1. Deneyi dikkate alarak, oluşan karbondioksit gazının özelliklerini aşağıya listeleyiniz. 2. Karbondioksit testini gösteren kimyasal tepkimenin denklemini yazınız. 3. Karbondioksit kireçli sudan geçirildiğinde, ilk önce bulanıklık oluşur ve sonra yok olur. Nedenini açıklayınız. 4. Karbondioksit sudan geçirildiğinde, turnusol kağıdın rengi ne oldu? Nedenini açıklayınız. 5. Yan yana duran üç muma karbondioksit gönderildiğinde neden sırayla söner? 6. Karbondioksidin bir sıvı gibi behere dökülmesini ne sağlar? 7. Karbondioksit doğada nasıl bulunur? Bu oluşumlarda karbondioksidin bulunduğunu nasıl test edersiniz? 8. Karbondioksit gazının kullanım alanlarını yazınız. Karbondioksidin hangi özellikleri bu alanlarda faydalı olmasına neden olur? 46 DENEY 9 ÇÖZELTİLER VE ÇÖZELTİ DERİŞİMLERİ Çözeltiler kimyasal reaksiyonlar için ideal ortam sağlamaları bakımından çok önemlidirler. 9.1 ÇÖZELTİ TÜRLERİ Çözeltiler, fiziksel özellikleri her yerinde aynı olan homojen karışımlardır. Bir çözeltide en az iki bileşen vardır. Çözelti içinde miktarı çok olan bileşene "çözücü", miktarı az olan bileşene ise "çözünen" denir. Çözücü ve çözünen; katı, sıvı veya gaz olabilir. Buna göre çeşitli çözeltiler hazırlanabilir. ÇÖZÜCÜ Katı Katı Katı Sıvı Sıvı Sıvı Gaz Gaz Gaz 9.2 ÇÖZÜNEN Katı Sıvı Gaz Katı Sıvı Gaz Katı Sıvı Gaz ÖRNEK Alaşımlar Ag-Hg Karışımı H2'li Pd Tuzlu Su Alkollü Su Gazoz Kükürtlü Hava Nemli Hava Hava ÇÖZELTİ DERİŞİMLERİ Kimyada çözelti derişimlerini ifade etmek için çeşitli birimler kullanılır. 9.2.aAğırlıkça (veya kütlece) yüzde [%(a/a)]: Bir çözeltide, bir bileşenin ağırlık yüzdesi o bileşenin ağırlığının, toplam çözelti ağırlığına oranının yüz katıdır. % çözelti = [Çözünenin kütlesi / Çözeltinin kütlesi] x 100 9.1 100 gr çözeltide çözünen maddeyi g cinsinden verir. 9.2.bMolarite (Molar Derişim): 1 lt çözeltideki çözünen maddenin mol sayısına denir. M ile gösterilir. Örneğin 2 Molar NaOH çözeltisi, litresinde 2 mol NaOH bulunan çözelti demektir. M = çözünen maddenin mol sayısı / çözelti hacmi (L) = mol / L 9.2 M = n/V 9.3 9.2.cMolalite: 1000 gram çözücüde çözünmüş maddenin mol sayısına denir ve m ile gösterilir. Molariteden en önemli farkı, çözücü ve çözünen miktarının bilinmesi fakat çözelti hacminin bilinmemesidir. 47 m = Çözünen madde miktarı (mol)/ Çözücü miktarı (kg) 9.4 9.2.cNormalite: 1 lt çözeltide çözünen maddenin eşdeğer-gram (ekivalent) sayısıdır. N ile gösterilir. Normal çözeltiler, molar çözeltiler gibi çözeltinin toplam hacmine dayanır. Eşdeğer-gramın tanımı, dikkate alınan tepkimenin türüne bağlıdır. Her zaman için reaksiyona giren reaktifin bir eşdeğer gramının diğer bir maddenin bir eşdeğer gramı ile tepkimeye girdiği kabul edilir. Bu tür çözeltilerin hazırlanmasında en önemli kısım eşdeğer ağırlığın hesaplanmasıdır. Eşdeğer-gram sayısı = 9.5 Eşdeğer ağırlık = 9.6 N = Çözünen maddenin eşdeğerlik sayısı / çözelti hacmi (lt) 9.7 ETKİN DEĞERLİK (TESİR DEĞERLİĞİ): 9.3 1. Asit ve bazlarda çözeltiye verilen H+ ve OH‾ sayısıdır. 2. Yükseltgen ve indirgenlerde alınan veya verilen elektron sayısıdır. 3. Tuzlarda toplam pozitif veya negatif yük sayısına eşittir. Eşdeğer-gram sayısının, eşdeğer ağırlığı ile çarpımı çözeltide çözünen maddenin gram miktarını verir. KONSANTRE ÇÖZELTİLERİN DERİŞTİRİLMESİ-SEYRELTİLMESİ 9.4 Çözelti seyreltilmesi, ya çözeltiye çözücü eklenerek veya çözeltiden çözünenin çöktürülmesiyle yapılır. Çözeltinin deriştirilmesi ise çözeltiden çözücünün buharlaştırılması veya çözünen maddenin ilave edilmesiyle yapılır. M1 x V1 = M2 x V2 9.8 Bu formül kullanılırken, çözünen madde miktarının değişmemesi gerektiğine mutlaka dikkat edilmelidir. 9.5 ÇÖZELTİ HAZIRLANIRKEN DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN KURALLAR 1. Çözelti hazırlamada kullanılan cam kaplar temiz ve kuru olmalıdır. 2. Herhangi bir maddenin istenen çözeltisinin hazırlanmasında, o maddenin orijinal şişesinin etiketinde yazılı olan % derişim ve yoğunluk bilgilerine dikkat edilmelidir. 3. Çözelti hazırlamada kullanılan su, oda sıcaklığında ve saf olmalıdır. 48 4. Katıların çözeltisi hazırlanırken, tartımı alınan katının önce bir beher veya erlende çözülmesi, sonra bir balon jojeye aktarılması gerekir. Kullanılan beherin bir miktar daha saf su ile çalkalanıp bu suyun da çözeltiye eklenmesi gerekir. 5. Belli hacimdeki sıvıların aktarılmasında pipetler kullanılır. Bilhassa zehirli ve kolay buharlaşabilen maddelerin aktarılmasında ağızla emme kesinlikle yapılmaz. Bunun için puarlar kullanılır. 6. Balon jojelerde çalkalama özel bir dikkat gerektirir. Bunun için balon jojenin kapağı sıkıca kapatıldıktan sonra kapak avuç içine alınıp ters çevrilir ve öteki el ile balon jojenin geniş kısmında tutulur. Bu şekilde iyice çalkalandıktan sonra tekrar eski haline getirilir. 7. Balon jojede kesinlikle çözelti saklanmaz. Hazırlanan çözelti uygun hacimdeki temiz ve kuru bir şişeye boşaltılır ve etiketlenir. Etiket üzerine, çözeltinin cinsi ve derişimi, hazırlama tarihi mutlaka yazılır. 8. Çözeltisi hazırlanacak olan madde asit ise, balon jojenin içine bir miktar su koyulur. Asit bu suyun üzerine yavaş yavaş ve gerekirse musluk altında soğutularak eklenir. 9. Balon jojeler kesinlikle ısıtılmaz. 10. Çözelti hazırlamaya başlamadan önce yapılan hesaplamalar bir kez daha gözden geçirilir. 11. Hacim ölçümünde kullanılan kaplar belli seviyelerine kadar doldurulurken, cidarlarında hava kabarcığı kalmamasına ve bu volumetrik kapların kalibrasyonu 25°C için yapılmış olduğundan, ölçülen sıvının bu sıcaklıkta olmasına özen gösterilmelidir. 9.6 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Derişik H2SO4, Katı NaOH, Potasyum dikromat, Katı KMnO4, Baget, Balon Joje, Terazi, Mezür, Pipet, Mikro Pipet, Spatül 9.7 DENEYİN YAPILIŞI Yukarıda anlatılan çözelti hazırlama kurallarına uygun olarak, miktarlarını elinizdeki balon jojelere göre ( 100 ml, 250 ml gibi) ayarlayarak, aşağıdaki çözeltileri hazırlayın. Hazırlanacak Çözeltiler 1. 0,1 N KMnO4 çözeltisi 2. 0,1 M ve 0,04 N NaOH çözeltisi 3. Yoğunluğu 1,8337 g/ml, ağırlıkça yüzdesi %95’lik, molekül ağırlığı 98 g/mol olan H2S04’ den yoğunluğu d=l ,52 g/ml olan çözeltisi 4. %5' lik K2Cr207 çözeltisi 49 DENEY 10 ÇÖZELTİLERİN KAYNAMA NOKTASI Kaynama noktası saf maddeler için ayırt edici bir özelliktir ve sabit bir değerdedir. Fakat çözeltilerin sabit bir kaynama noktası yoktur. Çözüneni uçucu olmayan çözeltilerin buhar basıncı, sabit bir sıcaklıkta saf çözücünün buhar basıncından düşük olur. Kaynama noktası buhar basıncının atmosfer basıncına eşit olduğu sıcaklık olduğuna göre, çözüneni uçucu olmayan bir çözeltinin sıcaklığı saf çözücünün kaynama noktasına ulaştığında, çözeltinin buhar basıncı atmosfer basıncından düşük olacaktır. Buhar basıncı sıcaklıkla arttığına göre, çözeltinin buhar basıncının atmosfer basıncına ulaşarak kaynamaya başlaması için, çözeltinin sıcaklığının saf çözücünün sıcaklığından daha yüksek olması gerekir. Bu nedenle çözüneni uçucu olmayan çözeltilerin kaynama noktası saf çözücününkinden daha yüksek olur. Çözeltilerin saf çözücüye göre daha yüksek sıcaklıkta kaynaması yanında, kaynama süresince sıcaklık sabit kalmaz. Çünkü kaynama süresince çözücü çözeltiden buharlaşarak ayrılacağından, geride kalan çözeltinin derişimi artacaktır. Derişimin artmasıyla buhar basıncındaki düşme de artacak ve çözeltinin kaynama noktası kaynama süresince artacaktır. Bu nedenle çözeltiler kaynarken sabit bir kaynama noktası gözlenemeyecektir. Çözeltiyi kaynama başladıktan sonra ısıtmaya devam edersek, çözücünün buharlaşmasından dolayı zamanla derişim ve kaynama noktası artmaya devam edecektir. Derişimdeki bu artma doygun bir çözelti oluşuncaya kadar devam eder. Bundan sonra su buharlaşırken çözünen de kristallenerek çökmeğe başlar ve bu andan sonra çözeltinin derişimi sürekli sabit kalır. Çözelti kaynarken sıcaklığın artması, derişim artmasından kaynaklandığı için doymuş çözeltiye ulaşıldıktan sonra, çözücünün tümü buharlaşıncaya kadar sıcaklık sabit kalır. Böylece sadece doymuş çözeltilerde kaynama noktası sabit olur. Doymamış çözeltilerin sabit bir kaynama noktası yoktur. Çözüneni uçucu ve elektrolit olmayan çözeltilerin kaynama noktasındaki yükselme o çözeltideki çözünmüş maddenin tanecik sayısına bağlı olarak değişir. Bir çözeltinin kaynama noktası yükselmesi molalitesi ile doğru orantılıdır. Bu orantı, Kb gibi bir sabitle çarpılarak eşitliğe dönüştürülürse, Tb = m∙Kb 10.1 50 eşitliği elde edilir. Bu eşitlik molalitesi bilinen bir çözeltinin kaynama noktası yükselmesinin hesaplanmasında kullanılır. Kb'ye molal kaynama noktası yükselmesi sabiti (ebuliyoskopi sabiti) denir. Buna göre çözeltinin kaynama noktası yükselmesi Kb ile molalitesinin çarpımına eşittir. Kb'nin sayısal değeri çözücünün türüne göre değişir. Çözünenin elektrolit olması durumunda çözeltinin kaynama noktası yükselmesi de donma noktası düşmesinde olduğu gibi, Tb = i∙m∙Kb 10.2 eşitliğinden hesaplanır. Ancak çözünenin uçucu olmaması şartıyla bu eşitlik kullanılabilir. Kaynama noktası yükselmesinden, çözünenin iyonlaşma derecesi ve mol kütlesi hesaplanabilir. 10.1 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Saf su, saf sofra tuzu NaCl, şeker tozu C12H22O11, termometre. mezür, kronometre, şilifli beher veya büyük tüp, lastik veya mantar tıpa,hortum, beher, ısıtıcı, barometre 10.2 DENEYİN YAPILIŞI 1. Aşağıdaki gibi bir kaynama düzeneği hazırlayınız. Çıkan sıcak buharın zarar vermesini önlemek için çıkış hortumunu su dolu bir behere daldırınız. Termometre Damıtma kabı Toplama kabı Isıtıcı Soğutma kabı Şekil 9. Kaynama noktasını ölçme 2. Laboratuvarın hava basıncını ölçünüz. 3. Damıtma kabına miktarını ölçerek 50 ml saf su koyunuz. 51 4. Sıcaklığı tam olarak okuyarak, kaydediniz. 5. Isıtıcıyı, suyun sıcaklığı dakikada yaklaşık 10oC artacak şekilde ayarlayınız. 6. Her 30 saniyede sıcaklığı kaydediniz. 7. Kaynama noktasına yaklaştığınızda, ısıtıcıyı, suyun sıcaklığı dakikada yaklaşık 5oC artacak şekilde ayarlayınız. 8. Kaynama başladıktan sonra deneyi 2-3 dakika kadar daha devam ettiriniz. 9. Sonuçlarınızdan faydalanarak olaya ait sıcaklık-zaman grafiğini çiziniz. 10. Aynı denemeleri (2-9) içinde 7,3125 g yemek tuzu çözünmüş çözeltiyle tekrarlayınız. 11. Aynı denemeleri (2-9) içinde 3,65625 g yemek tuzu çözünmüş çözeltiyle tekrarlayınız. 11. Aynı denemeleri (2-9) içinde 42,75 g şeker çözünmüş çözeltiyle tekrarlayınız. 10.3 SORULAR 1. Saf bir sıvının kaynama grafiği ile çözeltinin kaynama grafiğini karşılaştırınız. 2. Çözünmenin kaynama noktası üzerindeki etkisini açıklayınız. 3. Derişimin kaynama noktası üzerindeki etkisini açıklayınız. 4. Basınç değişimlerinin kaynama grafiği üzerindeki etkisini izah ediniz. 52 DENEY 11 KAYNAMA SICAKLIKLARI FARKINDAN YARARLANILARAK SIVI KARIŞIMLARININ BİRBİRLERİNDEN AYRILMASI 11.1 GİRİŞ Destilasyonun amacı karışımdan saf sıvı veya diğer maddeleri elde etmektir. Basit bir destillemede ısıtılarak buhar haline geçirilen sıvı madde bir soğutucuda yoğunlaştırılarak toplama kabında yeniden saf sıvı halde toplanır. Destillenmede buharın yoğunlaştırılması ile elde edilen sıvıya destilat denir. Uçucu bir sıvı ile buharlaşmayan bir katının karışımı bu şekilde destillenme ile katılar sıvıdan kolayca ayrılırlar. Örneğin, içinde NaCl veya CaCl2 çözünmüş bir su destilasyona tabi tutulduğu zaman su buharlaşır ve tekrar yoğunlaşarak saf halde elde edilir. NaCl veya CaCl2 destilasyon kabında katı olarak kalır. Şekil 19 Basit bir destilasyon düzeneği Şekil 20 Damıtma düzeneğinde termometrenin durumu Laboratuvar koşullarında kullanılabilecek basit bir destilasyon cihazı Şekil 1.1’de görülüyor. Destile edilecek karışım destilasyon cihazına konarak ısıtılır. Sıvının buharı su ile soğutulmuş bir soğutucudan geçerek tekrar yoğunlaşır ve toplanır. Destilatın aynı kapta toplanmasına sıcaklık aynı kaldığı müddetçe devam edilir. Destilasyon sıcaklığının aynı kalması, istenen maddenin destilasyonunun devam ettiğini gösterir. Ancak iki uçucu sıvının karışımını böyle bir basit destilleme ile ayırmak mümkün değildir. Örneğin su-alkol karışımı basit destilleme ile bileşenlerine ayrılamaz. Çünkü alkolün kaynama sıcaklığı olan 78 °C de alkol ile birlikte bir miktar suda buhar haline geçer. Bir 53 karışım olan buhar, olduğu gibi yoğunlaştırıldığında yine bir alkol-su karışımı elde edilir. Ancak bir seri destilasyon sonunda daha kolay buharlaşan sıvıca daha zengin bir destilat elde edilir. Nitekim bu yönde yapılan destilasyon işleminde, %95'lik etilalkol, hacimce suyla % 50 oranında seyreltilerek destilasyon işlemine sokulduğunda, ortam 78°C sıcaklığa yükseldiğinde, etil alkolün kaynama noktasına ulaşılabilmektedir. Belirtilen sıcaklık, sabit değerini koruduğu sürece geçen destilattaki etilalkol oranı %95 saflıktadır. Etanol-su sistemi göz önüne alındığında, saf etanolün 1 atm. Basınç altındaki kaynama noktası 78,3oC büyüklüğüyle belirlenebilmektedir. Eğer etanol bünyesinde ağırlıkça % 4,0 oranında su içeriyorsa, bu noktada çözelti saf bir madde gibi davranmakta ve azeotropik özellik göstererek, 78,14 oC’de kaynamaktadır. Diğer örnek HCl su sistemi incelendiğinde, saf HCl’in kaynama noktasının -80 oC olduğu bilinmektedir. HCl-su ikili sisteminde, su maksimum kaynama noktasına kayarak, HCl’in yüzde ağırlıkça miktarı % 20.222 değerine ulaştığında, söz konusu sistem bu noktada azeotropik karışım oluşturarak, 108,584°C sıcaklık noktasında saf bir madde gibi kaynamakta ve ortamdaki bileşenlerin ağırlıkça oranları korunarak destile olabilmektedir. Böyle karışımları ayırmak için fraksiyonlu destilleme veya ayrımsal damıtma denilen yöntem kullanılır. Fraksiyonlu destilleme de uzunca bir kolonda oluşan buharlar yoğunlaştırılarak kaba geri akıtılır. Kolonda aşağı doğru akan sıvı yukarı doğru çıkan buhar ile geniş yüzeyde temasa gelir. Bu temas sonucunda daha uçucu (kaynama noktası düşük) bileşen buharda zenginleşirken, az uçucu bileşen kaba geri akan sıvıda zenginleşir. Kolon yeterince uzun ise, kolonun ucundan alınan buhar bir soğutucudan geçirilip yoğunlaştırıldığında, saf halde daha uçucu bileşen elde edilir. Su-alkol karışımı örneğinde alkol destilat olarak elde edilir. Fraksiyonlu destillemenin en önemli uygulaması ham petrolün rafine edilmesidir. Uzun bir destilleme kolonunun değişik yüksekliklerinden petrolün farklı fraksiyonları elde edilir. Bu fraksiyonlar yakıt olarak veya sanayinin bir çok dallarında ham madde olarak kullanılır. Havadaki azot ve oksijen bu gazların kaynama noktalarının farklı olmasından yararlanılarak sıvılaştırılmış havanın fraksiyonlu destillenmesinden elde edilir. 11.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Erlenmayer, Uzun boyunlu destilleme balonu (250 ml), Kaynama taşı, Liebig soğutucu (düz), Bunzen mesnedi (iki adet), Kıskaç ve bağlama parçaları, Bunzen beki, Sacayağı, Tel kafes, Termometre, Delikli lastik tıpa (iki adet), Lastik hortum, Aseton (25 ml), Naftalin (3 g), 54 Yemek tuzu (3 g), Deney tüpleri (üç adet), Tüplük, Etiket (üç adet), Dereceli silindir (50 ml), Su 11.3 DENEYİN YAPILIŞI 1. Destilleme düzeneği kurulur. 2. Destilleme balonu, soğutucuya bağlanır. Soğutucunun girişi lastik hortumla musluk suyuna bağlanır ve çıkış suyu yine lastik hortum ile lavaboya verilir. Soğutucunun çıkışına bir erlenmayer yerleştirilir. 3. Düzeneğin sağlamlığı kontrol edilir. 4. 25 ml aseton ve 50 ml su destilleme balonuna konulur. Bu karışımdan bir miktar alınarak deney tüplerinden birine konulur. 5. Destilleme balonun içine bir kaç tane kaynama taşı eklenir. 6. Destilleme balonunun ağzı delikli mantar tıpaya geçirilmiş termometre ile kapatılır, bunzen beki yakılarak balon yavaş yavaş ısıtılır. 7. Her iki dakikada bir sıcaklığı kaydediniz. 8. İlk kaynamanın başladığı sıcaklığı kaydediniz. 9. İlk kaynamada oluşan buharlar soğutucudan geçerken yoğunlaşır ve sıvı destilat olarak erlenmayerde toplanır. Yoğunlaşma durup termometredeki sıcaklık yükselmeye başlayınca ısıtma durdurulur. (İstenirse, destilat 5 er ml’lik kısımlar halinde ayrı ayrı toplanabilir.) 10. Diğer iki deney tüpünden birine balonda kalan sıvıdan ve diğerine destilattan bir miktar konulur ve üç tüp etiketlendikten sonra tüplüğe yerleştirilerek incelenir. 11. Üç tüpteki sıvıları dikkatlice el ile yelpazelenmek suretiyle koklanır ve varsa farkları kaydedilir. 12. Her üç tüpe birer spatül tuz eklenir, dikkatlice çalkalayıp tüplükte dinlendirdikten sonra gözlemler kaydedilir. 13. Aynı tüplere bu sefer birer spatül naftalin ekleyiniz, dikkatlice çalkalayıp tüplükte dinledirdikten sonra gözlemler kaydedilir. 11.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR 1. Isınma olayına ait sıcaklık-zaman grafiği çiziniz. 55 2. Asetonun deney yaptığınız basınçtaki kaynama sıcaklığını, 8. Maddede bulduğunuz sıcaklıkla karşılaştırınız. 11.5 SORULAR 1. Bu deneyde yemek tuzu ve naftalinin kullanılma amacı nedir ? 2. Bu işlemler sonunda aseton su karışımını bileşenlerine ayırabildiğinizi düşünüyor musunuz? 3. Raoult kanunu nedir ? Uygulama alanları nelerdir ? 4. Su buharı destilasyonu nedir ? Hangi amaçla, nasıl kullanılır ? 56 DENEY 12 BİR MADDENİN ÇÖZÜNÜRLÜĞÜNÜN BELİRLENMESİ VE SICAKLIĞIN ÇÖZÜNÜRLÜĞE ETKİSİ 12.1 GİRİŞ Günlük yaşamda karşılaşılan maddelerin çoğu, saf maddelerin bir karışımı şeklindedir. Bazen bir maddenin başka maddelerin bir karışımı olduğu ilk bakışta anlaşılır. Ancak bazı maddelerin karışım olduğunu hemen anlamak kolay değildir. Birbirleri içerisinde her oranda karışarak homojen bir çözelti oluşturabilen sistemler (alkol-su, vb.) pek yaygın değildir. İki maddenin birbiri içinde homojen karışmasına çözünme denir. Bir çözeltiyi oluşturan maddelerden çok olanı genellikle çözücü, az olanı da çözünen olarak bilinir. Çözücü moleküllerinin bir iyon veya molekülü sarmasına solvatasyon, çözücünün su olması durumunda ise bu olaya hidratasyon denir.. Bir maddenin belirli bir çözücünün belirli bir miktarında, belirli basınç ve sıcaklıkta, çözünebilen maksimum miktarına (doygunluk hali) çözünürlük denir. Bu sınıra ulaşıldığında eklenen çözünen madde fazlası çözünmeden kalır ve çözünmeden kalan çözünen ile, çözünmüş haldeki çözünen arasında bir denge vardır. Çözücünün çözebileceği sınır miktardan daha az madde çözünmüş çözeltilere doymamış, daha fazla madde çözünmüş çözeltilere ise aşırı doymuş çözelti denir. Aşırı doymuş bir çözelti kararlı değildir ve küçük bir sarsıntıyla ya da az miktarda çözünen eklenmesiyle çözeltideki çözünen fazlası çökelerek çözeltiden ayrılmaya başlar. Bu çökelme çözelti doygunluğa erişene dek sürer. Sıcaklık ve basınç değiştirilmedikçe çözelti doygunluk durumunu korur. Bir maddenin belirli bir çözücüdeki çözünürlüğü, doygun çözelti derişimi ile ve genellikle çözücünün 100 g'ı ya da 100 ml'si başına çözünenin kütlesi olarak verilir. Çözünürlük çözücünün yapısına, çözünenin yapısına, sıcaklığa ve basınca bağlıdır. Çözünmeye etki eden faktörler; çözücü ile çözünen arasındaki moleküller arası kuvvetler, sıcaklık, çözümlendirmeye eşlik eden entropi değişimi, diğer maddelerin varlığı ve miktarları, bazen de basınç veya çözücü gazın kısmi basıncından etkilenir. Karıştırmak, çalkalamak, temas yüzeyini arttırmak ve sıcaklık çözünme hızını etkiler. Bir maddenin çözünürlüğü çeşitli yöntemlerle belirlenebilir. 1. Kütle ölçüm yöntemi (Gravimetri): Çözünürlüğü saptanacak maddenin doygun çözeltisi tartılır, çözücüsü uçurularak kalan katı madde tartılır ve çözünürlük belirlenir. 57 2. Hacim ölçüm yöntemi (Volumetri): Belli bir miktar doygun çözeltideki çözünen madde miktarı, ayarlı diğer bir çözelti ile titre edilerek bulunur ve çözünürlük belirlenir. 3. Elektro ölçüm yöntemi (Elektrometri): Çözelti doygun olmasına karşın, çözünen madde kütle ve hacim ölçüm yöntemleri ile belirlenemeyecek kadar az ise elektro ölçüm yöntemi kullanılır. Bu yöntem oldukça duyarlıdır. Kütle ölçüm yöntemi en kolay ve basit olanıdır ancak uzun süre gerektirir ve bazı durumlarda kullanılamaz. Örneğin, çözünürlüğü saptanacak katı uçucu ise çözücünün buharlaştırılması sırasında buharlaşabilir ya da kristal suyu içeren bazı maddeler kurutma sırasında bu sularını yitirerek bozunabilirler. Bu durum çözünürlüklerin hatalı olarak belirlenmesine neden olur. Bu nedenlerle daha az duyar olan dolaylı bir yöntem kullanılır. Bu yöntemde bir miktar madde tartılır ve belirli bir sıcaklıkta belirli hacimdeki suda, çözelti doygunluğa erişinceye dek çözülür. Çözünmeden kalan katı maddenin kütlesi ve hacminden görünür yoğunluk hesaplanır. Ölçülen hacim yalnızca katının hacmi değil katı taneciklerin ve aralardaki boşlukları dolduran doygun çözeltinin hacimleri toplamıdır. Bu nedenle görünür yoğunluk gerçek yoğunluktan daha küçüktür. Çözünmeden kalan tuzun görünür yoğunluğunun tüm sıcaklıklar için aynı olduğu varsayılabilir. Tek bir sıcaklık için bulunan görünür yoğunluk değeri, farklı sıcaklıklar için bulunan çözünmeden kalan katı hacmi ile çarpılarak çözünmeden kalan katının kütlesi, buradan da çözünen katının kütlesi ve çözünürlük hesaplanabilir. Çözünürken çevreden ısı alan maddelerin çözünürlüğü genellikle artan sıcaklıkla artar. Çözünürken çevreye ısı veren maddelerin çözünürlüğü ise artan sıcaklıkla azalır. Fakat maddelerin çözünürlüğünün sıcaklıkla değişimi ile ilgili genel bir kural yoktur. Her bir maddenin çözünürlüğünün sıcaklıkla değişimi deneysel olarak bulanabilir. Örneğin, artan sıcaklıkla KNO3'ın çözünürlüğünün üstel olarak arttığı, NaCl' ün çözünürlüğünün çok az değiştiği, Na2SO4.10 H2O'nun çözünürlüğünün ise önce üstel olarak arttığı daha sonra çok yavaş azaldığı gözlenmiştir. Bu maddeler için çözünürlüğün sıcaklıkla değişim grafiği şekildeki gibidir. Bu deneyde seçilen bir maddenin değişik sıcaklıklarda çözünürlükleri belirlenerek, sıcaklığın çözünürlüğe etkisi incelenecektir. 12.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Potasyum nitrat, Potasyum klorat, Potasyum klorür, Sodyum nitrat, Saf su, Deney tüpü (4 adet), Dereceli silindir 10 ml (1adet), Tüplük(1 adet), Deney tüpü tutacağı(1 adet), Termometre(1 adet), Isıtıcı(1 adet) 58 12.3 DENEYİN YAPILIŞI 1. Tüplüğe ısıya dayanıklı 4 deney tüpü yerleştirilir. 2. 7 g KNO3 ;6,5 g NaNO3 ;2,5 g KCl ; 1,5 g KClO3 tartılır. 3. Tuzlar deney tüplere ayrı ayrı konur ve deney tüpleri işaretlenir. 4. Her bir deney tüpüne 5 ml saf su eklenir ve deney tüpleri çalkalanır. 5. Her deney tüpü için gözlemler kaydedilir. 6. İçinde potasyum nitrat olan deney tüpü tutacakla tutulur. 7. Tuz tamamı çözünene kadar ısıtıcı aleviyle deney tüpü ısıtılır. 8. Isıtma durdurulur ve çözelti termometre ile karıştırılarak soğutulur (termometrenin tüpün cidarlarına çarpmamasına dikkat edilmelidir). Aşırı doyma ihtimalini önlemek için çözelti iyi bir şekilde karıştırılmalıdır. 9. İlk tuz kristalinin oluştuğu andaki sıcaklık termometreden okunarak tabloya yazılır. 10. Deney tüpüne 5 ml saf su eklenerek 6 ile 9 arasındaki basamaklar tekrar edilir. 11. 5 ml su eklenerek 10. adım iki kere daha tekrar edilir. 12. Basamak 6 ile 11 arası diğer tuzlar için tekrar edilir. Her deney tüpü için elde edilen veriler aşağıda verilen örneğe uygun tabloya yazılır. Ölçüm Suyun hacmi KNO3 NaNO3 KCI KClO3 1 ……°C ……°C ……°C ……°C ……….. ml 2 ……°C ……°C ……°C ……°C ……….. ml 3 ……°C ……°C ……°C ……°C ……….. ml 4 ……°C ……°C ……°C ……°C ……….. ml ler (Vsu) 12.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR 1. Tuzların çözünürlüğünü dört farklı sıcaklık için hesaplayınız ve aşağıdaki tabloyu doldurunuz (suyun öz kütlesi 1 g/ml olduğu için, suyun rakamsal olarak hacmi kütlesine eşittir.). m Çözünürlük= mtuz 100 su 12.1 59 KN03 Sıcaklık o ( C) Çözünürlük NaNO3 Sıcaklık (g/100 g su) o ( C) Çözünürlük (g/100 g su) KCI Sıcaklık o ( C) Çözünürlük (g/100 g su) KC1O3 Sıcaklık o ( C) Çözünürlük (g/100 g su) 2. Deneysel değerleri kullanarak, tuzların çözünürlüğünün sıcaklığa göre grafiğini çiziniz. 12.5 SORULAR 1. Gözlemlerinizden ne gibi sonuçlar çıkarabilir siniz? 2. Sudaki herhangi bir tuzun çözünürlüğü sıcaklık artışıyla artar mı? Açıklayınız. 3. Sudaki herhangi bir maddenin çözünürlüğü ayırt edici bir özellik olabilir mi? Açıklayınız. 60 DENEY 13 KOLLOİTLER VE ÖZELLİKLERİ 13.1 GİRİŞ Bir miktar arsenik trioksit saf suda çözülüp içinde hidrojen sülfür gazı geçirilirse, sarı bir çözelti elde edilir. Bu çözeltinin başlıca özellikleri şöyle sıralanabilir. Göze saydam görünür, uzun süre değişmeden kalır ve normal süzgeç kağıtlarından hiçbir artık bırakmadan geçer. Bu özellikleri ile çözelti gerçek bir çözelti gibi davranır, ancak bunların gerçek bir çözelti olmadığı şu özelliklerden anlaşılır. 1. Çözelti bir ışık demeti ile aydınlatılıp, çözeltiye bu ışık demetine dik bir yönden bakılırsa, birtakım parıldamalar görülür. 2. Çözelti parşömen kağıdından süzülürse bir çökelek elde edilir. 3. Çözeltiye birkaç damla asit ilave edilirse, sarı yumaklar halinde bir çökelme olur. Yukarıda sözü edilen gözlemler, bu çözeltinin ikili karakterde bir çözelti olduğunu gösterir. Yani bazı bakımlardan bir çözelti gibi hareket ettiği halde bazı bakımlardan çözelti gibi davranmıyor. Böyle çözeltilere kolloidal çözeltiler veya kolloidal fazlar, içindeki parçacıklara da kolloidal parçacıklar adı verilir. Kolloid parçacıklar özelliklerini birim kütlelerinin yüzeyinin çok geniş olmasına borçludurlar. Kolloidal çözeltiler; tanecik boyutu olarak normal homojen çözelti ve kaba dispersiyonlar arasında yer almaktadır. Kolloidal çözeltiler, karışım olarak kaba dispersiyonlara oranla daha düzenlidirler. Ne var ki gerçek çözeltilere göre de heterojenlik dereceleri daha yüksektir ve dolayısıyla kararlılık dereceleri de o ölçüde düşüktür. Kolloid sözcüğü, yunanca kökenli bir sözcük olup "jelatin" anlamına gelmektedir. Kolloidal çözeltilerde daima iki faz mevcuttur. Bu fazlardan biri "sürekli, devamlı" veya "dağıtıcı faz" diğeri ise "dağıtılan faz" şeklinde adlandırılmaktadır. Sürekli veya devamlı faza bazı hallerde "ortam" da denebilmektedir. Daha önce kolloidal taneciklerin boyutlarıyla ilgili olarak verilen sayısal büyüklükler daha ayrıntılı biçimde irdelenirse, çok kesin bir ayrım olmamakla birlikte, çap büyüklüklerinin 0,000001 mm ile 0,0005 mm dolayısıyla l m ile 500 m arasında değiştiği kabul edilmektedir. Kolloidal parçacıkların büyüklükleri 1x10-7 cm ile 1x10-5 cm arasında değişir. Bu büyüklüklerin A° olarak karşılıkları ise sırasıyla; 10-5000 A° şeklindedir. Örneğin su içinde dağılmış kolloidal kükürt taneciklerinin çapları; 50-500 m arasında değişmektedir. 61 Kolloidal sistemler, içerdikleri taneciklerin kimyasal yapısına bağımlı olarak, "organik ve anorganik kolloidler" şeklinde sınıflandırılabilmektedir. Dağıtıcı fazın sıvı ve dağıtılan fazın katı olması şeklinde ortaya çıkan "soller", anorganik bileşik kökenli olduklarında, aşağıdaki alt örnek türleriyle adlandırılabilmektedir. 1. Anorganik bileşik kaynaklı soller. a) Metalik soller; su ya da diğer bir çözgen içinde dağılan altın veya gümüş solleri, bu türden kolloidlere örnek olarak verilebilmektedir. b) Ametalik soller; değişik sürekli faz içinde dağılmış kükürt veya grafit soller. c) Oksit ve hidroksit türü soller; demir hidroksit solü, su ve diğer sürekli sıvı faz içinde dağılmış kolloidal tuzlar. Örneğin AgBr, BaSO4, As2S3 şeklindeki bileşiklerin belirli koşullarda ideal çökelekleri oluşmayıp, dağıtıcı ortamda dağılmış halleri, bu türden kolloidal tuz çözeltilerini oluşturabilmektedir. 2. Organik bileşik kaynaklı soller; a) Homopolar soller; benzen içinde dağılmış lastik veya kauçuk. b) Hidroksi soller; suda dağılmış nişasta veya glikojen. c) Heteropolar soller; suda protein veya sabunlar. Kolloidal taneciklerin kimyasal yapısında, -OH, -COOH ve -NH2 şeklinde fonksiyonel kimyasal gruplar mevcut ise, bu tür kolloidal tanecikler ile, su ve benzeri polar özellikli dağıtıcı ortam molekülleri arasında, çekim kuvvetleri şeklinde ortaya çıkan belirli etkileşimler mevcuttur. Söz konusu kolloidal tanecikler, belirli ölçüde liyofil ve hidrofil kolloid yapı özelliği göstermektedir. Eğer dağıtıcı ortam molekülleri apolar nitelikte ise, örneğin benzen, kloroform ve karbontetraklorür gibi sıvı ortamlardan oluşmuş ise, bu durumda kolloidal tanecikler, -CH3 ve -CH2- şeklindeki kimyasal fonksiyonel gruplar içeriyorsa, dağıtıcı ve dağıtılan tanecikler arasında, karşılıklı bir etkileşim doğabilmektedir ve böylece yukarıdaki polar tipi dağıtıcı ortamlara benzer biçimde, farklı etkileşim kuvvetleri içeren liyofilik kolloidal sistemler ortaya çıkabilmektedir. Sabunlar belirli bir kimyasal sınıfın adıdır. Genel olarak, yağların trigliserit türü esterlerinin hidrolizi sonucunda oluşturulabilen ve belirli bir kimyasal sınıf adıyla bilinen "sabunlar"; yüksek karbonlu yağ asitleriyle metal katyonlarının oluşturduğu tuzlardır. Dağıtıcı ortam olarak su kullanıldığında, kısmen iyonlaşma işlemine uğrayan sabun yapısındaki katyonlar, su molekülleriyle hemen hidratasyona uğramasına rağmen, yüksek moleküler anyon yapılı grubun su molekülleriyle kuşatılması, kimyasal grupların karşılıklı olarak benzerlik taşımaması nedeniyle kolayca gerçekleşememektedir. Bu nedenle, sabunlar sürekli fazın su olması durumunda, kolloidal halde ve özellikle misel yapıda dağılım 62 göstermektedirler. Oysa aynı sabun, herhangi bir alkol içinde dağıtılırsa, yağ asidinin özellikle moleküler kesimi, alkol molekülleri tarafından kolayca solvatize edilebilmektedir. Böylece alkol içindeki dağılım kolloidal halde değil, gerçek anlamda moleküler çözünme şeklinde gerçekleşebilmektedir. Daha önce genel anlamda tanımlandığı gibi, sürekli veya devamlı ortamı sıvı ve dağıtılan ortamı katı olan kolloidal sistemler, "sol" ya da "süspansiyon" adıyla bilinmektedir. Dağıtıcı ortam su veya alkol ise, özel olarak bu iki tür sol ortamı sırasıyla, "hidrosol" ve "alkosol" şeklinde adlandırılabilmektedir. Sollerin hazırlanması genel olarak iki şekilde gerçekleştirilebilmektedir. Bunlar sırasıyla; 1. Dağıtma yöntemi; Bu yöntemle kolloidal taneciklerin hazırlanması işlemi ise, üç farklı alt yöntemle gerçekleştirilebilmektedir. Bunlar da Sırasıyla; a) Mekanik dağıtma, b) Elektrolitik dağıtma, c) Peptidleşme yöntemi ile dağıtma. 2. Kondenzasyon Yöntemi; Bu yöntemin temeli elektriksel ark ve uygun kimyasal reaksiyonlar seçilerek, kolloidal sistem oluşturma ilkesine dayanmaktadır. Yöntem aşağıdaki başlıklarla alt kısımlara ayrılabilmektedir. a) Elektriksel ark yöntemi, b) Uygun kimyasal reaksiyonlar kullanılarak, kolloidal nitelikli sollerin oluşurulması Sollerin alışılagelmiş gerçek çözeltilere göre, benzer ve farklı özellikleri mevcuttur. Bu temel özellikler aşağıdaki başlıklarla verilebilmektedir. 1. Soller belirli koşullar altında süzülebilir özellik taşımaktadır. 2. Eğer süzgeç kağıdının gözenekleri çok küçük ise, kolloidal tanecikler süzgeç kağıdının üzerinde kalır. Diğer taraftan kolloidal tanecik boyutları çok küçük ise, bu durumda da süzüntüye kolayca geçebilmektedirler. 3. Soller; uygun fızikokimyasal koşullar altında "Tyndall olayı" özelliği gösterirler. Kolloidal tanecikleri, gerçek çözelti taneciklerinden farklandıran en önemli özelliklerinden biri, Tyndall olayıdır. Kolloidal boyuttaki tanecikler, görünür bölgedeki bazı dalgaboylarına ait ışınları belirli açıyla kırma ya da dağıtma özelliğine sahiptirler. Böylece belirli doğrultuda dağıtılan ışınları izleme olanağı bulunmaktadır. Bu olay Tyndall olayı adıyla bilinmektedir. İyonik ve moleküler boyutlarda çözünme şeklinde gözlenen gerçek çözelti işlemlerinde ise, benzer olay gözlenememektedir. Görünür bölgedeki ışınların dalga boyu aralığı 4000 A° 8000 A° aralığında olduğundan ve ayrıca söz konusu taneciklerin boyutları da 1-5 A° 63 mertebesinde seyrettiğinden, bu tür çözelti taneciklerinin belirtilen dalga boylarındaki ışınları dağıtması ya da kırması söz konusu olamamaktadır. Tyndall olayı yardımıyla, birkaç bin A° büyüklüğünde olan kolloidal taneciklerinin, değişik fiziksel koşullardaki gerçek tanecik büyüklükleri bulundukları fiziksel ortamda duyarlı biçimde belirlenebilmektedir. 4. Kolloidal ortam olarak sol taneciklerinin Brown hareketleri izlenebilmektedir. Kolloidal tanecikler genel olarak gerçek çözelti taneciklerine oranla çok büyük olmakla birlikte, adi ışık mikroskobu altında gözlenememektedirler. Fakat ayırma gücü yüksek bir mikroskop, Tyndall ışık demeti doğrultusuna ayarlanırsa, ışığın mikroskop optik sistemine yansıması sonucu, parlak noktalar elde edilebilir ki, bu noktalar kolloidal taneciklerin kendisidir. Böylece gözlenebilir noktalarla, kolloidal taneciklerin sürekli ortamda gelişigüzel ve her üç eksen doğrultusunda zikzaklar şeklinde gerçekleştirdikleri "Brown hareketleri" izlenebilmektedir. Bu şekilde hazırlanan mikroskoplar, "ultramikroskop" adıyla bilinmektedir. 5. Sollerin kolloidal ortamda karakteristik nitelikli difüzyon özellikleri mevcuttur. Gerçek ve homojen ortamlarda tanecik kütlelerinin küçüklüğüne bağımlı olarak difüzyon hızlarının çok yüksek olmaları nedeniyle net biçimde izlenemez iken, kolloidal taneciklerin çok daha büyük kütleli ve dolayısıyla düşük difüzyon hızları nedeniyle, kolayca izlenebilmeleri mümkün olabilmektedir. Kolloidlerin kararlılığı benzer yükler arasındaki itmeye dayanıyorsa bu itme (dolayısı ile benzer yüklü parçacıklar) ortadan kaldırıldığı zaman kolloit çökelir. Yüklerin kolloidal çözeltiden uzaklaştırılması, kolloidal çözeltiye elektrolit ilavesi ile mümkün olabilir. İlave edilen elektrolitteki iyonlardan biri tercihen adborplanmalıdır. 13.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER FeCl3, Na2SO4, NaCl, KCl, Kerosen, Etanol, Ca(CH3COO)2, Sıvı sabun, Beher 250 ml, Deney tüpleri, Süzgeç kağıdı, Amyant tel, Üçayak , El feneri 13.3 DENEYİN YAPILIŞI 13.3.1 NACl (veya SAKKAROZ) ÇÖZELTİSİNİN HAZIRLANMASI 1. 250 ml beher içinde 200 ml suyu birkaç dakika kaynatınız. Bu suretle CO2 uzaklaşmış olur. 64 2. Bu suda bir miktar NaCl veya sakaroz çözünüz. Değişimleri gözlemleyiniz. 3. Bu çözeltiyi bir yandan el feneri ile aydınlatırken bu yöne dik yönden çözeltiye bakınız ve gözlemlerinizi not ediniz. El feneri yoksa güneş veya lamba ışığıda kullanılabilir. 13.3.2 FERRİK OKSİT ÇÖZELTİSİNİN HAZIRLANMASI 1. 250 ml beher içinde 200 ml suyu birkaç dakika kaynatınız. Bu suretle CO2 uzaklaşmış olur. 2. Bu suya 0,05 M 10 ml Ferrik klorür çözeltisini dikkatli bir şekilde ilave ediniz. Seyreltilmiş Ferrik klorür çözeltisindeki renk değişikliğini gözleyiniz. 3. Bu çözeltiyi süzgeç kağıdından süzünüz. Gözlemlerinizi yazınız. 4. Gerçek çözelti de uyguladığınız ışık olayını bu çözelti ile de tekrarlayarak gözlemlerinizi yazınız. 5.Yukarıda hazırlayıp çözdüğünüz ferrik oksit çözeltisinden bir deney tüpüne 5 ml koyunuz. Ve bu tüpe 5 ml 1 M Na2SO4 çözeltisi ilave ediniz. Bu tüpü yarım saat bekletiniz. Gözlemlerinizi yazınız. 6.Diğer bir tüpe aynı ferrik oksit çözeltisinden yine 5 ml koyunuz ve bu tüpe de 5 ml 1 M NaCl çözeltisi ilave ediniz. Bu tüpü yarım saat bekletiniz. Gözlemlerinizi yazınız. 7.Diğer bir tüpe aynı ferrik oksit çözeltisinden yine 5 ml koyunuz ve bu tüpe de 5 ml 1 M KC1 çözeltisi ilave ediniz. Bu tüpü yarım saat bekletiniz. Gözlemlerinizi yazınız. 13.3.3 KONSERVE ISISI YAPIMI 1. 100 ml lik bir behere 45 ml etil alkol koyunuz. 2. Bu alkol içine 5 ml doymuş kalsiyum asetat çözeltisini hızlı bir şekilde karıştırarak ilave ediniz. Birkaç dakika bekleyiniz ve gözlemlerinizi yazınız. 3. Bu jelden bir miktar alınız ve asbest üzerine koyarak bek alevi ile yakınız. 13.3.4 EMÜLSİYON HAZIRLANMASI 1.İki tane deney tüpü alınız. Bunlardan her birine 5 ml su 5 ml Kerosen koyunuz. 2.Tüplerden sadece birine 2 ml sıvı sabun ilave ediniz. 3.Tüpleri tıpa ile kapatınız ve şiddetli bir şekilde her iki tüpü de çalkalayınız. Sonra tüpleri bir müddet bir kenarda bekletiniz. 65 4.Sabun içeren ve sabun içermeyen tüplerdeki emilsiyonların kararlılıkları arasındaki farkı gözleyiniz. 13.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR 1.Işık denemesi ile yaptığınız gözlemleri yorumlayınız. 2.Hangi elektrolitin ferik oksit kolloitinin çökmesinde daha etkili olduğunu belirtiniz. 13.5 SORULAR 1. Kolloitlerin büyüklükleri hangi sınırlar arasındadır. Bir kolloidin büyüklüğünü atom ve moleküllerle karşılaştırınız. 2. Pozitif ve negatif kolloit nedir? ve nasıl oluşurlar? 3. Kolloitlerin hazırlanış yöntemleri nelerdir? 4. Emülsiyon ve jel terimlerini tanımlayınız. 5. Kolloitlerin çöktürülme yöntemlerini belirleyiniz. 6. Kolloitleri hangi tip mikroskop altında görebilirsiniz. 7. Kolloitlere örnekler veriniz. 8. Aerosol nedir ? 66 DENEY 14 KAYNAMA NOKTASI YÜKSELMESİ (KRİYOSKOPİ) ALÇALMASI (EBÜLİYOSKOPİ) METODU VE DONMA NOKTASI İLE MOL KÜTLESİNİN BELİRLENMESİ 14.1 GİRİŞ Raoult Yasasına göre, bileşenleri uçucu olan homojen bir sıvı karışımdaki (çözelti) bileşenlerden her birinin kısmi buhar basıncı (Pi), o bileşenin saf haldeki buhar basıncı (Pi°) ile çözeltideki mol kesrinin (Xi) çarpımı ile verilir (Raoult Yasası). Pi= Pi° Xi 14.1 Genel olarak seyreltik çözeltiler Raoult Yasasına uyarlar. Benzer şekilde çözüneni uçucu olmayan seyreltik çözeltiler de Raoult yasasına uyarlar. Çözünenin buhar basıncı yaklaşık sıfır olduğundan çözeltinin toplam buhar basıncı (PT) yalnızca çözücünün kısmi buhar basıncına (P1) eşit olur. (Daltonun Kısmi Basınçlar Yasası). PT = P1° X1 14.2 X<1 olduğundan bir çözücünün çözeltideki buhar basıncı saf haldeki buhar basıncından her zaman daha küçük olur (P1< P1°). Buhar basıncındaki bu azalma, P= P1° - P1 = P1° - P1° X1= P1° (1 – X1) = P1° X2 14.3 dir. Görüldüğü gibi buhar basıncındaki azalma, çözünenin miktarı ile doğru orantılı olarak artar. Çözüneni uçucu olmayan çözeltilerdeki buhar basıncı azalması olayı, çözeltide kaynama noktası yükselmesi, donma noktası alçalması ve osmoz olaylarına neden olur. Çözeltilerin bu özelliklerine birbirine bağlı özellikler anlamına gelen koligatif özellikler denir. Bu özellikler, yalnızca çözücünün türüne ve çözünen madde taneciklerinin toplam sayısına bağlı olup çözünen maddenin türünden bağımsızdır. Tk ve Td, 1 atm basınçta su ile buharının (normal kaynama noktası) ve su ile buzun (normal donma noktası) dengede olduğu sıcaklıklardır. T'k ve T'd ise yine 1 atm basınçta çözeltiye ilişkin kaynama ve donma noktalarıdır. Görüldüğü gibi çözeltinin kaynama noktası suyun kaynama noktasından daha büyük, donma noktası ise suyun donma noktasından daha küçüktür. Kaynama noktası yükselmesi, Tk = T'k - Tk = Kk m donma noktası alçalması ise, 14.4 67 Td = Td - T'd = Kd m 14.5 bağıntıları ile verilir. Kk ve Kd yalnızca çözücü özelliklerine bağlı olan kaynama noktası yükselmesi ve donma noktası alçalma sabitleri, m ise çözeltinin molalitesidir. Kk ve Kd 1 molallik bir çözeltinin kaynama noktasındaki yükselmeye ve donma noktasındaki alçalmaya eşit olup birimleri derece molal-1 dir. Bazı çözücülere ilişkin Kk ve Kd değerleri çizelgede görülmektedir. Çözücü Kk / derece molal-1 Kd / derece molal-1 Su 0,52 1,86 Benzen 2,6 5,1 Etil alkol 1,24 1,99 Karbon tetraklorür 5,02 29,8 Siklohekzan 2,79 20,0 Asetik asit 3,08 3,90 - 6,9 Naftalin Çözünen maddenin mol kütlesi, kaynama noktası yükselmesi ve donma noktası alçalması değerlerinden ve molalite tanımından yararlanılarak hesaplanabilir. 14.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Saf siklohekzan, 125 ml lik damıtma balonu, Naftalin, 400 ve 600 ml'lik beher, 100 ml'lik erlen, Düz soğutucu, Termometre , Tıpa (3), Kükürt, 2-3 cm çaplı deney tüpü, Karıştırıcı tel 14.3 DENEYİN YAPILIŞI 14.3.1 KAYNAMA NOKTASI YÜKSELMESİ (KRİYOSKOPİ) METODU İLE MOL KÜTLESİNİN BELİRLENMESİ 1. Basit destilasyon düzeneği kurunuz. VEYA 68 Yanına termometre yerleştirilmiş ısıya dayanıklı bir cam tüp alınız. 2. Destilasyon balonunu/ cam tüpü, içi yeterince su ile doldurulmuş daha büyük bir behere yerleştirerek su banyosu oluşturunuz. 3. Balon/tüpea 50 ml siklohekzan ve kaynama taşları koyun. 4. Su banyosunu yavaş bir şekilde ve sıcaklığı kontrol ederek ısıtın. Termometrenin su banyosunun cidarlarına değmemesine dikkat ediniz. 5. Siklohekzan kaynarken, sabit kalan sıcaklığı okuyun ve not edin. 6. Isıtmayı durdurun. Erlende sıvı toplanmışsa balona geri boşaltın. 7. Balondaki/tüpteki siklohekzan içine 4 g naftalin ekleyip çözün ve oluşan çözeltinin kaynama noktasını belirleyin. 8. Çözeltinin damıtılmasını sürdürerek siklohekzan 'ı naftalinden ayırın. Siklohekzan 'ün kaynama noktası Çözeltinin kaynama noktası 14.3.2 DONMA NOKTASI ALÇALMASI (EBULİYOSKOPİ) METODU İLE MOL KÜTLESİNİN BELİRLENMESİ UYARI : BU DENEYİ ÇEKEROCAK İÇERİSİNDE YAPINIZ 1. Yeterince su dolu beher içine, ortasından karıştırıcı tel geçirilmiş tıpa ile kapatarak, su banyosu düzeneği kurun. 2. Deney tüpüne 10 g naftalin koyun. 3. Termometreyi karıştırıcı gibi kullanarak, naftalin renksiz bir sıvı şeklinde tamamen eriyene kadar su dolu beheri (su banyosu) yavaş bir şekilde karıştırarak ısıtınız (~90°C). 4. Soğuması uzun süre alacağından su banyosu aşırı ısıtmayınız. 5. Naftalinin tümü eriyinceye ısıtmayı durdurun. Sıvı haldeki naftalini karıştırıcı tel ile sürekli karıştırarak 30 saniye aralıklarla 65 °C 'a dek sıcaklığı okuyun. Naftalinin katılaştığı sıcaklığı kaydedin. 6. 3-5. adımları tekrar ediniz. Bulacağınız donma noktasının ortalamasını alınız. 7. Katılaşan naftalini yeniden eriterek tüpe takılı tıpayı çıkarın. 8. 1 g kükürt tartarak tüpteki naftalinin üzerine ekleyin. 9. Naftalin için 3-5. Adımlarda yapılan eritme ve sıcaklık okuma işlemlerini tekrarlayın. 10. 9. adımı tekrar ediniz. Bulacağınız donma noktasının ortalamasını alınız. 69 Zaman /dak Sıcaklık /°C 14.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR 14.4.1 KAYNAMA NOKTASI YÜKSELMESİ (KRİYOSKOPİ) METODU İÇİN CCl4 ün kütlesi Çözeltinin kaynama noktası yükselmesi Çözeltinin molalitesi Naftalinin mol kütlesi Mol kütlesindeki % hata 14.4.2 DONMA NOKTASI ALÇALMASI (EBULİYOSKOPİ) METODU İÇİN Naftalinin kütlesi Çözeltinin donma noktası alçalması Çözeltinin molalitesi Kükürtün mol kütlesi Mol kütlesindeki % hata 14.5 SORULAR 1. Naftalin ve naftalin-kükürt çözeltisi için sıcaklık - zaman soğuma grafiklerini çizin. 2. Kükürtün molekül formülü nasıl olmalıdır ? 3. Çözücünün ağırlığı bu deneyde hacmine nazaran daha önemlidir. Neden? 4. Kışın yollardaki donma olayları nasıl önlenmeye çalışılmaktadır ? 5. Bu deneyde önlenmeyen iki olası hata kaynağını belirtiniz. 70 DENEY 15 SU VE SUDA SERTLİK 15.1 GİRİŞ Güneş enerjisinin etkisi ile buharlaşan su, yoğunlaşarak yeryüzüne dönerken oksijen, azot, azot oksit ve karbon dioksit gibi gazları çözerek beraberinde getirir. Suyun bir kısmı yer altına geçerken geçtiği yerlerde bazı tuzları çözerek bünyesine alır ve yer altı sularını oluşturur. Suyun içme suyu olarak kullanılabilmesi için zararlı mikroplardan arındırılmış, berrak, lezzetli, kokusuz, belirli sertlik derecesinde ve vücut için faydalı bazı metal tuzlan içermesi gerekir. Lezzetli suların içinde hava, sodyum ve potasyum bileşikleri bulunur. Sabun ile kolay köpürmeyen, lezzeti hoş olmayan, magnezyum ve kalsiyum tuzlan içeren sulara sert su denir. Suyun dış görünüşüne, rengine, kokusuna ve tadına bakarak kalitesi hakkında bilgi vermek yeterli değildir. Suyun kullanılacağı yere uygun olup olmadığına, suyun sertliğine bakılarak karar verilir. Suyun sertliği, çok değerlikli metal iyonlarının mevcudiyetinin sağladığı bir özelliktir. Sertlik verici katyonlarla sabun ve bazı anyonlar (örneğin, CO32- , SO42-) arasında önemli ölçüde reaksiyon cereyan eder. Doğal suyun sertliği büyük ölçüde Ca2+ ve Mg2+ iyonlarından gelir. Diğer bazı çok değerli katyonlarda (Fe3+, Al3+) mevcut olabilir. Genellikle bunların miktarları önemli ölçüde değildir. Sertlik verici iyonlar mevcut olduğu müddetçe sabunun etkin bir şekilde kullanılması imkansızdır. Ayrıca sert suların kalorifer ve buhar kazanları ile çamaşır makinası, bulaşık makinası, ütü gibi elektrikli ev aletlerinde kullanılması kireçlenmeye sebep olur. Bu nedenle suyun sertliğinin giderilmesi çok önemlidir. Kalsiyum bikarbonat Ca(HCO3)2 ve magnezyum bikarbonat Mg(HCO3)2 bileşiklerinden ileri gelen sertlik geçici sertlik olarak tanımlanır. Eğer sert suda HCO3- iyonu varsa aşağıdaki denge mevcuttur. 2 HCO3- CO32- + H2CO3 15.1 2- Bu denge sola kaymış olduğundan CO3 iyonu konsantrasyonu suda çok azdır ve bu nedenle CaCO3 ve MgCO3 çökelmez. Eğer su bir müddet kaynatılırsa H2CO3 parçalanır ve CO2 gazı çıkar, bu nedenle yukarıdaki denge reaksiyonunda denge sağa kayar ve CO32- konsantrasyonu artar. Suyu kaynatmaya devam edilirse CO32- konsantrasyonu artarak öyle bir değere ulaşır ki sonunda CaCO3 çökelir. Çünkü CaCO3 çözünürlüğü diğer karbonattan daha azdır. 71 2 HCO3 CO32- + H2O + CO2 15.2 Eğer suyun kaynatılmasına bütün HCO3ˉ tı, H2CO3 ve CO32- a dönüştürünceye kadar devam edilirse başlangıçtaki her HCO3ˉ iyonuna karşılık, yaklaşık 1/2 mol Ca2+ iyonu CaCO3 halinde çökelir. Bu nedenle kaynatma olayı suyun sertliğini azaltır fakat tamamen giderilemez. Sertlik tamamen endüstriyel yöntemlerle giderilebilir. Kaynatılmakla giderilen sertliğe geçici sertlik, kaynatılmakla giderilemeyen sertliğe de kalıcı sertlik adı verilir. Bu sertlik Ca2+ ve Mg2+ iyonlarından ileri gelir. Bu iyonlara eşdeğer miktarda SO42- ve Clˉ iyonları eşlik eder. Her iki sertliğin toplanması ile toplam sertlik elde edilir. Kalıcı ve geçici sertliğin toplamına sertlik bütünü denir. Sertlik alman, fransız ve ingiliz olmak üzere üç farklı birimle ifade edilmektedir. 1. Alman sertlik derecesi (odH) : 100 ml suda çözünmüş olarak bulunan sertlik veren maddelerin, 1 mg CaO miktarına karşılık gelen madde miktarına Alman Sertlik Derecesi denir. °dH sembolü ile gösterilir. 2. Fransız sertlik derecesi (of) : 100 ml suda çözünmüş olarak bulunan sertlik veren maddelerin, 1 mg CaCO3 miktarına karşılık gelen madde miktarına Fransız Sertlik Derecesi denir. °f sembolü ile gösterilir. 3. İngiliz sertlik derecesi (oe) : 70 ml suda çözünmüş olarak bulunan sertlik veren maddelerin, 1 mg CaCO3 miktarına karşılık gelen madde miktarına İngiliz Sertlik Derecesi denir. °e sembolü ile gösterilir. Suya sertlik vererek köpürmesine engel olan bütün iyonların, ayarlı sabun çözeltisi ile çöktürülmesinden sonra suyun köpürtülmesi ile suyun sertliği tespit edildiği metoda BoutonBoudet metodu denilir. Bu metot çok hassas olmamakla beraber endüstride çok kullanılan metottur. TABLO 15.1 Sertlik derecelerinin birim çevirmeleri Toprak alkali Alman İngiliz Fransız iyonlar derecesi derecesi derecesi 3 (mol/m ) o ( dH) ( e) (of) 1,00 5,60 7,02 10,00 1 Alman derecesi 0,18 1,00 1,25 1,78 1 İngiliz derecesi 0,14 0,80 1,00 1,43 1 Fransız derecesi 0,10 0,56 0,70 1,00 Toprak alkali iyonlar o 72 Sertlik tayini yapılırken özel olarak yapılmış iki malzeme kullanılmaktadır. 1. Hidrotimetri şişesi : Üzerinde 10, 20, 30, 40 ml lik hacim işaretleri bulunan, ağzı cam kapaklı, camdan yapılmış bir şişedir. 2. Hidrotimetri büreti : Alt tarafı kapalı, üst tarafı V şeklinde çatallanmış küçük bir bürettir. Büretin üzerinde iki çeşit bölüntü vardır. Bölüntülerden biri 0, 1, 2, 3, 4 şeklindedir. Sabun çözeltisini ayarlamak için kullanılır. Sabun çözeltisinin harcanan miktarını doğrudan doğruya ml cinsinden verir. Bölüntülerden diğeri ise, hidrotimetri derecesini verir. 0,2,4,6......36,38 şeklindedir. 40 ml analiz edilen suya göre doğrudan doğruya fransız sertlik derecesine göre değer verir. Bunun sıfır noktası diğer sıfır noktasının biraz altına düşer. Bir hidrotimetri derecesi yaklaşık litrede 1 desigram sabuna karşılık gelir. Örneğin; suyun sertliği 30 °f ise, suyun 1 litresi 3 gram sabuna karşılık geliyor demektir. Yani 1 t su 3 g sabunu hiç köpürtmeden sarf eder. TABLO 15.2 Suda sertlik derecelerinin sınıflandırılması Fransız sertliği Alman sertliği Çok yumuşak su 0.7-7.2 0-4 Yumuşak su 7.2-14.5 4-8 Biraz sert su 14.5-21.5 8-12 Sert su 21.5-32 5 12-18 Çok sert su 32.5-54.0 18-30 ŞEKİL 21 Hidrometri büreti ve şişesi Ayarlı sabun çözeltisi Numune su 73 15.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Saf beyaz sabun, Etanol, CaCl2, Hidrometri şişesi, Hidrometri büreti, Bunzen beki, Balon joje (1 L), Süzgeç kağıdı, Numune su 15.3 DENEYİN YAPILIŞI 15.3.1 AYARLI SABUN ÇÖZELTİSİNİN HAZIRLANIŞI 1. 40 g rendelenmiş beyaz sabunu 1 L’lik balona koyunuz. 2. Üzerine 600 ml % 95'lik etil alkol ilâve ediniz. 3. Geri soğutucuyu dik bir şekilde balonun üzerine yerleştiriniz. 4. Isıtıcıyı çalıştırıp sabunun iyice çözünmesini sağlayınız. 5. Çözeltiyi soğutup 1 L’lik balonjoye koyunuz. 6. Hacmini saf su ile 1 L’ye tamamlayınız. 7. 24 saat dinlendirip süzgeç kâğıdında süzünüz. 15.3.2 KONTROL ÇÖZELTİSİNİN HAZIRLANIŞI 1. 0,25 g CaCl2 tartınız. 2. 1 litrelik balonjojeye koyup hacmini 1 L’ye tamamlayınız. 15.3.3 ÇÖZELTİNİN AYARLANMASI 1. Hidrotimetri şişesine, hazırladığınız kontrol CaCl2 çözeltisinden 40 ml koyunuz. 2. Hidrotimetri büretinin üst sıfır noktasına kadar hazırladığınız sabun çözeltisinden koyunuz. 3. Büretten, şişenin içine damla damla sabun çözeltisi akıtıp, şişeyi kuvvetle çalkalayınız. 1 cm yüksekliğinde 5 dakikaya kadar dayanan kalıcı köpük elde edinceye dek işleme devam ediniz. 4. Sabun çözeltisini 2.4 ml'ye (22 fransız sertliği) karşılık gelecek şekilde ayarlayınız. 74 15.3.4 SERTLİK BÜTÜNÜNÜN BULUNMASI 1. Hidrotimetri şişesine, 40 ml sertliği tayin edilecek numune su koyunuz. 2. Hidrotimetri büretinin üst sıfır noktasına kadar hazırladığınız sabun çözeltisinden koyunuz. 3. Hidrotimetri şişesine damla damla ayarlı sabun çözeltisinden damlatınız. 4. Hidrotimetri şişesinin kapağını sıkıca kapatarak iyice çalkalayınız. Hidrotimetri şişesinde bulunan suyun yüzeyinde 1 cm kalınlığında, 5 dakikaya kadar dayanan kalıcı köpük elde edinceye dek işleme devam ediniz. 5. Hidrotimetri büretinden harcanan sabun çözeltisi miktarı, size doğrudan doğruya fransız sertlik derecesi cinsinden sertlik bütününü verir. Su çok sert ise yani sertlik değeri 30 o f üzerinde bulunmuş ise sabun güç köpüreceğinden analiz edilecek suya, saf su ilâve edilerek deney tekrarlanır. Ölçüm sonunda ilave edilen su miktarına göre ölçülen sertlik değeri belirlenecek faktör ile çarpılarak düzeltilmelidir. 15.3.5 KALICI SERTLİĞİN BULUNMASI 1. 250 ml’lik bir beherin içine l00 ml numune su koyunuz. 2. Yaklaşık 2/3'ü kalıncaya kadar suyu buharlaşırınız. 3. Soğutup süzünüz. 4. Eksilen kısmı saf su ile 100 ml'ye tamamlayınız. 5. Hidrotimetri şişesine, süzüntüden 40 ml koyup sertlik bütünü tayininde yapılan işlemleri aynen tekrarlayınız. 15.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR 1. Yukarıda yapmış olduğunuz deneylerden geçici sertliği hesaplayınız. 15.5 SORULAR 1. İyi bir içme suyunda aranan özellikler nelerdir? 2. İçme suyunun kaynakları nelerdir? nelerdir? 3. Suda sertlik nedir? Sertlik çeşitleri 75 DENEY 16 METALLERİN ETKİNLİKLERİNİN İNCELENMESİ 16.1 GİRİŞ Bir metalin bileşik oluşturması, yani elektron yitirme yatkınlığı ve bu esnada açığa çıkan enerji, etkinliğinin bir ölçüsü olarak kabul edilebilir. Bu tip tepkimeler genellikle yer değiştirme tepkimeleridir. B + AX BX + A 16.1 genel gösteriminde B metali A metalini yerinden çıkarırsa B metali A'dan daha etkindir. Hidrojeni asitlerden çıkaran metaller hidrojenden daha etkindir. Bakır, cıva ve gümüş metalleri hidrojen iyonunu yerinden çıkaramadıklarından hidrojen iyonundan daha az etkindir. Bu tip tepkimeler, yalnızca asitlerin metallerle olan tepkimeleri ile sınırlı değildir. Benzer tepkimeler bir metal başka bir metal tuzunun çözeltisine bırakıldığında da oluşur. Örneğin, bir çinko şerit bakır sülfat çözeltisine daldırılırsa, çinko bakıra göre daha etkin olduğundan bakırı yerinden çıkarır. Tepkime Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu 16.2 ya da iyonik yazılımda Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu 16.3 şeklindedir ve Zn2+ + 2e Zn 2e + Cu 2+ Cu yükseltgenme yarı tepkimesi 16.4 indirgenme yarı tepkimesi 16.5 yarı tepkimelerinin toplamıdır. Bir yükseltgenme-indirgenme tepkimesinde hangi maddenin yükseltgen hangi maddenin indirgen olduğu indirgenme yarı tepkimeleri için verilen standart indirgenme gerilimlerinden belirlenebilir. ° değeri daha büyük olan madde yükseltgen, daha küçük olan madde ise indirgen olacaktır. İndirgen ile indirgenen ve yükseltgen ile yükseltgenen terimleri birbirlerine karıştırılmamalıdır. Bir çinko tuzu çözeltisine metalik bakır daldırıldığında ise tepkime olmaz. Buna benzer deneyler başka metal çiftleri ile de yapılarak metalleri göreli etkinliklerine göre sıralamak olasıdır. Bu sıralamaya metallerin etkinlik sırası denir. Azalan etkinliğe göre sıralama 76 K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, N, Au çok etkin az etkin şeklindedir. Genel olarak herhangi bir metal bu sıralamada kendisinden sonra gelen metal tuzundaki metalin yerine geçer. Bir metal ne kadar etkin olursa havanın etkisine ve kimyasal tepkimelere o kadar az dayanır. Yine bu sıralama, hidrojenden sonra gelen metallerin doğada neden serbest halde bulunabildiklerini de açıklamaktadır. Bu deneyde, çinko, bakır, demir, kurşun, kalay metalleri ile çözeltileri arasında oluşan tepkimeler yardımı ile bu metallerin göreli etkinlikleri saptanacaktır 16.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER ZnSO4 çözeltisi, FeSO4 çözeltisi, SnCl2 çözeltisi, CuSO4 çözeltisi, Pb(NO3)2 çözeltisi, AgNO3 çözeltisi, Metalik çinko, Metalik demir, Metalik kalay, Metalik bakır, Metalik kurşun, 6 deney tüpü 16.3 DENEYİN YAPILIŞI 1.6 ayrı deney tüpüne sırasıyla ZnSO4, FeSO4, SnCl2, CuSO4, Pb(NO3)2 (ya da Pb(CH3COO)2), ve AgNO3 çözeltilerinden 5 er ml koyun. 2.Zn2+ çözeltisi içeren tüp dışındaki diğer tüplere metalik çinko şeriti batırın ve 2-3 dakika tutun. Tüm deney tüplerinde, metal yüzeyinde oluşan tepkimeleri gözleyin. 3.Deney tüplerinden Zn şeritleri çıkarın ve demir çözeltisi dışındaki diğer tüplere demir şeriti daldırın ve 2-3 dakika bekleyin. Tüm deney tüplerinde metal yüzeyinde oluşan tepkimeleri gözleyin. 4. Kalay, kurşun ve bakır şeritlerle aynı işlemleri yineleyin. 16.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR Metal tuzu tepkime veriyorsa (+), vermiyorsa (-) işareti koyarak çizelgedeki boşlukları doldurun. 77 Metal Çözeltideki metal iyonu Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+ Cu2+ Ag+ Zn Fe Sn Pb Cu 16.5 SORULAR 1. Tuz çözeltileri ile Zn, Fe, Sn, Pb ve Cu metallerinin verdikleri tepkimeler için iyonik eşitlikleri yazın. 2. Elektron aktarımını gösteren yarı tepkimeleri yazın. 3. Metalleri indirgenme gücüne göre sıralayın. 4. Bu metallerin standart indirgenme gerilimlerini araştırın ve sizin sıralamanız ile karşılaştırın. 78 DENEY 17 DANİEL PİLİ VE ELEKTROKİMYASAL PİLLER 17.1 GİRİŞ Kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren sistemlere pil denilir. Elektrokimyasal pilde; kendiliğinden meydana gelen bir kimyasal tepkimenin, iki yarı tepkime olarak, aralarında elektron ve iyon akımı sağlanabilen iki ayrı kapta gerçekleştirilmesi ile oluşur. Bu pil ilk kez L.Galvani ve A.Volta tarafından birbirlerinden bağımsız olarak yapıldığından Galvani pili ya da Volta pili adını alır. Elektrokimyasal piller yükseltgen ve indirgen maddelerin kuvvetlerinin karşılaştırılmasında da kullanılır. Kuru pil, yapısı karmaşık olan pillerden biridir. Bu yüzden pillerin genel ilkelerini incelemek için pek uygun değildir. Pillerin genel ilkelerin bir giriş olmak üzere önce basit bir pili, bir Daniel pilini incelenmesi daha uygundur. Daniel pili bakır sülfat çözeltisine batırılmış bir bakır elektrot ile çinko sülfat çökeltisine batırılmış bir çinko elektrottan oluşur. Çinko negatif elektrot ve bakır ise pozitif elektrottur. Pilde indirgenme yarı tepkimesinin oluştuğu katot ve yükseltgenme yarı tepkimesinin oluştuğu anot, bir iyonik çözelti (elektrolitik iletken) içerisine bir metal çubuk (elektronik iletken) batırılmasıyla oluşur. İki elektrot bir telle, iki çözelti de bir tuz köprüsü (içinde doymuş bir elektrolit çözeltisi içeren U şeklinde bir cam boru) ile bağlandığında, telden elektron akımı, tuz köprüsünden de iyon akımı sağlanmış olur. İki elektrot arasına bağlanan bir galvanometre (ya da avometre) ile pilde oluşan elektrokimsayal gerilim farkı (Volt) ve devreden geçen akım şiddeti (1 Amper) ölçülebilir. Tepkime standart şartlarda (1 atm,25°C ve1 M’lık çözelti derişimleri) gerçekleştirildiğinde ölçülen pil gerilimine standart pil gerilimi (°) denir. Standart pil gerilimi standart şartlardaki tepkimryr giren maddelerin, standart şartlardaki ürünleri verme eğilimlerinin bir ölçüsüdür ve indirgenme yarı tepkimeleri için verilen standart indirgenme gerilimlerinden . o = okatot - oanot 17.1 eşitliği ile hesaplanır. Kendiliğinden yürüyen pil tepkimelerinde o > 0 dır. 1 atm ve 25°C da, değişik derişimlerde çözeltilerle oluşturulan pil gerilimleri () ise, 17.2 79 bağıntısı ile verilen Nernst eşitliği ile hesaplanır. Bu eşitlikte n pil tepkimesinde aktarılan elektronların mol sayısını, Q ise dengeye ulaşılmadan önceki denge sabiti yazılımını gösterir. Pillere ilişkin basit kurallar aşağıdaki gibi özetlenebilir. 1. Pil düzeneğinde iki elektrotun bir telle ve iki elektrolit çözeltinin bir tuz köprüsü ile bağlanması sonunda, telden "elektrik akımı", tuz köprüsünden ise "iyon akımı" sağlanmış olur. 2. Anot ve katodu birbirlerine bağlayan telin orta yerine galvanometre yerleştirilmesi halinde, pilde oluşan gerilim farkı ve geçen akımın şiddeti okunabilir. 3. Pillerde anot ve katotta gerçekleşen yarı reaksiyonların toplamı "pil reaksiyonunu" verir. Pil reaksiyonu standart şartlarda (25°C, 1 atm, 1 M) gerçekleştirildiğinde ölçülen pil gerilimine "standart pil gerilimi, ° denir. 4. Bir pilin standart gerilimi (°), katotta oluşan yarı reaksiyona ilişkin standart indirgenme gerilimi (°K) ile anotta oluşan yarı reaksiyona ilişkin standart indirgenme geriliminin (°A) farkına eşittir. pilK, indirgenmeAindirgenme 17.3 5. Kendiliğinden yürüyen pil reaksiyonlarında, standart pil gerilimi (pil) sıfırdan büyük olmalıdır. 17.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Terazi, tartım takımı, 1 çinko elektrot (4 cm x 10 cm), 1 bakır elektrot (4 cm x 10 cm), 1 Daniel pili kabı, 60 ml bakır sülfat çözeltisi, 60 ml çinko sülfat çözeltisi, 1 ampermetre (0-1 A), 2 kıskaç, tel tutucuları, teller, 1 ampul (2,5 V), 1 ampul tutucu, 1 makas, saat, kağıt havlu Şekil 22. Daniel pili ile kurulmuş bir devre 80 17.3 DENEYİN YAPILIŞI 1. Daniel pili kabını parçalarına ayırın. Bunun için kabın üst kısmını altlıktan çekip çıkarın. Üst kısmı iki yarıya ayırın. 2. Parşömen kağıdını iki yarının arasına, bunlar üstten taşmayacak şekilde yerleştirin. Bu sırada kağıt yan ve alt taraftan en azından 1/2 cm taşmalıdır. 3. İki kab yarısını, yivleri birbirinin içine oturacak şekilde birbirine sıkıştırın. Bu konumda altlığa geçirin. 4. Deney için elektrotları temizleyin, ayrı ayrı tartın. 5. Sonra bunları hazırlamış olduğunuz Daniel pili kabının birer bölmesine ayrı ayrı yerleştirin. 6. Çinko elektrodun bulunduğu bölmeye çinko sülfat çözeltisini, bakır elektrodun bulunduğu bölmeye de bakır sülfat çözeltisini koyun (Dikkat: Bakır sülfat ve çinko sülfat çözeltileri zehirlidir). 7. Bu sırada çözelti düzeylerinin, parşömen kağıdın üst kenarından 1 cm kadar daha aşağıda bulunmasına dikkat edin. Böylece Daniel pili yapmış oldunuz. 8. Şimdi bu pil ile Şekil 3-3'deki devreyi kurun. 9. Artı elektrot olan bakırın ampermetrenin artı ucuna bağlanması gerektiğine dikkat edin. 10. Elektrotlar arasındaki uzaklığı değiştirerek devreden yaklaşık 0,4-0,8 amper-lik bir akımın geçmesini sağlayın. 11. Çinko elektrottan gelen teli ampermetreden gelen tele bağlayın. 12. Bu andan başlayarak, her dakikada bir ampermetreden geçen akımı okuyun. 13. Deneyi 15-20 dakika sürdürün. 14. Bu süre sonunda pil ile ampermetre arasındaki tel bağlantısını ayırın. 15. Elektrotlardan birini çözeltiden çıkarın. 16. Önce suya sonra da alkole daldırarak durulayın. 17. Diğer elektrodla da aynı işlemleri yapın. 18. Her iki elektrodun kurumasını bekleyin. 19. Sonra ayrı ayrı tartın. 17.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR 1. Devreden geçen ortalama akımı bulun. 81 2. Bakır elektrotta kütle değişmesi var mıdır? Varsa bu azalma mı yoksa artma mıdır? Miktarı nedir? 3. Çinko elektrotta kütle değişmesi var mıdır? Varsa bu azalma mı yoksa artma mıdır? Miktarı nedir? 17.5 SORULAR 1. Pilden geçen yük ne kadardır? 2. Bakır atomu başına düşen elemanter yük miktarı nedir? 3. Çinko atomu başına düşen elemanter yük miktarı nedir? 4. Daniel pilinde parşömen kağıdının görevi ne olabilir? 5. Bir pilin oluşturulması için acaba hep metalin kendi çözeltisine mi daldırılması gereklidir? 82 DENEY 17-A BAKIR VE ÇİNKO İLE PİL YAPIMI 17-A.1 GİRİŞ Daniel pili yapımından bilindiği gibi, çinko ile bakırdan pil oluşturmak için çinko sülfat çözeltisine daldırılmış çinko metalinden oluşmuş bir çinko elektrot ile bakır sülfat çözeltisine daldırılmış bakır metalinden oluşmuş bir bakır elektrot gereklidir. Ayrıca iki çözeltinin karışması önlenmeli ve ikisi arasında elektrik yükü geçişi sağlanmalıdır. Daha genelleştirilecek olursa herhangi bir pilin oluşması için farklı İki elektrot gereklidir. Bunların çözeltileri ortak olmalı veya farklı ise bunlar arasında yük geçişinin sağlanması gereklidir. Böyle bir pilin çalışmasında da bir kısım maddeler yok olur, bazı yeni maddeler oluşur. 17-A.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Daniel pili kabı, 2 beher (100 cm3), 120 cm3 çinko sülfat çözeltisi, 120 cm3 bakır sülfat çözeltisi, amonyum klorür çözeltisi, 2 çinko elektrot (4 cm x 10 cm), 1 ampermetre (0-1 A), 2 kıskaç, tel tutucular, teller, kağıt havlu, zımpara kağıdı 2 farklı metal tel veya çivi, limon, zeytin ve elma gibi meyveler, 1 ampermetre (0-1 A),krokodilli teller, tel tutucular. 17-A.3 DENEYİN YAPILIŞI 17.3.1 ELEKTROT VE PİL YAPIMI DENEMELERİ 1. Daniel pili kabının bir gözüne 60 cm3 kadar çinko sülfat çözeltisi, 2. Diğerine de aynı miktarda bakır sülfat çözeltisi koyun. Şimdi sırası ile aşağıdaki işlemleri yapın. 3. Elektrotlarda bir değişme olup olmadığına bakın, notlar alın. 4. Düzeneğinizde ampermetre varsa ampermetrede gözlediğinizi yazın. 5. Her işlemde elektrotları çözeltide 1 dakika tutun, sonra elektrodu su ile iyice yıkayın ve kağıt havlu ile kurulayın. 6. Elektrot üzerinde bir katman oluştuysa bunu zımpara kağıdı ile uzaklaştırın. 83 a. Bakır elektrodu, beherdeki çinko sülfat çözeltisine daldırın b. Bakır elektrodu, beherdeki bakır sülfat çözeltisine daldırın c. Çinko elektrodu, beherdeki çinko sülfat çözeltisine daldırın d. Çinko elektrodu beherdeki bakır sülfat çözeltisine daldırın 7. İki çinko elektrodu tellerle ampermetrenin iki ucuna bağlayarak bir düzenek elde edin ve bu düzenekle ilgili işlemleri yapın: e. Takımın iki çinko elektrodunu beraberce beherdeki çinko sülfat çözeltisine daldırın. f. Takımın iki çinko elektrodunu beraberce beherdeki bakır sülfat çözeltisine daldırın. g. Takımın çinko elektrotlarmdan birini Daniel pili kabının bir gözündeki çinko sülfat çözeltisine, diğerini de diğer gözdeki bakır sülfat çözeltisine aynı anda daldırın. 8. Şimdi de iki bakır elektrodu tellerle ampermetrenin iki ucuna bağlayarak bir takım elde edin. Bu takımla şu işlemleri yapm: h. Takımın iki bakır elektrodunu beraberce beherdeki çinko sülfat çözeltisine daldırın . i. Takımın iki bakır elektrodunu beraberce beherdeki bakır sülfat çözeltisine daldırın. j. Takımın bakır elektrotlarından birini Daniel pili kabının bir gözündeki çinko sülfat çözeltisine, diğerini de diğer gözdeki bakır sülfat çözeltisine aynı anda daldırın. 9. Son olarak bir çinko elektrot ile bir bakır elektrodu tellerle ampermetrenin iki ucuna bağlayarak bir takım elde edin. Bu takımla şu işlemi yapın: k. Takımın iki elektrodunu beraberce ve aynı anda beherdeki çinko sülfat çözeltisine daldırın . l. Takımın iki elektrodunu beraberce ve aynı anda beherdeki bakır . sülfat çözeltisine daldırın . m. Takınım bakır elektrodunu Daniel pili kabının bir gözündeki çinko sülfat çözeltisine ve çinko elektrodunu da diğer gözdeki bakır sülfat çözeltisine aynı anda daldırın . n. Takımın çinko elektrodunu Daniel pili kabının bir gözündeki çinko sülfat çözeltisine ve bakır elektrodu da diğer gözdeki bakır sülfat çözeltisine daldırın Bu Daniel pilidir. o. Takımın çinko elektrodunu bir beherdeki çinko sülfat çözeltisine, balar elektrodunu da bir başka beherdeki bakır sülfat çözeltisine daldırın. p. Ampermetreyi gözleyin. Sonra bir kağıt havluyu amonyum klorür çözeltisi ile ıslatın. Bu kağıt havlunun (tuz köprüsü) iki ucunu birer behere daldırın ampermetreyi yeniden gözleyin. 84 17.3.2 AKLA GELMEDİK PİLLER 1. Her iki metali tellerle ampermetreye bağlayın. 2. Önce bir metali meyveye sokun. 3. Sonra da ikinci metali meyveye sokun 4. Ampermetreyi gözleyin. Ampermetre ters yöne sapıyorsa ampermetredeki bağlantıyı değiştirin. 5. Geçen akımı okuyun. 6. Aynı deneyi değişik meyvelerle deneyin. 17-A.4 SORULAR 1. Tek elektrotla bir pil yapmak mümkün mü? 2. İki elektrot ile her zaman bir pil elde etmek mümkün mü? 3. Pil oluşturmak için çinko, çinko sülfat, bakır ve bakır sülfat ne şekilde birleştirilmelidir? 4. Parşömen kağıdının veya tuz köprüsünün görevleri nedir? 5. O halde metallerden ve metal tuzlarından bir pil nasıl oluşturulur? 6. 7.3.2’de okuduğunuz akımı bundan önce 7.3.1’deki deneylerde ölçtüğünüz akımlarla karşılaştırın. 7. 7.3.2’de hazırladığınız bu yeni pil, akım kaynağı olarak kullanılabilir mi? 85 DENEY 17-B ELEKTROLİZ 17-B.1 GİRİŞ o <0), dışarıdan bir elektriksel gerilim uygulanmasıyla oluşturulmasına elektroliz denir. Elektroliz hücresinin temeli aynen pil gibidir. Tek fark devrede galvanometre yerine, eksi ucu katota, artı ucu da anota bağlanan bir üreteç olmasıdır. Eksi uçtan katoda giden elektronlar, katotta indirgenme yarı tepkimesinin oluşmasını sağlarken; anotta oluşan yükseltgenme yarı tepkimesinde açığa çıkan elektronlar da üretecin artı ucuna giderek elektron akımını tamamlar. Elektrolit çözeltisinde ise katyonlar katoda anyonlar anoda doğru göçer. Tuz köprüsü (varsa) de bu iyon akışını sağlar. Suyun elektrolizinde elektrolit olarak H2SO4'li su kullanılır ve katotta, 2 H3O+ + 2 e- 2 H2O + H2 (g) 17.4 tepkimesi sonucu H2 gazı, anotta ise, 4 OHˉ 2 H2O + O2 (g) + 4 e- 17.5 tepkimesi sonucu O2 gazı açığa çıkar. Bazı tuz çökeltilerinin elektrolizinde tuzun iyonları suyun iyonlarından daha kolay yükseltgeniyor ya da indirgeniyorsa, yükseltgenen ya da indirgenen tuz iyonlarıdır. Bir elektrotta indirgenen ya da yükseltgenen maddenin mol sayısı, elektroliz hücresinden geçen elektriğin miktarı ile doğru orantılıdır. Katotta indirgenen ya da anotta yükseltgenen maddenin eşd-g (eşdeğer-gram sayısı), hücreden geçen elektronların mol sayısına eşittir. Bu nedenle örneğin 1 mol elektron 1 eşd-g Ag+ (1 mol Ag+), 1 eşd-g Cu2+ (1/2 mol Cu2+) ya da 1eşd-g Al3+ (1/3 mol Al3+) iyonunu indirger. Bir mol elektronun yükü 96500 Coulomb dur ve bu yüke 1 Faraday (F) denir. Elektroliz tepkimesi sırasında devreden 1 F'lık elektrik yükü geçtiğinde 1 mol Ag+ ya da 0,5 mol Cu2+ ya da 0,333 mol Al3+ indirgenir ve katotta 108 g Ag ya da 31.75 g (63,5/2) Cu ya da 9 g (27/3) Al metal birikir. Bu deneyde bir elektroliz hücresi kullanılarak kalay klorür, potasyum iyodür ve bakır sülfat çözeltilerinin elektrolizi incelenecektir. 17-B.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER 86 SnCl2 çözeltisi, KI çözeltisi, CuSO4 çözeltisi, Nişasta çözeltisi, Na2S2O3 çözeltisi, Fenolftalein belirteci, Bakır tel, U tüpü, Deney tüpü, Grafit çubuk (2), Tıpa (2), Yassı pil (12 V), Avometre 17-B.3 DENEYİN YAPILIŞI 1.Grafit çubukları U tüpünün uçlarındaki tıpalardan geçirin, dış akım kaynağı olan üretece bakır tellerle bağlayarak Şekil 7.1’deki düzeneği kurun. Mantar tıpalar U tüpünün uçlarına gevşek bir şekilde oturmaktadır. 2. Elektroliz hücresini SnCl2 çözeltisi ile yarısına dek doldurarak şekildeki düzeneği kurun 3. Katot ve anotta oluşan olayları gözleyin. 4. Elektroliz devresinden 4-5 dakika akım geçirdikten sonra anotu çıkarıp hücrenin anot koluna 3-4 damla KI ve 3-4 damla da nişasta çözeltisi ekleyin ve anotta oluşan renk değişimini gözleyin. 5. Deneyin sonunda anotu iyottan temizlemek için önce Na2S2O3 çözeltisi sonra da damıtık su ile, katotu ve elektroliz hücresini ise yalnızca damıtık su ile yıkayın. 6. Bir deney tüpünün dörtte üçünü KI çözeltisi ile doldurun ve üzerine fenolftalein ve nişasta çözeltilerinin herbirinden 5-6 damla ekledikten sonra karışımı iyice çalkalayıp elektroliz hücresine aktararak, Şekil 7.1’deki düzeneği yeniden kurun ve 4-5 dakika boyunca katot ve anotta oluşan olayları gözleyin. ŞEKİL 23 Elektroliz düzeneği 7. Deneyin sonunda yine anotu iyottan temizlemek için önce Na2S2O3 çözeltisi sonra da damıtık su ile,katotu ve elektroliz hücresini ise yalnızca damıtık su ile yıkayın. 87 8. Elektroliz hücresini CuSO4 çözeltisi ile yarısına dek doldurarak şekildeki düzeneği yeniden kurun (İşlem 1) ve 10 dakika boyunca katot ve anottaki olayları gözledikten sonra işlemi durdurun. 9. Pilin sağladığı elektrik akımını bir avometre ile ölçün. 10. Elektrotların yerlerini değiştirip aynı işlemi yineleyin. 17-B.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR 1. Tüm elektroliz işlemleri için katotta ve anotta oluşan madde birikimi, gaz çıkışı, renk dönüşümü vb. olaylarla ilgili gözlemlerinizi ayrı ayrı yazın. 2. CuSO4 deneyinde elektroliz süresi (dak) 3. Pilin sağladığı elektrik akımı (A) 17-B.5 SORULAR 1. Tüm elektroliz işlemleri için elektroliz hücresini çizerek elektrotların ve elektrolit çözeltinin cinsi ile katot ve anotu belirleyin. 2. Tüm elektroliz işlemleri için katot ve anotta oluşan yarı tepkimeleri ve toplam elektroliz tepkimesini yazın ve araştırarak bulacağınız indirgenme potansiyelleri o değerlerini hesaplayın. 3. Elektrolizde oluşan tepkimelerin pilde oluşturulamama nedenini açıklayın. 4. SnCl2'ün elektrolizinde katotta toplanan metalin ve anotta açığa çıkan gazın adını yazın. 5. KI ün elektrolizinde katotta ve anotta oluşan renk değişimlerinin nedenini açıklayın. 6. CuSO4’ün elektrolizinde elektrotlar yer değiştirilmeden önce ve değiştirildikten sonra katot ve anotta oluşan olayları yorumlayın. Elektrotlar değiştirildikten sonra katot ve anotta oluşan yarı tepkimeleri ve toplam tepkimeyi yazın. 7. CuSO4’ın elektrolizinde kaç gram bakır toplanacağını bulun. 88 DENEY 17-C ELEKTROLİZ OLAYINDA İYONLARIN HAREKETİ 17-C.1 GİRİŞ Doğru akım elektrolit içerisindeki iyonlar tarafından sağlanır. Elektrotlarda, elektronlar iyonlara verilir veya alınır. Elektrotlarda meydana gelen işlemler ya yükseltgenme yada indirgenme yarı-reaksiyonlarıdır. Elektroliz yükseltgenme-indirgenme sürecidir. Elektroliz deneyinde, iyonlar zıt yüklü elektrotlara doğru göç eder. 17-C.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Potasyum permanganat (VII) kristalleri (oksitleyici), 0,1 M gümüş nitrat çözeltisi, %5'lik potasyum kromat (VI) çözeltisi (K2CrO4) (çok zehirli bir katı olup çözeltisi de zehirlidir, kansere neden olabilir), İki krokodil, Mikroskop lamı, İki uzun bağlantı kablosu, Süzgeç kağıdı, 20 V'luk DC (doğru akım) kaynağı, Pens Mikroskop lamı Süzgeç kağıdı Potasyum permanganat (VII) kristalleri Krokodil Güç kaynağı 17-C.3 DENEYİN YAPILIŞI 1. Mikroskop lamından daha küçük bir süzgeç kağıdı kesiniz. Ortasından kurşun kalem ile belirgin olmayan bir çizgi çiziniz. 2. Musluk suyuyla süzgeç kağıdını nemlendiriniz. Krokodillerle lamın üzerine süzgeç kağıdını tutturunuz. 3. Pens kullanarak süzgeç kağıdının ortasına potasyum permanganat kristallerinden biraz koyunuz. 4. Bağlantıları doğru akım kaynağına bağlayınız ve 20 V’u geçmeyecek şekilde ayarlayınız. 89 5. Güç kaynağını açınız ve yaklaşık 10 dakika bekleyiniz. Gümüş nitrat çözeltisi Mikroskop lamı Süzgeç kağıdı Potasyum kromat çözeltisi Krokodil 6. Mikroskop lamından daha küçük bir süzgeç kağıdı kesiniz. Ortasından kurşun kalem ile belirgin olmayan bir çizgi çiziniz. 7. Musluk suyuyla süzgeç kağıdını nemlendiriniz. Krokodillerle lamın üzerine süzgeç kağıdını tutturunuz. 8. Pozitif elektrotun bağlandığı süzgeç kağıdın ucunu gümüş nitrat çözeltisi ile nemlendiriniz (parmaklar kirlenebilir). 9. Negatif elektrotun bağlandığı süzgeç kağıdı ucunu potasyum kromat çözeltisi ile nemlendiriniz (zehirli). 10. Bağlantıları doğru akım kaynağına bağlayınız ve 20 V'u geçmeyecek şekilde ayarlayınız. Güç kaynağını açınız ve yaklaşık 10 dakika veya herhangi bir değişiklik görünceye kadar bekleyiniz 17-C.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR 5. ve 10. Basamaklara ait deney sonunda süzgeç kağıdını göstermek için birer şekil çiziniz. Süzgeç kağıdının uçlarını + veya - ile işaretleyerek bu uçların güç kaynağının hangi kutbuna bağlı olduğunu belirtiniz. 17-C.5 SORULAR 1. Potasyum permanganat iki tür iyon içerir. Bu iyonların hangisi renklidir ? 2. İyonun hareketini dikkate alarak permanganat iyonunun hangi yüklü olduğunu belirtiniz? 3. İkinci deneyde ne meydana gelir? 4. Reaksiyon için iyon eşitliğini yazınız. 90 DENEY 18 İSTENMEYEN PİLLER VE KOROZYON 18.1 GİRİŞ Metaller ve sulu ortamlarla değişik piller kendiliklerinden oluşabilirler ve metalin aşınmasına yol açarlar. Bu nedenle de istenmezler. Metalin bu tür aşınmasına zımpara kağıdı gibi fiziksel etkilerle olan aşınmasından ayırmak üzere korozyon adı verilir. Bu tür piller bizim isteğimiz ve denetimimiz dışında oluştuklarından ve yararlı bir akım da vermediklerinden istenmeyen pillerdir. İstenmeyen pillerin oluşması için hemen hemen her yerde pek çok imkân vardır. Çünkü bilindiği gibi bir pilin oluşması için sulu bir ortamla iki farklı elektrot yetmektedir. Bu nedenle de korozyonla az veya çok her yerde karşılaşılması olağandır. Elektrotlardaki farklılık değişik şekillerde ortaya çıkabilir: Aynı metalin değişik iki yeri değişik bileşimdeki çözeltilere batabilir. Böylece farklı iki elektrot oluştuğundan bir pil de oluşur. Metal alaşımının değişik yerleri, yapımından dolayı farklı bileşimde olabilir. Böyle bir metal parçasının bu farklı iki yeri sulu bir ortamda bir pil oluşturur. Metalin içindeki safsızlıklar da metal ile bir pil oluşturur. Aynı bir metal yüzeyinin farklı iki yerindeki oksijen gazı derişiminin farklı olması bile bir pil oluşmasını sağlayabilir. Mesela bir yarıkta veya bir girintide oksijen daha azdır. Yarık veya girintideki metal ile açık yerdeki metal farklı iki elektrot niteliğinde olup bir pil oluşturabilir. Korozyona pek çok yerde ve pek çok metalde rastlanır. Bunun sonucunda su ve hava etkisi ile parlak metal yüzeylerinin çoğu bir süre sonra donuklaşır. Demir üzerinde pas dediğimiz, dökülgen, kırmızı-kahverengi bir katman oluşur. Çinko, beyaz ve donuk bir örtü ile örtülür. Bakır üzerinde patina adı verilen yeşil bir katman oluşur. Gümüş kararır. Buna benzer birçok örnekler verilebilir. Bazı metaller, meselâ platin ve altın ise her zaman parlak kalır. Şu halde bazı metaller kolay, bazıları ise daha zor korozyona uğrarlar. Buna göre de bazı metallerin daha aktif, bazılarının ise daha az aktif oldukları söylenir. Bazı metaller azdan çoğa, artan, aktiflik sırasına göre dizilmiş olarak gösterilmiştir. Mg, Al, Zn, Fe (karbonlu çelik), Sn, Pb, Cu, Paslanmaz çelik, Ag, Pt, Au Cetvele bakıldığında bunda bir hata varmış gibi görünmektedir; Diziye göre demirin alüminyumdan daha aktif olması gerekir. Oysa hepimiz alüminyumdan pek çok mutfak aracının yapıldığını, demirin ise kolaylıkla paslandığını biliriz. Bu, alüminyumun demirden 91 daha aktif olmasından ileri gelmemektedir. Alüminyumun yüzeyinde ortaya çıkan ilk korozyon ürünleri, çok sıkı bir katman oluşturarak korozyonun ilerlemesini önler. Demirde ise oluşan ürünler gevşektir. Bunlar korozyonun ilerlemesini önleyemezler. Yukarıdaki diziden iki metalden pil oluşturulduğunda hangisinin çözünen metal olduğu da görülebilir. Dizide önce gelen metal daha az aktif olduğundan pilin çalışması sırasında bu metal çözünür. Daniel pili incelenirken, çözünen metalin çinko olduğunu tesbit edilmiştir. Bu bulgu yukarıdaki dizi ile uyuşmaktadır. Dizide çinko bakırdan önce gelmektedir. Korozyon olaylarında genellikle, istenmeyen pillerle karşılaşılır. Korozyonu önlemenin yolu da bu pillerin oluşmasını ya da çalışmasını önlemektir. Demirin hava ve su etkisiyle paslanması olayı ele alınacak olursa şu tedbirler düşünülebilir: a. İstenmeyen, pillerin oluşumunda yerel safsızlıklar önemli bir etken olduğuna göre bu safsızlıklar önlenmelidir. Böyle bir demiri elde etmek oldukça zordur. Ayrıca belirli özelliklerin sağlanması amacıyla bu tür safsızlıkların demire zaten katılması gerekmektedir. Bu nedenle çok saf demirin elde edilmesi korozyon olayının önlenmesinde bir çare değildir. b. İstenmeyen pillerin oluşumunda bir çözelti gerekli olduğuna göre çözelti oluşumu önlenmelidir. Yani demirin çok kuru bir atmosferde kullanılması gereklidir. Bu ise hemen hemen imkansızdır. Ancak havasının çok kuru olması sebebiyle çöllerdeki demir eşyalar hemen hemen hiç paslanmazlar. c. İstenmeyen pillerin oluşumunda elektronik iletkenin çözelti ile temasta olması gerektiğine göre bu temas kesilmelidir. Bu amaçla demirin boyanması veya başka metallerle kaplanması gereklidir. d. İstenmeyen pilin oluşumunda eksi elektrot olan demir çözeltiye geçer. O halde demiri artı elektrot yaparak bu önlenmelidir. Bu amaçla demirin daha az aktif bir metalle bir pil oluşturması sağlanır. 18.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Feroksil belirteci (damlalıklı şişede), demir tuzu çözeltisi (damlalıklı şişede), 1 deney tüpü, 2 demir çivi, zımpara kağıdı, 1 petri kabı, bakır tel parçası (çıplak, 2 cm boyunda), çinko tel parçası (çıplak, 2 cm boyunda), 18.3 DENEYİN YAPILIŞI 92 18.3.1 FEROKSİL BELİRTECİ İLE ÇALIŞMALAR 1. Deney tüpüne 2 ml kadar su koyun. 2. Bunun üzerine bir damla demir tuzu çözeltisi koyup çalkalayın. 3. Sonra 1 damla feroksil belirteci damlatın. 4. Gözlemlerinizi kaydedin. 18.3.2 DEMİRİN KOROZYONU 1. Çivilerden birini zımpara kağıdı ile iyice zımparalayın. Su ile yıkayın ve petri kabına koyun. 2. İkinci bir çiviyi de zımparalayın. Su ile yıkayın. 3. Bakır teli zımparalayın. Su ile yıkayın. 4. Bakır teli çivinin orta yerinden bir kez sarıp telin iki ucunu birbiri etrafında birkaç kez sıkıca bükün. Tel, çivinin ortasında sıkı otursun. 5. Bakır telli çiviyi de birinci çivinin yanına koyun. Bakır telin birinci çiviye değmemesine dikkat edin. 6. Petri kabını sarsıntısız bir yerde beyaz bir kağıt altlık üzerine koyun. 7. Petri kabına çivileri tamamen örtecek miktarda feroksil belirteci koyun. 8. 1-2 saat süreyle çivileri gözleyin. 9. Kabı sarsmamağa dikkat edin. 18.3.3 DEMİR KOROZYONUNUN ÖNLENMESİ 1. Önce çiviyi zımpara kağıdı ile iyice zımparalayın. 2. Çinko teli de iyice zımparalayın. 3. Her ikisini ayrı ayrı yıkayın. 4. Çinko teli çivinin orta yerinden bir defa sarıp telin iki ucunu birbiri etrafında birkaç defa sıkıca bükün. Tel, çivinin ortasında sıkı otursun. 5. Bu şekilde hazırladığınız çiviyi petri kabına koyun. 6. Petri kabını sarsıntısız bir yerde beyaz bir kağıt üzerine koyun. 7. Petri kabına, çiviyi tamamen örtecek miktarda feroksil belirteci koyun, 1-2 saat süreyle çiviyi gözleyin. 8. Kabı sarsmamağa dikkat edin. 93 18.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR 1. Deneyin 18.3.1 kısmında feroksil belirteci ile yaptığınız denemelerde ne gözlüyorsunuz? Bundan ne gibi bir sonuç çıkarıyorsunuz? 2. Deneyin 18.3.2 kısmında oluşan renklenmeleri şematik çivi resimleri üzerinde belirtin. 3. Deneyin 18.3.3 kısmında oluşan renklenmeleri şematik bir çivi resmi üzerinde gösterin. 18.5 SORULAR 1. Deneyin 18.3.2 kısmında çivilerin hangi kısımlarında korozyon olmaktadır? 2. Deneyin 18.3.2 kısmında iki çivinin davranışı arasında farklılık nereden ileri geliyor? 3. Daniel pilinde metalin çözündüğü elektrot, artı mı yoksa eksi mi dir? Buna göre deneyin 18.3.2 kısmında ki pilde artı ve eksi elektrodlar hangi yerler olabilir? 4. Deneyin 18.3.3 kısmında oluşan pilin artı ve eksi kutbu neresidir? 5. Deneyin 18.3.2 kısmında demir çözeltiye geçiyor mu? 6. Bu deneyin sonuçlarım Deney 13-7'de bakır telli çivi ile elde ettiğiniz sonuçla karşılaştırın ve yorumlayın. 94 DENEY 19 KİMYASAL DENGE VE LE CHATELİER PRENSİBİ 19.1 GİRİŞ Bir kimyasal tepkimede, tepkimeye giren maddeler bir araya getirildiklerinde tepkime süresi ne kadar uzun olursa olsun, tepkimeye giren maddelerin tümü ürünlere dönüşmeyebilir. Tepkimeye giren maddelerin derişimleri tepkime ilerledikçe üstel olarak azalırken oluşan ürünlerin derişimleri de üstel olarak artar ve bir süre sonra her ikisi de sabit kalır. Bu durumda tepkimede oluşan ürünler, bir yandan yeniden tepkimeye giren maddelere dönüşmektedir. Tepkimeye giren maddelerden ürünlerin oluşma hızının, ürünlerden yeniden tepkimeye giren maddelerin oluşma hızına eşit olduğu bu dinamik duruma kimyasal denge denir. Örnek olarak sabit sıcaklıkta kapalı bir kapta: X (g) + Y (g) Z (g) + T (g) 19.1 tepkimesini inceleyelim. Kaba önce bir miktar X ve Y koyalım. Zamanla X ve Y' nin reaksiyona girmesinden dolayı miktarı azalacak, Z ve T' nin miktarı artacaktır. Oluşan Z ve T reaksiyona girip tekrar X ve Y oluşturacaktır. Bir müddet sonra X ve Y' den Z ve T oluşma hızı ile Z ve T den X ve Y oluşma hızı birbirine eşit olur. Bu duruma denge durumu denir. Bu sırada maddelerin konsantrasyonu değişmezken ileri ve geri yöndeki reaksiyon eşit hızda sürmektedir. (Dinamik denge). Denge tepkimelerinin çift okla gösterilmesinin sebebi budur. Bazı reaksiyonlar tek yönlü bazı reaksiyonlar çift yönlüdür. Bunun izahını şöyle yapabiliriz: a) Maksimum düzensizliğe eğilim. Gazlar sıvılara göre, sıvılar da katılara göre daha düzensizdir. Mol sayısı fazla olan gaz, az olan gaza göre daha düzensizdir. Bir katı bir sıvıda çözünürse düzensizliği artar. Bir gaz bir sıvıda çözünürse düzensizliği azalır. b) Minimum enerjiye eğilim. Bir reaksiyonda ısının bulunduğu taraf (endotermikte sol, ekzotermikte sağ taraf) minimum enerji eğiliminin olduğu taraftır. Dengedeki bir sisteme dışarıdan herhangi bir etki yapıldığında Le Chatelier prensibine göre, denge reaksiyonu, bu etkiyi azaltacak şekilde, sağa (ileri yöne) veya sola (ters yöne) kayarak tekrar dengeye gelmek ister. Yani dışarıdan yapılan etkiye ters şekilde tepki verir. Yapılabilecek bazı değişikliklere karşı sistemin nasıl tepki vereceği aşağıda özetlenmiştir. 1. Derişim : Dengedeki bir sistemde hangi maddenin derişimi arttırılırsa, sistem bu maddeyi reaktant olarak belirleyen tepkime yönünü tercih edecek, bu yöndeki tepkime hızı artacak ve yeniden denge oluştuğunda bu maddenin toplam derişiminde azalma meydana 95 gelecekir. Tabiidir ki bir tarafa tepkimenin hızını arttırması diğer maddelerin derişimlerinin de değişmesine sebep olacaktır. 2.Basınç – Hacim : Basıncın artması hacmin azalması demektir. Basınç artarsa reaksiyon gazların toplam mol sayısı fazla olan taraftan, az olan tarafa kayar. Gazların toplam mol sayısının her iki yöndede eşit olduğu reaksiyonlarda basınç - hacim değişiminin denge üzerine etkisi olmaz. 3.Sıcaklık : Sıcaklık değişimi k sabitini değiştirir. Denge sabitleri yalnızca sıcaklıkla değişir. Denge tepkimelerinde ısı tıpkı bir madde gibi düşünülmelidir. Ekzotermik reaksiyonlarda ısı ürünler tarafına yazıldığından sıcaklık arttırılınca reaksiyon sola kayar, k sabiti küçülür. Endotermik reaksiyonlarda ısı girenler tarafına yazıldığından sıcaklık arttırıldığında reaksiyon sağa kayar, k sabiti büyür. 4.Katalizör : Dengedeki bir tepkimeye katalizör kullanılması dengeyi etkilemez. Ancak dengeye ulaşmamış reaksiyonlarda katalizör kullanılması, dengeye ulaşma hızını arttırır. 5.Bu reaksiyondaki hiçbir madde ile reaksiyona girmeyen bir maddenin eklenmesi dengeyi etkilemez. Denge durumundaki bir tepkimede stokiyometrik katsayıları üs olarak alınmış ürünlerin derişimleri çarpımının, stokiyometrik katsayıları üs olarak alınmış tepkimeye giren maddelerin derişimleri çarpımına oranı belirli bir sıcaklık için değişmez bir sayıdır ve denge sabiti olarak adlandırılır. aA + bB cC + dD 19.2 şeklindeki bir tepkimenin denge sabiti, 19.3 genel ifadesi ile verilir. Örneğin Fe3+ iyonu ile SCNˉ iyonu arasındaki, Fe3+ + SCN ˉ FeSCN2+ 19.4 tepkimesi için, 19.5 biçiminde yazılan Kd denge sabitinin sayısal değerinin saptanabilmesi için Fe3+, SCNˉ ve FeSCN2+ iyonlarının denge derişimlerinin bilinmesi gerekir. FeSCN2+ iyonlarının denge derişimi bu iyonları içeren çözeltinin renkli olmasından yararlanılarak renk ölçüm yöntemi (kolorimetri) ile bulunabilir. 96 Bir çözeltinin renk koyuluğu, içindeki maddelerin derişimine ve çözelti yüksekliğine bağlıdır. Örneğin, eşit çaplı iki tüpe konulan aynı renkli maddenin 0,1 M derişimindeki çözeltisinin 2 cm’si ile 0,2 M derişimindeki çözeltisinin 1 cm'si aynı renk koyuluğunu verir. Diğer bir anlatımla aynı maddeyi içeren eşit çaplı iki tüpe yukarıdan bakıldığında renk koyulukları aynı ise ilk tüpteki çözeltinin derişimi ile yüksekliğinin çarpımı, ikinci tüpteki çözeltinin derişimi ile yüksekliğinin çarpımına eşit olacaktır. h1· Cı = h2 · C2 19.6 FeSCN2+ iyonlarının denge derişiminin renk ölçüm yöntemiyle bulunabilmesi için, FeSCN2+ iyonu derişimi bilinen bir karşılaştırma çözeltisine gereksinim vardır. Bu çözelti, SCNˉ iyonu derişimi az olan bir çözeltiye aşırı Fe3+ iyonu eklenerek hazırlanabilir. Böylece bütün SCNˉ’nin FeSCN2+’ye dönüştüğü varsayılır. Denge derişimleri belirlenirken, FeSCN2+ iyonunun denge derişimi renk ölçüm yöntemi ile, Fe3+ ve SCNˉ iyonlarının denge derişimleri ise, Fe3+ ve SCNˉ iyonlarının başlangıç derişimlerinden oluşan FeSCN2+ iyonunun denge derişimi çıkarılarak bulunur. Fe3+ ve SCNiyonlarının başlangıç derişimleri hesaplanırken, çözeltilerin hazırlanmasında kullanılan Fe(NO3)3 ve NaSCN tuzlarının tümüyle iyonlarına ayrıştıkları varsayılır. Ayrıca bu iki çözeltinin karıştırılması sırasındaki seyrelme etkeni de unutulmamalıdır. [FeSCN2+]denge = [FeSCN2+]kar x hkar/hdenge 19.7 [Fe3+]denge= [Fe3+]başlangıç - [FeSCN2+]denge 19.8 [SCN-]denge= [SCN-]başlangıç - [FeSCN2+]denge 19.9 Bu deneyde, sabit sıcaklıkta başlangıç derişimleri farklı olan tepkimeye giren maddelerle gerçekleştirilen bir tepkimenin denge sabiti Kd belirlenecektir. 19.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER 0,002 M NaSCN çözeltisi, 0,2 M Fe(NO3)3 çözeltisi, Deney tüpü (6), 25 ml'lik mezür, Cam çubuk, 10 ml'lik pipet 19.3 DENEYİN YAPILIŞI 1.Boyları ve çapları aynı olan 6 deney tüpünden biri karşılaştırma tüpü olmak üzere diğerlerini 1'den 5'e kadar numaralayın. Tüplerin tümüne 5'er ml 0,002 M NaSCN çözeltisi koyun. 97 2. Karşılaştırma tüpüne 5 ml 0,2 M Fe(NO3)3 çözeltisi ekleyerek karşılaştırma çözeltisini hazırlayın. 3. 25 ml'lik bir mezüre 10 ml 0,2 M Fe(NO3)3 çözeltisi koyduktan sonra damıtık su ile 25 ml'ye tamamlayın (0,08 M Fe3+) ve çözeltiyi iyice karıştırın. Bu çözeltinin 5 ml'sini 1 nolu tüpe ekleyin ve tüpü çalkalayın. 4. Mezürde tam 10 ml_ 0,08 M Fe(NO3)3 Çözeltisi kalıncaya dek pipetle alıp kalan çözeltiyi damıtık su ile 25 ml'ye seyreltin (0,032 M Fe3+) ve çözeltiyi iyice karıştırın. Bu çözeltinin 5 ml'sini 2 nolu tüpe ekleyin ve tüpü çalkalayın. 5. İşlem 4'te anlatıldığı şekilde seyreltilme işlemi sürdürülen Fe(NO3)3 çözeltisinden 3, 4 ve 5 nolu deney tüplerine 5 er ml ekleyin ve tüpleri çalkalayın. 6. Karşılaştırma tüpünün renk koyuluğunu diğer tüplerin her biriyle karşılaştırın. Bunun için karşılaştırılacak iki tüpü alın ve yan yana tutarak beyaz kağıtla sarın. Her iki tüpe de ışık aynı yönden gelecek biçimde, beyaz bir zemin üzerinde yukarıdan aşağıya doğru bakın. Tüplerdeki çözeltilerin renk koyulukları aynı ise bir cetvelle her iki çözeltinin de yüksekliklerini ölçün. Renk aynı değilse karşılaştırma çözeltisinin bir kısmını temiz ve kuru bir behere alın (bu kısım yeniden kullanmak için gerekebilir). Renk koyulukları aynı oluncaya dek yalnızca karşılaştırma çözeltisinin yüksekliğini değiştirerek işlemi sürdürün. Eş renkli çözeltilerin yüksekliklerini ölçün. Tüm tüpler için renk ölçüm işlemini yineleyin. 19.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR Tüpler 1 hdenge (cm) hkarşılaştırma (cm) [FeSCN2+]karşılaştırma 23 4 5 98 Tüpler [Fe3+]baslangıç [SCNˉ]karşılaştırma [FeSCN2+]denge [Fe3+]denge [SCNˉ]denge Kdenge 1 2 3 4 5 99 DENEY 19-A KİMYASAL DENGE VE LE CHATELİER PRENSİBİ (DERİŞİMİNİN ETKİSİ) 19-A.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER 0,2 M CoCl2, 0,1 M AgNO3, Derişik HC1, 3 tane deney tüpü (15x150 mm), Aseton, Mezür, Tüp sporu, Baget 19-A.3 DENEYİN YAPILIŞI 1. 3 tane deney tüpünü etiketleyin ve I. ve II. Deney tüpüne 2' şer ml CoCl2 çözeltisi koyun. 2. I. Tüpe 4 ml derişik HC1 ilave edin ve yavaşça karıştırın. (HC1 çeker ocakta ilave edilmelidir.) 3. I. Tüpteki çözeltinin yarısını III. deney tüpüne boşaltın. 4. I. Deney tüpüne 4 ml su ekleyin ve karıştırın. 5. III. deney tüpüne 2 ml 0,1 M AgNO3 ekleyin ve yavaşça karıştırın. 6. 4 ml asetonu mezürle ölçün. II. Deney tüpünü eğin ve asetonu tüpün kenarından yavaşça boşaltın. Aseton ve kobalt çözeltisinin karışmamasına dikkat edin. Eğer aseton ayrı bir faz olarak kalmazsa bu basamaktan sonuç alınamaz. 19-A.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR Bütün basamaklarda elde ettiğiniz sonuç ve gözlemleri aşağıdaki tabloya yazın. Basamak İşlem 2 HC1 ilavesi 4 H2O ilavesi 5 AgNO3 ilavesi 6 Aseton ilavesi Gözlem 19-A.5 SORULAR 1. 2,4,5 ve 6. basamaklarda ilaveler sonucu meydana gelen değişiklikleri Le Chaletier prensibine göre açıklayın. 100 DENEY 19-B KİMYASAL DENGE VE LE CHATELİER PRENSİBİ (SICAKLIĞIN ETKİSİ) 19-B.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER 0,4 M CoCl2, Derişik HC1, 3 tane deney tüpü (15x150 mm) 19-B.3 DENEYİN YAPILIŞI 1. Deney tüpüne 1 ml CoCl2 çözeltisi koyun. 2. Çözeltinin rengi değişinceye kadar derişik HC1 ilave ediniz. 3. Çözeltiyi üç deney tüpüne paylaştırarak a) Tüplerden birini ısıtıcıya, b) İkincisini buz banyosuna koyunuz. c) Üçüncü deney tüpünü ise oda sıcaklığında bırakınız. 19-B.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR 1. Bir kaç dakika sonra ısıtılan ve soğutulan örneklerin renk değişimlerini gözlemleyip not ediniz. 19-B.5 SORULAR 1. Denge sisteminin denklemini yazınız? 2. Dengeyi oluşturmak için neden HC1 eklenmektedir. 3. Isı dengeyi nasıl etkilemektedir. 4. Ortama su ilave ederseniz denge hangi yöne doğru kayar? Deneyerek gözlemleyiniz. 101 DENEY 20 BAKIR (II) İYODATIN ÇÖZÜNÜRLÜK ÇARPIMI 20.1 GİRİŞ Bir tuzun su ile doygun bir çözeltisi hazırlandığında, tuzun ayrışmış iyonları ve çözünmeyen katı arasında dinamik bir denge kurulur. Örneğin, bakır 2 iyodat suda çözündüğünde kurulan dinamik denge tepkimesi, Cu(IO3)2 (k) Cu2+ + 2 IO3ˉ 20.1 şeklindedir ve bu denge için denge sabiti, 20.2 bağıntısı ile yazılabilir. Arı bir katının derişimi, miktarından bağımsız ve sabit olduğundan, K [Cu(IO3)2 (k)] = Kçç = [Cu2+] [IO3ˉI2 20.3 elde edilir ve Kçç'ye çözünürlük çarpımı sabiti denir. Kçç sabiti, doygun bir çözeltideki iyonların derişimlerinin (katsayıları kadar üsleri alınmış) çarpımına eşittir ve belli bir sıcaklık için sabittir. Cu(IO3)2’ın Kçç değerini saptamak için katı Cu(IO3)2 ile dengede olan doygun çözeltisindeki Cu2+ ve IO3ˉ iyonlarının denge derişimlerinin bilinmesi gerekir. Cu2+ iyonunun denge derişimi, bu iyonları içeren çözeltinin mavi renkli olması nedeniyle renk ölçüm yöntemiyle saptanır. Ancak doygun Cu(IO3)2 çözeltisindeki Cu2+ iyonları, kolaylıkla görülebilecek koyulukta renk oluşturmadığından ortama derişik NH3 çözeltisi eklenerek çok koyu mavi renkli olan Cu(NH3)42+ kompleks iyonlarına dönüştürülür ve çözelti rengi, karşılaştırma çözeltisinin rengi ile kıyaslanır. IO3ˉ iyonunun denge derişimini saptamak için ise dolaylı bir yöntem izlenir. Bu yöntemde derişimleri bilinen Cu2+ ile IO3- iyonlarını içeren çözeltiler karıştırılarak Cu(IO3)2 çöktürülür. Çözeltilerin ilk karıştırıldığı andaki Cu2+ iyonu başlangıç derişiminden, çökelmeden sonra çözeltide kalan Cu2+ iyonlarının renk ölçüm yöntemiyle saptanan denge derişiminin farkı çöken Cu2+ iyonu derişimini verir. Her bir Cu2+ iyonunu çöktürmek için iki IO3ˉ iyonu gerekli olduğundan çöken Cu2+ iyonu derişimin iki katı çöken IO3ˉ iyonu derişimini verecektir. Çözeltilerin ilk karıştırıldığı andaki IO3ˉ iyonu başlangıç derişiminden, çöken IO3ˉ iyonu derişiminin farkı ise çözeltide kalan IO3ˉ iyonlarının denge derişimini verir. 102 Bu deneyde derişimleri bilinen CuSO4 çözeltisi ile HIO3 çözeltisi karıştırılarak Cu(IO3)2 çöktürülecek ve çökelekle dengede olan doygun çözeltideki Cu2+ ve IO3ˉ iyonlarının denge derişimleri bulunarak Cu(IO3)2’in Kçç değeri hesaplanacaktır. 20.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER 0,150 M CuSO4 çözeltisi, 0,320 M HIO3 çözeltisi, Derişik NH3 çözeltisi, Deney tüpü (4), 25 ml’lik mezür, 10 ml’lik pipet, Cam çubuk, Cetvel 20.3 DENEYİN YAPILIŞI 1. Boyları ve çapları aynı olan 4 deney tüpünden biri karşılaştırma tüpü olmak üzere diğerlerini 1'den 3'e kadar numaralandırarak etiketleyin. 2. 0,150 M CuSO4 çözeltisinden 3 tüpe 5'er ml ve mezüre de 2,5 ml koyun. 3. 0,320 M HIO3 çözeltisinden 1. tüpe 4 ml, 2. tüpe 4,5 ml ve 3. tüpe de 5 ml ekleyin. Bütün hacimleri 10 ml ye tamamlamak için 1. tüpe 20 damla (1 ml) ve 2. tüpe 10 damla damıtık su ekleyin. 4. 1.tüpteki çözeltiyi bir cam çubukla tüp çeperlerine hızla sürterek çökelek oluşuncaya dek karıştırın. Cam çubuğu çıkarıp yıkayın ve kurulayın. 2 ve 3 nolu tüpler için aynı işlemi yineleyin. Sonra her üç tüpü 10 dakika süreyle ara ara çalkalayın ve durulmaları için bekletin. 5. 1.tüpteki duru çözeltiyi temiz ve kuru bir tüpe aktarıp çökeleği atın. Çözeltiye bir kaç damla derişik amonyak ekleyin. Eğer çökelek oluşursa çözününceye dek damla damla amonyak eklemeyi sürdürün. 6. Mezürdeki çözeltiyi damıtık su ile 25 ml'ye tamamlayın ve buna 1 ml derişik amonyak ekleyerek renk ölçüm yönteminde kullanılacak karşılaştırma çözeltisini hazırlayın. 7. Karşılaştırma tüpüne karşılaştırma çözeltisinden bir miktar aktarın ve 1 nolu tüple renk koyuluklarını karşılaştırın. Bunun için iki tüpü yan yana tutup beyaz bir kağıtla sarın ve beyaz bir zemin üzerinde tutarak iki tüpe aynı anda yukarıdan bakın. Bu işlem sırasında tüplerin ışığı aynı yönden almasına özen gösterin. Eğer iki tüpün renk koyulukları aynı ise çözeltilerin yüksekliklerini ölçün. Karşılaştırma çözeltisi daha koyu renkli ise birazını mezüre geri dökün; karşılaştırma çözeltisi daha açık renkli ise biraz daha karşılaştırma çözeltisi ekleyin ve yeniden renkleri karşılaştırın. Renk koyulukları aynı olana dek bu işlemi sürdürün. Eş renkli tüplerdeki çözeltilerin yüksekliklerini ölçün. 8. 2 ve 3 nolu tüpler için 7 nolu işlemi yineleyin. 103 20.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR Tüpler 1 2 3 Örnek çözelti yüksekliği Karşılaştırma çözeltisi yüksekliği 1. 10 ml'lik iki çözelti karışımındaki Cu2+ iyonu derişimi (mol L-1) Tüpler 1 2 3 1 2 3 1 2 3 Çökmeden önce (A) (hesaplanan) Çökmeden sonra doygun çözeltide kalan (B) (renk karşılaştırması) Çöken (C=A-B) 2. 10 ml’lik iki çözelti karışımındaki IO3ˉ iyonu derişimi (mol L-1) Tüpler Çökmeden önce (a) (hesaplanan) Çöken (b=2xC) (hesaplanan) Çökmeden sonra doygun çözeltide kalan (c=a-b) 3. Bakır (II) iyodatın çözünürlük çarpımı Tüpler Kçç / mol3 L-3 104 DENEY 21 SICAKLIĞIN TEPKİME HIZINA ETKİSİ 21.1 GİRİŞ Endotermik ve ekzotermik tüm tepkimelerin hızı sıcaklık yükseldikçe artar. Sıcaklığın yükselmesi ile kinetik enerjilerinin artması ile hızlanan moleküller birim zamanda daha çok sayıda çarpışırlar. Bunun sonucu çarpışınca tepkime verebilecek eşik enerjisinden daha yüksek enerjiye sahip moleküllerin sayısı artar, dolayısıyla etkin çarpışma sayısı da artar. Sıcaklık 25° ’den 35°C ’ye yükseldiğinde moleküllerin ortalama hızı % 2 oranında yükseldiği halde tepkime hızı yaklaşık olarak % 200 ile % 300 kadar artmaktadır. Bu durum, sıcaklık yükselmesiyle artan birim zamandaki toplam çarpışma sayısı içindeki etkin çarpışma kesrinin çok yükseldiğini göstermektedir. Eğer, A2 ve B2 molekülleri oldukça düşük kinetik enerjiye sahipseler, elektron bulutlarının itmesini yenemiyecekleri için etkinleşmiş kompleks oluşturamazlar ve tepkimeye girmeden düşük hızlarla Brown hareketlerini sürdürürler. Yanlızca yüksek enerjili moleküller potansiyel enerji duvarına ulaşarak etkinleşmiş kompleks oluşturabilirler. Bir kimyasal tepkimede tepken ya da ürün derişimlerinin zamanla değişimine tepkime hızı (TH) denir ve tepkenlerin harcanma hızı ve ürünlerin oluşma hızına bağlı olarak TH=- dCtepken dt =+ dCürün dt mol L-1 s-1 21.1 şeklinde gösterilir. Tepkime hızı büyük ölçüde tepkimeye giren maddelerin özelliklerine bağlıdır. Bununla birlikte tepkimeye giren atom molekül ya da iyonların çarpışma sayıları ile hız ya da enerjileri dış etkenlerle değiştirilebilir. Tepkime hızını etkileyen başlıca etkenler, 1. Moleküllerin çarpışma sayılarını değiştiren derişim ve basınç, 2. Moleküllerin hızını ve enerjilerini değiştiren sıcaklık, 3. İki ayrı fazın sınır yüzeyinde oluşan heterojen tepkimelerde moleküllerin çarpışma sayısını değiştiren yüzey alanı ve karıştırma, 4. Taneciklerin tepkime verebilmeleri için içermeleri gereken en az enerji olan etkinleşme enerjisini değiştiren katalizörler olarak sıralanabilir. Tepkime hızı derişim, basınç, sıcaklık, yüzey alanı ve karıştırma ile doğru orantılı olarak artar. Katalizörler de tepkime hızını seçimli bir yönde artırırlar. 105 Bir kimyasal tepkimenin hızı, tepkimenin cinsine göre ölçülebilen, gözlenebilen makro özelliklerdeki değişim izlenerek belirlenebilir. 1. Renk, koku, tat, şekil değişimi gibi fiziksel görünümlerdeki değişme hızı ölçülerek tepkime hızını belirleyebiliriz. 2. Basınç değişimi: Gaz fazında gerçekleşen tepkimelerde tepkimeye giren gazların mol sayısı ile ürünlerin mol sayısı eşit değilse basınçtaki değişim ile tepkime hızını ölçebiliriz 3. İletkenlik değişimi: İyon içermeyen sıvılar elektriği iletmezler. Tepkimelerde iyonlar oluşuyorsa iletkenlik artarken, iyonlar azalıyorsa iletkenlik azalır. 4. Isı değişimi: Tepkime ısısı (H ) bilinen tepkimelerde ısı değişimi ile hız ölçülebilir. 5. pH değişimi: Asit ya da baz ile gerçekleşen tepkimelerde pH metre ile hız ölçülebilir. 6.Tepkimede Oluşan Gaz Hacminin Ölçülerek Hızının Belirlenmesi: Özellikle gaz çıkışının olduğu tepkimelerde, sabit basınçta, çıkan gazın hacmi ölçülerek, tepkimenin hızı belirlenebilir. 21.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER KMnO4, H2C2O4, H2SO4, Distile su, Pipet 5 ml, Pipet 10 ml, Mezür 10 ml, Beher 250 ml, Isıtıcı, Termometre 100oC, Deney tüpleri (Tıpalı, eğik cam borulu) Asidin üzerine su dökmeyiniz. Su üzerine yavaş yavaş derişik sülfürük asit ilave ederken balonjojenin sıcaklığını kontrol ediniz. Gerekirse dışarıdan su ile soğutunuz. 21.3 DENEYİN YAPILIŞI 1. Dört deney tüpünü 1’den 4’e kadar numaralandırınız. 2. Her birine 5,0·10-4 M KMnO4 çözeltisinden 5 ml ve 0,25 M lık sülfürik asit çözeltisinden 1’er ml koyunuz. 3. Ayrıca dört tüp daha alınız ve 5-8 arasında numaralayınız. 4. Bu tüplerin herbirine 9’ar ml 2,5·10-3 M’lik okzalik asit çözeltisinden koyunuz. 5. İçinde asitli permanganat bulunan 1. tüpe 9 ml distile su katınız, ve çalkalayınız. Bu tüpü bundan sonraki deneylerdeki tüplerin rengi ile karşılaştırmak üzere tüplüğe yerleştiriniz. 106 6. Oda sıcaklığında 2. tüpe 5. tüpteki okzalik asit çözeltisini ekleyiniz. Tüpün ağzına tıpalı eğik cam boruyu yerleştiriniz. Cam borunun ucunu içinde su bulunan 100 ml'lik behere daldırınız. Tüpü çalkalayınız, saati not ediniz. Tüpteki renk değişimini gözleyiniz. Tepkimenin sona erdiği anı not ediniz. (Tepkimenin sona erdiği gaz çıkışının durması ya da mor rengin kaybolması ile anlaşılır.) Tepkimenin tamamlanması için geçen süre t1 olsun. 7. 3. tüp ile 7. tüpleri içinde 50 oC de su bulunan beher içine daldırılıp 5-10 dakika bekleyiniz. ( beheri ısıtıcı üzerinde ısıtınız) Dikkatlice okzalik asit çözeltisini permanganat çözeltisi üzerine boşaltıp saati not ediniz. Tüpü zaman zaman çalkalayarak içinde 50 oC 'de su bulunan beherin içinde tutunuz. Rengin değişimini izleyiniz. Renk değişimi bittikten sonra (Renksiz çözelti oluştuktan sonra ) saati not ediniz. Tepkimenin tamamlanması için geçen süre t2 olsun. Üçüncü tüpün rengini, birinci ve ikinci tüplerin rengi ile karşılaştırınız. 8. Isıtıcının sıcaklığını arttırarak beher içindeki suyu kaynatınız. 4. ve 8. tüplerle yedinci basamakta olduğu gibi çalışınız ve t3’ü hesaplayınız. 21.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR 2 MnO4ˉ + 16 H+ + 5 C2O42ˉ Mor Sülfürik asit 2 MnO4ˉ + 8 H+ + 3 C2O42ˉ Mor Sülfürik asit 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O Renksiz 2 MnO2 + 6 CO2 + 4 H2O Kızıl kahve Tepkime denklemlerinden yararlanarak sonuçları yorumlayınız. 21.5 SORULAR 1. t1, t2, ve t3’ü karşılaştırarak sıcaklığı tepkime hızına etkisi hakkında ne söyleyebilirsiniz. 21.2 21.3 107 DENEY 21-A TEPKİME HIZI ÜZERİNE DERİŞİMİNİN ETKİSİ 21-A.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Seyreltik HCl, Sodyum tiyosülfat, Mezür, Erlen, Kronometre 21-A.3 DENEYİN YAPILIŞI 1. Erlene 50 ml sodyum tiyosülfat çözeltisi koyun ve üzerine 5 ml seyreltik HC1 çözeltisi ilave edin. 2. Asidi ilave eder etmez hemen kronometreyi çalıştırın. 3. Çözeltinin karışması için erleni dairesel hareketlerle karıştırın ve erleni çarpı işareti koyulmuş bir kağıt üzerine yerleştirin ve erlenin üstünden bakarak alttaki kağıdın üzerindeki çarpı işaretini görmeye çalışın. 4. Çarpı işaretini artık göremediğiniz zaman kronometreyi durdurun ve süreyi not edin. 5. Aynı deneyi farklı sodyum tiyosülfat çözelti derişimlerinde tekrarlayın. Aşağıdaki tabloda görüldüğü gibi sodyum tiyosülfat çözeltisini toplam 50 ml olacak şekilde hazırlayın. 21-A.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR Elde ettiğiniz verilerden yararlanarak tabloyu doldurunuz. Sodyum Çarpı işaretinin Sodyum tiyosülfat Tiyosülfat Suyun görünmediği çözeltisinin 1 /geçen çözeltisinin Hacmi (ml) süre (s) başlangıç derişimi zaman(s-1) hacmi (ml) (g/ml) 50 0 40 10 30 20 20 30 10 40 108 DENEY 21-B TEPKİME HIZI ÜZERİNE SICAKLIĞIN ETKİSİ 21-B.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Sodyum tiyosülfat, Seyreltik HCl, Erlen, Termometre, Mezür, Kronometre 21-B.3 DENEYİN YAPILIŞI 1. Erlen içerisine 10 ml sodyum tiyosülfat çözeltisi ve 40 ml su koyun. Ayrı bir mezürde de 5 ml seyreltik HC1 çözeltisini ölçün. 2. Üzerinde çarpı işareti olan kağıdın üzerine erleni koyun ve başlangıç sıcaklığını termometre ile ölçün. 3. Erlendeki çözeltinin üzerine asidi ilave edin ve ilave eder etmez kronometreyi çalıştırın. 4. Erleni dairesel hareketle karıştırın ve tekrar kağıdın üzerine koyun ve erlenin üstünden bakarak çarpı işaretinin görünmediği anda kronometreyi durdurarak süreyi kaydedin. 5. Erlendeki çözeltinin son sıcaklığını da not edin. 6. Bu deneyi 15-65°C arasında 5 farklı sıcaklıkta tekrarlayın. 7. Deney bittiği zaman erlenleri bekletmeden dökerek yıkayın. Erlendeki karışımın başlangıç sıcaklığı (°C) Erlendeki karışımın son sıcaklığı (°C) Erlendeki karışımın ortalama sıcaklığı (°C) Çarpı işaretinin görünmediği süre (s) 1/geçen zaman (s-1) 109 DENEY 21-C TEPKİME HIZINA KATALİZÖRÜN ETKİSİ 21-C.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Maya veya zimaz enzimi, Toz şeker (altı kaşık), 3 adet beher 21-C.3 DENEYİN YAPILIŞI 1. Beherlerden ilkine oda sıcaklığında, ikinci ve üçüncüsüne ise, 37°C sıcaklıkta 200’er ml su koyarak, içlerine ikişer kaşık şeker atınız. Şekerli suyu karıştırarak şekerlerin çözünmesini sağlayınız. 2. Beherlerden ilk ikisine birer kaşık maya ilave ediniz ve dikkatlice karıştırınız. 3. Birinci beheri oda sıcaklığında tutunuz. 4. İkinci ve üçüncü beherlerin sıcaklığını 37°C civarında tutmak için bu beherleri, ılık bir yere (kalorifer üstüne, su banyosu içine vb.) yerleştiriniz. 5. Yaklaşık yarım saat gözlem yaparak gözlemlerinizi not ediniz. 110 DENEY 21-D TEPKİME HIZINA TEMAS YÜZEYİNİN ETKİSİ 21-D.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Alüminyum (yaprak ve toz), Derişik HCI çözeltisi, Tebeşir, Kroze maşası, Cam çubuk, Deney tüpü (2) 21-D.3 DENEYİN YAPILIŞI 1. Küçük bir parça alüminyum yaprak alın ve bir kroze maşası ile bek alevine tutarak olayı gözleyin. 2. Bu kez bir spatül ucu toz alüminyum alın ve alevin üzerine azar azar dökerek olayı gözleyin. 3. İki küçük tebeşir parçası alın ve birini temiz ve parlak bir kağıt üzerinde bir cam çubukla iyice ezerek toz haline getirip bir deney tüpüne aktarın. 4. Diğer tebeşir parçasını da başka bir deney tüpüne koyun. 5. İki deney tüpüne de aynı anda 10-20 damla derişik HCI çözeltisi damlatarak her iki tüpte de tüm tebeşir çözünene dek oluşan tepkimeleri gözleyin. 21-D.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR 1. Gözlemleri yazın. 21-D.5 SORULAR 1. Gözlemleri yorumlayın. 2. Her iki deneyde oluşan tepkimeleri yazın. 111 DENEY 22 PH VE PH BELİRTEÇLERİ 22.1 GİRİŞ Su, H3O+ + OH‾) tepkimesine göre hidronyum (H3O+) ve hidroksil (2H2O (OH‾) iyonlarına ayrışır. Bu ayrışma için denge sabiti, Ksu = [H3O+] [OH‾] 22.1 şeklindedir. H2O derişimi sabit olduğundan Ksu içerisine alınmıştır ve 25 °C için Ksu=1,0·10‒14’tür. Arı suda H3O+ ve OH‾ iyonları derişimleri birbirlerine eşit ve 10‒7 M’dır. H3O+ iyonu derişimi 10‒7 M’dan büyükse çözelti asidik, OH‾ iyonu derişimi 10‒7 M’dan büyükse (yani H+ iyonu derişimi 10‒7 M’dan küçükse) çözelti baziktir. Kullanılan çözeltiler genellikle çok seyreltik olduğundan çözeltideki H3O+ ve OH‾ iyonları derişimi de çok küçüktür. Böyle derişimleri daha basit ve kısa olarak göstermek için pH ve pOH tanımı yapılmıştır. pH = - log [H3O+] 22.2 pOH = - log [OH‾] 22.3 Bu durumda pH<7 ise çözelti asidik, pH>7 ise çözelti bazik ve pH=7 ise çözelti nötürdür. Seyreltik bir çözeltide her zaman pH + pOH = 14 tür. Bir asitin kuvvetinin nicel ölçüsü bu asitin ayrışma sabitidir (Ka). Zayıf bir asitin sudaki, HA + H2O H3O++A‾ 22.4 genel asit ayrışma tepkimesi için 22.5 eşitliği ile verilen denge sabitidir ve H2O derişimini de içerir. Burada, [H3O+] = [A‾] [HA] = [HA]başlangıç - [H3O+] 22.6 dır. Ka büyüdükçe asitin kuvveti artar. Aynı şekilde bir bazın kuvvetinin nicel ölçüsü bu bazın ayrışma sabitidir (Kf). Zayıf bir bazın sudaki, B + H2O BH+ + OH‾ 22.7 genel baz ayrışma tepkimesi için Kb, 22.8 112 eşitliği ile verilen denge sabitidir ve H2O derişimini de içerir. Burada, [BH+] = [OH‾] 22.9 [B] = [B]başlangıç - [OH‾] 22.10 dir. Kb, büyüdükçe bazın kuvveti artar . Ka ve Kb çok küçük ve asitin ya da bazın başlangıç derişimlerinin oldukça büyük olduğu durumlarda hata sınırı % 5’i aşmamak koşuluyla ayrışan miktar başlangıç derişimi yanında ihmal edilebilir. Bu deneyde pH’ı bilinen çözeltiler hazırlanarak bu çözeltilere damlatılan çeşitli belirteçlerin pH’la renk değişimleri gözlenecektir. Bu gözlemlerden yararlanılarak zayıf bir asit olan borik asit ile zayıf bir baz olan amonyağın ayrışma sabitleri saptanacaktır. 22.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER 10‒3 M HCI çözeltisi, 10‒3 M NaOH çözeltisi, 10‒2 M H3BO3 çözeltisi, 5·10‒3 M NH3 çözeltisi, NH4OH çözeltisi, Metil oranj, Tüplük, Metil kırmızısı, Cam çubuk, Bromtimol mavisi, Fenolftalein, Alizarin sarısı, 500 ml’lik balon, 50 ml’lik beher, 25 ml’lik pipet, Tüp (11) 22.3 DENEYİN YAPILIŞI 1. 400 ml damıtık suyu temiz bir balonda kaynatın ve soğumaya bırakın. Damıtık su, içinde havadaki CO2 çözündüğünden çok az asidik olabilir. Su kaynatılınca içindeki CO2 uçar. 2. 9 tane 50 ml’ik beheri 3’ten 11’e kadar numaralandırarak etiketleyin. 3. 3 nolu behere 50 ml 10‒3 M HCI çözeltisi koyun. 4. 4 nolu behere 10‒3 M HCI çözeltisinden 5 ml alın ve buna 45 ml kaynatılmış damıtık su ekleyerek seyreltin. Çözeltiyi bir cam çubukla iyice karıştırın. 5. 5 nolu behere bir önceki işlemde hazırlanan 4 nolu beherdeki 10‒4 M HCI çözeltisinden 5 ml alıp üzerine 45 ml kaynatılmış damıtık su ekleyerek pH’ı 5 olan ve 6 nolu behere de aynı şekilde seyreltme işlemini sürdürerek pH’ı 6 olan çözeltileri hazırlayın. 6. 7 nolu behere yalnızca pH’ı 7 olan kaynatılmış damıtık su koyun. 7. 11 nolu behere 50 ml 10‒3 M NaOH çözeltisi koyun. 8. 10 nolu behere 10‒3 M NaOH çözeltisinden 5 ml alın ve buna 45 ml kaynatılmış su 113 ekleyerek seyreltin. Çözeltiyi bir cam çubukla iyice karıştırın. 9. 8 nolu işlemdeki seyreltme işlemini sürdürerek 8 nolu behere pH’ı 8 ve 9 nolu behere pH’ı 9 olan çözeltileri hazırlayın. 10. Temiz ve kuru olan 9 deney tüpünü 3’den 11’e kadar numaralandırarak etiketleyin. 11. pH’ı 3-11 arasında değişen 9 çözeltinin herbirinden 5’er ml alıp aynı numaralı deney tüpüne koyun. 12. Her deney tüpüne 2 damladan fazla olmamak üzere metil oranj belirteç çözeltisi ekleyin. Deney tüplerini iyice çalkalayın ve oluşan renkleri veri çizelgesine yazın. 13. İki deney tüpü alıp bunlardan birine 5 ml H3BO3, diğerine de 5 ml NH3 çözeltisi koyun ve bunlara da 2’şer damla metil oranj belirteci damlatın. Oluşan renkleri 12 nolu işlemle hazırlanan çözelti renkleriyle kıyaslayarak H3BO3 ve NH3 çözeltilerinin uyuştuğu pH aralıklarını saptayın. 14. Deney tüplerini boşaltıp yıkayın ve kurutun. 11, 12 ve 13 nolu işlemleri metil kırmızısı, brom timol mavisi, fenolftalein ve alizarin sarısı için de yineleyin. Gözlemlerinizi veri çizelgesine yazın: 22.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR 1. Belirteçlerin değişik pH’lardaki renk çizelgesi. pH Metil oranj Metil Bromtimol kırmızısı mavisi Fenolftalein Alizarin sarısı 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2. H3BO3 ve NH3 çözeltilerinin değişik .belirteçlerle verdiği renkler ve öngörülen pH 114 aralıkları Belirteç Borik asit Renk Amonyak PH Renk Metil oranj Metil kırmızısı Bromtimol mavisi Fenolftalein Alizarin sarısı 22.5 SORULAR Borik asit çözeltisinin pH’ı Borik asitin ayrışma sabiti, Ka Amonyak çözeltisinin pH’ı Amonyağın (amonyum hidroksitin) ayrışma sabiti, K b PH 115 DENEY 23 TAMPON ÇÖZELTİLER ve pH 23.1 GİRİŞ Tampon çözeltilerin özelliği hidrojen iyonu konsantrasyonlarının yaklaşık olarak sabit kalmasıdır. Hatta çözeltiye önemli ölçüde asit veya baz ilave edilirse çözeltinin hidrojen iyonu konsantrasyonu veya pH si yine sabit kalır. Tampon çözeltiler zayıf bir asit ve onun tuzunu, veya zayıf bir baz ve bu zayıf bazın tuzunu içerirler. Örneğin Asetik asit ve sodyum asetat bir tampon oluşturur. Diğer taraftan H2CO3 ve NaHCO3 başka bir tampon sistemi oluşturur. Tampon çözeltilerin gerek kimyada gerekse tıpta çok önemli yerleri vardır. 23.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER 0,1 M HCl; 1 M HCl; 0,1 M NaOH; 1 M NaOH; 0,1 M Na; 0,2 M CH3COOH; 0,1 M CH3COONa; 0,4 M CH3COONa; 0,1 M Al (OH)3; 0,1 M CH3COONH4; 0,1 M (NH4)2CO3; 0,1 M Na2CO3; beher, pH metre (veya pH kağıdı), turnusol kağıdı 23.3 DENEYİN YAPILIŞI 1. Altı tane deney tüpünü iyice temizleyiniz ve bunları birden altıya kadar numaralayınız. 2. Bu tüplerden birden beşe kadar olanları, Tablo 12.1 de gösterilen karışımlardan birden beşe kadar olanlarla doldurunuz. Koyacağınız karışım numarası ile tüp numarası aynı olmalıdır. 3. Bu tüplerin her birini cam bagetle karıştırınız. Bageti bir tüpten çıkarıp diğer tüpü karıştırmadan önce saf su ile yıkayınız. 4. Birden beşe kadar olan karışımların pH larını indikatör kağıdı ile belirleyiniz. 5. İki ve dört numaralı karışımlardan, altı numaralı karışımı tablodan yararlanarak hazırlayınız. 6. Bu hazırladığınız karışım pH sını daha önce belirlediğiniz pH lara benzer şekilde belirleyiniz. 7. Bütün çözeltilerin yaklaşık H+, HCl ve NaOH konsantrasyonları ve pH larını hesaplayınız. 8. Bunların hepsini Tablo 12.l’e kayıt ediniz. 116 1 ve 2 numaralı karışımlar için (H+) = (HCl) olduğunu, beş numaralı karışım için (H+) = 10‒14 olduğunu kabul ediniz. 9. Temiz bir erlenmayer içine 50 ml saf su koyunuz ve 5 damla 0,2 M asetik asit ilave ediniz ve iyice karıştırınız. 10. Karışımın pH sını, pH kağıtları ile belirleyiniz. 11. Eğer mümkünse aynı karışımın pH sını, pH metre ile belirleyiniz. 12. Bu asetik asit çözeltisinin konsantrasyonunu hesaplayınız. 13. Ka eşitliğinden faydalanarak hidrojen iyonu konsantrasyonunu hesaplayınız. 14. Bu değeri pH metre ile tayin ettiğiniz değerle karşılaştırınız. 15. Hesapladığınız ve deneysel olarak bulduğunuz değerleri Tablo 12.2’ye kayıt ediniz. 16. 250 ml temiz bir beher içine 50 ml 0,2 M asetik asit ile 50 ml 0,4 M sodyum asetat çözeltilerini karıştırarak bir tampon çözelti hazırlayınız. 17. Tampon çözeltinin pH sını, pH kağıdı ve pH metre ile ölçünüz. 18. Bu değerleri ve daha sonra elde edeceğiniz değerleri Tablo 12.3’deki forma yazınız. 19. Tampon çözeltiyi kullanarak (8 nolu karışım) 9-12 nolu karışımları 75 ml beher içinde tabloda belirtildiği gibi hazırlayınız. 20. Bütün bu karışımların pH larını pH kağıdı ve pH metre ile ölçünüz. 21. Tablo 4’deki çözeltilerden her birinden bir temiz tüpe 2-3 ml koyunuz. Böylece 6 tüpe altı farklı çözelti koymuş olacaksınız. 22. Her bir çözeltiye kırmızı ve mavi turnusol kağıdı batırınız. 23. Her bir çözeltinin asidik, bazik veya nötral mi olduğunu belirleyiniz. 24. Sonuçları Tablo 4’de yazınız. 117 23.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR TABLO 23.1 Hidrojen iyonu Karışımın HCl NaOH konsantrasyonu pH + [H ] Bileşimi No 1 5 ml saf su+ 1 damla 2 0,1 M HCI 3 5 ml saf su + 1 damla 4 1 nolu karışım 5 Saf su 6 5 ml saf su + 1 ml 0,1 mol/L mol/L pH kağıdı ile Beklenen belirlenen M NaOH 5 ml saf su + 1 damla 4 nolu karışım 2 nolu 5 ml karışım + 4 nolu 5 ml karışım TABLO 23.2 Karışımın Bileşimi Asetik asit Hidrojen iyonu konsantrasyonu konsantrasyonu mol/L [H+] pH Beklenen Tayin edilen 7,5 ml saf su + 5 damla 0,2 M asetik asit TABLO 23.3 Karışım No. Karışımın Bileşimi 8. 50 ml 0,2 M Asetik asit + 50 ml 0.4 M sodyum asetat 9. 25 ml 8 nolu karışım + 5 damla 1 M HCI 10. 25 ml saf su + 5 damla 1 M HCI 11. 25 ml 8 nolu karışım + 5 damla 1 M NaOH 12. 25 ml saf su + 5 damla 1 M NaOH pH Tayin Edilen pH Kağıdı pH Metre 118 TABLO 23.4 Çözelti 0,1 M Na 0,1 M CH3COONa 0,1 M Al (OH)3 0,1 M CH3COONH4 0,1 M (NH4)2CO3 0,1 M Na2CO3 Turnusol Kağıdına Etkisi 119 DENEY 24 TERMOMETRİK TİTRASYON 24.1 GİRİŞ Asit-baz titrasyonu, bir asitin bir bazla nötralleşmesi tepkimesinde, çözeltideki asit ya da baz miktarını belirlemekte kullanılan bir yöntemdir. Herhangi bir asitin bir eşdeğer kütlesi, herhangi bir bazın bir eşdeğer kütlesini nötralleştirir. Asitin eşdeğer kütle sayısının, bazın eşdeğer kütle sayısına eşit olduğu noktaya eşdeğerlik noktası, titrasyonda denel olarak belirlenen eşdeğerlik noktasına ise dönüm noktası denir . Titrasyon işleminde amaç, bu noktanın duyar ve yinelenebilir olarak belirlenebilmesidir. Dönüm noktası, indikatör denilen ve belirli pH aralıklarında renk değiştiren organik boyar maddeler kullanılarak saptanır. Asit baz titrasyonlarında kullanılan belirteçler, nötralleşme anında renk değiştiren zayıf organik asit ya da zayıf organik bazlardır. Örneğin, fenolftalein zayıf bir organik asittir ve asidik çözeltilerde renksiz, bazik çözeltilerde ise pembe renktedir. Kuvvetli bir asit kuvvetli bir bazla titre edilirken, baz çözeltisi içine fenolftalein damlatılmış asit çözeltisine yavaş yavaş ve sürekli olarak eklenir. Tüm asit bazla nötralleştikten sonra, eklenen tek bir damla baz çözeltisinin ortamı bazikleştirmesi ile kalıcı bir pembe rengin gözlendiği an dönüm noktasını belirler. Bazın derişimi, dönüm noktasına kadar kullanılan baz hacmi ile titre edilen asit hacmi ve asit derişiminden yararlanılarak ve asit ile bazın eşdeğer kütle sayıları birbirine eşitlenerek bulunabilir. Bu deneyin amacı hidroklorik asit ve sodyum hidroksit çözeltisi arasında gerçekleşen reaksiyon sırasında ulaşılan maksimum sıcaklığı ölçmektir. Asit ve alkali çözeltileri aynı konsantrasyona sahip değildir. Ulaşılan en yüksek sıcaklıkta reaksiyona giren hacimler titrasyonun bitiş noktasını gösterir. Maksimum sıcaklığın reaksiyon için gerçekten son nokta olduğunu kanıtlamak amacıyla indikatör kullanılabilir. Eğer mümkünse bir kapak kullanılmalıdır. Termometre yerine sıcaklık sensörü kullanılabilir. Veri tutma yazılımı, baz üzerine asit eklendiğinde sıcaklık değişimini gösterecektir. Bu deneye pH sensörünün eklenmesi dönüm noktasına ulaşıldığında sıcaklık artışının durduğunu daha net gösterir. 24.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER 120 x M hidroklorik asit (Konsantrasyon şişe üzerine belirtilmeyecektir), y M sodyum hidroksit (Aşındırıcı) (Konsantrasyon şişe üzerine belirtilmeyecektir), Polistiren kap, Büret ve destek, Mezür (25 ml), Termometre (0-100 °C) 24.3 DENEYİN YAPILIŞI 1. Mezür kullanarak 15 ml sodyum hidroksiti (aşındırıcı) polistiren kap içerisine koyunuz ve sıcaklığı ölçünüz. 2. Bir büret kullanarak az miktarda (3 veya 5 ml) seyreltik hidroklorik asidi polistiren kap içerisindeki çözeltiye ekleyiniz. Çözeltiyi karıştırarak ulaşılan en yüksek sıcaklığı ölçünüz. 3. Yukarıdaki işlem biter bitmez yeniden az miktarda seyreltik hidroklorik asidi polistiren kap içerisindeki çözeltiye ekleyiniz, karıştırınız ve yine ulaşılan en yüksek sıcaklığı ölçünüz. 4. Bu deney için en yüksek sıcaklığın ne olduğuna karar verecek kadar yeteri sayıda okuma yapıncaya kadar bu şekilde denemelerinize devam ediniz. 24.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR Bulduğunuz sonuçları tabloya kaydediniz. İlave edilen asit hacmi / ml Sıcaklık / °C 24.5 SORULAR 1. Bu reaksiyonda ulaşılan en yüksek sıcaklık nedir? 2. Bulduğunuz sonuçların bir grafiğini çiziniz 121 DENEY 24- A pH ÖLÇEĞİ 24.1 GİRİŞ Bir maddenin asidik mi, yoksa bazik mi olduğu bilgisini veren maddelere “indikatör” denir. İndikatörler de birer kimyasal maddedirler. Fenol kırmızısı, metil turuncusu gibi sentetik indikatörlerin yanı sıra, bitkilerden elde ettiğimiz birçok doğal indikatör vardır. Alizarin, kökboyası bitkisinin kökünde bulunan turuncu bir maddedir. %5 alkol çözeltisi içinde pH 5,5 iken alizarin sarı, pH 6,8 iken ise kırmızıdır. Alizarinin bazı sentetik kombinasyonları da indikatör olarak kullanılmaktadır. Değişimleri gözümüzle görebildiğimiz asit baz indikatörleri, zayıf asit ve konjuge baz yapısındadırlar. Çiçek ve yaprak pigmentleri çoğunlukla bu tanıma uyarlar. Örneğin gül yapraklarını ezip alkol ile dövünce, asit baz indikatör çözeltisi elde etmiş oluruz. Kara lahana suyu da bir çeşit indikatördür. Kara lahana suyu mor renklidir. Bu mor rengin kaynağı, içerdiği “antosiyanin” denilen bir pigmenttir. Eğer kara lahana suyuna asidik bir madde (havuç suyu gibi) eklenirse, karışımın rengi kırmızıya; bazik bir madde (deterjan gibi) eklenirse, yeşile döner. Neredeyse tüm indikatörler gibi kara lahana suyu da, pH değişimi ile (ortamdaki H+ veya OH− iyonlarının miktarının değişmesi ile) ışığı farklı dalga boylarında yansıtır. Renk değişimi gözlemlememizin sebebi budur. Bazik bir madde eklendiğinde antosiyanin OH− kazanırken; asidik madde eklendiğinde ise hidroksit iyonlarını kaybeder. Bu değişiklikler, ışığın değişik dalga boylarında yansımasına ve bizim kara lahana suyunu kırmızı ya da yeşil görmemize sebep olur. Yapılan araştırmalarda vişne, ahududu ve kiraz meyvelerinin içerisinde antisiyonin boyar maddesinin bulunduğu belirlenmiştir . Bu denemelerde özellikle vişne ve ahududunun çok iyi bir boyama özelliğine sahip olduğunu görülmüştür. Ahududu, vişne ve kiraz meyve özlerini yapılan deneyler sonucunda indikatör olarak renk değişimini en güzel vişne ve ahududunda gözlemlendiği belirtilmiştir. Kirazda geçiş aralığının yeterince net olmadığını tespit edildiği için indikatör olarak kullanılması pek elverişli olmayacaktır. Kokneal indikatörü, orta Amerikada ve Meksikada bulunan kokneal böceklerinin dişisinin kurutulmuş gövdesinden yapılır. 450 gram kuru kokneal indikatörü elde etmek için yaklaşık 70 000 kokneal böceği kurutmak gerekiyor. İndikatör tozunun %10 u, asidik çözeltide sarı; bazik çözeltide mor renk alan karminik asittir. Curcumin yada tümerik sarısı, 122 Hintlilerin tabak yapmakta kullandığı bir toz karışımı olan köri tozunda bulunur. Rengi pH= 7,4 iken sarı; pH=8,6 iken kırmızıya döner. Eskulin, kestane ağacının gövdesinden ve yapraklarından elde edilen ışık saçan bir indikatördür. Ama tam etkisini görmek için morötesi ışık altında çalışmak gereklidir. Eskulin pH=1,5 te renksizken, pH= 2,4 te ışıklı parlak mavi renk alır. Antosiyanin, en çok bulunan asit baz indikatörlerinden biridir. Bazı bitkilerde bulunan bir pigmenttir ve lahananın rengini kırmızıdan mora, gelinciğin rengini kırmızıya çevirir. Asidik çözeltide kırmızı iken, hafif alkalin çözeltide mor-yeşil arası bir renk alır. Tam alkalin çözeltisinde ise rengi sarıya döner. En çok kullanılan indikatörlerden biri olan turnasol ise liken bitkisinden elde edilir. Likenler dünyanın birçok bölgesinde yetişiyor olmasına rağmen, neredeyse bütün turnasol Hollandada üretilir. Turnasol, pH= 4,5 iken kırmızı ve pH=8.3 iken mavidir. Turnasolun büyük çoğunluğu turnasol kağıdı üretiminde kullanılırken, bir kısmı da meşrubatlarda renk verici olarak kullanılır. Bunlar doğal yoldan elde edilen indikatörlerden bazılarıdır. Bir maddenin pH’ı, saf su içinde bu maddenin az bir miktarının çözünmesiyle ve çözeltiye indikatör çözeltisinden birkaç damla eklenmesiyle bulunabilir. Oluşan renk pH tablosunda karşılaştırılır. Renkli çözeltideki indikatörün rengini anlatmak için çözeltiyi ya ışığa tutarak veya çözeltinin üzerine indikatör damlatarak ara yüzeyde oluşan rengi belirlemek gerekmektedir. 24-A.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER 0,02 M kireç suyu (kalsiyum hidroksit çözeltisi), Sodalı su (karbonik asit çözeltisi); 0,05 M sirke (etanoik asit çözeltisi), Magnezyum sütü (magnezyum oksit), Limon suyu (sitrik asit), Sodyum bikarbonat (sodyum hidrojen karbonat), Kireç (kalsiyum hidroksit), Seyreltik sülfürik asit çözeltisi (0,5 M veya daha az), Amonyak çözeltisi (0,5 M), Tuz (sodyum klorür), Pipetli indikatör çözelti şişesi, Saf su, Deney tüpleri, pH çizelgesi, 100 mI beher, Spatül 24-A.3 DENEYİN YAPILIŞI 1. Bir deney tüpüne bir spatül katı örneği veya birkaç damla sıvı örneğini koyunuz. 2. Test tüpünü küçük bir beherdeki saf suyla yarısına kadar doldurunuz ve katının çözünmesi veya sıvının karışması için çalkalayınız. 123 3. Deney tüpünün içine birkaç damla indikatör ekleyiniz. Çizelgedeki renge dikkat ediniz. pH renk tablosuyla karşılaştırınız ve tablodaki renge en yakın pH'ı kaydediniz. 24-A.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR Sonuçlarınız için bir tablo hazırlayınız. Çözelti İndikatör ile oluşan renk pH 24-A.5 SORULAR 1. Asidik, bazik ve nötral olan maddeleri listeleyiniz. 2. Bir bilim adamı turnusol kağıdın yerine neden indikatörü tercih eder? 3. Sirke ve kireç suyu eşit miktarlarda karıştırılırsa ne olur 124 DENEY 24-B pH İNDİKATÖRÜ YAPIMI 24-B.2 GEREKLİ KİMYASAL MADDELER, ARAÇ VE GEREÇLER Kara lahana (3-4 küçük parça), 0,5 M seyreltik hidroklorik asit, 0,4 M kalsiyum hidroksit çözeltisi, 250 ml beher, Üç ayak, Amyant tel, Bunzen beki, Tüplük, Üç deney tüpü 24-B.3 DENEYİN YAPILIŞI 1. Yaklaşık 100 ml musluk suyunu bir beher içerisinde kaynatınız. 2. Kaynayan su içerisine 3-4 parçası kara lahana ekleyiniz. 3. Yaklaşık 5 dakika kaynatınız. Suyun rengi mavi veya yeşile dönmelidir. 4. Bunzen bekini kapatınız ve beheri birkaç dakikalığına soğumaya bırakınız. 5. Üç deney tüpünü tüplüğe yerleştiriniz. Her üç tüpün yarısına kadar dolacak şekilde birine alkali, birine asit ve diğerine saf su koyunuz. 6. Her deney tüpüne kara lahana çözeltisinden yaklaşık 2-3 cm yüksekliğinde ekleyiniz. 24-B.4 VERİLER VE HESAPLAMALAR Kara lahana indikatörünün üç çözelti içerisindeki rengini kaydediniz. 24-B.5 SORULAR 1. Kara lahana indikatörünün nötr ortamda rengi nedir? 2. Kara lahana indikatörünün alkali ortamda rengi nedir? 3. Kara lahana indikatörünün asitli ortamda rengi nedir? 125 EK :A LABORATUVARDA KULLANILABİLECEK BAZI TEKNİKLER A.1 SIVILARLA ÇALIŞMA VE SÜZME A.1.1 SIVILARIN HACMİNİN ÖLÇÜLMESİ Bir sıvı örneğinin miktarını ölçmek için, ağırlığından ziyade hacmini ölçmek daha uygundur. Bunu yapmak için büret, mezür ve pipet kullanılır. Dijital büret ve mikropipet hariç, hacim ölçümünde kullanılan diğer malzemelerde, ölçüm sırasında dikkat edilmesi gereken önemli noktalar şunlardır; Hacmini belirlemek istediğimiz renksiz sıvı ölçüm kabına koyulduğunda, sıvının viskozitesine bağlı olarak iç bükey bir görüntü (menisküs) oluşturur. Hacim okuması, tam olarak menisküs seviyesine karşıdan bakacak şekilde yani göz seviyesinde yapılmalıdır. Göz seviyesinin altında veya üstünde okuma yapıldığında gerçek hacim tam olarak belirlenemeyecektir. Renkli sıvılarda menisküs seviyesi tam olarak görünmediği için okuma yapılırken çözeltinin üst noktası dikkate alınır. Sıvı hacmini ölçmek için çok kullanılan diğer bir malzeme bürettir. Genel olarak büretler mezürlere oranla hacmi daha hassas olarak ölçebilecek bir şekilde yapılır. Büret tepesine konulan bir huni yardımıyla doldurulur. Sıvının, büretin sıfır işaretine kadar doldurulması gerekli değildir. Çünkü büretten akan sıvı hacmi, başlangıç ve son okumaların farkını almak suretiyle bulunabilir. Büreti okurken, gözün menisküs hizasında olması şarttır. Su gibi renksiz sıvılar için menisküsün altı, renkli sıvılar için üstü (yani sıvının cama temas ettiği yer) okunur. Büretinizi temiz tutunuz; aksi halde tamamen boşalmaz (sıvı damlalarının büret kenarlarına asılı kalıp kalmadığına dikkat ederek bunu anlayabilirsiniz). Bir büretin hassas kullanımı için musluğunun sıvı sızdırıp sızdırmadığının kontrol edilmesi gerekir. A.1.2 SÜZME Laboratuvarda çok yapılan işlemlerden biri de, bir sıvıyı bir katıdan ayırmaktır. Bazı hallerde bu işlem dekantasyon, yani katının çökmesini beklemek ve sonra sıvıyı bir baget yardımıyla boşaltmak suretiyle yapılır (Şekil 1). Ancak çoğu zaman süzme işlemi gerekir. Katının sıvı içinde dağılması ile oluşan heterojen karışımları, bileşenlerine ayırmak için süzme yöntemi kullanılır. Süzme işlemi iki şekilde gerçekleştirilir. Bunlarda birisi huni kullanılarak yapılan basit süzme, diğeri ise vakum altında süzmedir. 126 Basit Süzme Basit bir süzme için süzgeç kağıdı şöyle süzme hunisine yerleştirilir. Düz bir süzgeç kağıdı iki defa katlandıktan sonra bir tarafta bir, diğer tarafta üç kat kalacak şekilde açılarak külah yapılır (Şekil 2). Bu cam huni içerisine konur. Süzgeç kağıdının büyüklüğü çökeleğin miktarına göre seçilir. Huninin büyüklüğü de kenarında süzgeç kağıdından sonra 1 ’cm lik bir yer kalacak tarzda seçilmelidir. Önce kuru süzgeç kağıdı huninin içerisine konur. Sonra damıtık su ile ıslatılır ve üst yüzeyden bastırarak ara yerde hava kalmayacak şekilde süzgeç huniye yerleştirilir. Süzme anında huninin boğazında görülen hava habbeciği süzgecin iyi yerleştirilmediğini gösterir. Böyle bir huniyle süzme çok yavaş olur. Sıvılar daima bir cam baget ucuyla süzgeç kağıdı içine akıtılmalıdır. Süzgeç kağıdı üst sınırına kadar sıvıyla doldurulmalıdır. Şekil 10. Süzme işleminin yapılışı Şekil 11. Süzme işlemi için süzgeç kağıdının kullanılması Hızlı süzme için, süzgeç kağıdı huniye, aralarına hava giremeyecek şekilde, sıkıca yerleştirilir. Kağıda biraz su döktükten sonra, ıslak kağıdı huninin kenarlarına doğru dikkatlice bastırılarak yapıştırılır. Huni iyice kapatıldığı zaman, sıvı huninin boru kısmında kalacak ve bunun ağırlığı, sıvının kağıttan geçerek aşağı inmesine yardımcı olacaktır. Eğer huninin boru kısmında sıvı kalmazsa ya kağıt tam oturmamıştır veya huninin boru kısmı kirli demektir, bu durumda temizlenmesi gerekir. Bir katı sıvı karışımını, bir süzgeç kağıdına dökerken, bir baget kullanmakta fayda vardır. Ancak bagetin ucu ile süzgeç kağıdını delmemeye dikkat ediniz. Sıçramayı önleme için huninin alt ucunu toplama kabının kenarına değdiriniz. Huniye döktüğünüz sıvı, kağıt seviyesini aşmamalıdır. 127 Süzülecek karışımın durulmuş olması gereklidir. Bulanık bir karışımda, süzgeç kâğıdının gözenekleri hemen tıkanacağı için, süzme hızı da düşük olur. Süzmenin sürekliliği için huni boynunun sürekli sıvı ile dolu olmasına dikkat edilir Süzme işlemi bittikten sonra, beherin çeperlerine yapışan çökelek parçacıkları, yıkama sıvısı yardımı ile (genellikle damıtık su veya erlende biriken süzüntü) beherin dibine alınır ve dikkatlice yeniden süzgece aktarılır. Bu işlem iki üç kez tekrarlanır. Süzme işlemi tamamlandıktan sonra süzgeç kağıdı bir pens yardımıyla saat camı üzerine alınır ve uygun şartlarda kurutulur. Vakum Uygulamak Suretiyle Süzme Süzme genellikle yavaş bir işlemdir. Vakum uygulamak suretiyle süzme hızlandırılabilir. Süzülmesi zor olan karışımlar için genellikle bu yöntem tercih edilir. Vakum, hem süzmeyi hızlandırır ve hem de kristallerin ana çözeltiden tamamen ayrılmasını sağlar. Bu yöntemde genellikle buchner hunisi ve nuçe erleni kullanılır. Vakum Şekil 12. Vakumda Süzme Vakum bir musluğa bağlanan ve bir yan kol vasıtasıyla havayı emmek için hızlı bir su akımından yararlanan bir alet olan su trompu ile gerçekleştirilir. Vakum çok kuvvetli olduğundan, süzgeç kağıdını desteklemek için özel bir huni kullanmak gerekir, aksi halde kağıt yırtılabilir. Süzgeç kâğıdı, buchner hunisinin çapına göre kesilir ve huninin delikli olan yüzeyini tamamen kapatması sağlanır. Buchner hunisi, bir lastik tıpa ile nuçe erleninin üstüne takılır. Erlenin yan borusu bir lastik hortumla su trompuna bağlanır. Su trompu da musluğa bağlanır. Su trompunun olmadığı durumlarda hortum direk musluğa bağlanabilir. Önce tromp çalıştırılarak vakum yapılır, sonra süzülecek madde huniye dökülmeye başlanır. Süzme işleminde yavaş emiş. hızlı emişten daha etkindir, çünkü hızlı emişle çok ince taneler sürüklenerek süzgeç kâğıdının üzerine yapışırlar ki, bu durum kâğıdın geçirgenliğini azaltır. Süzülecek çözelti bittiği zaman su musluğu kapatılır ve nuçe erleni, buchner 128 hunisinden ayrılır. Daha sonra süzgeç kağıdı bir pens yardımı dikkatlice çıkarılır ve saat camı üzerine alınarak uygun koşullarda kurutulur. A.2 KURUTMA Bir sıvıdan izole edilen kristaller basit olarak kat kat süzgeç kağıtları arasına konup hafifçe bastırılarak kurutulur veya kristaller ısıtılmamış geniş ağızlı bir porselen kap içerisine konarak kurutma yapılır. Bu işlemler sonucunda tam bir kuruma beklenemez. Suyun geriye kalan kısmını da uzaklaştırmak için madde ya içerisinde kurutucu bir madde bulunan desikatörde tutulur veya bir etüvde ısıtılarak giderilir. Birçok madde gerek yüzeylerinde tutunmuş olarak, gerekse moleküle bağlı olarak su içerirler. Bu suyun uzaklaştırılması işlemine kurutma denir. Bu olayı gerçekleştirmek için kullanılan kimyasallara da kurutucu maddeler denir. Kimyasal madde içerisindeki suyun miktarı sabit değildir. Bu nedenle birçok maddeyi analize başlamadan önce suyunu uzaklaştırmak ve sabit bir ağırlığa getirmek gerekir. Kurutma işlemi yapılacak olan madde katı ise madde genellikle bir tartım kabına alınır ve etüvde erime sıcaklığının altındaki bir sıcaklıkta belli bir süre ısıtılarak sabit tartıma getirilir. Sabit tartıma getirilen madde desikatörde saklanır. Çok düşük sıcaklıklarda bile yapısı bozulabilen maddeleri kurutmak için en iyi yöntem, maddenin vakumlu desikatör içerisinde tutulmasıdır. Kurutma maddeleri desikatörün en alt kısmına, kurutulacak maddeler ise üst kısma bir mesnedin üzerine konur. Kurutmayı hızlandırmak için desikatörün havası boşaltılabilir. Kurutma maddesi olarak genellikle kalsiyumklorür CaCl2, derişik sülfürik asit H2SO4, silikajel SiO2, fosforpentaoksit P2O5, kullanılır. Amonyak verebilecek maddeler için sulu kireç NaOH+CaO veya NaOH alınır. Kapak Alıştırılmış cam (Vazelinlenen yer) Krozeleri koymak için Delikli porselen levha Tel kafes Kurutucu madde (2,5-3 cm kalınlıkta) Şekil 13. Desikatör 129 Organik çözücülerden suyun uzaklaştırılmasında ise, kullanılacak kurutucular çözeltinin içerisine atılır. Bu nedenle seçilmesi gereken kurutucu çok önemlidir. Seçilen kurutucu, çözelti ile hiç bir şekilde kimyasal bağ oluşturmamalıdır, çözelti içinde çözünmemelidir, katalizör görevi görmemelidir. Hızlı ve etkili bir kurutma yapması için su tutma kapasitesi yüksek olmalıdır. Su tutma kapasitesi, kurutucuların kendi ağırlığına oranla absorpladığı su miktarı olarak tanımlanır. A.3 BUHARLAŞTIRMA Buharlaştırma işlemi çözeltinin hacmini azaltmak ya da kuru hale getirmek için yapılır. Sıvılar genellikle porselen kapsüllerde buharlaştırılır. Buharlaştırma yapılırken kabın üzerine uygun çaplı bir saat camı konularak sıçrama ya da, dışardan safsızlıkların girme olasılığı engellenmiş olur. Saat camı, sıçrayan maddeyi tutarak yeniden kaba alınmasını sağlar. Sıçramanın azaltılması için yüksek ısıdan kaçınılmalı ve sıvı devamlı karıştırılmalıdır. Bütün sıvının uçurulması istenirse buharlaştırmanın sonuna doğru çok küçük bek aleviyle çalışılmalıdır. Çok az miktardaki sıvılar için tüplerde yapılan buharlaştırma işlemi sırasında tüpü devamlı sallamak ve kaynamaya engel olmak gerekir. Buharlaştırma işleminde genellikle su banyoları kullanılır. Su banyoları ile 100 °C den yüksek sıcaklığa çıkılamadığı için, ısı etkisiyle maddede oluşabilecek değişiklikler engellenmiş olur. Gliserin ve yağ banyoları ise yüksek sıcaklık için kullanılır. Buharlaştırma yapılırken çıplak alev kullanıldığı takdirde kabın kırılması veya maddenin kimyasal yapısının bozulması söz konusu olabilir. Bu durumda kum banyosu kullanılabilir. Şekil 14. Bir deney tüpünün çıplak alevde ısıtılması 130 A.4 DAMITMA (DESTİLASYON) Çöktürme ve kristallendirmeden başka maddeler birbirinden destilasyon yoluyla ayrılabilirler. Damıtma bir sıvı karışımdaki bileşenlerin önce buharlaştırılması ve sonrada soğutulması sonucunda birbirinden ayrıştırılması işlemidir. Bu yöntemde esas olay buhar basıncına dayanmaktadır. Kaynama noktasındaki bir sıvıya daha fazla ısı verildiği zaman sıvının sıcaklığı artmaz, sadece fazla ısı sıvının buharlaşmasına neden olur. A.4.1 DAMITMA Damıtma işlemi, damıtılacak maddenin tabiatına bağlı olarak, iki şekilde yapılabilir. Kaynama noktaları çok yüksek olmayan ve kaynama sıcaklıklarında bozulmaya uğramayan homojen karışımların damıtılması, genelde normal damıtma ve ayrımlı (fraksiyonlu) damıtma denilen iki yöntemle yapılır. Laboratuarda bir sıvının içinde çözünmüş olabilecek öteki maddelerden ayrıştırılarak arıtılması gerektiğinde kullanılan en kolay yöntem damıtmadır. Damıtma sıvının buharlaşıncaya kadar ısıtılıp daha sonra yükselen buharın bir soğutma yöntemiyle yeniden sıvılaştırılmasıdır. Böylece sıvı önceden içerdiği buharlaşmaz maddelerden arınmış olur. Damıtmada zehirli buharlar çıktığı zaman toplama kabı olarak bir emme şişesi almak uygun olur. Kaynama noktaları değişik iki sıvının ayrıştırılmasında damıtma yöntemi kullanıldığında işleme ayrımsal damıtma adı verilir. Karışımı oluşturan maddelerin kaynama noktaları çok farklı ise Şekil 6'da gösterilen destilasyon aparatı yeterlidir. Şekil 15. Damıtma Düzeneği A.4.2 VAKUMDA DAMITMA Kaynama noktası çok yüksek ya da, bu noktalarda veya noktalara ulaşırken bozunabilen karışımların damıtılması için vakumda damıtma ve su buharı ile damıtma yöntemleri uygulanır. 131 Bu durumda distilasyon balonu üzerine fraksiyon başlığı yerleştirilir (Şekil 7) ve kaynama noktalarına bakılarak sıvılar saflaştırılır. Bu işlem "fraksiyonlu distilasyon" (kısımlı distilasyon,kısımlı damıtma) olarak bilinir. Fraksiyon başlığı cam parçaları ile doldurulmuş olup, yüksek yüzey alanı sağlar. Distillenen buharlar yoğunlaşıp distilasyon balonuna geri döner. İşlemin tekrar edilmesiyle daha uçucu olan bileşik üstte toplanır ve yoğunlaştırılır. Şekil 16. Fraksiyonlu Damıtma Düzeneği Kaynama noktaları çok yüksek olan veya kaynama noktalarına gelmeden bozunan maddeleri içeren karışımlar ise düşük basınçta distillenir. Bu durumda maddenin kaynama noktası düşer. Düşük basınçta distilasyon için distilasyon düzeneğine vakum pompası bağlanır ve bu tür distilasyona "vakum distilasyonu" adı verilir (Şekil 8). Bu tür distilasyonlar için laboratuvarlarda genellikle "rotary evoporotör" (döner buharlaştırıcı) denen cihazlar kullanılır. Şekil 18. Vakumlu Damıtma Düzeneği 132 EK :B LABORATUVARDA KULLANILAN BAZI ARAÇ VE GEREÇLER B.1 BUNZEN BEKİ VE KULLANILMASI Laboratuvarda en çok kullanılan ısıtıcılar beklerdir. Bunzen beki en fazla 1000°C sıcaklıkta alev verir. Bunzen bekinde gaz alt kısmından girer ve miktarı, küçük bir vana ile ayarlanır. Ayrıca gazın yanması için gerekli hava, bilezik şeklindeki hava girişinin döndürülmesi ile ayarlanır. Bir borudan çıkan havagazı veya sıvılaştırılmış petrol gazları tutuşturulursa yanar. Ancak, bu sırada oluşan alev, yanmanın tam olmaması nedeniyle meydana gelen elementel karbon taneciklerinin varlığından dolayı islidir. Eğer yanıcı gaz yanmadan önce hava ile karıştırılıp yakılırsa, issiz bir alevle yanar. Bunun nedeni karbon taneciklerinin de yanarak CO2 e dönüşmesidir. Bir bek yakılırken önce hava girişi kapatılır. Sırasıyla ana vana ve bek üzerindeki gaz vanası açılıp ateşleme yapılır. Bu durumda, alev büyük ve sarı renklidir. Yavaş yavaş hava girişi açılarak alevin mavi renk alması ve iç koninin oluşması sağlanır. Yüksek ısı için hava miktarı artırılır ve şekildeki gibi iki bölgeli alev oluşur. İçteki bölge açık mavi renkte ve koniktir. Alevin en sıcak olduğu yer içteki bölgenin tepe noktasıdır, eğer daha küçük bir alev istiyorsanız, hava yarını kapatınız, hava gazı musluğunu bir miktar kısınız ve ana vanayı tekrar açınız. Alevin boyu yanıcı gaz ile hava karışımının oranına değil, yanıcı gaz ile hava karışımının debisine bağlıdır. Bazı durumlarda, gazla karıştırılan hava miktarı arttırılınca alev söner. Bunun nedeni gaz akışının çok yüksek olmasıdır. Tekrar ateşleme işlemine geçildiğinde hava girişinin kapatılmasını unutmayınız. Orta büyüklükte bir alevle yanan bunzen bekinde, hava ayarı yardımı ile, gaza karıştırılan havayı gittikçe arttırdığınızda; bekin içerisinde yukarıdan aşağıya inen bir patlama olur. Gaz bekin iç kısmında bulunan ince boruda yanmasını sürdürür. Bu olaya bekin içten yanması denir. Bekin içten yanması sırasında yapılacak ilk iş, beki söndürmektir. Sonra bekin soğuması beklenir ve yeterince soğuyan bek kuralına uygun olarak yeniden yakılır. Bek Alevinin Yapısı incelendiğinde dört ana bölgeye ayrılabilir. a) İç Koni: Alevin bu bölgesi yaklaşık % 60 hava içerir. Burada yanma olayı olmadığından, bu bölge soğuktur. 133 b) İndirgeme Bölgesi: İç koninin uç kısmıdır. Alevin CO ve H2 bakımından en zengin ve en soğuk kısmıdır. Şekil 19. Bek alevinin yapısı 1. Yükseltgenme noktası. 2. Alev mantosu (en sıcak bölge).3. İndirgenme bölgesi. 4. İç koni (yanma olayı yok). 5. Karışma borusu. 6. İçten yanma. 7. Hava. 8. Hava ayarı. 9. Havagazı. 10. Gaz musluğu. c) Alev Mantosu: Yanıcı gaz ve hava karışımının yandığı ve sıcaklığın en yüksek olduğu bölgedir. d) Yükseltgenme Bölgesi: Alevin oksijen bakımından en zengin kısmıdır. Bu nedenle yükseltgenme işlemleri alevin bu bölgesinde yapılır. B.1.1. BEK KULLANILARAK ISITMA İLE İLGİLİ ÖNEMLİ BİLGİLER KATILARIN ISITILMASI Bek üzerinde, ısıya dayanıklı yapıdaki porselen ve cam kaplar ısıtılabilir. Ancak, özellikle mezür, pipet, büret, balon joje gibi dereceli kaplar kesinlikle ısıtılmamalıdır. Bunun nedeni, yüksek sıcaklık etkisiyle bu kapların hacimlerindeki duyarlığın değişmesidir. Açık alev üzerinde, herhangi bir kimyasal madde, çözelti veya kimyasal madde karışımları ısıtılmadan önce, bu maddelerin özellikleri araştırılmalıdır. Yanıcı maddeler (eter, alkol, parafin, vb.) doğrudan alev üzerinde hiçbir zaman ısıtılmaz. Yanıcı özellikleri olan potasyum, sodyum, lityum, kalsiyum gibi alkali ve toprak alkali metaller açık alev üzerinde ısıtılmaz. Ayrıca kolaylıkla yükseltgenen maddelerin ısıtılmasında bir ön araştırma yapmak yararlı olur. KROZELERİN ISITILMASI Krozerler ısıtılırken üç ayak üzerine kil üçgen konulur. Kroze kil üçgen üzerine eğimli olarak yerleştirilir. Bekte, oldukça küçük bir alevin oluşması sağlanır. Bek alt tarafından elle tutulur ve krozenin altında dolaştırılarak yavaş yavaş ısıtılır. Bir süre sonra, bekin alevi 134 büyütülerek kızgın hale getirilir ve bek krozenin altında dolaştırılarak, krozenin akkor hale gelmesi sağlanır. Kroze içindeki maddenin çevreye sıçramasının önlenmesi doğrudan doğruya, ısının krozenin her tarafına eşit olarak dağılmasına bağlıdır. SIVILARIN ISITILMASI a. Beher İçerisinde Isıtma Bunzen beki yakılır ve mavi bir alevle yanacak şekilde alevi ayarlanır. Bek üzerine üç ayak yerleştirilir. Üç ayak üzerine amyant teli konulur. Amyant telin üzerine yarısına kadar su dolu bir beher sağlam bir biçimde yerleştirilir. Gerekirse beher içerisine kaynama taşı atılır. İstenilirse bu düzenek su banyosu olarak da kullanılabilir. Kolayca tutuşabilen buharlara sahip uçucu sıvılar, bu beher içindeki daha küçük bir cam kap içinde yavaş ve kontrollü bir biçimde ısıtılabilir. b. Tüp İçerisinde Isıtma Deney tüpü içinde bulunan yanıcı olmayan bir madde ısıtılırken bek alevi en uzun olacak şekilde ayarlanır. Bir tüp içerisine yaklaşık 2 ml numune konulur. Tüpün dış yüzeyi ıslaksa temiz, kuru bir bezle silinir. Aksi taktirde tüp büyük bir ihtimalle kırılacaktır. Tüp tahta bir maşa ile eğimi yatayla 30-45°C olacak şekilde tutulur. Deney tüpünün dik tutulması halinde çözelti sıçramalı kaynar ve madde kaybı oluşur. Burada dikkat edilmesi gereken nokta, deney tüpünün ağzının boşluğa doğru olması, çevresindeki kişilere doğru tutulmamasıdır. Tüp tek bir noktadan sabit tutularak değil, dipten alev üzerinde gezdirerek ısıtılmalıdır. BEHER VE ERLENLERİN ISITILMASI Beher ve erlenlerin ısıtılmasında, üç ayak üzerine amyant tel konur. Beher ve erlen içindeki çözeltinin fazla olması sıçramalara neden olur. Bunu önlemek için erlen 1/2'sinden, beherin ise 3/4'ünden fazlası doldurulmamalıdır. Gerçekte, bu miktarlardan daha azı ile çalışmak uygundur. Beher ısıtılırken, içine cam çubuk konması, kaynamayı kolaylaştırıp sıçramasının önlenmesi açısından çok yararlıdır. Erlen ısıtılırken, kaynamanın sağlanması için konan cam çubuğun yanı sıra, erlenin üzerine yerleştirilen bir huni sıçramaların önlenmesi açısından yararlıdır. B.2 TARTMA VE TERAZİLERİN KULLANILMASI Bir maddenin kütlesini belirlemek için teraziler kullanılmaktadır. Analitik teraziler ±0,1 ve ±0,00001 gr duyarlılık arasındadır. Tartım işlemi sırasında, tartılacak olan madde 135 hiçbir zaman terazinin üzerindeki kefeye doğrudan konmaz. Bir tartım kağıdı veya tartım kabı kullanılmalıdır. Tartım kağıdı kullanılacaksa, maddenin kağıda yapışıp kalmasını veya gözenekleri arasında takılıp kalmasını önlemek için, kaygan ve pürüzsüz yüzeyi olan kağıtlar tercih edilmelidir. Teraziler kolaylıkla bozulabilecek hassas aygıtlardır. Aşağıdaki kurallar takip edilirse bunların ayarlarının bozulması önlenmiş olur. 1. Kimyasal maddeleri doğrudan kefelere koymayınız. Kimyasal maddeleri, önce bir parça kağıda ya da kaba koyunuz, sonra da bu kağıdı ya da kabı kefeye yerleştiriniz. 2. Ağırlıkları elle değil, verilen cımbızla tutunuz. 3. Herhangi bir kefeye bir şey koymadan ya da kefeden bir şey almadan önce terazinin kilitli durumda olmasına dikkat ediniz. 4. Ağırlıkları, her zaman kutularındaki doğru yerlerine koyunuz. 5. Terazi ile işiniz bitince, kefelerin boş bırakılmasına, kilitli durumda olmasına özen gösteriniz. 6. Eğer terazi beklediğiniz gibi çalışmıyorsa, asistanınıza danışınız. B.2.1 TARTI YÖNTEMİ 1. Terazi kilitli durumdayken tartılacak cismi soldaki kefeye koyunuz. 2. Tartılacak cismin ağırlığına yakın olduğunu tahmin ettiğiniz ağırlığı sağ kefeye koyunuz. 3. Kilitli kolunu kaldırınız. 4. Eğer ibre sola doğru oynarsa, ağırlığı azaltmanız gerekir. 5. Eğer ibre sağa doğru oynarsa, ağırlığı eklemeniz gerekir. 6. Her iki durumda da önce teraziyi kilitlemeyi unutmayınız. 7. İbre “0” noktasının sağına ve soluna denk salınım yapıncaya dek ağırlık ekleyiniz veya çıkarınız. 8. Teraziyi kilitleyin ve ağırlıkları kaydedip yerlerine koyunuz. B.2.2 SABİT TARTIM Ardı ardına tekrarlanan kızdırma ve yakma işleminden sonra yapılan tartımlarda, madde ya da kabın kütlesinin hemen hemen hiç değişmediği, sabit kaldığı bir değere getirilmesi işlemine "sabit tartım" denir. 136 Sabit tartım, kullanılan terazinin duyarlılığı ile belirlenir. Bu duyarlılık analitik terazilerde 0,0001 g iken genel kimya laboratuvarlarında kullanılan terazilerde 0,01 g ile sınırlıdır. Deney sırasında kullanılacak malzemeler temizlendikten sonra. etüv veya kül fırınının sıcaklığı, sabit tanıma gelmesi istenilen sıcaklık derecesine ayarlanır. Bu sıcaklıkta bekleme süresi, sabit tartıma getirilecek malzemenin kullanılacağı deney koşullarına göre ayarlanır. Örneğin malzeme deney sırasında 500°C 'de 2 saat bekletilecekse, sabit tartıma getirme koşulları da aynı olmalıdır (500°C de 2 saat). Daha sonra havanın neminden etkilenmemesi için desikatöre alınarak tamamen soğuması beklenir. Hızlı bir şekilde fazla bekletilmeden tartım alınır. Aynı işlem en az üç kez yapılmalıdır. Alman tartımlar arasındaki fark, 0.01 g duyarlılıktaki teraziler için, ±0.01 g ya da daha az olmalıdır. Sabit tartıma getirilecek olan kimyasal maddelerin sabit tartım sıcaklığı ise o maddenin erime sıcaklığından daha düşük olacak şekilde ayarlanmalıdır. Kullanılan kağıt veya kap terazinin üzerine koyulur ve sıfırlama tuşuna (Zero) basılarak darası alınır. Daha sonra terazinin üzerine tartılacak madde koyulur ve kütlesi belirlenir. Her terazinin tartabildiği maksimum bir ağırlık vardır ve bu değer terazilerin üzerinde gösterilmektedir. Maksimum değerin üzerinde tartım yapılmamalıdır. Tartım yapılacak ortamda hava akımı olmamalıdır. Bu yüzden kapı ve pencereler kapalı iken tartım alınmalıdır Ayrıca terazilerde bulunan denge göstergesine de dikkat etmek gerekir. Terazinin dengesinin bozulmaması için sabit bir yerde kalması gerekmektedir. Sıcak veya soğuk tartım alınmayacağı da unutulmamalıdır. B.3 SANTRİFÜJLEME Katı ve sıvıları ayırmada kullanılan diğer hızlı bir yol santrifüjlemedir. Santrifüj cihazı iki kısımdan oluşur: Elektrik motorunun bulunduğu sabit bir kısım ve eğik pozisyonda deney tüplerinin konulduğu döner başlık. Başlık yüksek bir hızda döndürüldüğü zaman, deney tüplerindeki daha yoğun faz (genellikle katı faz), deney tüpünün alt kısmında birikir. Sıvı faz, yani süzüntü, tüpü eğip dökerek alınabileceği gibi, bir damlalık veya pipetle de çekilebilir. Tüpte kalan çökeltinin yıkanması, katının üzerine çözelti ekledikten sonra bir bagetle karıştırmak ve tekrar santrifüjlemek suretiyle, yapılabilir. Santrifüjle çalışırken aşağıdaki kurallara uyulmalıdır : 1- Döner başlığa konan ağırlıklar, dönme ekseni etrafında simetrik olarak dağıtılmış olmalıdır. Eğer karışımınızı bir yuvaya koydunuz ise, tam karşısındaki yuvaya da yaklaşık 137 aynı hacimde su koyduğunuz aynı büyüklükteki deney tüpünüzü yerleştiriniz. 2- İyi bir ayırma için santrifüjün yaklaşık bir dakika dönmesini sağlayınız. 3- Santrifüj dönerken, ellerinizi santrifüjün üstünde tutmayınız. 4- Tüpünüzü almadan önce döner başlığın tamamen durmasını bekleyiniz. Döner koninin eğimli kenarlarına ellerinizi hafifçe bastırarak, dönmenin yavaşlamasına yardım edebilirsiniz. Ancak çok sert bastırmanız, çökeltinin tekrar karışmasına neden olursunuz. B.4 MANTAR DELME Kurulacak bir aygıtta kaplar arasında camla, lastik hortumla bağlantı yapmak için delikli mantar gerekir. Mantar delmek basit olmasına rağmen çoğu kez yanlış delinir. Delikler eğri açılmış ve mantarın alt kısmı koparılmış olur veya deliğin kenarı pürüzlü olur. Bu da bağlantının kaçak yapmasına neden olur. Mantar delmek için kullanılan mantar delicilerin uçları keskin olmalıdır. Ağzı körelmiş mantar delicilerin ağızları yuvarlak eğelerle veya özel bileyicilerle düzeltilir ve keskinleştirilir. Mantar delicisinin çapı mantara geçirilecek cam borunun çapından biraz daha küçük seçilir. Mantar deliciyi mantara tam dik tutarak hafifçe bastırmak ve döndürmek suretiyle mantar delinir. Fazla bastırmamalı aksi halde yukarıdaki sakıncalar ortaya çıkar. Bir mantar sadece bir taraftan başlayarak delinmemeli, öte taraftan da delinmelidir. 138 EK :C CAM KAPLARIN TEMİZLENMESİ Laboratuvarda yapılan tüm deneylerde kullanılan cam malzemenin temizliği çok önemlidir. Kapların üzerinde bulunan kaba kirler gözle görülebilirse de, ince yağ filmleri görülemez. Onun için kullanılacak bir cam kabın kuru halde gözle muayenesi yetmez. İçine damıtık su konarak muayene edilmesi gerekir. Damıtık su kabın cidarını muntazam şekilde ıslatırsa, ki bu gözle görülebilir, kap temiz, ıslatmazsa kirli demektir. Yağlı kısımlarda, su sızmaları, yer yer yarılıp çizgi olur veya damlalar halinde toplanır. Temizlik yapılırken genellikle su, sabun, deterjan, kuvvetli asitler, kuvvetli bazlar, kral suyu, bromlu hidroklorik asit, bazik permanganat çözeltisi veya kromik asit çözeltisi kullanılabilir. Temizleme işlemi sırasında cam malzemenin çeperlerinin çizilmemesine ve kapta temizleyici maddeden artık kalmamasına dikkat etmek gerekir. Kirli olan malzeme, yıkama çözeltilerden biri ile yıkandıktan sonra, önce çeşme suyu ile sonra da saf su ile çalkalanarak yıkama işlemi tamamlanır. Hacim ölçümünde kullanılan cam malzemelerin temizliği özel bir dikkat gerektirir. Çünkü bu malzemelerin iç çeperlerinde bulunabilecek kirliliklerden kaynaklanan yağsı tabaka gerçek hacmi etkiler. Bu kapları temizlemek için organik ve inorganik olmak üzere çeşitli temizleyiciler kullanılır. C.1 BAZI YIKAMA ÇÖZELTİLERİNİN HAZIRLANMASI C.1.1 KROMİK ASİT ÇÖZELTİSİ 5 gram K2Cr2O7 (veya Na2Cr2O7), 5 ml saf su içerisinde çözüldükten sonra 100 ml derişik H2S04 yavaş yavaş ve dikkatlice ilave edilir. Kromik asit çözeltisi buz banyosu içinde hazırlanabilir. Böylece asit ilavesi sırasında sıcaklığın yükselmesinden kaynaklanabilecek sıçramalar önlenmiş olur. Isınan çözelti 40°C ye kadar soğutulur ve kapaklı, koyu renk bir cam şişede saklanır. Kromik asil çözeltisinin rengi turuncudur ve renk yeşile dönünceye kadar defalarca kullanılabilme özelliğine sahiptir. Kırmızı kahverengi renkteki bu sıvı kuvvetli bir oksidasyon gücüne sahiptir. İçerisinde ne olduğunu bilmediğiniz aletleri bu madde ile temizlemeyiniz. Organik maddelerle bazı durumlarda patlayıcı tepkimeler verdiği bilinmektedir. 139 Su miktarının artması ile bu madde etkisini kaybeder. Bundan dolayı kaplarınızı su ile yıkadıysanız su damlacıklarını uzaklaştırmanız için ters çeviriniz ve bir müddet sonra temizleyici maddeyi koyup temizleme işlemini yapınız. C.1.2 BAZİK POTASYUM PERMANGANAT ÇÖZELTİSİ 10 gram potasyum permanganat (KMnO4) 100 ml saf su içerisinde çözülür ve 10 gram sodyum hidroksit (NaOH) ile karıştırılır. Menekşe rengindeki çözelti kahverengine dönünceye kadar kullanılabilir. C.1.3 KRAL SUYU Üç hacim derişik hidroklorik asit (HCI) üzerine bir hacim derişik nitrik asidin dikkatli bir şekilde eklenmesiyle elde edilir. Kral suyunun çözme kuvveti, içinde bol miktarda bulunan klor iyonlarının, eser halde bulunan katyonları kompleks halinde bağlamasından ileri gelir. C.1.4 ORGANİK ÇÖZÜCÜLER Alkol, aseton, benzen, eter, karbon tetraklorür, piridin, tetrahidrofuran vb. gibi organik maddelerdir. Bu tür çözücüler pahalı oldukları için temizleme sırasında dikkatli olunmalı ve gereksiz kullanımdan kaçınılmalıdır. Kirlenen organik çözücüler toplanarak damıtma ya da kolon kromatografisi yöntemleriyle saflaştırılmalıdır C.2 BÜRETLERİN TEMİZLENMESİ Büretlerin temizliği özel bir önem taşır. Kirli bir büret önce musluk suyu ile yıkanıp çalkalanır ve suyu akıtılır. Bundan sonra ters döndürülerek bir beherde bulunan yıkama suyunun içine daldırılır. Bürete, vakum yapılarak yıkama suyu musluğun alt seviyesine kadar doldurulur ve musluk kapatılır. Bu vaziyette bir müddet bekletilir. Bundan sonra musluk yavaş yavaş açılarak yıkama suyunun aşağıya beherin içine inmesi sağlanır. Bu yıkama şeklinin hem kontrolü kolay, hem de tehlikesi azdır. İkinci iyi bir tarafı da musluk yağının yıkama suyu ile temasa gelip bertaraf edilmemesidir. Çünkü, musluk her zaman yağlanmaz. Bundan sonra büretin içi ve dışı damıtık su ile yıkanır. İçinde ısıtmamak şartıyla, ayarlı kapların içine, sıcak yıkama suları kısa bir müddet için konabilir. Temizlenmiş büretler, sıfır çizgilerinin çok üstüne kadar damıtık suyla doldurularak muhafaza edilirler. Boş bırakılan büretler, muslukta bulunan yağın yükselmesiyle zamanla kirlenir. Çok yağlı büretler önce aseton veya benzenle yıkanıp su ile durulanır ve ondan sonra suyu akıtılarak yıkama suyu ile yıkanır. 140 EK :D KAZALAR VE İLK YARDIM Laboratuarlarda zararlı kimyasal maddeler ile çalışılmaktadır. Deneyler sırasındaki bazı küçük ihmaller büyük kazalara ve giderilmesi imkansız sorunlara yol açabilir. Laboratuar kazalarının çoğu, dikkatsizlik ve acelecilikten kaynaklanmaktadır. Bu nedenle öncelikle yeni çalışanların, laboratuardaki güvenlik önlemleri konusunda eğitilmeleri gereklidir. Laboratuarda çalışma sırasında aşağıdaki kazalardan bazıları meydana gelebilir. D.1. KESİKLER Genellikle deney yapılırken kırılan cam eşyaların neden olduğu kazalardır. Deneye başlamadan önce cam eşyaların kırık veya çatlak olup olmadığı kontrol edilmelidir. Kırık cam eşyalar çöp sepetine atılmayıp ayrı bir yere konmalı ve itinalı bir şekilde toplanmalıdır. Şiddetli toplardamar kanamasında (koyu, akışkan) hafif bir şekilde uygun kuru bir yara beziyle sarılmalıdır. Su ile yıkanmamalıdır. Çünkü kan bizzat kendisi yarayı temizler. Yabancı maddeler doktor tarafından çıkartılmalıdır. Atardamar kanamasında (açık, akışkan) çok sıkı ve basınca dayanıklı bir yara beziyle kanayan kısım bağlanılır. Bağlanma iki saatten fazla sürmemelidir. Sargı bezi yoksa pamuk kullanılmalıdır. Kesik yerinde kalabilecek kırık cam parçaları doktora tarafından çıkarılmalıdır. D.2. ZEHİRLENMELER Laboratuarda kimyasal maddelerle çalışıldığından insan vücuduna solunum ve deri yoluyla bazı zararlı maddelerin girmesi mümkündür. Zehirli maddeler anında hastalanmaya yol açabilirler. Ama bazı durumlarda civa ve kurşun buharları gibi ilk anda etkisini göstermeyip, zamanla önemli rahatsızlanmalara sebebiyet verenlerin sayısı oldukça çoktur. Zararlı kimyasal maddelerin sindirim yolu ile vücuda geçmesi genel olarak laboratuardaki dikkatsizliklerden kaynaklanır. Bu dikkatsizliklerin başında laboratuarda yemek yemek, bir şeyler içmek veya pipet ile bir sıvı maddeyi çekerken ağza kaçırmak gelir. Nefes alma organlarına zarar veren maddelerin başlıcaları halojenler, asitler, kükürtdioksit, amonyak, fosforhalojenürlerdir. Bunların yanında zehirleyici olarak kükürtlühidrojen, fosforluhidrojen, arsenlihidrojen, karbondioksit, siyanlıhidrojen, civa ve kurşun buharları ve birçok laboratuarda kullanılan organik bileşikler örneğin, benzen, anilin, kloroform, eterdir. 141 Zehirli ve kokan maddeler ile deney yapacaksanız mutlaka çeker ocak altında çalışınız. Sindirim yoluyla bir baz alınmışsa, % 1 lik asetik asit veya % 1 lik sitrik asit çözeltisi içirilir. Eğer asit alınmışa ağız önce bol su ve ardından % 5 lik sodyum hidrojen karbonat çözeltisi ile çalkalanır, daha sonra hastaya bol su veya süt içirilir. Herhangi bir maddenin sindirim yoluyla alındığı durumlarda hastaya % 5 lik bakır sülfat çözeltisi içirilerek kusması sağlanır, zaman kaybetmeden de hastaneye götürülür. Solunum yolu ile meydana gelen zehirlenmelerde (amonyak, formaldehit, klor, brom, hidroklorik asit, azotdioksit vb.) en iyi önlem olarak hasta temiz havaya çıkarılmalı ve Oksijen teneffüs ettirilmelidir. Suni teneffüs ancak çok ağır olaylarda ve yetkili bir sağlık uzmanı tarafından yapay solunum yaptırılmalıdır. D.3. YANIKLAR Laboratuar çalışması sırasındaki yanıklar alev veya sıcak su ile temas sonucu veya kimyasal maddelerin deriyi tahrişi ve deriye dökülmesi sonucu meydana gelirler. Alınacak önlemler aşağıda gösterilmiştir. D.3.1 ATEŞ VE SICAK SUYUN NEDEN OLDUĞU YANIKLAR Yanan yerler su ile temas ettirilmez. Yanık merhemi sürülür veya % 1’lik sodyum hidrojen karbonat çözeltisiyle ıslatılmış bir sargı bezi ile yanık yer sarılır. Yanık yer su topladığı takdirde kabarcıklar patlatılmaz. D.3.2 ASİT YANIKLARI (AYNI ZAMANDA KLOR VE BROM YANIKLARI) Hemen bol su ile ve ardından % 5’lik sodyum hidrojen karbonat çözeltisi ile hızla yıkanmalı rivanollü suya batırılmış gazlı bezle pansuman yapılıp üzerine yanık merhemi sürülmelidir. D.3.3 GÖZ YANIKLARI Gözlerin bir yakıcı madde ile yaralanması halinde hemen bol su ile yıkanır. Göz mutlaka açık tutulmalıdır. Yıkama işlemine 20-30 dakika süre ile devam edilir. Eğer göze asit veya alkali sıçramışsa doymuş borik asit çözeltisi ile yıkanarak hasta hemen göz doktoruna götürülmelidir. Sert bir cisimcik göze çarptığı ve içine girdiği zaman kanama olsun veya olmasın göz fazla hareket ettirilmemeli hemen üzeri temiz bezle örtülerek derhal bir doktora başvurulmalıdır. En iyi önlem deney sırasında gözlük kullanılmasıdır. 142 D.3.4 CİLT YANIKLARI Deri üzerine dökülen katı haldeki maddeler yanıklara ve tahrişlere yol açabilir. Bunlar deriye nüfuz etmeden kolaylıkla temizlenebilirler. Eğer hemen yıkanıp uzaklaştırılmazlarsa ciddi tehlikelere yol açarlar. Bu maddelerin deri ile ilk temasında ağrı ve acı olmaz. Hemen yıkanmazlarsa ağrı ve acı başlar. En iyi önlem eldiven kullanarak çalışmaktır. Ayrıca zararsız olduğu bilinen bir katı madde ile çalışılsa bile maddeyi elle tutmamalı spatül ucu ile almalıdır. Yaralanan cilt bölgesi akan bol suyla 10-15 dakika yıkanır. Yanıklar bazlardan ileri geliyorsa % 1 lik asetik asit çözeltisiyle yıkanmalıdır. Asitlerden ileri geliyorsa % 1 lik sodyum bikarbonat çözeltisiyle pansuman yapılmalıdır. Yanıklar bromdan ileri gelmişse deri benzenle iyice yıkanmalıdır. Fosfordan ileri gelen yaralanmalar için bikarbonat çözeltisi kullanılır, daha sonra fosforun oksitlenmesi için yanık açık havada tutulur. Bu işlem birkaç sefer tekrarlanır. Nötralleştirme işlemleri yapıldıktan sonra yanığın tekrar bol su ile yıkanması unutulmamalıdır. D.3.5 ELLER YOLUYLA ZEHİRLENME Sık sık karşılaşılan bir zehirlenme tehlikesi, eller yoluyla zehirlenmedir. Bazı zehirler, örneğin benzen, deri tarafından hızla.absorblanır. Bütün zehirler ellere yapışabilirler ve sonra da ağızdan alınabilirler. Zararlı kimyasal maddelerle çalıştıktan sonra ellerinizi ovalayınız ve laboratuvarı terk etmeden önce ellerinizi sabunla yıkamayı alışkanlık haline getiriniz. D.3.6 ŞOK DURUMLARINDA Ciddi kesikler, zehirlenmeler şoklara yol açabilir. Nabzın zayıflaması vücudun soğuması, terleme, bilinç kaybı ve genel endişelerle kendini gösterir. Şok durumundaki hasta ayak kısmı baş kısmından 30 cm yukarıda olacak şekilde yatırılır. Üzerindeki sıkı giysiler gevşetilerek, rahat nefes alması sağlanır. Bir battaniye ile sarılarak ısı kaybı önlenir. Yiyecek içecek verilmez. Teskin edilir. D.4 PATLAMA Laboratuarda bulunan sıkıştırılmış veya sıvılaştırılmış gazları içeren tüpler (bütan gazı, hidrojen gazı, klor gazı vb.) tehlike oluşturur. Tüpler serin yerlerde saklanmalı, ateşe yakın yerlerde bulundurulmamalı ve boşalır boşalmaz depoya götürülmelidir. Hidrojen gazı küçük çatlaklardan kolaylıkla sızarak, hava ile patlayıcı karışımlar meydana getirir. 143 D.5 YANGIN Laboratuarda ateş kullanmadan önce çevrede alev alabilecek maddelerin bulunup bulunmadığı kontrol edilmelidir. Ayrıca havagazı ve diğer gaz hortumları incelenmelidir, çatlaklar görüldüğü takdirde hortum hemen değiştirilmelidir. Su dışındaki bütün maddelerin buharlaştırılması kapalı çeker ocakta yapılmalıdır. Dietileter, aseton, benzen, etilalkol gibi yanıcı maddelerle çalışırken bunların yakınında alevin bulunmamasına son derece dikkat edilmelidir. Bu gibi çözücülerin ısıtılmasında, önceden ısıtılmış su banyolarından faydalanılmalıdır. Bu çözücülerin uzaklaştırılması, buharlaştırma ile değil damıtma ile yapılmalıdır. Yanıcı sıvıların bulunduğu şişe ve pisetler doğrudan güneş ışınlarına karşı bırakılmamalıdır. Bu konuda özellikle hafta sonu ve yaz aylarında daha dikkatli olmak gereklidir. Bir yangın çıktığında yapılacak ilk iş, paniğe kapılmadan gaz musluklarını kapatmak ve çevredeki bütün yanıcı maddeleri uzaklaştırmaktır. Eğer bir kimsenin üzerindeki giysiler yanıyorsa, battaniye, ceket vs. gibi kalın eşyalarla üzeri kapatılmalıdır. Mümkünse pencere ve kapılar hemen kapatılmalı hava akımı kesilmelidir. Çıkacak yangınları söndürmek için su kullanılmamalıdır. Laboratuvardaki karbondioksitli yangın söndürücülerin yerleri laboratuvara ilk defa girerken araştırılmalı ve hava akımı kesildikten sonra kullanılmalıdır. Laboratuar personelinin yangın söndürme cihazlarının yerini ve hangi tipinin hangi yangında kullanacağını bilmesi gerekir. Soda Asit tipi yangın söndürücüler; kağıt, odun ve bunun gibi maddelerden çıkan yangınlarda ve su ile karışabilen sıvılardan (alkol, aseton vb.) kaynaklanan yangınlarda kullanılır. Elektrik kontaklarının neden olduğu yangınlarda ve su ile karışmayan sıvılardan kaynaklanan yangınlarda kullanılmaz. Köpüklü yangın söndürücüler; petrol, benzin vb. sudan hafif ve su ile karışmayan sıvılardan kaynaklanan yangınlarda kullanılır. Elektrik devrelerinin kontaklarından meydana gelen yangınlarda kullanılmaz. Yangınlar, yangının çıkış nedeni ve yanıcı maddelerin türlerine göre A, B, C ve D olmak üzere dört farklı genel sınıfta toplanabilirler: A SINIFI YANGINLAR Odun, kumaş vb. gibi maddelerin tutuşmasıyla ortaya çıkar. A sınıfındaki bir yangının söndürülmesi ortam sıcaklığı su ile alev alma noktasının altına düşürülmesiyle yapılır. 144 B SINIFI YANGINLAR Bu tür yangınlar, yanıcı sıvılar veya sıvılaşabilen katıların oluşturduğu ve "sıcaklığın alevlenme noktasının altına zor düşürüldüğü" veya "düşürülemediği" tehlikeli durumlardır. Bu sınıfa giren yangınların söndürülmeleri daha zordur. Bu durumda "havanın oksijenini uzaklaştırıcı" önlemlere başvurulmalıdır. Yanan kısmın üstü yangın battaniyesi, karbon dioksit, köpük veya alev almayan ve buharlaşabilen başka bir sıvı ile örtülür. Bu amaçla aşağıdaki yollardan birine başvurulur. Yanma bir reaksiyon kabı (veya çöp kapı v.b. bir kap) içinde başlamışsa, yapılacak ilk iş kabın üstünü kapak veya battaniye ile kapatmaktır. Bu işlemin ardından bir yangın söndürücü ile söndürme tamamlanabilir. Yangın çıkan kap soğuyuncaya kadar, battaniye yerinde bırakılmalıdır. Laboratuvar zeminine (veya tezgâha) dökülen bir sıvı yanıyorsa. yangın söndürücü kullanılmalıdır. Söndürme işlemi yangın bölgesinin sınırlarından merkezine doğru yapılmalıdır. Daha ciddi durumlarda iki söndürücü kullanılmalı ve iki kişi aynı anda yangına değişik açılardan yaklaşarak, söndürme yoluna gitmelidir. C SINIFI YANGINLAR Likit petrol gazı, hava gazı, hidrojen gibi yanabilen çeşitli gazların yanması ile oluşan yangınlardır. Kuru kimyevi toz kullanarak söndürülebilir. Elektrikli ve hassas cihazların yangınları da bu sınıfa dâhil edilebilir. Bu tür yangınlarda öncelikle elektrik akımının kesilmesi gereklidir. D SINIFI YANGINLAR Yanabilen metallerin ve alaşımların (Magnezyum, Lityum, Sodyum, Seryum gibi) yanmasıyla meydana gelen yangınlardır. Kuru kimyevi tozlar bu yangınları söndürmede kullanılabilir. 145 EK :E ETİKETLERDEKİ KORUYUCU SEMBOLLER VE ANLAMLARI E.1 TEHLİKELİ MADDELERİN SEMBOL VE TANIMLANMASI SEMBOL PATLAYICI E AÇIKLAMA TANIM UYARI Belirli koşullar oksijenine altında gerek ve hava olmaksızın patlayabilen maddeler. Oksitleyici sürtünme kıvılcım ve ısıdan koruyunuz. maddeler, Yanıcı OKSİTLEYİCİ maddelerin tutuşmasına veya mevcut O Darbe, ateşin büyümesine neden olurlar ve Yanıcı maddelerden uzak tutunuz. böylece yangınla mücadele güçleşir. Bu ÇOK ZEHİRLİ T+ ZEHİRLİ T maddeler solunduğunda, yutulduğunda veya deriyle temasta sağlık açısından çok tehlikelidir ve giderek ölüme neden olabilirler. Bu maddelerle uzun sonucunda geri süreli temaslar dönüşü olmayan Vücut temasın dan sakınınız ve beklenmeyen bir etki durumunda zaman geçirmeden doktora başvurunuz. zararlar meydana gelebilir. Solunumu, yutulması veya deriyle teması insan sağlığı için tehlikelidir. ZARARLI Bu maddelere uzun süreli temaslar Xn sonucunda geri dönüşü olmayan zararlar meydana gelebilir. Vücut temasından ve özellikle solumaktan buharlarını sakınınız. Beklenmeyen bir etki durumunda zaman geçirmeden doktora başvurunuz. Buharlarını solumak- AŞINDIRICI Canlı dokular ve diğer cisimler bu tan ve deri, göz veya C kimyasallar tarafından tahrip edilir. giysilerle sakınınız. temasından 146 TAHRİŞ Göz ve solunum organlarını tahriş Buharlarını solumak- EDİCİ edebilen ve uzun süreli temasta zararlı tan, ve Xi olabilen maddeler. temasından kaçınınız. deri, göze ÇOK KOLAY ALEV Tutuşma noktası O ° C nin altında ve o Açık alev, kıvılcım ve kaynama noktası en fazla 35 C olan ısı kaynaklarından uzak sıvılar. tutunuz. ALEV 1. Kendiliğinden tutuşan maddeler. Havayla ALABİLEN Havada tutuşan kimyasallar. kaçınınız. ALABİLEN F+ KOLAY temastan F Hava ile patlayıcı gazhava karışımı oluşma2. Yanıcı gazlar. sından sakınınız ve yakıcı kaynaklardan uzak tutunuz. 3. Neme duyarlı maddeler, su ile temasta tutuşabilen gaz oluşturan kimyasallar. 4. Tutuşma noktası 21 oC nin altında olan yanıcı sıvılar. 5. Yakıcı kaynağın Nem veya su ile temastan kaçınınız. Açık alev, kıvılcım ve ısı kaynaklarından uzak tutunuz. kısa süreli Açık alev, kıvılcım ve etkisinden sonra kolayca tutuşabilen ısı kaynaklarından uzak katı maddeler. tutunuz. 147 E.2 LABORATUVAR GÜVENLİK SEMBOLLERİ SEMBOL UYARI TANIM ELBİSENİN GÜVENLİĞİ Bu sembol,elbiseyi lekeleyecek veya yakacak maddeler kullanırken görülür. AÇIK ALEV UYARISI Bu sembol, yangına veya patlamaya sebep olabilecek alev kullanıldığında görülür. DUMAN GÜVENLİĞİ Bu sembol, kimyasal maddeler veya kimyasal reaksiyonlar tehlikeli dumana sebep olduklarında görülür. ELDİVEN Cilde zararlı bazı kimyasal maddelerle çalışırken eldiven kullanılması gerektiğini hatırlatan uyarı işareti. ELEKTRİK GÜVENLİĞİ YANGIN GÜVENLİĞİ Bu sembol, elektrikli kullanılırken dikkat gerektiğinde görülür. aletler edilmesi Bu sembol, açık alev etrafında tedbir alınması gerektiğinde görülür. PATLAMA (İNFİLAK) GÜVENLİĞİ Bu sembol, yanlış kullanımdan dolayı patlamaya sebep olacak kimyasal maddeleri gösterir. GÖZ GÜVENLİĞİ Bu sembol, gözler için tehlike olduğunu gösterir. Bu sembol görüldüğünde koruyucu gözlük takılmalıdır. 148 KESİCİ CİSİMLER GÜVENLİĞİ Bu sembol, kesme ve delme tehlikesi olan keskin cisimler olduğu zaman görülür. BİYOLOJİK TEHLİKE Bu sembol, bakteri mantar veya tek hücreli hayvan veya bitki tehlikesi olduğunda görülür. ISI GÜVENLİĞİ Bu işaret sıcak cisimlerin tutulması esnasında önlem alınmasını hatırlatmak içindir. KİMYASAL MADDE UYARISI Bu sembol deriye dokunması halinde yakıcı veya zehirleyici etkisi olan kimyasal maddeler kullanılırken görülür. RADYOAKTİF GÜVENLİĞİ Bu sembol, radyoaktif kullanırken görülür. BİTKİ GÜVENLİĞİ Bu sembol, zehirli veya dikenli bitkiler tutulacağı zaman görülür. HAYVAN GÜVENLİĞİ Bu sembol, canlı hayvanlar üzerinde çalışırken hayvanların ve öğrenci güvenliğinin sağlanması gerektiğinde görülür. TASARRUFLU KULLANIM UYARISI Bu sembol, maddenin uygun bir şekilde kullanılmasına dikkat edilmesi gerektiğinde ortaya çıkar. maddeler 149 ZEHİRLİ MADDE UYARISI Bu sembol, zehirli kullanılırken görülür. maddeler KIRILABİLİR CAM UYARISI Bu sembol yapılacak deneylerde kullanılacak cam malzemelerin kırılabilecek türden olduğunu gösterir. 150 EK :F KİMYASAL MADDELERİN ÖZELLİKLERİ F.1 KANSEROJENİK (KANSER YAPAN) KİMYASAL MADDELER Giderek artan bilgilerle, daha önce tehlikesiz olarak düşünülen kimyasal maddeler şimdi kanser oluşturan maddeler olarak düşünülmektedir. Bu kimyasal maddelerin bazıları hala laboratuarlarda bulunabilir. Okullarda ve Fakültede kullanılmaması gereken bileşikler 1. Benzen C6H6. Bunun yerine metil benzen (toluen) kullanın. 2. Karbon tetraklorür CCl4. Bunun yerine 1,1,1, trikloretan (CCl3CH3) kullanın. 3. Metil iyodür CH3I 4. Naftalin- 1 - amin veya naftalin - 2 - amin (alfa veya beta - naftal-amin) 5. Bifenil bileşikleri ve yerine geçenler ; bifenil 1,4,4-diamin (benzidin); 3,3-dimetil bifenil-4,4-diamin (otoliden) 6. Nitrosoaminler 7. Nitrosofenoller (para nitrosofenol hariç) 8. Nitronaftalinler 9. Kloreten (Vinil klorür monomeri) 10. 1,2- dibromoetan Çok dikkatle kullanılması gereken bileşikler Aşağıdakiler yüksek derecede zehirleyici (toksik) ve belki de kanserojendir. 1. Triklormetan (kloroform) CHCl3 2. Trikloreten(trikloretilen) CCl2CHCl 3. Metanal (formaldehit) HCHO Mümkün olduğu takdirde bunların yerine uygun kimyasal maddeler kullanılmalıdır. Buharlarını solumaktan kaçının, çeker ocak, eldiven ve göz koruyucu kullanın. Ayrıca eğer buharları hidroklorik asitle karışırsa formaldehit güçlü bir kanserojen oluşturabilir. Formaldehidi hidroklorik asitten uzakta bir yerde depolayın. Formaldehit ve hidroklorik asit karışımı belirtilmişse (örneğin yoğunlaşmış polimerler yapma) %50 HCl yerine %50 H2SO4 kullanın. 151 F.2 TEHLİKELİ KİMYASAL MADDELER AMONYAK %25lik NH3 Deri, göz ve solunum organlarını tahrip eder. AMONYUM KLORÜR (saf) NH4Cl Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. AMONYUM OKSALAT (saf) (NH4)2C2O4·H2O Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. BAKIR (I) KLORÜR (saf) CuCl Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. BAKIR (II) NİTRAT Cu(NO3)2·3H2O Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. BAKIR(II)SÜLFAT (saf) CuSO4·5H2O Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. BARYUM HİDROKSİT (saf) Ba(OH)2·8H2O Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. BARYUM KLORÜR (saf) Ba(OH)2·2H2O Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut. temasından sakınınız. BROM Br2 Çürütücü ve aşındırıcı maddedir. Gaz buharını teneffus etmeyiniz. Deri, göz ve elbiseye temastan sakınınız. CİVA Hg Zehirlidir. Vücut temasından sakınınız. ÇİNKO NİTRAT (saf) Zn(NO3)2·6H2O Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. DEMİR (III) KLORÜR (saf) FeCl3·6H2O Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. DEMİR (II) SÜLFAT (saf) FeSO4·7H2O Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. FOSFORİK ASİT H3PO4 Çürütücü ve aşındırıcı maddedir. Gaz buharını teneffüs etmeyiniz. Deri, göz ve elbise temasından sakınınız. GÜMÜŞ NİTRAT (saf) AgNO3 Çürütücü, aşındırıcı ve patlayıcı maddedir. Deri, göz ve elbise temasından sakınınız. HİDROJEN PEROKSİT % 30' luk H2O2 Çürütücü ve aşındırıcı maddedir. Gaz buharını teneffüs etmeyin. Deri, göz ve elbise temasından sakınınız. BARYUM NİTRAT (saf) Ba(NO3)2 Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. NİTRİK ASİT % 67- 70'lik HNO3 Çürütücü ve aşındırıcı maddedir. Gaz buharını teneffüs etmeyin. Deri, göz ve elbise temasından sakınınız. POTASYUM BİKROMAT (saf) K2Cr2O7 Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. POTASYUM BİOKSALAT KHC2O4 Tahriş edici maddedir. Deri ve gözle temastan sakınınız. KALSİYUM KLORÜR CaCl2 Tahriş edici maddedir. Deri ve gözle temastan sakınınız. 152 KALSİYUM NİTRAT (saf) Ca(NO3)2·4H2O Tahriş edici maddedir. Deri ve gözle temastan sakınınız. KALSİYUM KARBÜR (Karpit) CaC2 Su ile temastan sakınınız. KURŞUN (II) NİTRAT (saf) Pb(NO3)2 Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. MAGNEZYUM NİTRAT (saf) Mg (NO3)2·6H2O Tahriş edici maddedir. Deri ve gözle temastan sakınınız. HİDROKLORİK ASİT % 37' lik HCl Çürütücü ve aşındırıcı maddedir. Gaz buharını teneffüs etmeyiniz. Deri, göz ve elbise temasından sakınınız. İYOT (saf) I2 Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. KALSİYUM HİDROKSİT Ca(OH)2 Çürütücü ve aşındırıcı maddedir. Deri, göz ve elbiseyle temastan sakınınız. POTASYUM İYODAT (saf) KIO3 Yangını artırıcı maddedir. Bütün yanıcı maddelerle temastan sakınınız. POTASYUM KLORAT (Teknik) KClO3 Yangını artırıcı ve sağlığa zararlı maddedir. Vücut temasından ve bütün yanıcı maddelerle temasından sakınınız. POTASYUM KROMAT (saf) K2CrO4 Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. POTASYUM PERMANGANAT (saf) KMnO4 Yangını artırıcı ve sağlığa zararlı maddedir. Vücut temasından ve bütün yanıcı maddelerle temasından sakınınız. POTASYUM TİYOSİYANAT (saf) KSCN Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. SODYUM DİKROMAT (saf) Na2Cr207·2H2O Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. MAGNEZYUM ŞERİT Mg Kolay yanıcı maddedir. Isı ve kıvılcım kaynaklarından, açık alevlerden uzak tutunuz. MANGAN DİOKSİT MnO2 Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. NAFTALİN (Pul halinde) C10H8 Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. SODYUM METALİ Na Kolay yanıcı, çürütücü ve aşındırıcı maddedir. Rutubet, su, deri, göz ve elbiseyle temasından sakınınız. SODYUM OKSALA T (saf) Na2C2O4 Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. ASETİK ASİT (Buzlu) Etanoik asit CH3COOH Çürütücü ve aşındırıcıdır. Gaz buharını teneffüs etmeyin. Deri, göz ve elbiseyle temastan sakınınız. ASETON (Propanon) CH3COCH3 Kolay tutuşabilen maddedir. Isı ve kıvılcım kaynaklarından, açık alevlerden uzak tutunuz. Serin yerlerde muhafaza ediniz. ANİLİN YAĞI (fenilamin) Vücut temasından sakınınız. C6H5NH2 153 ASET ALDEHİT (Etanal) % 99' luk C2H4O Yanıcı ve tahriş edicidir. Gaz buharını teneffüs etmeyiniz. Deri ve gözle temasından sakınınız. SODYUM HİDROKSİT (saf) NaOH Çürütücü ve aşındırıcı maddedir. Deri, göz ve elbiseyle temastan sakınınız SODYUM KARBONAT (Teknik) Na2CO3 Tahriş edici maddedir. Deri ve gözle temastan sakınınız. SODYUM KROMAT Na2CrO4·4H2O Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. SODYUM NİTRAT (saf) NaNO3 Yangını artırıcı maddedir. Bütün yanıcı maddelerle temastan koruyunuz. SÜLFİRİK ASİT (seyreltik) H2SO4 Çürütücü ve aşındırıcı maddedir. Gaz buharını teneffüs etmeyin. Göz, deri ve elbise temasından sakınınız. FENOL C6H5OH Zehirlidir. Vücut temasından sakınınız. FENOLFTALEİN ÇÖZELTİSİ Kolay yanıcı maddedir. Isı ve kıvılcım kaynaklarından açık alevlerden uzak tutunuz. OKSALİK ASİT (saf) (ETANDİOİK ASİD) C2H2O4·2H2O Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. PETROL ETERİ Kolay yanıcı maddedir. Isı ve kıvılcım kaynaklarından ve açık alevlerden uzak tutunuz. PRIMER BÜTİL ALKOL (BÜTAN-1-OL) (1-BÜTANOL) % 98' lik C4H10O Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. SEKONDER BÜTİL ALKOL (2-BÜTANOL) (BÜTAN-2-OL) Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. C4H10O TERSİYER BÜTİL ALKOL (2-METİL PROPAN-2-OL) C4H10O Vücuda girdiğinde sağlığa zararlıdır. Vücut temasından sakınınız. Kolay yanıcı madde olduğundan; ısı ve kıvılcım kaynaklarından, açık alevlerden uzak tutunuz. RENKLİ İSPİRTO Kolay yanıcı maddedir. Isı ve kıvılcım kaynaklarından açık alevlerden uzak tutunuz. ETİL ALKOL (ETANOL) C2H5OH Kolay yanıcı maddedir. Isı ve kıvılcım kaynaklarından, açık alevlerden uzak tutunuz. Serin yerde muhafaza ediniz. DİETİL ETER (Etoksietan) C2H5-O-C2H5 Kolay yanıcı maddedir. Isı ve kıvılcım kaynaklarından, açık alevlerden uzak tutunuz. Serin yerde muhafaza ediniz. TOLUEN C7H8 Zararlı ve kolay tutuşabilen bir maddedir. Vücut temasından, ısı ve kıvılcım kaynaklarından, açık alevlerden uzak tutunuz. SİKLO HEKSAN (saf) C6H12 Kolay yanıcı maddedir. Isı ve kıvılcım kaynaklarından açık alevlerden uzak tutunuz. 154 EK :G RİSK VE GÜVENLİK BİLGİLERİ G.1 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R 10 R 11 R 12 R 14 R 15 R 16 R 17 R 18 R 19 R 20 R 21 R 22 R 23 R 24 R 25 R 26 R 27 R 28 R 29 R 30 R 31 R 32 R 33 R 34 R 35 R 36 R 37 R 38 R 39 R 40 R 41 R 42 R 43 R 44 R 45 R 46 R 48 R 49 R 50 R 51 R 52 R 53 R 54 R 55 RİSK BİLGİLERİ (R) Kuru halde patlayıcıdır. Şok, sürtünme, alev ve diğer tutuşturucu kaynakları ile temasında patlama riski. Şok, sürtünme, alev ve diğer tutuşturucu kaynakları ile temasında çok ciddi patlama riski. Çok hassas patlayıcı metalik bileşikler oluşturur. Isıtma patlamaya neden olabilir. Hava ile temasta veya havasız ortamda patlayıcıdır. Yangına neden olabilir. Yanıcı maddelerle temasında yangına neden olabilir. Yanıcı maddelerle karıştırıldığında patlayıcıdır. Alevlenebilir. Kolay alevlenebilir. Çok kolay alevlenebilir. Su ile şiddetli reaksiyon verir. Su ile temas halinde kolay alevlenir gazlar çıkarır. Oksitleyicilerle karıştığında patlayabilir. Havada kendiliğinden alevlenir. Kullanımda alevlenen / patlayan hava - buhar karışımı oluşturabilir. Patlayıcı peroksitler oluşabilir. Solunması halinde sağlığa zararlıdır. Cilt ile temasında sağlığa zararlıdır. Yutulması halinde sağlığa zararlıdır. Solunması halinde toksiktir. Cilt ile temasında toksiktir. Yutulması halinde toksiktir. Solunması halinde çok toksiktir. Cilt ile temasında çok toksiktir. Yutulması halinde çok toksiktir. Su ile temasında toksik gaz çıkarır. Kullanımı sırasında kolay alevlenebilir. Asitlerle temasında toksik gaz çıkarır. Asitlerle temasında çok toksik gaz çıkarır. Toplam etkilerin tehlikesi. Yanıklara neden olur. Ciddi yanıklara neden olur. Gözleri tahriş eder. Solunum sistemini tahriş eder. Cildi tahriş eder. Tedavisi mümkün olmayan çok ciddi etki tehlikesi. Tedavisi mümkün olmayan etki oluşturabilir. Ciddi göz hasarları tehlikesi. Solunması halinde alerji yapabilir. Cilt ile temasında alerji yapabilir. Kapalı ortamda ısıtıldığında patlama riski. Kanser yapabilir. Kalıtımsal genetik hasarlara neden olabilir. Uzun süreli maruz kalınması halinde sağlığa ciddi hasar tehlikesi. Solunması halinde kansere neden olabilir. Sudaki organizmalar için çok toksiktir. Sudaki organizmalar için toksiktir. Sudaki organizmalar için zararlıdır. Su ortamında uzun süreli olumsuz etkilere neden olabilir. Flora için toksiktir. Fauna için toksiktir. 155 R 56 R 57 R 58 R 59 R 60 R 61 R 62 R 63 R 64 R 65 R 66 R 67 R 68 G.2 Topraktaki organizmalar için toksiktir. Arılar için toksiktir. Çevrede uzun süreli olumsuz etkilere neden olabilir. Ozon tabakası için tehlikelidir. Üremeyi olumsuz etkileyebilir. Anne karnındaki çocuğa zarar verebilir. Üremeyi bozucu risk olasılığı. Anne karnındaki çocuğa zarar riski olasılığı. Emzirilen bebeklere zarar verebilir. Zararlı. Yutulması halinde akciğerde hasara neden olabilir. Tekrarlanan maruz kalmalarda deride kuruluğa ve çatlaklara neden olabilir. Buharları uyuşukluğa ve baş dönmesine neden olabilir. Geri dönüşümsüz etkiye neden olabilir. ÇOKLU RİSK BİLGİLERİ (R ) R 14/15 R 15/29 R 20/21 R 20/21/22 R 20/22 R 21/22 R 23/24 R 23/24/25 R 23/25 R 24/25 R 26/27 R 26/27/28 R 26/28 R 27/28 R 36/37 R 36/37/38 R 36/38 R 37/38 R 39/23 R 39/23/24 R 39/23/24/25 R 39/23/25 R 39/24 R 39/25 R 39/26 R 39/26/27 R 39/26/27/28 R 39/26/28 R 39/27 R 39/27/28 R 39/28 R 42/43 R 48/20 R 48/20/21 R 48/20/21/22 Su ile kolay alevlenebilir gaz oluşumuna yol açan şiddetli reaksiyon. Su ile temasında toksik ve kolay alevlenebilir gaz çıkarır. Solunduğunda ve cilt ile temasında sağlığa zararlıdır. Solunduğunda, cilt ile temasında ve yutulduğunda sağlığa zararlıdır. Solunduğunda ve yutulduğunda sağlığa zararlıdır. Cilt ile temasında ve yutulduğunda sağlığa zararlıdır. Solunduğunda ve cilt ile temasında toksiktir. Solunduğunda, cilt ile temasında ve yutulduğunda toksiktir. Solunduğunda ve yutulduğunda toksiktir. Cilt ile temasında ve yutulduğunda toksiktir. Solunduğunda ve cilt ile temasında çok toksiktir. Solunduğunda, cilt ile temasında ve yutulduğunda çok toksiktir. Solunduğunda ve yutulduğunda çok toksiktir. Cilt ile temasında ve yutulduğunda çok toksiktir. Gözleri ve solunum sistemini tahriş edicidir. Gözleri, solunum sistemini ve cildi tahriş edicidir. Gözleri ve cildi tahriş edicidir. Solunum sistemini ve cildi tahriş edicidir. Toksik. Solunduğunda tedavisi mümkün olmayan çok ciddi etkilenme tehlikesi. Toksik. Solunduğunda, cilt ile temasında tedavisi mümkün olmayan çok ciddi etkilenme tehlikesi. Toksik. Yutulduğunda, cilt ile temasında, solunduğunda tedavisi mümkün olmayan çok ciddi etkilenme tehlikesi. Toksik. Solunduğunda, yutulduğunda tedavisi mümkün olmayan çok ciddi etkilenme tehlikesi. Toksik. Cilt ile temasında tedavisi mümkün olmayan çok ciddi etkilenme tehlikesi. Toksik. Cilt ile temasında, yutulduğunda tedavisi mümkün olmayan çok ciddi etkilenme tehlikesi. Çok toksik. Solunduğunda tedavisi mümkün olmayan çok ciddi etkilenme tehlikesi. Çok toksik. Solunduğunda, cilt ile temasında tedavisi mümkün olmayan çok ciddi etkilenme tehlikesi. Çok toksik. Cilt ile temasında, yutulduğunda, solunduğunda tedavisi mümkün olmayan çok ciddi etkilenme tehlikesi. Çok toksik. Solunduğunda, yutulduğunda tedavisi mümkün olmayan çok ciddi etkilenme tehlikesi. Çok toksik. Cilt ile temasında tedavisi mümkün olmayan çok ciddi etkilenme tehlikesi. Çok toksik. Yutulduğunda, cilt ile temasında tedavisi mümkün olmayan çok ciddi etkilenme tehlikesi. Çok toksik. Yutulduğunda tedavisi mümkün olmayan çok ciddi etkilenme tehlikesi. Solunduğunda ve cilt ile temasında alerji yapabilir. Zararlı. Uzun süreli solunması halinde sağlığa ciddi hasar tehlikesi. Zararlı. Uzun süre solunması ve cilt ile temasında sağlığa ciddi hasar tehlikesi. Zararlı. Uzun süreli yutulması, solunması ve cilt ile teması halinde sağlığa ciddi hasar tehlikesi. 156 R 48/20/22 R 48/21 R 48/21/22 R 48/22 R 48/23 R 48/23/24 R 48/23/24/25 R 48/23/25 R 48/24 R 48/24/25 R 48/25 R 50/53 R 51/53 R 52/53 R 68/20 R 68/20/21 R 68/20/21/22 R 68/20/22 R 68/21 R 68/21/22 R 68/22 G.3 Zararlı. Uzun süre solunması ve yutulması halinde sağlığa ciddi hasar tehlikesi. Zararlı. Cilt ile uzun süreli temasında sağlığa ciddi hasar tehlikesi. Zararlı. Uzun süreli yutulması ve cilt ile teması halinde sağlığa ciddi hasar tehlikesi. Zararlı. Uzun süreli yutul ması halinde sağlığa ciddi hasar tehlikesi. Toksik. Uzun süre solunması halinde sağlığa ciddi hasar tehlikesi. Toksik. Uzun süre solunması ve cilt ile teması halinde sağlığa ciddi hasar tehlikesi. Toksik. Uzun süre yutulması, solunması ve cilt ile teması halinde sağlığa ciddi hasar tehlikesi. Toksik. Uzun süre yutulması ve solunması halinde sağlığa ciddi hasar tehlikesi. Toksik. Uzun süre cilt ile temasında sağlığa ciddi hasar tehlikesi. Toksik. Uzun süre yutulması ve cilt ile temasında sağlığa ciddi hasar tehlikesi. Toksik. Yutma yolu ile uzun süre maruz kalınması halinde sağlığa ciddi hasar tehlikesi. Sudaki organizmalar için çok toksik, su ortamında uzun süreli olumsuz etkilere neden olabilir. Sudaki organizmalar için toksik, su ortamında uzun süreli olumsuz etkilere neden olabilir. Sudaki organizmalar için zararlı, su ortamında uzun süreli olumsuz etkilere neden olabilir. Zararlı. Solunduğunda tedavisi olmayan etkilere sebep olabilir. Zararlı. Solunduğunda ve cilt ile temasında tedavisi olmayan etkilere sebep olabilir. Zararlı. Solunduğunda, cilt ile temasında ve yutulduğunda tedavisi olmayan etkilere sebep olabilir. Zararlı. Solunduğunda ve yutulması durumunda tedavisi olmayan etkilere sebep olabilir. Zararlı. Cilt ile temasında tedavisi olmayan etkilere sebep olabilir. Zararlı. Cilt ile temasında ve yutulduğunda tedavisi olmayan etkilere sebep olabilir. Zararlı. Yutulması durumunda tedavisi olmayan etkilere sebep GÜVENLİK BİLGİLERİ (S) S1 S2 S3 S4 S5 S 5.1 S 5.2 S 5.3 S6 S 6.1 S 6.2 S 6.3 S7 S8 S9 S 12 S 13 S 14 S 14.1 S 14.2 S 14.3 S 14.4 S 14.5 S 14.6 S 14.7 S 14.8 S 14.9 S 14.10 S 14.11 S 14.12 S 15 Kilit altında muhafaza edin. Çocukların ulaşamayacağı yerde tutun. Serin yerde muhafaza edin. Yerleşim alanlarından uzak tutun. ............. içinde muhafaza edin. (Uygun sıvı üretici tarafından belirlenir.) Suda muhafaza edin. Petrolde muhafaza edin. Parafin yağında muhafaza edin ........... içinde muhafaza edin. (Uygun inert gaz üretici tarafından belirlenir.) Nitrojen içinde muhafaza edin. Argon içinde muhafaza edin. Karbon dioksit içinde muhafaz edin. Sıkı kapatılmış kapta muhafaza edin. Kabı kuru halde muhafaza edin. Kabı iyi havalandırılan yerde saklayın. Kabı kapalı olarak muhafaza etmeyin. Yiyeceklerden, içeceklerden ve hayvan yemlerinden uzak tutun. ......... ‘den uzak tutun. (Temasından sakınılması gerekenleri üretici belirler.) İndirgeyici ajanlar, ağır metal bileşikler, asit ve bazlardan uzak tutun. Ağır metaller gibi, okside edici ve asidik maddelerden uzak tutun. Demirden uzak tutun. Su ve alkalilerden uzak tutun. Asitlerden uzak tutun. Alkalilerden uzak tutun. Metallerden uzak tutun. Okside edici ve asidik maddelerden uzak tutun. Alevlenebilir organik maddelerden uzak tutun. Asitler, indirgeme ajanları ve alevlenebilir maddelerden uzak tutun. Alevlenebilir maddelerden uzak tutun. Alkalinler ve bazlardan uzak tutun. Sıcaktan koruyun. 157 S 16 S 17 S 18 S 20 S 21 S 22 S 23 S 23.1 S 23.2 S 23.3 S 23.4 S 23.5 S 24 S 25 S 26 S 27 S 28 S 28.1 S 28.2 S 28.3 S 28.4 S 28.5 S 28.6 S 28.7 S 29 S 30 S 33 S 35 S 36 S 37 S 38 S 39 S 40 S 40.1 S 41 S 42 S 43 S 43.1 S 43.2 S 43.3 S 43.4 S 43.6 S 43.7 S 43.8 S 45 S 46 S 47 S 47.1 S 48 S 48.1 S 49 S 50 S 50.1 S 50.2 S 50.3 S 51 Tutuşturucu kaynaklardan uzak tutun, sigara içmeyin. Yanıcı maddelerden uzak tutun. Kap dikkatlice taşınmalı ve açılmalıdır. Kullanırken bir şey yemeyin ve içmeyin. Kullanım sırasında sigara içmeyin. Tozu teneffüs etmeyin. Gaz / Duman / Buhar / Aerosollerini solumayın. (İfadeler üretici tarafından belirlenir.) Gazı solumayın. Buharını solumayın. Aerosollerini solumayın. Dumanlarını solumayın. Dumanlarını /Aerosollerini solumayın. Deri ve gözlerle temasından kaçınınız. Göz ile temasından sakının. Gözlerle temas etmesi halinde, derhal bol su ile yıkayınız ve tıbbi yardım alınız. Bu maddenin bulaşmış olduğu tüm giysiler derhal çıkarılmalıdır. Cilt ile temasında derhal bol ...... ile iyice yıkayın. (Uygun sıvı üretici tarafından belirlenir.) Cilt ile temasında derhal bol su ile yıkayın. Cilt ile temasında derhal bol sabun ve su ile yıkayın. Cilt ile temasında derhal bol sabun ve ve su ile, eğer mümkünse polyetilen glikol 400 yıkayın. Cilt ile temasında derhal bol polietilen glikol 300 ve etanol (2oran1) ile yıkayın. Ardından bol sabun ve su ile yıkayın. Cilt ile temasında derhal bol polietilen glikol 400 ile yıkayın. Cilt ile temasında derhal bol polietilen glikol 400 ile yıkayın. Ardından bol su ile durulayın. Cilt ile temasında derhal asidik sabun ve su ile yıkayın. Kanalizasyona boşaltmayın. Kesinlikle üzerine su dökmeyin. Statik elektrik boşalımlarına karşı önlem alın. Atıklarını ve kaplarını güvenli bir biçimde bertaraf edin. Uygun koruyucu giysi giyin. Uygun koruyucu eldiven takın. Yetersiz havalandırma şartlarında uygun solunum cihazı takın. Koruyucu gözlük / maske kullanın. Bu maddenin bulaşmış olduğu tüm eşyaları ve zemini ...... ile temizleyin. (Uygun madde üretici tarafından belirlenir.) Bu maddenin bulaşmış olduğu tüm eşyaları ve zemini bol su ile temizleyin. Patlaması ve/veya yanması halinde yayılan gazları solumayın. Tütsüleme (fümigasyon) / püskürtme yaparken uygun solunum cihazı takın. Alevlenmesi durumunda söndürmek ....... kullanın. (Üretici tarafından belirlenir). Alevlenmesi durumunda su kullanın. Alevlenmesi durumunda su veya toz söndürücü kullanın. Alevlenmesi durumunda toz söndürücü kullanın. Asla su kullanmayın. Alevlenmesi durumunda Karbon dioksit kullanın. Asla su kullanmayın. Alevlenmesi durumunda kum kullanın. Asla su kullanmayın. Alevlenmesi durumunda metal-tozu kullanın. Asla su kullanmayın. Alevlenmesi durumunda kum, karbondioksit gazlı yangın söndürücü kullanın. Asla su kullanmayın. Kaza durumunda veya kendinizi iyi hissetmiyorsanız derhal tıbbi yardım alınız. (Mümkünse etiketi gösteriniz) Yutulması halinde hemen bir doktora başvurun, kabı veya etiketi gösterin. ...... °C’yi aşmayan sıcaklıklarda saklayın. (Üretici tarafından belirlenir.) 20°C’yi aşmayan sıcaklıklarda saklayın. ....... ile nemlendirin (Uygun madde üretici tarafından belirlenir.) Su ile nemlendirin. Sadece orjinal kabında muhafaza edin. ....... ile karıştırmayın. (Üretici tarafından belirlenir.) Asitler ile karıştırmayın. Alkaliler ile karıştırmayın. Kuvvetli asitlerle, kuvvetli bazlarla demir içermeyen metaller ve tuzlarıyla karıştırmayın. Sadece iyi havalandırılan yerlerde kullanın. 158 Kapalı yerlerde geniş yüzeylere uygulamayın. Maruz kalmaktan sakının, kullanmadan önce özel kullanma talimatını okuyun. Atıklarını ve kabını tehlikeli veya özel atık toplama yerlerinde bertaraf edin / ettirin. Bulaşma ve birikme yolu ile çevreyi kirletmemesi için uygun bir kap kullanın. Geri kazanım için üreticiye bilgi verilmelidir. Atığını ve kabını tehlikeli atık olarak bertaraf edin/ettirin. Çevreye salıvermekten kaçının. Güvenlik bilgisi formalarındaki özel talimatara başvurun. Yutulduğu taktirde, istifra etmeye kalkışmayın, derhal tıbbi yardım alın. Kabı veya etkiketi gösterin. Kazara solunması halinde kazazedeyi temiz havaya çıkarın ve dinlenmesini sağlayın. Yutulması halinde, ağzı su ile yıkayın. (Sadece kişinin bilinci yerinde ise.) S 52 S 53 S 56 S 57 S 59 S 60 S 61 S 62 S 63 S 64 ÇOKLU GÜVENLİK (S) BİLGİLERİ G.4 1/2 3/7 3/9/14 3/9/14.1 3/9/14.2 3/9/14.3 3/9/14.4 3/9/14.5 3/9/14.6 3/9/14.7 3/9/14.8 3/9/14/49 3/9/14.1/49 3/9/14.2/49 3/9/14.3/49 3/9/14.4/49 3/9/14.5/49 3/9/14.6/49 3/9/14.7/49 3/9/14.8/49 3/9/49 3/14 3/14.1 3/14.2 3/14.3 3/14.4 3/14.5 3/14.6 3/14.7 3/14.8 7/8 7/9 Kilit altında ve çocukların ulaşamayacağı bir yerde muhafaza edin. Kabı, serin bir yerde ve ağzı sıkıca kapalı olarak muhafaza edin. Serin, iyi havalandırılan bir yerde ......’den uzak tutarak muhafaza edin. (Temasından sakınılan madde üretici tarafından belirlenir.) Serin, iyi havalandırılan bir yerde ağır metal bileşikleri, indirgeme ajanları, asit ve alkalilerden uzak tutarak muhafaza edin. Serin, iyi havalandırılan bir yerde ağır metaller gibi okside edici ve asidik maddelerden uzak tutarak muhafaza edin. Serin, iyi havalandırılan bir yerde demirden uzak tutarak muhafaza edin. Serin, iyi havalandırılan bir yerde su ve alkalilerden uzak tutarak muhafaza edin. Serin, iyi havalandırılan bir yerde asitlerden uzak tutarak muhafaza edin. Serin, iyi havalandırılan bir yerde alkalilerden uzak tutarak muhafaza edin. Serin, iyi havalandırılan bir yerde metallerden uzak tutarak muhafaza edin. Serin, iyi havalandırılan bir yerde okside edici ve asidik maddelerden uzak tutarak muhafaza edin. Sadece orjinal kabında, serin ve iyi havalandırılan bir yerde ........’den uzak tutarak muhafaza edin. (Üretici tarafından belirlenir.). Sadece orjinal kabında, serin ve iyi havalandırılan bir yerde indirgeme ajanları, ağır metal bileşikleri, asitler ve alkalilerden uzak tutarak muhafaza edin. Sadece orjinal kabında, serin ve iyi havalandırılan bir yerde ağır metal bileşikleri gibi yükseltgen ve asidik bileşiklerden uzak tutarak muhafaza edin. Sadece orjinal kabında, serin ve iyi havalandırılan bir yerde demirden uzak tutarak muhafaza edin. Sadece orjinal kabında, serin ve iyi havalandırılan bir yerde su ve alkalilerden uzak tutarak muhafaza edin. Sadece orjinal kabında, serin ve iyi havalandırılan bir yerde asitlerden uzak tutarak muhafaza edin. Sadece orjinal kabında, serin ve iyi havalandırılan bir yerde alkalilerden uzak tutarak muhafaza edin. Sadece orjinal kabında, serin ve iyi havalandırılan bir yerde metallerden uzak tutarak muhafaza edin. Sadece orjinal kabında, serin ve iyi havalandırılan bir yerde okside edici ve asidik maddelerden uzak tutarak muhafaza edin. Sadece orjinal kabında, serin ve iyi havalandırılan bir yerde muhafaza edin. Serin bir yerde ...... ‘den uzak tutarak muhafaza edin. (Üretici tarafından belirlenir.) Serin bir yerde indirgeme ajanları, ağır metal bileşikleri, asit ve alkalilerden uzak tutarak muhafaza edin. Serin bir yerde ağır metal bileşikleri gibi okside edici maddelerden uzak tutarak muhafaza edin. Serin yerde demirden uzak muhafaza edin. Serin bir yerde su ve alkalilerden uzak tutarak muhafaza edin. Serin yerde asitlerden uzak muhafaza edin. Serin yerde alkalilerden uak muhafaza edin. Serin bir yerde metallerden uzak tutarak muhafaza edin. Serin bir yerde okside edici ve asidik maddelerden uzak tutarak muhafaza edin. Kabı kapalı, kuru olarak muhafaza edin. Kabı iyice kapalı halde ve iyi havadırılan bir ortamda muhafaza edin. 159 7/47 20/21 24/25 27/28 29/35 29/56 36/37 36/37/39 36/39 37/39 47/49 Kabı, ağzı sıkıca kapalı olarak ….°C’yi aşmayan sıcaklıklarda muhafaza edin. (Uygun sıcaklık üretici tarafından belirlenir.) Kullanımı sırasında yemek yemeyin, içecek ve sigara içmeyin. Deri ve gözlerle temasından kaçının. Cilt ile teması halinde, bulaşan giysiyi hemen çıkarın ve .... miktarda .… ile hemen yıkayın. (Uygun sıvı üretici tarafından belirlenir.) Kanalizasyona boşaltmayın; atığını ve kabını güvenli bir biçimde bertaraf edin. Kanalizasyona boşaltmayın. Atığını ve kabını tehlikeli veya özel atık toplama yerlerinde bertaraf edin. Uygun koruyucu giysi ve eldiven kullanın. Çalışırken uygun koruyucu giysi, koruyucu eldiven, gözlük, maske kullanın. Çalışırken uygun koruyucu giysi, koruyucu gözlük / maske kullanın. Çalışırken uygun koruyucu eldiven, koruyucu gözlük / maske kullanın. Sadece orjinal kabında ve .... °C’yi aşmayan sıcaklıklarda muhafaza edin. (Uygun sıcaklık üretici tarafından belirlenir.) 160 EK :I İNORGANİK BİLEŞİKLERİN İSİMLENDİRİLMESİ Kimyasal türlerin (atom, iyon, molekül) adlandırılması ile ilgili kuralları Uluslararası Teorik ve Uygulamalı Kimya Birliği (International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC) tarafından belirlenir. Tavsiye niteliğinde olan bu kurallar, adlandırmayı sistematikleştirdiği için hemen hemen her ülkede uygulanmaktadır. Kimyasal türler için üç çeşit adlandırma sistemi kullanılır: Bileşiklerin İsimlendirilmesinde ve Formüllerin Yazılmasında Genel Kurallar: Katyonlar veya kısmi artı yükü olan atomların isimleri öne yazılır. Anyonların veya kısmi eksi yükü olan atomların ismi ise daha sonra yazılır. NaCl Sodyum klorür CaCl2 Kalsiyum klorür SO2 Kükürt dioksit CO Karbon monoksit İki ametalin oluşturduğu bileşiklerin formüllerinin yazılmasında hangi ametalin sembolünün önce yazılması gerektiği konusunda kural koymak güçtür. Ancak kullanılagelen formüller incelendiğinde, elementler için bir sıralama yapmak mümkündür. Bu sıralamada önce gelen elementin sembolü bileşik formülünde önce yazılır. Xe, Kr, B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F. Bu sıralama için bazı örnekler verilebilir. BF3, NH3, CC14, H2S, HC1, C120, OF2, SCI2. İkili ametal bileşiklerinde, sembolü önce yazılan düşük elektronegatifli elementin adı aynen kalır. Sonra yazılan ve elektronegatifliği yüksek olan elementin adının sonuna ür takısı getirilir. HF Hidrojen florür CCl4 Karbon tetraklorür H2S Hidrojen sülfür Hidrojenin Grup 17 (VIIA) elementleri dışındaki elementlerle yaptığı ikili bileşiklerinin isimlendirilmesinde elementin kök ismi an takısı alır. B2H6 Diboran SİH4 Silan PbH4 Plumban HSn Polisülfan 161 Ancak bazı bileşiklerde bu kuralın dışına çıkılarak alışılagelmiş NH3 Amonyak (azan) H2O Su (oksan) PH3 Fosfın (fosfan) H2S Hidrojen sülfür (sülfan) N2H4 Hidrazin isimler kullanılır. İyonların ve Radikallerin İsimlendirilmesi Tek atomlu katyonlar, elementin ismi ile adlandırılır ve değerliği parantez içinde Roma Rakamları ile belirtilir. Fe+ Demir(II) iyonu Co+3 Kobalt(III) iyonu I+ İyot (I) katyonu Çok atomlu katyonlar için de yukarıdaki kural geçerlidir. Katyonun türetildiği radikalin veya grubun ismi aynı kalır. NO+ NO2 Nitrozil katyonu + Nitril katyonu Poliatomik katyon, bir nötür moleküle proton katılmasıyla oluşuyorsa molekülün kök ismi sonuna onyum takısı gelir. Amonyak NH3 Amonyum NH4+ Fosfin PH3 Fosfonyum PH4+ Arsin AsH3 Arsonyum AsH4+ Metilamin CH3NH2 Metilamonyum CH3NH3+ Azot kökenli ismi amin eki ile bitmeyen bileşiklerden oluşan katyonların isminin sonuna -yum takısı getirilir. Hidrazin H2NNH2 Hidrazinyum H2NNH3+ Anilin C6H5NH2 Anilinyum C6H5NH3+ Piridin C5H5N Piridinyum C5H5NH+ Oksijen dışındaki diğer elementlerin tek atomlu anyonları, elementin isminin sonuna ür takısı eklenerek isimlendirilir. H‾ Hidrür F‾ Florür N3‒ Nitrür O2‒ Oksit Bazı çok atomlu anyonların isimlerinde de -ür takısı kullanılır. Ancak bu kurala uymayan örnekler vardır. S22− Disülfür HF2− Hidrojen di florür 162 OH− Hidroksit CN− Siyanür I3− Triiyodür N3− Azid O22− Peroksit C22− Asetilenür (karbür) O2− Süperoksit NH2− Amid Radikallerin isimlendirilmesinde il takısı kullanılır. Burada radikal sözcüğü farklı bileşiklerde tekrarlanan gruplar anlamındadır. OH Hidroksil SO Sülfinil (Tiyonil) CO Karbonil SO2 Sülfonil (Sülfüril) NO Nitrozil SeO Seleninil NO2 Nitril SeO2 Selenonil PO Fosforil VO ClO Klorozil CrO2 Kromil Vanadil ClO2 Kloril UO2 Uranil C1O3 Perkloril NpO2 Neptünil Oksoasitler Oksoasitlerin isimlendirilmesi, anyondaki merkez atomun ismi esas alınarak yapılır. Anyondaki merkez atomun değerliğine uygun bir takı eklenmiş isminden sonra asit sözcüğü konulur. Merkez atomun yüksek değerliği için -ik, düşük değerliği için -öz takısı kullanılır. Düşük değerlikten daha düşük bir değerlik varsa hipo- öntakısı, yüksek değerlikten daha yüksek değerlik için de per- öntakısı kullanılır. HCIO Hipokloröz asit HC1O2 Kloroz asit HC1O3 Klorik asit HC1O4 Perklorik asit H2N2O2 Hiponitröz asit HNO2 Nitröz asit HNO3 Nitrik asit H2SO3 Sülfüröz asit H2SO4 Sülfürik asit Oksoasitlerin kondenzasyonu (moleküller polimerleşirken bileşimden H 2O moleküllerinin ayrılması) ile oluşan asitlerin ismi meta- öntakısı alır. Normal oksoasit ise orto- öntakısı ile belirtilir. H3BO3 Ortoborik asit (HBO2)n Metaborikasit H4SiO4 Ortosilisik asit (H2SiO3)n Metasilisik asit H3PO4 Ortofosforik asit (HPO3)n Metafosforik asit 163 İki oksoasit molekülünün bir molekül su kaybederek dimerleşmesi sonucunda oluşan asitin ismi di öntakısı alır. Benzer şekilde trimerleşme ile. oluşan asitin ismi tri öntakısı alır. H2SO4 Sülfürik asit H2S2O7 Disülfürik asit H3PO4 Fosforik asit H4P2O7 Difosforik asit H5P3O10 Trifosforik asit Oksoasitlerde okso gruplarından birinin yerine kükürt atomu girerse asitin ismi tiyo öntakısı, selenyum atomu girerse seleno öntakısı, perokso grubu girerse perokso öntakısı alır. H2S2O3 Tiyosülfürik asit H2S2O8 Peroksodisülfürik asit H2SO5 Peroksomonosülfürik asit H3PSO3 Tiyofosforik asit Yukarıdaki kuralların dışında kalan oksoasitler de vardır. H2CO3 Karbonik asit HOCN Siyanik asit HNCO İzosiyanik asit HONC Fulminik asit H2S2O6 Ditiyonik asit H2S2O4 Ditiyonöz asit Oksoasitlerden oluşan anyonların isimlendirilmesinde asitin kök ismine uygun bir takı eklenir. İsmi öz ile biten asitlerin anyonlarının ismine -it, ik ile biten asitlerin anyonlarının ismine de -at takısı konulur. HCIO Hipokloröz asit CIO− Hipoklorit HClO2 Kloröz asit ClO2− Klorit HClO3 Klorik asit ClO3− Klorat HClO4 Perklorik asit ClO4− Perklorat HNO2 Nitröz asit NO2− Nitrit HNO3 Nitrik asit NO3− Nitrat 2− Sülfit Sülfat H2SO3 Sülfüröz asit SO3 H2SO4 Sülfürik asit SO42− 164 EK :J DENEY RAPORU VE DEĞERLENDİRME J.1 DENEY RAPORUNUN HAZIRLANMASI Her öğrenci bir laboratuar defteri bulundurmak zorundadır. Yapılan bütün işler ve elde edilen bütün sonuçlar deftere özetlemelidir. Defterdeki kayıtlar bir başkası tarafından incelendiği zaman açık, faydalanılabilecek ve anlaşılabilir bir biçimde yazılmalıdır. Laboratuarda yapacakları her deneyle ilgili olarak aşağıda gösterilen formata uygun deney raporu hazırlayacaklardır. Bu rapor değerlendirmeye katılacaktır. Deney yapmaya gelen öğrenci raporun A bölümünü hazırlayarak, laboratuara gelecektir. Bu bölümdeki kimyasal maddelerin kullanılacak miktarları da yanlarında belirtilecektir. Deneyin yapılışı maddeler halinde ve her madde yapılacak bir tek işi kapsayacak şekilde hazırlanacaktır. Kullanılacak çözeltilerde gerekli madde miktarlarının hesabı kısa bir şekilde gösterilecektir. Raporun B bölümü, deney yapılırken doldurulacaktır. Burada hesaplama yapılmayacak, yalnızca gözlemler ve deney yapımı ile ilgili ölçüm sonuçları belirtilecektir. Veriler elde edildiğinde; en kısa sürede ki uygun bir zamanda, kurşun kalem ile öz ve okunaklı bir şekilde deftere yazılmalıdır. Kalitatif sonuçlar da (gözlemler), kantitatif sonuçlar kadar önemli olduğundan, ihmal edilmemeli; bir kaç cümle ile açıklama yapılmalıdır. Kantitatif verileri kaydederken, sayıların birimlerini ve ölçülen özelliğin ne olduğunu belirtmeyi unutmayınız. Sayılardan yeterli bilgiyi elde edebilmek için, anlamlı rakamlara da riayet edilerek yazılmalıdır. Raporun C bölümü, laboratuardaki çalışmalar bittikten sonra yapılacaktır. Burada; deney sonuçları ile ilgili hesaplamalar, kimyasal tepkime denklemleri, grafikler (gerekli ise), tablolar (gerekli ise) tüm ayrıntıları ile belirtilecektir. Sonuç kısmında, deney sonuçları ve bu sonuçlardan elde edilen bilgiler ile deney föyünde belirtilen veya deney yapılırken öğrencilere yöneltilen soruların cevapları açık bir şekilde izah edilecektir. Deneysel verilenlerden sonuçlan hesaplarken, hesaplama metodunu gösterilmesi iyi bir alışkanlıktır. Bu, ya sayıların birimleri ile birlikte kullanarak bir örnek hesaplama vererek veya deneysel verilerin matematiksel olarak nasıl ilişkili olduğunu gösteren genel bir ifade yazılarak gerçekleştirilebilir. Deney raporları, deneyin yapılışını takip eden 7 gün içinde laboratuar görevlisi Araştırma Görevlisine imzalatacaklardır. Daha sonra getirilecek raporlar değerlendirmeye alınmayacaktır. 165 J.2 DEĞERLENDİRME Her deney için 100 puan üzerinden bir değerlendirme yapılacaktır. Bu değerlendirme üç bölümden oluşacaktır. Bir deneyden alınacak puan, üç bölümden alınacak puanları toplamıdır. Birinci bölüm deney öncesi sözlü yada yazılı sınav olup, laboratuarda deney başlamadan yapılacak ve raporun ilgili A bölümünün de hazırlanıp hazırlanmadığı kontrol edilecektir. Bu sınav deneyle ilgili kısa bir teorik bilgi ve bilhassa deneyin yapılışı, deneyde kullanılacak madde ve malzeme ile ilgili bilgileri kapsayacaktır.Bu bölümden alınabilecek tam puan 30 dur. İkinci bölüm deney sonu sözlü sınavdır. Öğrenci raporunu imzalattırırken; raporu kontrol edilecek ve deneyle ilgili genel bir değerlendirme sınavı yapılacaktır. Öğrencilerimizin bu sınava, deney sonuçlarını açıklayabilecek şekilde ve detaylı bir şekilde hazırlanmaları gerekmektedir. Bu bölümden alınabilecek tam puan 40 dır. Üçüncü kısım deney raporu ile ilgilidir. Deneyden önce ve sonra kontrol edilip denetlenen rapordan alınabilecek tam puan 30 dur. Tüm deneylerden alınacak puanların aritmetik ortalaması ikinci vize notu olarak verilecektir. Zamanında yapılamayan en fazla iki deney telafi edilebilecek, üç veya daha fazla deneyi zamanında yapmayan öğrenci telafi hakkından faydalanamayacak ve Genel Kimya Laboratuarı dersinden tekrara kalacaktır. Deneyin yapılışı esnasında; deneyle ilgilenmeyen, tavır ve davranışları ile deney yapan diğer öğrencileri rahatsız eden, laboratuar ciddiyetine uymayan öğrenciler laboratuar sorumlusu tarafından ikaz edileceklerdir. Bu ikaza rağmen tavır ve davranışlarını düzeltmeyen, deney yapılışına gerekli katkıyı göstermeyen öğrenci deneyi yapmamış kabul edilerek telafiye kalacaktır. 166 DENEY RAPORU DENEY TARİHİ : DENEY NUMARASI : DENEYİN ADI : DENEYİN AMACI : DENEYİ YAPAN ÖĞRENCİNİN : GRUP NUMARASI : ADI VE SOYADI : FAKÜLTE NUMARASI : A- DENEY ÖNCESİ HAZIRLIK : DENEYDE KULLANILACAK KİMYASAL MADDELER : DENEYDE KULLANILACAK MALZEMELER : DENEYDE KULLANILACAK ÇÖZELTİLERİN HAZIRLANMASI : DENEYİN YAPILIŞI : 123- B- DENEY : YAPILAN GÖZLEMLER : ELDE EDİLEN VERİLER : C- DENEY SONRASI : HESAPLAMALAR : SONUÇLAR : KONTROL EDEN ÖĞRETİM ELEMANININ ADI VE SOYADI : TARİH VE İMZA 167 KAYNAKLAR C.E. MORTIMER, Modern Üniversite Kimyası , Çağlayan Kitabevi, 1988 Doç.Dr. Hülya GÜLER, Doç. Dr. Dursun SARAYDIN, Yrd. Doç. Dr. Ulvi ULUSOY, Genel Kimya Laboratuvarı, Ankara, 1999 Yrd.Doç.Dr.A.Emin ÖZTÜRK, Anorganik Kimya Laboratuvarı, Erzurum, 2008 Namık K TUNALI, Saim ÖZKAR; Anorganik Kimya, Ankara, 2007 Prof.Dr.N. Gürdal ALAEDDİNOĞLU, Y. Doç.Dr. Mustafa ÖZBAKAN, Prof. Dr. İlker ÖZKASN, Prof. Dr. Saim ÖZKAR, Dr. Fadel A. SHARIF, Fen Bilimleri 1, Ankara, 1993 Prof.Dr.Mustafa CEBE, Genel Kimya Laboratuar Deneyleri-I, Bursa, 1999 Prof. Dr. Mustafa ÖZCAN, Modern Temel Kimya Laboratuvarı, Bursa, 2003 Ayhan NAZLI, Kimya Laboratuvar Deneyleri Funda SAYILKAN, F. Bilge EMRE, Hikmet SAYILKAN, Hüseyin BAĞ, Genel Kimya Laboratuvarı 1-2, Ankara, 2007 Prof. Dr. Mahir ALKAN, Prof. Dr. Samih BAYRAKÇEKEN, Doç. Dr. Ahmet GÜRSES, Yrd. Doç. Dr. Yaşar DEMİR, Deneysel Kimya, Erzurum, 1997 Royal Society of Chemistry, Klasik Kimya Deneyleri, Ankara, 2006