Etiket Arşivleri: kimya

Nötralleşme Titrasyonları

Nötralleşme Titrasyonları

Bir asit ve bazın reaksiyona girerek su ve tuz oluşturmasına nötralleşme reaksiyonu denir.

Standart reaktifler: 

nötralleşme reaksiyonlarında kullanılan standart çözeltiler kuvvetli asit veya kuvvetli bazlardır.

Asidimetri:

Bir örneğin baz içeriğinin standart asit çözeltisi kullanarak tayin edilmesidir. Asit standart çözeltileri derişik HCl, H2SO4, HClO4 asitlerinin seyreltik çözeltileri kullanılır. HNO3 yan reaksiyonlara neden olduğundan tercih edilmez..

Alkalimetri:

Bir örneğin asit içeriğinin kuvvetli baz ile titre edilerek bulunmasıdır.Standart çözeltiler NaOH, KOH ve Ba(OH)2 den hazırlanır.

Asit Baz indikatörleri

Ortamın proton iyonu konsantrasyonuna göre renk alan zayıf organik asitlerdir.Bir maddenin asit baz indikatörü olarak kullanılabilmesi için dar bir pH aralığında renk değiştirmesi ve kolayca fark edilebilecek asidik ve bazik bölgede faklı renklere sahip olması gerekir.

Asit-Baz Titrasyon Eğrileri

Asit baz titrasyonlarında eklenen baz veya asit hacmine karşı okunan veya hesaplanan pH değerlerini gösterir.

Kuvvetli Asit in- Kuvvetli Baz ile

Kuvvetli Baz ın- Kuvvetli Asit ile

Zayıf Asit in –

Kuvvetli baz ile

Zayıf Baz ın–

Kuvvetli Asit ile

Titrasyon Eğrileri

Kuvvetli Asit – Kuvvetli Baz

 pH, Eğrisi Asidik bölgeden başlayarak dönüm noktasına kadar düz gider (eğim az, pH az değişir)  ve dönüm noktasında ani bir şekilde pH artar

Kuvvetli Baz- Kuvvetli Asit

Eğri bazik bölgeden başlayarak dönüm noktasına kadar düz gider(eğim az, pH fazla değişmez ) ve dönüm noktasında ani bir şekilde pH düşer (keskin


Bölüm I: Kimya

BÖLÜM-1
•1.1 KİMYA BİLİMLERİ
•1.2 ÖLÇME, HESAPLAMA, BİRİM SİSTEMLERİ
•1.3 MADDE VE ENERJİ
•1.4 LAVOISIER YASASI, DALTON ATOM KURAMI,SABİT ORANLAR YASASI, KATLI ORANLAR YASASI
•1.5 BİLİMSEL YÖNTEM
•1.1 KİMYA BİLİMLERİ
•Kimya, maddenin bileşimini, yapısını ve değişimini konu alan bir bilim dalıdır ve günümüzde diğer bilimlerle “kaynaşmış” olarak gelişmektedir.
•Kimyanın, insanlığın gelişmesine ne kadar büyük ölçüde katkıda bulunduğu her yerde görülebilir. Bugün yaşamımızda kullanılan maddelerin pek çoğu, bu yüzyılın başında henüz bilinmiyordu.
•Örneğin, plastiklerin yapımında kullanılan polimerleşme ürünleri, (bakalit, naylon, pleksiglas, polietilen, teflon vb.) önce kimya laboratuvarlarında hazırlanmıştır ve günümüzde, kimya endüstrisinin en çok kullanılan ürünlerindendir.
•1.1.KİMYA BİLİMLERİ(DEVAM-1)
•Petrol ve ürünleri, yine kimya mühendisliği bilim dalının önemli konularından biridir.
•Her şeyden önce, kimya laboratuvarlarında hazırlanan ilaçlar, insanları daha sağlıklı ve uzun ömürlü yaptığı gibi, bitkilerin ve hayvanların da daha güçlü ve verimli olmasını sağlar.
•Silikon plastiklerinin, insan vücudu için yedek parça yapılmasında kullanılması, günümüzde etkin araştırma alanlarından biridir.
• Bununla beraber, insan yapısı kimyasal maddelerin neden olduğu çevre kirlenmesi de yine çözümü için kimyacıların uğraştığı bir sorundur.
•1.1.KİMYA BİLİMLERİ(DEVAM-2)
• Önemli kimya bilim dallan, analitik kimya, anorganik kimya, biyokimya, fizikokimya ve organik kimya’ dır.
•Anorganik ve organik kimya, sırasıyla ametaller ve metaller ile bileşiklerinin ve organik bileşiklerin yapılarını ve tepkimelerini konu alır.
•Analitik kimya, kimyasal bileşiklerin bulunması, tanınması ve miktarının ölçülmesi ile uğraşır.
•Fizikokimya, fiziksel etkenlerin -sıcaklık, basınç, derişim, v.b.- madde ve tepkimeler üzerine etkisini inceler.
•Biyokimya, canlı organizmalarda kimyayı konu alır; organizmanın yapıtaşları olan proteinlerin ve nükleik asitlerin, organik moleküllerden oluşmuş biyopolimerler olduğunu belirtelim.
•1.1.KİMYA BİLİMLERİ(DEVAM-3)
•Kuramsal (teorik) kimya diğer kimya bilimlerinin aksine, deney yapmadan, kimyasal bileşiklerin özelliklerini ve tepkimelerin yürüyüşünü inceler.
•Kimya mühendisliği, laboratuvar ölçeğinde yürütülen işlemlerin endüstriyel üretime dönüştürülmesi, yani kimya­sal teknolojilerin kurulması için gerekli tasarımları ve işlemleri konu alan bir bilimdir.
•Biyoteknoloji, biyokimya, biyoloji, tıp ve eczacılık bilim dallarındaki ilerlemeleri birleştirerek biyolojik maddelerin ilaç üretimi ve gen tedavisi amacıyla dönüşümünü ve endüstriyel ölçekte üretilmesini konu alır; günümüzde genetik mühendisliği olarak büyük önem kazanmıştır.
•1.1.KİMYA BİLİMLERİ(DEVAM-4)
•Kimya, diğer bilimlerle ortak olarak yeni bilimlerin gelişmesine de yol açmıştır.
•Örneğin, metalurji, metallerin elde edilmesi ve işlenmesi ve petrol mühendisliği, petrolün ve petrol ürünlerinin elde edilmesi ile uğraşan bilim dallarıdır.
•Agrokimya (tarım kimyası) tarım bilimlerinde kimyasal uygulamaları konu alır.
•Gıda (besin) kimyası, besin maddelerinin kimyasal yapılarını ve organizmadaki işlevlerini inceler,
•çevre kimyası, kimyasal maddelerin yol açtığı çevre kirlenmesini ve önlenmesini konu alır;
•tekstil kimyası ise boyarmaddelerin elyaf boyamacılığında kullanılmasına geniş yer verir.
•1.1.KİMYA BİLİMLERİ(DEVAM-5)
•Günümüzde gıda mühendisliği, çevre mühendisliği ve tekstil mühendisliği ayrı bilim dalları olarak da gelişmiştir.
•Farmasötik kimya, ilaçların kimyasal yapılarını inceler.
• Tıbbi (medikal) kimya, kimyasal maddelerin hastalıkların tedavisinde kullanılmasını ve tedavi mekanizmasını konu alan yeni bir bilim dalıdır. Kemoterapi ise tıpta kimyasal maddeleri ilaç olarak kullanarak yapılan tedavi türüdür.
•1.2 ÖLÇME, HESAPLAMA, BİRİM SİSTEMLERİ
•Ölçme her denel bilimin temelidir. Bilim adamları bazı büyüklükleri doğrudan ölçerler, bir kısmını ise alınan ölçülere dayanarak hesaplarlar. Bir ölçme sonucu elde edilen rakamlara anlamlı rakamlar denir. Aksi belirtilmedikçe, her ölçmede en son rakamda belirsizlik olduğu kabul edilir; bu belirsizlik, çoğunlukla ölçmede kullanılan araçtaki ölçekten ileri gelir.
• 1,9 cm bulunmuşsa 9 rakamı bir tahmindir ve elde edilen sayının ikinci rakamında belirsizlik vardır, üçüncü rakam ise bilinmemektedir. Kullandığımız cetvelde 0,1 cm bölmelenmesi de yapılmışsa, uzunluk 1,95 cm olarak okunabilir, fakat bu durumda da üçüncü rakamda belirsizlik vardır, çünkü tahmin edilmiştir. İlk ölçmede iki anlamlı rakamlı bir sayı ve ikincisinde üç anlamlı rakamlı bir sayı bulunmuştur.
•1.2 ÖLÇME, HESAPLAMA, BİRİM SİSTEMLERİ (DEVAM-1)
•Anlamlı rakamlar, yapılan ölçmelerin güvenilirliğini gösterdikleri için önemlidirler. Daha çok anlamlı rakam içeren bölme sonuçlarına daha çok güvenilir. Yasalar ve kuramlar verilere dayanılarak elde edilir ve bunlara duyulan güven, dayandıkları verilerin, yani yapılan ölçmelerin niteliğine ve kalitesine bağlı olacaktır.
•Ölçme yaparken üzerinde önemle durulması gerekli iki kavram, doğruluk ve duyarlıktır. Doğruluk, bir ölçmenin doğru değere ne kadar yakın olduğunu gösterir.
•Duyarlık, aynı büyüklüğün ölçülmesinde elde edilen iki değerin birbirine ne kadar yakın olduğunu gösterir.
•1.2 ÖLÇME, HESAPLAMA, BİRİM SİSTEMLERİ (DEVAM-2)
•Genellikle, bir ölçüde ne kadar çok anlamlı rakam varsa, ölçü o kadar duyarlıdır.
•Yukarıdaki örnekte elde edilen 1,95 cm ölçüsü tekrarlanırsa, yeni ölçü bundan ancak 0,01 cm’ nin katları kadar farkedecektir; çünkü ölçü aracında 0,01 cm tahmin edilebilmektedir. Fakat, 1,9 cm ölçüsü, eğer tekrarlanırsa, yeni ölçü 0,1 cm’nin katları kadar farkedebilir. O halde, ölçme sonucu verilmiş 1,95 cm değeri, 1,9 cm değerinden daha büyük duyarlığa sahiptir. Genel olarak, duyarlığı fazla olan bir ölçme, daha doğru bir ölçmedir. Verilen örnekte, 1,95 cm değeri, daha duyarlı ve daha doğrudur.
•1.2 ÖLÇME, HESAPLAMA, BİRİM SİSTEMLERİ (DEVAM-3)
•İki farklı tür ölçme vardır: (i) Doğruden ölçmeler ve (ii) dolaylı ölçmeler.
•Doğrudan ölçmeler, ölçü araçları yardımıyla, bir büyüklüğün bilinmeyen değerini, bilinen yahut standart aynı cinsten bir büyüklük ile karşılaştırmaktan ibarettir.
•Örneğin, bir cetvel ile bir uzunluğun ölçülmesinde olduğu gibi indirekt ölçmeler, direkt olarak ölçülen bir veya daha çok büyüklük yardımıyla yapılan hesaplamalara dayanır. Bunun için istenilen çokluğu, direkt olarak ölçülen çokluklara bağlayan kuramsal (teorik) veya ampirik formüller kullanılır.
•1.2 ÖLÇME, HESAPLAMA, BİRİM SİSTEMLERİ (DEVAM-4)
•Ölçü alırken, herhangi bir ölçmeye giren hataların nasıl bulunacağını ve bu hataların nasıl yayıldığını da bilmek gerekir.
•Hata kaynakları çok çeşitlidir: Deney yapanın kendisi, seçilen yöntemin uygun ve/veya mükemmel olmaması, kullanılan formülün yanlış olması, ölçü araçlarının duyarlığının belli bir sınırı aşamaması, vb.
•Hata kuramının temel ilkeleri ve uygulamaları kitabın kapsamı dışında bırakılmıştır.
•1.2 ÖLÇME, HESAPLAMA, BİRİM SİSTEMLERİ (DEVAM-5)
•Bu kitapta yapılan hesaplamalarda kullanılan yöntem, çevirme faktörleri (Ing. factor label) yöntemidir.
•Sayısal soru çözümünde bu yöntemin kullanılması ile, sonuçta bulunan büyüklük, birimi ile beraber elde edilir; çünkü, soru çözümünde sayılar, formüle birimleri ile beraber konur.
•Yöntem, bir kesirde pay ve paydada bulunan aynı birimlerin birbirini götürmesine dayanır, yani birimler de cebrik çokluklar gibi göz önüne alınır ve bu amaçla çevirme faktörleri oluşturulur.
•Örneğin, 10 milin (kara mili) kaç metre edeceğini bulmak için
•1 mil = 1609 m
•eşitliği ile bir çevirme faktörü elde edilir ve 10 mil bununla çarpılır.
•(10 mil) x (1609 m/1 mil) = 16090 m
•1.2 ÖLÇME, HESAPLAMA, BİRİM SİSTEMLERİ (DEVAM-6)
• Bu çevirmede yapılan işlem, 10 mili, mil yok olacak ve m kalacak tarzda seçilen bire eşit bir kesirle çarpmaktan ibarettir. Kesrin değeri bire eşit olduğu için sayısal değer değişmemektedir.
•fakat çevirme faktörü dediğimiz kesir o şekilde düzenlenmiştir ki, mil birimi kaybolmuş, ve istenen m birimi kalmıştır. Çevirme faktörü yanlış olursa sonuç hem sayısal değeri ve hem de birimi bakımından yanlış, olacaktır (Kontrol olanağı!):
•(10 mil) x (1 mil/1609 m) = (10/1609) mil2/m
•Çevirme faktörleri, birimler arasındaki eşitlikler yardımıyla kolayca düzenlenir. Bölüm 2’de kimyasal hesaplamalarda ve kitabın diğer bölümlerinde bütün sayısal soruların çözümünde çevirme faktörleri yöntemi kullanılmıştır.
•1.2 ÖLÇME, HESAPLAMA, BİRİM SİSTEMLERİ (D-7)
•Bir büyüklüğü ölçmek için karşılaştırma amacıyla seçilen ayni cinsten büyüklüklere birim dendiğini biliyoruz.
•Bir büyüklüğün ölçülmesi demek, bu büyüklüğün seçilen birimi veya birimin belli bir kesrini kaç kere içerdiğinin aranması demektir.
•Bir ölçme işleminde bir birim büyüklük seçilir ve ölçülecek büyüklük bununla karşılaştırılır. Her büyüklük için bağımsız ve keyfi birimler seçilebilir, fakat böyle hareket edilince değişik büyüklükleri birbirine bağlayan formüller veya bağıntılar üzerinde hesap yapılırken birçok çevirme faktörünün göz önüne alınması gerekir.
• Sayısal hesaplamaları basitleştirmek ve kolaylaştırmak amacıyla temel birimler seçilir ve diğerleri bunlardan türetilir. Fakat, ölçü birimlerinin çokluğu ve aynı zamanda değişik olmaları, az sayıda temel birimlere dayanan birim sistemlerinin kurulmasına yol açmıştır.
•1.2 ÖLÇME, HESAPLAMA, BİRİM SİSTEMLERİ (-8)
•Keyfi seçilen temel birimler ile, tanımları bu temel birimlerden çıkarılmış türetilmiş birimlerden oluşan sistemlere birim sistemleri denir.
•Genel olarak ondalık birim sistemleri ve İngiliz birim sistemleri olmak üzere iki türlü sistem vardır ve dört tane önemli birim sistemi vardır: M.K.S. (metre-kilogram kuvvet-saniye) sistemi, C.G.S. (santimetre-gram-saniye) sistemi, M.T.S. (metreton-saniye) sistemi ve M.K.S.A. (ve SI) sistemi.
•1.2 ÖLÇME, HESAPLAMA, BİRİM SİSTEMLERİ (9)
•Bu kitapta, endüstrisi gelişmiş olan ülkeler başta olmak üzere, hemen hemen tüm diğer ülkeler tarafından kullanılması kabul edilmiş* olan SI Birim Sistemi kullanılmış ve yanı sıra diğer birimlere de yer verilmiştir.
•Bilimsel ve teknolojik alış-veriş yaptığımız ülkeler ile kolayca anlaşabilmek için ilköğretimden başlayarak SI Birimlerini öğrenmek ve kullanmak gerekir.
•Üniversitelerimizde SI sisteminin kul­lanılması için karar alınmıştır.** SI Birimler sistemi (Le Systeme International d’Unites), bilinen M.K.S.A. (metre-kilogram-saniye-amper) metrik sisteminin birimleri arasından seçilen temel ve türetilmiş birimlerden oluşturulmuştur ve diğer sistemlerin kullanımında getirdiği sorunları ve zorlukları ortadan kaldırmak ve her fiziksel büyüklük için tek bir birim tanımlamak amacıyla seçilmiştir.
•1.2 ÖLÇME, HESAPLAMA, BİRİM SİSTEMLERİ (D-10)
•Çizelge 1.2.1 de SI sisteminin temel birimleri gösterilmiş, ve birimlerin ondalık katlarını elde etmek için kullanılan örnekler verilmiştir.
•Çizelge 1.2.1 SI Birimler Sisteminin Temel Birimleri
•1.2 ÖLÇME, HESAPLAMA, BİRİM SİSTEMLERİ (D-11)
•Bilimsel ve teknolojik çalışmalarda SI sisteminin kullanılması ile elde edilecek birliğin ve düzenliliğin yararı açıktır.
•1.2 ÖLÇME, HESAPLAMA, BİRİM SİSTEMLERİ (D-11)
•Bununla beraber, kimyacıların çok kullandığı bir birim olan kalorinin kullanılması, Tartılar ve Ölçüler Genel Konferansı tarafından istenmemektedir.
•SI sisteminde enerji birimi, joule’dür. Fakat, günümüze dek bütün termodinamik değerler kalori (veya kilokalori) cinsinden verildiğinden her iki birimi de kullanma alışkanlığı edinmek gerekir.
•Diğer taraftan, litre (1L= 1dm3), angstrom (1A°=10-10m = 100 pm) ve atmosfer, kimyacıların çok kullandıkları diğer birimler olup, SI birimleri ile bir süre beraber kullanılacakları belirtilmiştir.
•Keza, sıcaklık dereceleri de resmi Kelvin ölçeğinde K ile verildigi gibi Celsius ölçeğinde °C ile de (T/K = t/°C + 273,15) ölçülmektedir.
•SI Birimleri, bunlarla kullanılan ve kullanılacak olan birimlerle beraber, her bölümde yeri geldikçe belirtilecek ve kullanılacaktır.
1.3 MADDE VE ENERJİ
•Uzayda bir yer işgal eden ve kütlesi olan her şey madde olarak tanımlanır.
•Kütle, madde miktarının bir ölçüsüdür.
•Bir cismin kütlesi değişmez, fakat ağırlığı değişir.
•Ağırlık, cisme uygulanan yerçekimi kuvvetidir. Bir cismin ağırlığı, G ile kütlesi, m arasında
•G = mg
•bağıntısı vardır ve yerçekimi ivmesi olan g = 9,81 m s-2 dir.
•Ağırlık (veya kuvvet) için türetilmiş, SI birimi kg m s-2 = N(newton)dur. O halde 1 kg kütlenin ağırlığı 9,81 N dur.
•Yerçekimi ivmesi, dünya. üzerinde yükseklik ile azaldığından, coğrafi enlem ile arttığından ve arizi değişmeler gösterdiğinden bir cismin ağırlığı sabit değildir.
•.3 MADDE VE ENERJİ (D-1)
•Bu nedenle, bir cisimdeki madde miktarının ağırlık değil, kütle ile belirtilmesi daha uygundur.
•Bu kitapta atom ağırlığı değil, atom kütlesi, molekül ağırlığı değil molekül kütlesi sözcükleri kullanılmıştır.
•Bir cismin kütlesinin ölçülmesi, tartma ile yapılır ve cismin kütlesi standart kütleler ile karşılaştırılır.
•Terazi dengede ise cisme ve standart kütleye uygulanan yerçekimi kuvveti aynı olacağı için cismin kütlesinin standart kütleye eşit olduğu sonucuna varılır.
•Kütle yerine bazen ağırlık sözcüğünün kullanılmasıyla önemli bir hata yapılmadığı bilinmekle beraber, kullanmamaya dikkat edilmesi önerilir.
•Maddenin özellikleri, ekstensif ve intensif özellikler olarak iki grupta toplanabilir.
•Kapasite özellikleri, maddenin büyüklüğüne bağlıdır, kütle ve hacim gibi.
1.3 MADDE VE ENERJİ(D-2)
•Şiddet özellikleri, maddenin büyüklüğünden bağımsızdır, yoğunluk, erime noktası ve kaynama noktası gibi.
•Maddenin özellikleri, fiziksel ve kimyasal özellikler olarak da sınıflandırılabilir:
•Fiziksel özellikler, madde için, diğer bir maddeyi de göz önüne almadan belirtilebilir; kapasite ve şiddet özellikleri, fiziksel özelliklerdir.
•Kimyasal özellikler, maddenin diğer bir madde ile etkileşmesini göz önüne alarak belirtirler; örneğin, sodyum, suya karşı çok etkindir.
•Madde, katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç halde bulunur.
• Bu haller, yeryüzünde rastladığımız “olağan” hallerdir.
• Fakat uzayı da göz önüne alırsak, bu üç hal, pek sık rastlanan haller değildir; uzayda, hemen hemen bütün madde plazma halinde (maddenin dördüncü fazi) bulunur.
1.3 MADDE VE ENERJİ(D-3)
•Bir plazma, bir kısım atomların ve moleküllerin iyonlar halinde bulunduğu ve serbest elektronlar içeren bir karışımdır.
•İyonlaşma, birkaç bin veya birkaç milyar Kelvin sıcaklık ile sağlanır ve iyonlaşma sonucu, belirgin fiziksel ve kimyasal özellikler oluşur.
•Örneğin, plazmada elektriksel iletkenlik yüksek olduğu gibi, akışkan plazma bir elektrik akımı yaratır ve magnetik alandan etkilenir.
•Bu özellikler, çekirdek enerjisi (nükleer enerji) üretiminde önemlidir ve kontrollu çekirdek füzyonu ile elektrik enerjisi elde edilmesi plazma fizikçilerinin ve kimyacılarının en önemli amacıdır.
1.3 MADDE VE ENERJİ(D-4)
•Madde, tek bir fazdan ibaretse homojen madde ve birden fazla faz içeriyorsa heterojen madde olarak adlandırılır.
•Örneğin, bakır, tuz ve tuzun sulu çözeltisi homojendir; su-buz karışımı ve su-yağ karışımı, heterojen maddedir.
•Heterojen madde, bileşimi sabit olmadığından bir karışımdır.
•Heterojen karışımlar birden fazla faz içeren karışımlar olarak tanımlanır ve her faz kendine ait özellikleri taşır.
•Homojen karışımlar, tek fazdan ibarettir ve gaz, sıvı ve katı fazda olabilirler; örneğin, hava, tuzun sulu çözeltisi ve demir-nikel alaşımı,
•Saf madde, element veya bileşik halinde bulunabilir; element daha başka maddelere ayrılamayan, bileşik ise elementlerin belli ve sabit oranlarda birleşmesiyle oluşan saf maddelerdir.
•1.3 MADDE VE ENERJİ(D-5)
•Örneğin, hidrojen ve oksijen, elementler; su, % 11,2 hidrojen ve % 88,8 oksijen içeren bir bileşiktir.
•Saf maddelerin belirgin özelliği, belli koşullarda hallerini değiştirmeleridir.
•Hidrojen, 1 atmosfer basınç altında, -252,7°C’ de sıvı hale, -259,l°C’ de katı hale geçer.
•Oksijenin ise 1 atmosfer basınç altında sıvılaşma ve donma noktaları, sırasıyla, -182,9°C ve -218,4°C’ dir.
•Su, 1 atmosfer basınç altında 100,0°C’ de kaynar ve 0,0°C’ de donar.
•Bir bileşiğin elementlerinden veya diğer bileşiklerden çıkılarak hazırlanmasına sentez, bir bileşiğin yapısının aydınlatılmasına analiz denir.
•Madde türlerinin sınıflanması, Şekil 1.3.1’de -atomları oluşturan parçacıklar da gösterilerek özetlenmiştir.
•1.3 MADDE VE ENERJİ(D-6)
•1.3 MADDE VE ENERJİ(D-7)
•Enerji, iş yapma kapasitesi olarak tanımlanır.
•Çeşitli enerji türleri vardır:
•Mekanik enerji, ısı, iç enerji, elektrik enerjisi, kimyasal enerji, ışıma enerjisi, atom enerjisi, çekirdek enerjisi, vb.
• Bu enerji türleri, kitabın bölümlerinde yeri geldikçe açıklanacaktır.
•Burada, bu enerji türlerinin birbirine dönüştürülebileceğini belirtmekle yetiniyoruz.
•Yalıtılmış, bir sistemde toplam enerji sabittir, enerji yoktan yaratılmaz ve kaybolmaz, bir türden diğerine dönüşür; buna enerjinin korunumu yasası denir.
•A. Einstein, madde ve enerji arasındaki bağıntıyı E = mc2 formülü ile vermiştir;
•burada, m, maddenin kütlesini, E, enerjiyi ve c, ışık hızını göstermektedir.
•1.3 MADDE VE ENERJİ(D-8)
•Onun için kimyasal tepkimeler sırasında enerji değişmeleri, daima toplam madde miktarında değişmeye de yol açar; fakat bu değişme denel olarak ölçülemeyecek kadar küçüktür.
•Örneğin, 2 g hidrojen ve 16 g oksijen, 18 g su oluşturmak üzere tepkimeye girdikleri zaman enerji değişmesi, 10-9 g’ lık bir madde değişmesine karşılık gelir.
•1.4 LAVOISIER YASASI, DALTON ATOM KURAMI,
•SABİT ORANLAR YASASI, KATLI ORANLAR YASASI
•Kimyanın temel yasalarından birincisi, Lavoisier Yasası olarak bilinen kütlenin korunumu yasasıdır.
•Bir kimyasal tepkimede madde yoktan yaratılmaz ve kaybolmaz; yani bir kimyasal tepkimeye giren maddelerin kütleleri toplamı, tepkimede oluşan maddelerin kütleleri toplamına eşittir.
•1.4 LAVOISIER YASASI
•A. Lavoisier tarafından 1789’da yayınlanan “Traite Elementaire de Chimie” kitabında kimyada denel çalışmanın önemi vurgulanmıştır.
•Bunu izleyen yıllarda, diğer üç temel yasa ortaya konulmuştur:
•J.Richter (1791) ve J. Proust (1799) tarafından birbirlerinden bağımsız olarak verilen ve daha çok Proust Yasası diye bilinen sabit (değişmez) oranlar yasası,
•J. Dalton (1803) tarafından verilen Dalton atom kuramı ve
•yine Dalton yasası olarak bilinen katlı oranlar yasası.
•1.4. SABİT ORANLAR YASASI
•Sabit oranlar yasası: Bir bileşiği oluşturan elementlerin kütleleri arasında değişmez bir oran vardır.
•H2O için bu oran 1/8’dir, 9 g H2O ayrışırsa 1 g H2 ve 8 g O2 elde edilir.
•2 g H2, 8 g O2 ile tepkimeye sokulursa 9 g H2O oluşur ve 1 g H2 etkileşmeden geriye kalır.
•Tepkimede H2 ve O2 değişik miktarda da kullanılsa bileşimi değişmez.
•J. Dalton, modern kimyanın en önemli kurucularından biridir ve madde için atom kuramını önermiştir.
•Gerçi, atom kavramı, M.Ö. 400-500 yıllarında Yunan filozofları Leucippus ve Democritus tarafından ortaya atılmıştı, fakat denel gözlemlere dayanmıyordu.
•1.4.DALTON ATOM KURAMI
•Dalton kuramı, kütlenin korunumu ve sabit oranlar yasalarına ve diğer denel gözlemlere dayanılarak önerilmiştir.
•Dalton kuramının postulatları aşağıdaki gibi sıralanabilir:
•(i) Madde, görünmeyen ve atom denilen parçacıklardan oluşmuştur.
•(ii) Bir elementin bütün atomları aynı özellikleri taşır ve diğer bir elementin özelliklerinden farklıdır.
•(iii) Kimyasal tepkimeler, atomların düzenlenme türünün, birleşme şeklinin değişmesinden ibarettir.
•Şüphesiz, her kuramın başarısı, gözlemleri açıklamasına ve henüz bulunmamış yasaları tahmin edebilmesine dayanır.
•Dalton kuramı, her iki açıdan da başarılıdır.
•1.4.DALTON ATOM KURAMI (D-1)
•Birincisi, kütlenin korunumu yasasını açıklar.
•Bir kimyasal tepkime, atomların yeniden düzenlenmesin den ibaretse ve sistemden hiçbir atom kaybolmuyorsa, tepkime sırasında toplam kütle sabit kalacaktır.
•İkincisi, sabit oranlar yasasını açıklar.
•Bunu açıklayabilmek için A ve B elementlerinden oluşan bir bileşik düşünelim ve her molekülde iki atom A ve bir atom B bulunsun.
•Molekül, tek bir parçacık olarak göze alınabilecek olan ve birbirlerine bağlı atomlar grubudur.
•Göz önüne alınan bileşiğin bir molekülünde (A’ nın kütlesi/B’ nin kütlesi) oranı (2 x A atom kütlesi/B atom kütlesi)’ dir.
•Ne kadar çok sayıda molekül bir arada olursa olsun, daima 2 tane A atomuna karşılık bir tane B atomu bulunacağından, örnek maddenin miktarına bakmaksızın A/B kütle oranı (2 x A atom kütlesi/B atom kütlesi) olacaktır.
•1.4.DALTON ATOM KURAMI (D-2)
•A ve B atomları tepkimeye sokulursa daima 2 tane A atomu, 1 tane B atomu ile etkileşecektir.
•Örneğin, 100 tane A atomu ve 150 tane B atomu karıştırılırsa tepkime sonunda, geriye 100 tane B atomu kalır.
•Üçüncüsü, Dalton atom kuramı, katlı oranlar yasasını da ortaya çıkarmıştır:
•Aynı iki element çeşitli bileşikler oluşturuyorsa, bunlardan birinin sabit kütlesiyle birleşen diğer elementin artan kütleleri arasında tamsayılarla yazılabilen basit bir oran vardır.
•Örneğin, C, O2 ile CO ve CO2 bileşiklerini oluşturur. CO de 12 g C ile 16 g O2 ve CO2 de 12 g C ile 32 g O2 birleşmiştir.
•O halde, sabit 12 g C ile birleşen O2 miktarları arasında 32/16 = 2 oranı vardır.
•Bu sonuç, atom kuramına uygundur. Çünkü, CO de 1 atom C, 1 atom O ile ve CO2 de 1 atom C, 2 atom O ile birleştiğinden, CO2 de daima CO’dekinin iki katı kadar O atomu bulunacak ve sonuçta CO2 deki O kütlesi, CO’deki O kütlesinin iki katı olacaktır.
•Soru 1.4.1: Azot, oksijenle çeşitli oksitler oluşturur. Biri 2,62 g N2 ve 1,50 g O2 den, diğeri 0,655 g N2 ve 1,50 g O2 den oluşmuşsa bu denel sonuçların katlı oranlar yasasına uyduğunu gösteriniz.
•Çözüm: Tepkimelere giren O2 miktarı sabit olduğuna göre N2 miktarlarını oranlayalım:
•2,62 g N2/0,655 g N2 = 4
•Basit bir tamsayı elde edildiğine göre azot oksitleri katlı oranlar yasasına uymaktadır. (Oksitler, N2O ve N2O4 tur.)
•Soru 1.4.2: Kükürdün fluorla yaptığı bileşiklerden biri 0,447 g S, 1,06 g F2 ile ve diğeri 0,438 g S, 1,56 g F2 ile tepkimeye sokularak hazırlanmıştır.
Bu bileşiklerin katlı oranlar yasasına uyduğunu gösteriniz.
•Çözüm: Görüldüğü gibi tepkimelere giren S ve F2 miktarı sabit değildir.
•İkinci bileşikte, birincide olduğu gibi, 0,477 g S ile birleşen F2 miktarını bulalım ve sonra iki bileşikte de 0,447 g S ile birleşen F2 miktarlarını oranlayalım.
• (0,447 g S) x (1,56 g F2/0,438 g S) = 1,59 g F2 .
•1,59 g F2/l,06 g F2 = 3/2
•Kükürt fluorürleri katlı oranlar yasasına uymaktadır. (Bileşikler, SF4 ve SF6’dür.)
•1.4.DALTON ATOM KURAMI (D-3)
•Aşağıdaki deney, bir kimyasal maddenin bir seri tepkime sonunda bileşimini değiştirmeden ve kütlesi değişmeden geri kazanılabileceğini göstermek için düzenlenmiştir.
•Ögrencinin, gözle görülen değişikliklerle yürüyen tepkimeleri daha ilginç ve inandırıcı bulacağı düşünülerek bakır metalinin çözülmesi ve yeniden çöktürülmesi konu alınmıştır.
•Deney, istenirse, laboratuvarda tekrarlanabilir. Bir parça bakır teli bir beher içine konur, bakır ve beher tartılır.
•Behere bromlu su katılarak, bakırı çözmesi için bir gece bekletilir.
•Oluşan çözelti, bakır derişimine bağlı olarak mavi veya kahverengi olabilir. (Mavi renk [Cu(H2O)4]2+ iyonundan, kahverengi [CuBr4]2- iyonundan ileri gelir.)
1.4.DALTON ATOM KURAMI (D-4)
•Bromlu su, bakırın tümünü çözecek miktarda değilse, biraz, beyaz CuBr çökeleği de oluşur.
•Çözelti buharlaştırılırsa, koyu kahve­rengi olur ve geriye katı CuBr2 kalır.
•500°C’ ye kadar ısıtılırsa beyaz CuBr oluşur ve serbest Br2 gaz halinde çıkar (Ocakta çalışılmalıdır).
•CuBr, derişik nitrik asitte çözülür (Ocakta); Cu(NO3)2 çözeltide kalır, NO2 ve Br2 gaz halinde çıkarlar.
•Cu(NO3)2, ısıtılırsa CuO elde edilir ve H2 ile indirgenerek metalik Cu elde edilir.
•(CuO ısıtılmadan önce H2 geçirilerek beherdeki hava uzaklaştınlmalı, sonra ısıtarak H2 ile indirgeme işlemi yapılmalıdır.)
•Bütün işlemler aynı beherde yapılmaktadır.
•Deney sonunda, bakır ve beher tekrar tartılır ve ağırlıkta bir azalma ve artma görülmez.
•1.4.DALTON ATOM KURAMI (D-4)
1.5 BİLİMSEL YÖNTEM
•Bilimde ilerleme, bilimsel yöntem dediğimiz yöntemin uygulanmasıyla mümkündür.
•Gerçekte, pek çok önemli keşif-örneğin, H.Becquerel’ in radyoaktifliği bulması ve A.Fleming’ in penisilini bulması tesadüf sonucu olmakla beraber, bu kişilerin “bilimsel” düşünmelerinin ve bulduklarının yeni bir şey olduklarının farkına varmalarının sonucudur.
•Temel ve uygulamalı bilimler öğrencileri, bilimsel gözlem yapmayı ve bilimsel düşünmeyi öğrenmelidirler.
•Bilimsel yöntem birkaç basamakta uygulanabilir. Birinci basamakta, gözlem yapılarak veriler toplanır.
•Gözlemin nasıl yapılması gerektiği, en iyisi,laboratuvarda öğrenilir.
•Toplanan veriler, nitel olabilir, yani deney düzeneği kurularak deney sonuçları gözlenir veya nicel sonuçlar alınabilir.
•1.5 BİLİMSEL YÖNTEM(D-1)
•Bunun için çeşitli ölçmeler yapılarak sayısal sonuçlar toplanır.
•Daha sonra, toplanan verilerin değerlendirilmesi ve elde edilen bilginin -eğer mümkünse-bir yasa halinde verilmesi gerekir.
•Yasalar yardımıyla, gözlemlerin sonuçları, deney yapmadan kestirilebilir.
•Yasalar, en iyisi sayısal bir bağıntı (eşitlik, formül) ile ifade edilirler; bununla beraber, doğanın neden böyle davrandığını açıklayamazlar.
•Bilim adamları, bundan sonra gözlemlerinin nedenini açıklamaya çalışırlar.
•İşte, bilimsel yöntemde, ikinci basamak, gözlemleri açıklamak için hipotez (varsayım) önermektir ve doğruluğunun denenmesi gerekir.
•1.5 BİLİMSEL YÖNTEM(D-2)
•Yanlışlığı ispat edilemezse, bir hipotez, kuram (teori) haline dönüşür.
•Bir kuramın ileri sürülmesi, yeni deneylere yol açar ve yanlışlığı ispat edilirse bırakılır veya gözlemlerle uyuşması için değiştirilir ve yeniden denenir.
•O halde bilimin gelişmesi, deney yapılması, bunları açıklayan kuramların ortaya konulması ve denenmek için yeniden deney yapılması yolunda olmaktadır.
•Bu arada, bir kuramın doğruluğunun genellikle ispat edilemeyeceğini belirtelim; en iyisi, yanlışlığını gösteren bir denel sonuç olmayışıdır.
1.5 BİLİMSEL YÖNTEM(D-3)
•Bir bilim adamı kuramları ve denel gözlemleri karıştırmamalı ve doğru yasaları ve yanlış olmayan kuramları ortaya koyabilmek için herşeyden önce iyi bir gözlemci olmalıdır. Tarihte bilimin fazla gelişmediği dönemlerde kuramlar, denenmeden doğru olarak kabul edilmiştir.
•Öğrenci, kitapta çeşitli yasalar, hipotezler ve kuramlar hakkında bilgi edineceğinden burada örnekler verilmemiştir.

Bölüm II: Kimyasal Hesaplamalar

•BÖLÜM 2: KİMYASAL HESAPLAMALAR
•2.1. Mol
•2.2. Kimyasal Formüllerin Bulunması
•2.3. Tepkimeler,Tepkime Denklemleri
•2.4. Yükseltgenme ve İndirgenme Sayıları
•2.5. Tepkime Denklemlerinin Denkleştirilmesi
•2.6. Kimyasal Tepkimelere Dayanan Hesaplamalar
•KİMYASAL HESAPLAMALAR
• Bölüm l’ de kimyada önemli temel kavramları gördük:
•Elementler, bileşikler, atomlar, moleküller ve kimyanın temel yasaları.
•Diğer taraftan, hesaplamalarda yararlı, kısa ve birimleriyle beraber doğru nicelikler veren bir yöntemi (çevirme faktörleri yöntemi) açıkladık.
•Fakat, kimyasal olaylar, sadece atom ölçeğinde, atomlar ve moleküller arasında yer alan tepkimeler olarak yorumlanamaz.
•Laboratuvarda ve endüstride, kimyasal tepkimeler biiyiik ölçekte yürütülür ve tepkime ürünlerini istenilen verimle elde etmek için, tepkimeye giren maddeler arasındaki bağıntıları çok iyi bilmek gerekir.
•Bunun için, kimyasal tepkime ve bileşimlerin incel incelenmesini konu alan kimyasal hesaplamalar, yani stokiyometri hakkında iyi bilgi edinmek ve kimyasal hesaplamaları doğru yapma alışkanlığı kazanmak gerekir.
•Kimyasal hesaplamaları yaparken, “Ne yoldan olursa olsun doğru sonucu bulmak” düşüncesini unutmak gerekir.
•Kitabımızın bütün bölümlerinde, çözülmüş sorularda hesaplama yaparken izlenen yöntemi iyi öğrenerek sayısal sonuçları doğru birimleri ile beraber bulma isteği ve alışkanlığı edinmemiz gerekir.
•2.1.Mol
•Bir mol, 0,012 kg karbon – 12 izotopunda bulunan atom sayısı kadar atom veya molekül halindeki parçacık içeren madde miktarı olarak tanımlanır.
•0,012 kg de Avogadro sayısı (daha doğrusu Avogadro-Loschmidt sayısı) (L veya NA) kadar, yani 6,022 x 1023 tane atom bulunur.
•O halde, 1 mol elementte Avogadro sayısı kadar atom, 1 mol bileşikte Avogadro sayısı kadar molekül bulunur.
•Mol terimi, yalnız atomların ve moleküllerin miktarı için değil, iyonlar, “elektronlar, kimyasal bağlar vb. için de kullanılır.
•Bununla beraber, biraz dikkatle kullanmak gerekir.
•1 mol O, 6,022xl023 tane O atomu ve 1 mol O2, 6,022 x 1023 tane O2 molekülü içerir.
•1 mol Ca’da 6,022 x 1023 tane Ca atomu, 1 mol Ca2+ iyonunda 6,022 x 1023 tane Ca 2+ iyonu vardır.
•1 mol CaCl2’de 1 mol Ca2+ iyonu yani 6,022 x 1023 tane Ca 2+ iyonu ve 2 mol Cl- iyonu yani 2 x 6,022 x 1023 tane Cl- iyonu vardır.
•1 akb (atom kütle birimi) veya SI simgesi ile 1 u, bir tane atomunun kütlesinin 1/12 sidir ve bir tane atomunun kütlesi 12,0000 u dur.
•Bu standarda göre 1 atom O,16 u dur ve 16 mol O (eski deyimiyle 1 atom-gram O) 16 g’ dır. 1 mol atomun (elementin) kütlesi, gram cinsinden atom kütlesine eşittir.
•1 mol karbon-12 izotopu 12,0000 g’ dır. Benzer şekilde, 1 mol 02’in (eski deyimiyle 1 molekül-gram O2 veya 1 mol-gram O2) kütlesi 32 g’ dır.
•1 mol molekülün kütlesi, gram cinsinden molekül kütlesine eşittir.
•O halde, örneğin CCl4’ün molekül kütlesi 12u + 4 x 35,5 u = 154 u olduğuna göre mol kütlesi 154 g dır.
•Mol kütlesi, g mol-1 birimiyle verilir ve bu kitapta böyle kullanılmıştır.
•Elementlerde ve bileşiklerde, atomlar ve moleküller için geçerli olan her kavram, tanım, yasa, vb. mol cinsinden madde miktarları için de geçerlidir.
•Örneğin C + 2 Cl2 → CCl4 tepkimesi için
•”1 mol C, 4 mol Cl veya 2 mol Cl2 ile etkileşerek 1 mol CCl4 oluşturur” denir.
•Atom ağırlığı ve molekül ağırlığı, sırasıyla, karbon-12’nin 12,0000 gmol -1 olarak kabul edilen mol kütlesi ile kıyaslanarak elde edilen bağıl atom kütlesi ve bağıl mol kütlesidir ve artık pek kullanılmamaktadır.
•Mol kütlesi birimli olarak kullanılır, fakat bağıl sayılar olan atom ağırlığı ve molekül ağırlığı birimsiz olarak verilir.
•Mol kütlesi, M, ile simgelenir.
•Avogadro sayısı (L), mol ve mol kütlesi arasındaki bağıntılar, tek tek veya beraber, pek çok kimyasal hesaplamada kullanılır
•Soru 2.1.1:2,65 mol CaCl2 de kaç mol Ca ve kaç mol Cl vardır?
•Çözüm: 2.1.1:1 mol CaCl2 nin 1 mol Ca atomu ve 2 mol Cl atomu içerdiği molekül formülünden anlaşılır; O halde çevirme faktörleri:
•1 mol CaCl2 ~ 1 mol Ca
•1 mol CaCl2 ~ 2 mol Cl.
•2,65 mol CaCl2 de bulunan Ca ve Cl mol sayıları:
•2,65 mol CaCl2 x (1 mol Ca/1 mol CaCl2) = 2,65 mol Ca
•2,65 mol CaCl2 x (2 mol Cl/1 mol CaCl2) = 5,30 mol Cl.
•Soru 2.1.2: 30,5 g Si da kaç mol Si vardır?
•Çözüm: Si’ un mol kütlesi 28,086 g olmakla beraber kolaylık ve istenen duyarlık için virgülden sonra ilk haneye kadar yuvarlatılarak kullanılacaktır.
•1 mol Si = 28,1 g Si
•g Si ‘u mol Si’ a çevirmek için 30,5 g Si, g Si birimi paydada bulunan kesirle çarpılmalıdır.
•1 mol Si/28,1 g Si = 1 (Çevirme faktörü)
•30,5 g Si x (1 mol Si/28,1 g Si) = 1,09 mol Si.
Soru 2.1.3: 5,1 mol Cu da kaç g Cu vardır?
•Çözüm:
•1 mol Cu = 63,5 g Cu
• 63,5 g Cu/1 mol Cu = 1 (Çevirme faktörü)
•5,1 mol Cu x (63,5 g Cu/1 mol Cu) = 34 g Cu.
•Soru 2.1.4: CaO hazırlamak için 2,5 mol O2 ile kaç mol Ca etkileşmelidir?
•Çözüm: 2,5 mol O2 – ? mol Ca sorusu sorulmuştur. Formülden
•1 atom Ca ~ 1 atom O veya
•1 mol Ca ~ 1 mol O ~ ½ mol O2
•olduğu bellidir. O halde,
•2,5 mol O2 x (1 mol Ca / 1/2 mol O2) = 5 mol Ca.
•Soru 2.1.5: 41,5 g Cl2 ile kaç g Ca etkileşerek CaCl2 oluşabilir?
•Çözüm: 41,5 g Cl ~ ? g Ca sorusu sorulmuştur.
•Bilinenler :
•1 mol Ca ~ 2 mol Cl ~ 1 mol Cl2
•1 mol Ca = 40,l g Ca
•1 mol Cl = 35,5 g Cl, 1 mol Cl2 = 2 x 35,5 g Cl2
• O halde,
•41,5 g Cl2 x (1 mol Cl2/2 x 35,5 g CI2) = 0,585 mol Cl2
•0,585 mol Cl2 x (1 mol Ca/1 mol Cl2)= 0,585 mol Ca
•0,585 mol Ca x (40,1 g Ca/1 mol Ca) = 23,5 g Ca.
•Soru 2.1.5(D-1)
•Bütün basamaklar birleştirilebilir, yani bütün çevirme faktörleri birden kullanılabilir.
•41,5 g Cl2 x (1 mol Cl2/2 x 35,5 g CI2) x (l mol Ca/1 mol Cl2) x (40,l g Ca/1 mol Ca)= 23,5gCa.
•Veya kısaca
•40,1 g Ca ~ 2 x 35,5 g Cl2 olduğuna göre
•41,5 g Cl2 x (40,1 g Ca/2 x 35,5 g Cl2) = 23,5 g Ca.
•Soru 2.1.6: 1 tane Ca atomu kaç g’dır?
•Çözüm: 1 atom Ca ~ ? g Ca sorusu sorulmuştur. Bilinenler;
•1 mol Ca = 40,1 g Ca ve
•1 mol Ca = 6,022 x 1023 atom Ca.
• O halde,
•1 atom Ca x (1 mol Ca/6,022 x 1023 atom Ca) x (40,1 g Ca/1 mol Ca)= 6,7 x 10-23 g Ca.
Veya kısaca
•40,1 g Ca ~ 6,024 x 1023 atom Ca olduğuna göre
•1 atom Ca x (40,1 g Ca/6,022 x 1023 atom Ca) = 6,7 x 10-23 g Ca.
•Soru 2.1.7: 2,0 g Na’ da kaç tane Na atomu vardır?
•Çözüm: 1,00 g Na ~ ? atom Na
• Bilinenler ise
•1 mol Na = 23,0 g Na ve
•1 mol Na = 6,022 x 1023 atom Na.
• O halde,
•2,0 g Na x (1 mol Na/23,0 g Na) x (6,022 x 1023 atom Na/1 mol Na)
•= 5,24 x 1022 atom Na.
•Soru 2.1.8: CHCl3, kloroform’ un yüzde bileşimi nedir?
•Çözüm: CHCl3 ‘ ün molekül kütlesi
•(12,01 + 1,01 + 3 x 35,45) u = 119,37 u
ve mol kütlesi 119,37 g/mol dir.
•% C = (C kütlesi/CHCl3 kütlesi) x 100 = (12,01/119,37) x 100 = % 10,06 C
•% H = (H kütlesi/CHCl3 kütlesi) x 100
•= (1,01/119,37) x 100 = % 0,84 H
•% Cl = (3 x Cl kütlesi/CHCl3 kütlesi) x 100 = (106,35/119,37) x 100 = % 89,1 Cl
•Soru 2.1.9: l u, kaç g’ dır?
•Çözüm: l u, bir atomunun kütlesinin 1/12 si olduğuna göre önce bir tane atomunun kütlesini bulalım:
•1 atom x (12,0000 g/6,022xl023 atom ) = (12,0000/6,02xl023)g

•Ohalde
•1 u = (12,0000/6,02 x 1023) g/12 = 1,66 x 10-24 g.
•Soru 2.1.10: 10,0 g Fe2O3 de Fe miktarını bulunuz.
•Çözüm: 1 mol Fe = 55,9 g Fe
•1 mol Fe2O3 = 159,7 Fe2O3
•olduğu, Fe ve O atom kütlelerinden bulunur.
•1 mol Fe2O3 de 2 mol Fe olduğundan çevirme faktörü
•2x 55,9 g Fe/159,7 g Fe2O3 = 1
ve yanıt
•10,0 g Fe2O3 x (2 x 55,9 Fe/159,7 g Fe2O3) = 6,99 g Fe.

Soru 2.1.11:Soru 2.1.11: Bir nikotin örneğinin nitel analizi C, H ve N içerdiği sonucunu vermiştir. 0,6075 g’ lık bir örnek oksijen içinde yakılarak 1,650 g CO2, 0,4725 g H2O elde edilmiş ve 0,105 g N2 geriye kalmıştır. Nikotinin yüzde bileşimi nedir?
•Çözüm: Aşağıda tepkimeler ve eşdeğer durumlar verilmiştir:
•C + O2 → CO2 1 mol C ~ 1 mol CO2
•12,0 gC~ 44,0 g CO2
•H2 + O → H2O 2 mol H ~ 1 mol H2O
•2,0 g H ~ 18,0 g H2O
•O halde,
•1,650 g CO2 x (12,0 g C/44,0 g CO2) = 0,450 g C
•0,4725 g H2O x (2,0 g H/18,0 g H2O) = 0,0525 g H
•Soru 2.1.11:
•N, yanmadan N2 olarak çıktığına göre örnekte 0,105 g N vardır. Gerçekten çıkan N2 miktarı bilinmese dahi, örnekteki N miktarı, 0,6075 g – (0,450 g + 0,0525 g) = 0,105 g olarak bulunabilir. Nikotinde C, H ve N yüzdeleri:
•% C = (0,450 g/0,6075 g) x 100 = % 74,1 C
•% H = (0,0525 g/0,6075 g) x 100 = % 8,6 H
•% N = (0,105 g/0,6075 g) x 100 = % 17,3 N
•N yüzdesi, toplam % den de bulunabilir: % 100 – (% 74,1 C + % 8,6 H)=% 17,3 N
•2.2 Kimyasal Formüllerin Bulunması
•Bileşiklerin kimyasal formülleri,
•(i) element bileşimi,
•(ii) oluştuğu elementlerin bağıl atom sayıları,
•(iii) oluştuğu elementlerin gerçek atom sayıları ve
•(iv) yapılan hakkında bilgi verir.
•(i) ve (ii) bilgilerini veren formüllere en basit formül (ampirik formül),
•(i), (ii) ve (iii) bilgilerini veren formüllere molekül formülü ve (iv) bilgisini de veren formüle yapı formülü denir.
•2.2 Kimyasal Formüllerin Bulunması(D-1)
•En basit formüle örnek olarak NaCl, H2O, CH2 verilebilir.
•H2O, suyun aynı zamanda molekül formülüdür; çünkü 1 molekül suda 2 atom H ve 1 atom O bulunur.
•C2H4, etilenin molekül formülüdür ve etilenin en basit formülü CH2 dir.
•Fakat, en basit formülü CH2 olan diğer bileşikler de vardır: C3H6 propilen gibi. Etilen için verilen C2H4 formülünden yapısı hakkında bir fikir edinilemez. Etilen için yapı formülü H2C = CH2 şeklindedir. Asetik asit için yapı formülü H3C-C-OH O
•şeklindedir, o halde asetik asit için molekül formülü C2H4O2 ve en basit formül CH2O’dur.
•2.2 Kimyasal Formüllerin Bulunması(D-2)
•En yararlı ve bilgi verici formül türü, yapı formülüdür.
•Bununla beraber, bilinmeyen bir yapı formülünün bulunması çoğu kez zor ve zaman alıcıdır ve kullanılan yöntemler bu kitabın kapsamı dışında bırakılmıştır.
• Çözülmüş sorularda en basit formüllerin ve molekül formüllerinin nasıl bulunduğuna ilişkin örnekler verilmiştir.
•En basit formülün bulunması için bileşiğin nicel element analizi sonuçları bilinmelidir.
•Bileşiğin molekül kütlesi veya mol kütlesi (birimleri, sırasıyla, u ve g/mol) biliniyorsa molekül formülü bulunabilir.
•Soru 2.2.1: Bir gazın 2,34 g N ve 5,34 g O içerdiği bulunmuştur. Bileşiğin en basit formülü nedir? Molekül kütlesi 92 u ise molekül formülü nedir?
•Çözüm: Her elementin madde miktarını bulalım:
•1 mol N = 14,0 g N
•1 mol O = 16,0 g O
•O halde,
•2,34 g N x (1 mol N/14,0 g N) = 0,167 mol N
•5,34 g O x (1 mol 0/16,0 g O) = 0,334 mol O
• ve en basit formül
•(0,167 mol N /0,167 mol N) =1
•(0,334 mol O/ 0,167 mol N)=2
•NO2 bulunur.
•Soru 2.2.1 Çözüm (D-1)
•Bu formül, bileşikte elementlerin bağıl mol (atom) sayılarını verir, fakat atom sayılarının tam sayı olması istenir.
•Bunun için, en basit yol, sayılan, en küçüğü ile bölmektir. N için 0,167/0,167 = 1 ve O için 0,334/0,167 = 2 olduğundan en basit formül NO2 dir.
• En basit formülü taşıyan molekülün kütlesi yani formül kütlesi 1 x 14 u + 2 x 16,0 u = 46,0 u dur.
•Molekül kütlesi 92 u olduğuna göre, molekül formülünde, en basit formülün 92,0/46,0 = 2 katı kadar N ve O bulunur.
• O halde molekül formülü N2O4 dur.
•Soru 2.2.2: % 43,7 P ve % 56,3 O içeren fosfor oksidin en basit formülü nedir? Molekül kütlesi 284, 0 ise molekül formülü nedir?
•Çözüm: Kimyasal analiz sonuçları çoğu zaman bileşiğin yüzde bileşimi olarak verilir.
•Bu durumda elementlerin g miktarlarını bulmak için en basit yol, 100 g bileşiği temel almaktır.
•100 g fosfor oksidi 43,7 g P ve 56,3 g O içerir. O halde,
•1 mol P = 31,0 g P
•1 mol O = 16,0 g O
•olduğu da göz önüne alınırsa,
•43,7 g P x (1 mol P/31,0 g P) = 1,41 mol P
•56,3 g O x (1 mol 0/16,0 g O) = 3,52 mol O
•ve en basit formül
•(1,41 mol P/1,41mol P)=1
•( 3,52 mol O/1,41mol P ) 2.5 = PO2.5 bulunur.
•Soru 2.2.2:Çözüm(D-1)
•Mol (atom) miktarlarının tamsayı olması istendiğinden en basit formül P2O5 dir.
•Formül kütlesi 2 x 31,0 u + 5 x 16,0 u = 142,0 u dur.
•Molekül kütlesi 284,0 u olduğuna göre, molekül formülünde en basit formülün 284,0/142,0 = 2 katı kadar P ve O bulunur.
• O halde molekül formülü P4O10 dur.
•Soru 2.2.3:Bir kafein (kahvede bulunan bir organik bileşik) örneğinin yakma analizi sonucu 0,624 g C, 0,065 g H, 0,0364 g N ve 0,208 g O içerdiği bulunmuştur. Mol kütlesi 194 g/mol dir. Kafeinin en basit formülü ve molekül formülü nedir?
•Çözüm: Elementlerin kütlelerini madde miktarlarına çevirelim:
•0,624 g C x (1 mol C/12,0 g C) = 0,052 mol C
•0,065 g H x (1 mol H/1,0 g H) = 0,065 mol H
•0,364 g N x (1 mol N/14,0 g N) = 0,026 mol N
•0,208 g O x (1 mol 0/16,0 g O) = 0,013 mol O
•En basit formül
•(0,052 mol C/0,013 molO) = 4
•(0,065 mol H/0,013 molO) = 5
•(0,026 mol N/0,013 molO) = 2
•(0,013 mol O/0,013 molO) =1 C4H5N2O
•Soru 2.2.3(D-1)
•Formül kütlesi (4 x 12,0 g/mol H + 5 x 1,0 g/mol H+ 2 x 14,0 g/mol N+ 1 x 16,0 g/molO = 97,0 g/mol olduğundan, mol kütlesi, formül kütlesinin 194,0/97,0 = 2 katıdır.
•O halde, molekül formülü C8H10N4O2’dir.
Soru 2.2.4: Yalnız C, H ve O içerdiği bulunan etil alkolün 0,1000 g’lık bir örneği yakılarak 0,1910 g CO2 ve 0,1172 g H2O elde edilmiştir. Etil alkolün en basit formülü nedir?
•Çözüm: Önce C, H ve O’ in kütlelerini ve madde miktarlarını bulalım.
•Burada, örneğin içerdiği C ve H, açığa çıkan CO2 ve H2O miktarından bulunduktan sonra O miktarını da bulmak gerekir.
•C + O2→CO2 1 mol C ~1 mol CO2
•12,0 g C~44,0 g CO2
•2H + O2 → H2O 2 mol H ~ 1 mol H2O
•2,0 g H ~ 18,0 g H2O
•O halde,
•0,1910 g CO2 x (12,0 g C/44,0 g CO2) = 0,0521 g C
•0,1172 g H2O x (2,0 g H/18,0 g H2O) = 0,0130 g H
•Soru 2.2.4(D-1)
•Buna göre, O’ in kütlesi 0,1000 g – (0,0521 g + 0,0130 g) = 0,0349 g O.
•C,H ve O ‘in mol sayıları:
•0,0521 g C x (1 mol C/12,0 g C) = 4,34 x 10-3mol C
•0,0130 g H x (1 mol H/1,0 g H) = 13,00 x 10-3 mol H
•0,0349 g O x (1 mol 0/16,0 g O) = 2,17 x 10-3 mol O
•En basit formül:
•C:0,00434 H:0,01300 O:0,00217
•(0,00434 mol O/0,00217 mol H) = 2
•(0,01300 mol H/0,00217 mol O) = 6
•(0,00217 mol H/0,00217 mol H) = 1
•C2H6O.
•Soru 2.2.5: Kristal suyu içeren bir tuzun 2,1 g’ lık bir örneği ısıtıldığı zaman 0,57885 g H2O ve 1,52115 g susuz tuz elde ediliyor. Susuz tuzun nicel analizinde 0,2991 g Fe 2+, 0,1932 g NH4+ ve 1,02885 g SO42- bulunmuştur. Bir şap örneği olduğu düşünülen tuzun en basit formülünü bulunuz.
•Çözüm: Susuz tuzda Fe2+, NH4+ ve SO42- kütleleri toplamının tuzun kütlesine eşitliğini kontrol edelim:
•0,2991g + 0,1932g + 1,02885g = 1,52115g H2O,
• Fe2+,NH4+ ve SO42- miktarlarını bulalım:
•0,57885 g H2O x (1 mol H2O/18,0 g H2O) = 32,15 x1O-2 mol H2O
•0,2991g Fe x (1mol Fe/55,9 gFe) = 5,35 x 1O-3 mol Fe2+
•0,1932 g NH4+x (1 mol NH4+/18,0 g NH4+) = 10,73 x10-3 mol NH4+
•1,02885 g SO42-x(l mol SO42-/96,06 g SO42-)= 10,71×10-3 mol SO42-
•Soru 2.2.5 (D-1)
•En basit formül:
•[0,0l073 mol (NH4)/0,00535 mol Fe] = 2
•[0,01071 mol (S04)/0,00535 mol Fe] = 2
•0,03215 H2O/0,00535 mol Fe ] = 6
•Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O
Soru 2.2.6: Bir organik bileşiğin 0,16805 g’ lık bir örneği yakılarak S,SO42- iyonuna dönüştürülmüş ve Ba(OH)2 çözeltisi ile etkileştirilerek BaSO4 halinde çöktürülmüştür; elde edilen BaS04, 0,22185 g dır. 0,19515 g’ lık bir örnekteki Cl, Cl- iyonuna çevrilerek AgNO3 ile AgCl halinde çöktürülmüştür; elde edilen AgCl, 0,1180 g dır. Bileşikteki S ve Cl yüzdelerini bulunuz.
•Çözüm: Tepkime denklemlerini yazalım:
•SO42- + Ba(OH)2 → BaSO4(k) + 2 OH-
•Cl- + AgNO3 → AgCl(k) + NO3-
•O halde, 1 mol S ~ 1 mol SO42- ~ 1 mol BaSO4 ve
• 1 mol Cl ~ 1 mol Cl- ~ 1 mol AgCl’dir.
•0,22185 g BaSO4 x (1 mol BaSO4/233 g BaSO4) x (1 mol S/1 mol BaSO4)x (32 g S/1 mol S) = 0,03045 g S
•Soru 2.2.6 : (D-1)
•0,1180 g AgCl x (1 mol AgCl/143,5 g AgCl) x (1 mol Cl/1 mol AgCl)x (35,5 g Cl/1 mol Cl) = 0,02919 g Cl
•% S = (0,03045 g/0,16805 g) x 100 = % 18,12
•% Cl = (0,02919 g/0,19515 g) x 100 = % 14,96.
•2.3 TEPKİMELER. TEPKİME DENKLEMLERİ
•Kimyasal tepkimeleri, tepkimeye girenler (reaktifler, çıkış maddeleri) ve tepkimeden çıkanlar (tepkime ürünleri) arasında
•(i) elektron alış-verişi olmayan tepkimeler ve
•(ii) elektron alış-verişi olan tepkimeler olmak üzere iki bölümde toplayabiliriz.
•Elektron alış-verişi olan tepkimeler yükseltgenme-indirgenme tepkimeleri olarak bilinir.
•Diğer taraftan, kimyasal tepkimelerin bir bölümü tamamlanmaya gider,yani çıkış maddeleri belli bir verimle tepkime ürünlerine dönüşür,diğer bölümde ise çıkış maddeleri ile tepkime ürünleri arasında dinamik bir denge kurulur ve bu tepkimelerin belli bir denge sabiti vardır.
•Kimyasal dengeyi ayrı bir bölümde inceleyeceğiz.
•2.3 TEPKİMELER. TEPKİME DENKLEMLERİ(D-1)
•Kimyasal tepkimelerde çıkış maddeleri, tümü veya bir bölümü aynı fazda, katı, sıvı veya gaz fazında olabilirler ve tepkime ürünleri de katı, sıvı veya gaz fazında oluşabilirler.
•Fakat, tepkimelerin çoğu çözeltilerde, özellikle anorganik kimyada sulu çözeltilerde yürütülür.
•Sulu çözelti tepkimeleri çoğunlukla, iyonların etkileşmesine dayanır ve tepkime ürünlerinden biri katı fazda (çökelek) veya gaz fazında ayrılabilir.
•Sulu çözelti tepkimelerini ve iyon dengelerini ayrı bir bölümde inceleyeceğiz.
•Bununla beraber, aşağıda, kimyasal tepkimeler ve denklemleri ile ilgili kısa bir ön bilgi verilmiştir.
•Tepkime denklemleri, (i) molekül denklemi, (ii) iyon denklemi ve (iii) net iyon denklemi olmak üzere iki şekilde yazılabilir:
•2.3 TEPKİMELER. TEPKİME DENKLEMLERİ(D-2)
•Kimyasal tepkimeleri, tepkimeye girenler (reaktifler, çıkış maddeleri) ve tepkimeden çıkanlar (tepkime ürünleri) arasında
•(i) elektron alış-verişi olmayan tepkimeler ve
•(ii) elektron alış-verişi olan tepkimeler olmak üzere iki bölümde toplayabiliriz.
•Elektron alış-verişi olan tepkimeler yükseltgenme-indirgenme tepkimeleri olarak bilinir.
•Diğer taraftan, kimyasal tepkimelerin bir bölümü tamamlanmaya gider, yani çıkış maddeleri belli bir verimle tepkime ürünlerine dönüşür, diğer bölümde ise çıkış maddeleri ile tepkime ürünleri arasında dinamik bir denge kurulur ve bu tepkimelerin belli bir denge sabiti vardır.
•Kimyasal dengeyi ayrı bir bölümde inceleyeceğiz.
•2.3 TEPKİMELER. TEPKİME DENKLEMLERİ(D-3)
•Kimyasal tepkimelerde çıkış maddeleri, tümü veya bir bölümü aynı fazda, katı, sıvı veya gaz fazında olabilirler ve tepkime ürünleri de katı, sıvı veya gaz fazında oluşabilirler.
•Fakat, tepkimelerin çoğu çözeltilerde, özellikle anorganik kimyada sulu çözeltilerde yürütülür.
•Sulu çözelti tepkimeleri çoğunlukla, iyonların etkileşmesine dayanır ve tepkime ürünlerinden biri katı fazda (çökelek) veya gaz fazında ayrılabilir.
•Sulu çözelti tepkimelerini ve iyon dengelerini ayrı bir bölümde inceleyeceğiz.
•Bununla beraber, aşağıda, kimyasal tepkimeler ve denklemleri ile ilgili kısa bir ön bilgi verilmiştir.
•Tepkime denklemleri, (i) molekül denklemi, (ii) iyon denklemi ve (iii) net iyon denklemi olmak üzere iki şekilde yazılabilir:
•2.3 TEPKİMELER. TEPKİME DENKLEMLERİ(D-4)
•NaCl (sulu) + AgNO3 (sulu) ® AgCl (k) + NaNO3 (sulu)
•tepkimesi sulu çözeltide ve tamamlanmaya giden bir tepkimedir, ürünlerinden biri katı halde ayrılmış yani çökmüştür; denklemi molekül denklemi şeklinde yazılmıştır.
•İyon denklemi şeklinde yazalım:
•Na+(sulu) + Cl-(sulu) + Ag+(sulu) + NO3-(sulu) ®
• AgCl (k) + Na+(sulu) + NO3-(sulu)
•Dikkat edilirse Na+ ve NO3- iyonları herhangi bir kimyasal değişikliğe uğramamaktadır, o halde net iyon denklemi
•Ag+ (sulu) + Cl- (sulu) → AgCl (k)
•şeklindedir.
•2.3 TEPKİMELER. TEPKİME DENKLEMLERİ(D-5)
•Bu denklemlerin herbiri yerine ve tepkimelerin yazılma amacına göre kullanılır.
•Aşağıda bazı basit kimyasal denklemlerin denkleştirilmesi için -Bölüm 2.5’de anlatılacak yöntemleri uygulamadan- örnekler verilmiştir.
•Herşeyden önce kimyasal denklemin doğruluğundan emin olmalıdır; yani, tepkimeye girenler ve tepkime ürünleri doğru ve eksiksiz olmalıdır.
•Sonra, girenlere ve çıkanlara değişik katsayılar verilerek, her iki tarafta atomların sayılarının aynı olması yani kütlenin korunumu yasası sağlanır.
•Soru 2.3.1: Sıcak demir, su buharı ile etkileşirse H2 ve Fe3O4 bileşiği oluşur. Tepkime denklemini yazınız ve denkleştiriniz.
•Çözüm: Fe + H2O → Fe3O4 + H2
•Denkleştirilmiş denklem:
•Fe3O4 ün Fe ve O atomlarını sağlamak için sol tarafta 3 Fe ve 4H2O olmalıdır:
•3 Fe + 4 H2O → Fe3O4 + H2 O
•O halde sağ tarafta 4 H2 yazılabilir:
•3 Fe + 4 H2O → Fe3O4 +4H2
•(Not: Fe3O4 bileşiğinin yapısı FeO . Fe2O3 olarak bilinir.)
•Soru 2.3.2: Benzinin bileşiminde bulunan oktan, C8H18’ in yanması tepkimesini denkleştiriniz. Ürünler CO2 ve H2O’dur.
•Çözüm: C8H18 + O2 → CO2 + H2O
•Denkleştirilmiş denklem: 8 CO2 ve 9 H2O alınırsa denkleştirme tamam olabilir:
•C8H18 + O2 → 8 CO2 + 9 H2O
•Sağda 25 O olduğuna göre solda 12,5 O2 olmalıdır:
•C8H18 + 12,5 O2 → 8 CO2 + 9 H2O
•Denklemlerde kesirli katsayıların olmaması istenir:
• 2 C8H18+ 25 O2 → 16 CO2 + 18 H2O

2.4 YÜKSELTGENME VE İNDİRGENME YÜKSELTGENME SAYILARI
•Yükseltgenme-indirgenme tepkimeleri, anorganik ve organik kimyada önemli tepkimeler olduklarından ayrı bir bölüm halinde incelenecektir; biyokimyasal sistemlerde ise özellikle önemli olan bu tepkimeler, canlı organizmalarda enerji iletimini sağlarlar.
•Yükseltgenme-indirgenme tepkimelerinin stokiyometrisi, genel olarak, elektron alışverişi olmayan tepkimelerinkinden daha karışıktır.
•Elektron alışverişi olmayan tepkimeler, tepkimeye girenlerin ve tepkime ürünlerinin atom ve mol sayıları göz önüne alınarak kolayca denkleştirilebilir.
•Fakat, yükseltgenme-indirgenme tep­kimelerinin denkleştirilmesi, daha zor olduğundan iki yöntem geliştirilmiştir:
•(i) Yükseltgenme sayısı değişmesi yöntemi ve (ii) İyon-elektron yöntemi.
•2.4 YÜKSELTGENME VE İNDİRGENME YÜKSELTGENME SAYILARI(D-1)
•Bu yöntemleri Bölüm 2.5′ de açıklayacağız.
•Fakat, önce yükseltgenme-indirgenmeyi ve yükseltgenme sayısını tanımlayalım.
•Yükseltgenme-indirgenme için kısaca elektron alış-verişi denir.
•Yükseltgenme, bir atomun yükseltgenme sayısının artması ve indirgenme, bir atomun yükseltgenme sayısının azalmasıdır.
•Yükseltgenme sayısında artma olan atoma veya bunu içeren bileşiğe indirgen, yükseltgenme sayısında azalma olan atoma veya bunu içeren bileşiğe yükseltgen denir.
•O halde, yükseltgenme sayısı nedir? Yükseltgenme sayısı, bir atomun sahip olmuş göründüğü elektron yükü olarak tanımlanır ve yükseltgenme basamağı da denir.
•2.4 YÜKSELTGENME VE İNDİRGENME YÜKSELTGENME SAYILARI(D-2)
•Bu bileşikteki atomların yükseltgenme sayılarının bulunması için bazı kurallar geliştirilmiştir.
•Bu kuralları sıralamadan önce, tekrar yukarıdaki terimlere dönelim.
•Şimdi, yükseltgenmeyi, elektron verme ve indirgenmeyi elektron alma olarak tanımlayabiliriz.
•O halde, yükseltgen, elektron alan ve indirgen elektron veren atom veya bunu içeren bileşiktir.
•Diğer bir deyişle, yükseltgenler indirgenir ve indirgenler yükseltgenir.
•Yükseltgenme sayısının bulunması için kurallar:
•2.4 YÜKSELTGENME VE İNDİRGENME YÜKSELTGENME SAYILARI(D-3)
1-Bir atomun, bir elementte -element molekülünün karışıklığına bakılmaksızın- yükseltgenme sayısı sıfırdır.
•Örneğin, Ne, H2, F2, P4 ve S8 deki atomların yükseltgenme sayıları sıfırdır.
2-Bir basit iyonun (tek atomlu iyon, monoatomik iyon) yükseltgenme sayısı, iyonun yüküne eşittir.
•Örneğin, Na+, Al3+ ve S2- iyonlarının yükseltgenme sayıları, sırasıyla +1, +3 ve -2 dir.
3-Nötral bir bileşikte, atomların yükseltgenme sayıları toplamı 0 dır.
•Bir kompleks iyonun (çok atomlu iyon, kompleks iyon) yükü, atomların yükseltgenme sayıları toplamına eşittir.
•Bu temel kurallara ek olarak, aşağıdaki kurallar da yararlıdır:
•2.4 YÜKSELTGENME VE İNDİRGENME YÜKSELTGENME SAYILARI(D-4)
4. F’ un bütün bileşiklerinde yükseltgenme sayısı -1′ dir.
5. Hidrojenin yükseltgenme sayısı metal hidrürlerinde (örneğin lityum hidrür,LiH) -1, diğer bütün bileşiklerinde +l’ dir.
6. Oksijenin, üç ayrıcalıklı durum dışında yükseltgenme sayısı -2’dir: OF2 de +2, peroksitlerde (örneğin, hidrojen peroksit, H2O2) -1 (daha doğrusu O22-) ve süperoksitlerde (örneğin, potasyum süperoksit, KO2) -1/2 (daha doğrusu O2-).
7.IA Grubu elementlerinin (H dışında) yükseltgenme sayıları +1,
IIA Grubu elementlerinin yükseltgenme sayıları +2 dir.
8.VIIA Grubu elementlerinin (halojenler) metal halojenürlerinde yükseltgenme sayıları -l’ dir. Örneğin, NaI, FeBr2, CrCl3. Halojenlerin diğer bileşiklerinde yükseltgenme sayıları değişir.

•2.4 YÜKSELTGENME VE İNDİRGENME YÜKSELTGENME SAYILARI(D-5)
Örneğin, KCIO, KCIO2, CIO2, KCIO3 ve KCIO4 bileşiklerinde klorun yükseltgenme sayıları sırasıyla +1, +3, +4, +5 ve +7’dir.
9.Yükseltgenme sayısının tam sayı olması gereği yoktur.
Aşağıda yükseltgenme sayılarının bulunması ile ilgili örnekler verilmiştir.
•Soru 2.4.1: KNO3, Ca3(PO4)2 bileşiklerinde ve Cr2O72- iyonunda atomların yükseltgenme sayılarını bulunuz.
•Çözüm: KNO3 da atomların yükseltgenme sayıları:
•7. Kural gereği K: +1,
•6.Kural gereği O: -2 ve
•3.Kural gereği N:x ve +l+x+3(-2) = 0 olacağından N:+5 bulunur.
•Ca3(PO4)2 da atomların yükseltgenme sayıları:
•7. Kural gereği Ca: +2,
•6. Kural gereği O:-2 ve 3.Kural gereği P: x ve 3(+2) + 2x + 8(-2) = 0 olacağından P:+5 bulunur.
•Cr2O72- iyonunda (daha doğrusu [Cr2O7]-2 şeklinde yazılmalıdır) atomların yükseltgenme sayıları:
•6. Kural gereği O: -2 ve 3. Kural gereği Cr: x ve 2x + 7(-2) = -2 olacağından Cr: +6 bulunur.
•2.5 TEPKİME DENKLEMLERİNİN DENKLEŞTİRİLMESİ
•Denklemlerin denkleştirilmesi için elektron alışverişi olmayan tepkimeler için bir zorluk olmadığını ve yükseltgenme-indirgenme tepkimeleri için iki yöntem geliştirildiğini belirtmiştik.
•Genel kural, bir yükseltgenme-indirgenme tepkimesinde, yükseltgenme işleminde verilen elektron sayısının, indirgenme işleminde alınan elektron sayısına eşit olmasıdır (veya yükseltgenmede alınan ve indirgemede verilen elektron sayılarının eşit olması gereği).
•Yükseltgenme sayısı değişmesi yönteminde yükseltgenme sayılarındaki artma ve azalma denkleştirilir.
• İyon-elektron yönteminde yükseltgenme ve indirgenme işlemlerinde alınan ve verilen elektronlar denkleştirilir.
•2.5 TEPKİME DENKLEMLERİNİN DENKLEŞTİRİLMESİ(D-1)
•(i) Yükseltgenme sayısı değişmesi yöntemi aşağıda açıklanacaktır. (ii) iyon-elektron yöntemi, Özellikle sulu çözeltide iyon denklemleri için uygulanabilir olduğundan sulu çözelti tepkimelerini ve iyon dengelerini konu alan Bölüm 14′ de açıklanacaktır.
•Yükseltgenme sayısı değişmesi yöntemi:
Yöntem, aşağıdaki basamaklar sırasıyla izlenerek uygulanabilir:
•1-Her atomun yükseltgenme sayısını, denklemde altına yazarak belirtiniz.
•2-Yükseltgenme sayısı değişen atomları bulunuz ve atom başına alınan ve verilen elektron sayısını bulunuz.
•3-Bileşikte element atomu sayısı birden fazlaysa, bileşik formülü başına alınan ve verilen elektron sayısını bulunuz.
•4-Alınan ve verilen elektron sayısını, yükseltgen ve indirgen atom ve/veya bileşiklere uygun katsayılar yazarak eşitleyiniz.
•5-Kütlenin korunumu yasasına göre diğer katsayıları koyunuz.
•Yükseltgenme sayısı değişmesi yöntemi, iyon denklemlerine de uygulanır.
•Bu durumda iyon yüklerini de denkleştirmek için asitli ve bazlı çözeltide H+ ve OH-eklenir ve gerektiği tarafa O denkliği için H2O yazılır.
•Soru 2.5.1: Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O denklemini denkleştiriniz.
•Çözüm: Yükseltgenme sayısı değişmesi yönteminin basamakları izlenirse,
•Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O
0 +1+5-2 +2+5-2 +2-2 +1-2
Cu° – 2e- → Cu2+
• N5+ + 3e- → N2+
3(Cu° – 2e- → Cu2+ )
• 2(N5+ + 3e – → N2+)
3Cu° – 6e- → 3 Cu 2+
• 2N 5+ + 6e- → 2 N 2+
•O halde,
•3Cu + HNO3 → 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + H2O
•Sağ tarafta N, hem Cu(NO3)2 de ve hem de NO de olduğundan toplam sayısı, sol taraftaki HNO3’e katsayı verilir; o halde HNO3 katsayısı 8 ve dolayısıyla sağ tarafta H2O katsayısı 4 olmalıdır.
•3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
•Soru 2.5.2: KMnO4 + H2SO4 + FeSO4 → K2SO4 + MnSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O denklemini denkleştiriniz.
• Çözüm: Yükseltgenme sayısı değişmesi yönteminin basamakları izlenirse,
•1. KMnO4 + H2SO4 + FeSO4 → K2SO4 + MnSO4 + Fe2(SO4)3+ H2O
• +1+7-2 +1+6-2 +2+6-2 +1+6-2 +2+6-2 +3+6-2 +1-2
•2. Mn 7+ + 5e- → Mn 2+
Fe 2+ – e- → Fe 3+
•3. Mn 7+ + 5e-→ Mn 2+
2Fe 2+ – 2e- → 2Fe 3+
•0 halde, FeSO4’a 2 katsayısı hemen yazılmalıdır.
•4. 2(Mn 7+ + 5e- → Mn 2+)
• 5(2Fe 2+ – 2e- → 2Fe 3+)
•2Mn 7+ + 10e- → 2Mn 2+ 10Fe 2+ -10e-→ 10Fe 3+
•O halde,
•2KMnO4+8H2SO4+10FeSO4 → K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O+H+
•5. Denklemin sağında 18 SO4’a karşılık, solunda 10 SO4 vardır,
•o halde H2SO4’e 8 katsayısı ve dolayısıyla sağda H2O’ya da 8 katsayısı verilmelidir.
•(H2O’nun katsayısını solda 8 O atomu da doğrular.)
•Soru 2.5.3: Cr2O72- + Cl- → Cr+3 + Cl2 denklemini denkleştiriniz.
•Çözüm: Yükseltgenme sayısı değişmesi yönteminin basamakları izlenirse,
•1.Cr2O72- + Cl- → Cr3++ Cl2
• +6 -1 +3 0
•2.Cr6+ + 3e- → Cr 3+
• Cl- – e- → Cl0
•3.2Cr 6+ + 6e- → 2Cr 3+
• 2Cl–2e-→Cl2°
•O halde, CrCl 3+’ e 2 katsayısı ve Cl’ e 2 katsayısı hemen yazılmalıdır.
•4. 2Cr 6+ + 6e- → 2Cr 3+
• 3(2 Cl- – 2e- → Cl20)
• 2Cr 6+ + 6e- → 2Cr 3+
• 6Cl- – 6e- → 3Cl2
• O halde Cr2O72- + 6Cl- → 2Cr 3+ + 3Cl2
•Reaksiyonun solunda -8 iyon yükü ve sağında +6 iyon yükü vardır; reaksiyon asitli ortamda yürüdüğüne göre sol tarafa 14H+ eklenerek iyon yükleri de denkleştirilir.
•5.Reaksiyonun sağına O denkliği için H2O yazılır ve 7 katsayısı verilir.
• Cr2O72- + 6Cl- + 14H+→ 2Cr 3+ + 3Cl2 +7H2O
•2.6 KİMYASAL TEPKİMELERE DAYANAN HESAPLAMALAR
•Bir kimyasal denklem, çeşitli şekillerde açıklanabilir. Örneğin, etilenin yanması reaksiyonunu göz önüne alalım:
•H2C = CH2 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O
•Molekül düzeyinde, 1 molekül etilen, 3 molekül oksijen ile etkileşerek 2 molekül karbondioksit ve 2 molekül su oluşturur.
•Daha pratik ölçekte, 1 mol etilen ve 3 mol oksijen etkileşirse 2 mol karbon dioksit ve 2 mol su elde edilir.
•Burada temel nokta, bir kimyasal reaksiyondaki katsayıların, reaksiyona giren maddelerin etkileşebilmeleri için gerekli mol oranlarını göstermesidir.
• Örneğin, 5 mol etilen varsa, reaksiyonun tamamlanması için 15 mol oksijen gereklidir.
•2.6 KİMYASAL TEPKİMELERE DAYANAN HESAPLAMALAR
•Fakat, 5 mol etilen ve 12 mol oksijen varsa, 5 mol etilenin etkileşmesi için 15 mol oksijen gerekli olduğundan eldeki 12 mol oksijen ancak 4 mol etilen ile etkileşecek ve 1 mol etilen geriye kalacaktır.
•Burada oksijenin mol sayısı, tepkimeye girecek maddelerin mol sayılarını belirlediğinden sınırlayıcı girdi adını alır.
•O halde, oluşacak ürünlerin mol sayıları da sınırlayıcı madde tarafından belirlenir.
•Sınırlayıcı madde, bir anlamda tepkimede ilk önce kaybolan ve dolayısıyla tepkimenin yürümesini engelleyen maddedir.
•Bir kimyasal tepkimenin verimi de önemlidir.
•Bir tepkimenin kuramsal verimi, tepkime ürünlerinin en yüksek, yani % 100 verimle ve denklemden beklenildiği miktarda oluşmasına karşılık gelir.
•2.6 KİMYASAL TEPKİMELERE DAYANAN HESAPLAMALAR
•Örneğin, 1 mol etilen, en az 3 mol oksijen içinde yakılırsa reaksiyonun teorik verimi 2 mol karbon dioksit ve 2 mol su oluşması demektir.
•Fakat, reaksiyonlarda, çoğunlukla, verimi düşüren yan ürünler oluşur ve bir kimyasal reaksiyonda -hemen hemen- hiçbir zaman % 100 verim elde edilemez.
•Verilen örnekte, 1,5 mol karbon dioksit (ve tabii beraberinde 1,5 mol su) olusmuşsa, reaksiyonun yüzde verimi, (1,5/2) x 100 = % 75′ tir.
•Aşağıdaki çözülmüş Sorular, kimyasal reaksiyonlara dayanan hesaplamaların daha iyi anlaşılmasını sağlar.
•Soru 2.6.1: Alüminyum, havada oksijen ile etkileşerek yüzeyinde metali korozyondan koruyan ince bir oksit tabakası oluşur. 0,30 mol alüminyum ile kaç g O2 etkileşir? Kaç g Al2O3 oluşur?
•Çözüm: Reaksiyonun denklemini yazalım:
•4Al + 3O2→ Al2O3
•Soru, 0,30 mol A ~? g 02’dir. Denkleme göre 4 mol Al ~ 3 mol O2 olduğuna göre, gerekli O2 mol sayısı:
•0,30 mol Al x (3 mol O2 / 4 mol Al) = 0,225 mol O2
•O2 mol sayısını g miktara çevirmek için 1 mol O2 = 32,0 g O2 olduğunu hatırlayalım. O halde, etkileşecek O2 g miktarı:
•0,225 mol O2 x (32,0 g O2 / 1 mol O2) = 7,20 g O2
•İki basamağı birleştirmek pratiği de kazanılabilir:
•0,30 mol Al x (3 mol O2/4 mol Al)x(32,0 g O2/ 1 mol O2) = 7,20 g O2
•Diğer soru, 0,30 mol Al ~ ? g Al2O3’ dir.
•1 mol Al2O3 = 102,0 g Al2O3 olduğuna göre, oluşacak Al2O3 miktarı:
•0,30 mol Al x (2 mol Al2O3 / 4 mol Al) x (102,0 g Al2O3 / 1 mol Al2O3)
•= 15,3 g AI2O3.
•Soru 2.6.2: % 70 saflığında 39,7 g PbCl2, aşırı miktarda derişik (%98’lik) H2SO4 ile etkileştirilerek PbSO4 hazırlanıyor.Tepkimede kaç g H2SO4 kullanılmıştır ve kaç g PbS04 oluşmuştur?
•Çözüm: Reaksiyonun denklemini yazalım:
•PbCl2 + H2SO4 → PbSO4+ 2HCl
•Soru, % 70 saflığında 39,7 g PbCl2 ~ ? g PbCl2 ve % 98’lik H2SO4 ~ ?g H2SO4’dir.
•1mol PbCl2 = 278,1 g, 1 mol PbSO4 = 303,3 g ve 1 mol H2SO4 = 98,1 g. % 70 saflığında 39,7 PbCl2 = 39,7×0,70 g PbCl2 = 27,8 g PbCl2 ve
•1 mol PbCl2 ~ 1 mol H2SO4 olduğuna göre gerekli H2SO4 mol sayısı:
•27,8 g PbCl2x(l mol PbO2/278,l g PbO2)x (1 mol H2SO4/1 mol PbCl2)
•= 0,1 mol H2SO4.
•H2SO4 g miktarı (% 98’lik olduğu da göz önüne alınarak):
•0,1 mol H2SO4 x (98,1 g H2SO4/1 mol H2SO4) x (1/0,98) = 10 g H2SO4
•1 mol PbCl2 ~ 1 mol PbSO4 olduğuna göre oluşan PbSO4 mol sayısı:
•27,8 g PbCl2x (1 mol PbCl2/278,l g PbCl2)x(l mol PbSO4/l mol PbCl2)
•= 0,1 mol PbSO4.
•PbS04 g miktarı:
•0,1 mol PbSO4 (303,3 g PbSO4/l mol PbSO4) = 30,3 g PbSO4.
•Soru 2.6.3: Laboratuvarda O2, KClO3’ın ısıtılması ile hazırlanır. 24,5 g KClO3′ ın ısıtılmasıyla normal koşullarda 4480 cm3 O2 elde edildiğine göre tepkimenin verimi nedir?
•Çözüm: Tepkimenin denklemini yazalım:
•2KClO3 → 2KCl + 3O2
•2 mol KClO3 – 3 mol O2. Normal koşullarda 1 mol gaz ~ 22,4 dm3 gaz olduğuna göre KClO3 ve O2 için mol sayılarını bulalım:
•24,5 g KClO3 x (1 mol KClO3/122,5 g KClO3) = 0,2 mol KClO3
•4480 cm3 O2 x (1 mol O2/22400 cm3 O2) = 0,2 mol O2
•Teorik, yani % verimle elde edilecek O2 mol sayısı:
•0,2 mol KClO3 x (3 mol O2/2 mol KClO3) = 0,3 mol
• ve tepkimenin verimi:
•(0,2 mol 02/0,3 mol O2) 100 = % 67.
•Soru 2.6.4: 4,0 g’lık CaCO3 (kireçtaşı) ve SiO2 (kum) karışımı aşırı HCl ile etkileştirilince 0,88 g CO2 oluşuyor. Karışımda CaCO3 yüzdesi nedir?
•Çözüm: Oluşan CO2 mol sayısını ve 1 mol CaC03 ~ 1 mol CO2 olduğunu göz önüne alarak CaCO3 mol sayısını bulalım. Çünkü tepkimede yalnız CaCO3, HCl ile etkileşerek CO2 oluşturur.
•CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
•0,88 g CO2 x (1 mol CO2/44,0 g CO2) = 0,02 mol CO2
•0,02 mol CO2 x (1 mol CaCO3/l mol CO2) = 0,02 mol CaCO3
•0,02 mol CaCO3 x (100 g CaCO3/l mol CaCO3) = 2,0 g CaCO3
•Karışımda % CaCO3 = (2,0 g CaCO3/4,0 karışım) 100 = % 50
•Soru 2.6.5: Metan (CH4) ve etilen (C2H4) karışımından 5,0 g’ lık bir örnek aşırı oksijen içinde yakılarak 14,5 g CO2 elde ediliyor. Karışımda etilen yüzdesi nedir?
•Çözüm: Metan ve etilen için yanma reaksiyonları:
• CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
• C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O
•Karışımda etilen miktarı x g ise, metan miktarı (5,0 – x) g’ dır. Elde edilen CO2 mol sayısı:
•14,5 g CO2 x (1 mol CO2/44,0 g CO2 ) = 0,33 mol CO2
• C2H4’den oluşması beklenen CO2 mol sayısı:
•x g C2H4 x (1 mol C2H4/28,0 g C2H4) x (2 mol CO2 /1 mol C2H4)
•= 2 x / 28,0 mol CO2
•CH4’den oluşması beklenen CO2 mol sayısı:
•(5,0 – x) g CH4 x (1 mol CH4/16,0 g CH4) x (1 mol CO2 /1 mol CH4)
• = (5,0 – x) / 16 mol CO2 .
•0 halde, elde edilen ve oluşması beklenen CO2 mol sayıları eşitlenirse,
•(2 x / 28,0) + ((5,0 – x) / 16,0) = 0,33
•den x = 2,02 g C2H4 bulunur. 5,0 – 2,02 = 2,98 g CH4 vardır.
•Karışımda % C2H4 = (2,02 g C2H4/5,0 g karışım) x 100 = % 40,4.
•Soru 2.6.6: 12,0 g Zn ve 6,5 g S’ den ne kadar ZnS oluşur? Hangi element sınırlayıcı reaktiftir ve hangi elementten geriye kaç g etkileşmeden kalır?
•Çözüm: Tepkimenin denklemini yazalım:
•Zn + S → ZnS
•Çıkış maddelerinin mol sayılarını bulalım:
•12,0 g Zn x (1 mol Zn / 65,4 g Zn) = 0,183 mol Zn
•6,5 g S x (1 mol S / 32,1 g S) = 0,202 mol S
•Tepkimede 1 mol Zn ~ 1 mol S olduğundan 0,183 mol Zn, 0,183 mol S ile etkileşir ve ortamda bir miktar S etkileşmeden kalır.
•O halde Zn, sınırlayıcı maddedir.
•1mol Zn ~ 1 mol ZnS olduğundan reaksiyonda
•0,183 mol Zn x (1 mol ZnS/1 mol Zn) x (97,5 g ZnS/1 mol ZnS)
• = 17,8 g ZnS oluşur.
•Etkileşmeden kalan S miktan:
• 0,202-0,183 = 0,019 mol S
•0,019 mol x (3,1 g S/l mol S) = 0,61 g S.
•Soru 2.6.7: Etilen’ in yanması sonucu CO2 ve H2O oluşur. 1,93 g etilen, 5,92 g O2 ile yakılırsa kaç g CO2 oluşur?
•Çözüm: Tepkimelerin denklemini yazalım:
•C2H4 + 3O2 → 2 CO2 + 2H2O
•Çıkış maddelerinin mol sayılarını bulalım:
•1,93 g C2H4 x (1 mol C2H4/28,0 g C2H4) = 0,0689 mol C2H4
•5,92 g O2 x (1 mol O2/32,0 g O2) = 0,185 mol O2
•Etileni tamamen yakmaya yetecek O2 var mı? Veya 02’in tamamı ile etkileşecek etilen var mı? sorularını yanıtlayalım.
•Birinci soru için 0,0689 mol C2H4 için gerekli O2 madde miktarını bulalım:
•0,0689 mol C2H4 x (3 mol O2/l mol C2H4) = 0,207 mol O2
•Fakat, 0,185 mol O2 tepkimeye sokulduğundan yeterli O2 yoktur, o halde O2, sınırlayıcı maddedir.
•Bunu doğrulamak için ve/veya sınırlayıcı maddeyi tekrar bulmak için ikinci soruyu da yanıtlayalım ve 0,185 mol O2 ile tepkimeye girecek etilen mol sayısını bulalım:
•0,185 mol O2 x (1 mol C2H4/3 mol O2) = 0,0617 mol C2H4.
•0,0689 mol C2H4 tepkimeye sokulduğundan yeterli C2H4 vardır, yani sınırlayıcı madde 02’dir.
•Oluşan ürünün miktarı da sınırlayıcı maddeye dayanarak bulunur. 3mol O2 ~ 2 mol CO2 olduğundan, oluşan CO2 miktarı:
•0,185mol O2x(2 mol CO2/3mol O2)x(44,0 g CO2/1 mol CO2)
•=5,43g CO2.
•Soru 2.6.8: Uzay araçlarında Li2O, astronotların vücudundan dışarı atılan suyu tutmak için kullanılır. Li2O + H2O → 2LiOH. (Oluşan LiOH, aynı zamanda kabın atmosferindeki CO2’i de absorblar ve Apollo 11’de kullanılmıştır. Gerçekte, Li2O ve LiOH kullanılmasının nedeni düşük kütleli oluşlarıdır. 2LiOH + CO2 → Li2CO3 + H2O). Bir astronot her gün 2 dm3 H2O içer ve 2,4 dm3 H2O dışarı atarsa (fazla miktar yiyeceklerden oluşur), on günlük bir uzay yolculuğunda kullanılması gerekli en az Li2O miktarı nedir?
•Çözüm: Atılan su miktarı 24 dm3 veya 24 dm3 x (1 kg dm-3) = 24 kg’ dır ve mol sayısı
•24 kg H2O x (1 mol H2O/0,018 kg H2O) = 1333,33 mol H2O dır.
•1 mol H2O ~ 1 mol Li2O olduğundan, harcanacak en az Li2O miktarı
•1333,33 mol H2O x (1 mol Li2O/l mol H2O) = 1333,33 mol Li2O
•1333,33 mol Li2O x (0,030 kg Li2O/l mol Li2O) = 40 kg Li2O.

Genel Kimya ( Prof. Abdullah MENZEK )

MADDENİN SINIFLANDIRILMASI ULUSLAR ARASI TEMEL BİRİMLER
Sıcaklık ölçeklerinin karşılaştırılması
Metrik sistem birimlerinde kullanılan Ön takılar
Robert Milikan’ın çalışmaları
E.Ruherford, α- ışınlarını (parçacıklarını) ince bir Au tabakaya gönderdiğinde, ışınların büyük kısmının yollarını hiç değiştirmeden yollarına devam ettiği çok bir kısmının yollarından saptığını gözledi. Buradan atomun merkezinde kütlece hemen hemen atomun kütlesine eşit ve hacimce çok küçük olan pozitif yüklü çekirdeğin bulunduğu buldu. Atomun büyük kısmı boşluktan meydana gelir. Bu deney düzeneği aşağıdadır.
İZOTOPLAR
Hidrojenin İzotopları
Hidrojen’in 3 tane izotopu olup, bunların özel adları vardır.
İzotop Adı Sembolu
11H Protiyum H
21H Döteryum D
31H Trityum T
Hidrojenin İzotopları
Sembol İzotop Protons Nötron Elektron
sayısı sayısı sayısı
H 11H 1 0 1
D 21H 1 1 1
T 31H 1 2 1
Aufbau İlkesinden Sapmalar
Çoğu element için Aufbau Yöntemine göre öngörülen elektron dağılımları deneysel olarak da doğrulanmıştır.
Birkaç elementin elektron dağılımı, bazı ufak sapmalar gösterir.
Bu değişiklikler, dolu ve yarı dolu orbitallerin kararlılığı ile açıklanır (küresel simetri).
ns2(n-1)d4 yerine ns1(n-1)d5
ns2(n-1)d9 yerine ns1(n-1)d10
Grup ve periyot Bulunması
Atom numarası verilen elementin elektron dağılımı yapılır.
Orbital katsayısı en yüksek olan sayı, elementin periyot numarasını verir.
Son elektron s veya p orbitalinde bitmişse, element A grubundadır.
s-Orbitali üzerindeki sayı doğrudan A grubunun numarasını verir.
Grup ve periyot Bulunması
Elementin elektron dağılımı p orbiatli ile bitmişse, p’nin üzerindeki sayıya 2 ilave edilerek grup numarası bulunur.
Örnekler:
11Na: 1s2 2s2 2p6 3s1 3. periyot, 1A Grubu
17Cl: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 3. periyot, 7A Grubu
Grup ve Periyot Bulunması
En son elektron d orbitalinde bitmişse, element B grubundadır.
Grup ve periyot Bulunması
Örnek:
25Mn: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5
4. periyot, 7B Grubu
Elektron dağılımı yapılan elementin en son elektronu 4f orbitalinde bitmişse Lantanitler, 5f de bitmişse Aktinitler serisinin bir üyesidir.
Peryodik Tablo (Çizelge)
Periyodik tablonun temel özelliği, elementleri artan atom numaralarına göre yan yana ve benzer özelliklerine göre de alt alta toplamasıdır.
Peryodik tabloda yatay sütunlara periyot, dikey sütunlara da grup denir.
Perydik tablo, 8 tane A ve 8 tane de B grubundan oluşmaktadır.
Peryodik Tablo
Periyodik tabloda, bazı elementlerin özel adları vardır.
1A grubu elementlerine alkali metaller, 2A grubu elementlerine toprak alkali metaller, 7A grubu elementlerine halojenler ve 8A grubu elementlerine de soygazlar denir.
s, p, d ve f bloklarını gösteren periyodik tablo
Modern bir periyodik tablo
Atomlar ve İyonların Büyüklüğü
Atom yarıçapları, daha çok dolaylı yollardan bulunur.
Örneğin, birbirine kovalent bağla bağlı iki atomun çekirdekleri arasındaki uzaklık (bağ uzunluğu) deneysel olarak ölçülebilir. Bu değerin uygun şekilde ikiye bölünmesi ile, atom yarıçapı bulunur.
Bu şekilde bulunan yarıçapa “Kovalent yarıçap” denir.
Atom yarıçapları, daha çok pikometre (pm) ve Angstrom (Ao) cinsinden verilir.

1 pm = 10-12 m, 1 Ao = 10-10 m
Peryodik çizelgede bir periyot boyunca soldan sağa doğru gidildiğinde, genel olarak atom yarıçapları küçülür.
Bir grup boyunca yukardan aşağıya doğru inildiğinde ise, genel olarak atom yarıçaplarında artış olur.
Kimyasal bağlar başlıca 3 gruba ayrılabilir.
İyon yarıçapları, iyonik bağla bağlanmış iyonların çekirdekleri arasındaki uzaklık deneysel olarak ölçülüp, katyon ve anyon arasında uygun bir şekilde bölüştürülmesi ile bulunur.
Her hangi bir atomdan türetilen pozitif iyon, daima o atomdan daha küçüktür.
İyonlaşma Enerjisi
Gaz halindeki izole bir atomdan, bir elektron uzaklaştırarak yine gaz halinde izole bir iyon oluşturmak için gerekli olan minimum enerjiye “iyonlaşma enerjisi” denir.
İyonlaşma enerjisi, tanımından da anlaşılacağı gibi, bir atomdaki elektronların çekirdek tarafından ne kadar bir kuvvetle çekildiğinin bir ölçüsüdür.
Aynı zamanda iyonlaşma enerjisi, elektronları çekirdeğe bağlayan kuvveti yenmek için gerekli olup, bir atomun elektronik yapısının ne kadar kararlı olduğunun da bir ölçüsüdür.
Bir elektronu uzaklaştırılmış bir iyondan, ikinci bir elektronu uzaklaştırmak için gerekli olan enerjiye de “ikinci iyonlaşma enerjisi” denir.
İyonlaşma enerjisi için istisnalar
1-Asal gazlar (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) ns2np6 kararlı yapısına sahiptir.
2-Be, Mg, Zn, Cd ve Hg’nin dış yörüngelerinde dolmuş S orbitali vardır (ns2) yapısı
3- N, P, As gibi elementler dış yörüngelerinde yarı dolu p orbitallerine sahiptir (ns2np3) yapısı.
Elementlerin bu tür yapıları (küresel simetri) kararlıdır ve bu elektronik yapıya sahip elementler bu yapıyı bozmak istemediklerinden iyonlaşma enerjileri beklenenden yüksektir.
Bu tür işlemlerde her zaman olmamakla beraber, genellikle birinci elektron alımında enerji açığa çıkarken (ekzotermik) ikinci elektron alımı endotermiktir.
Bu nedenle, birinci elektron ilgilerinin (EI1) büyük bir çoğunluğu, negatif işaretlidir.
Kararlı elektronik yapıya sahip olan soygazların , bir elektron kazanması da enerji gerektirir.
Yani olay endotermiktir ve elektron ilgisi pozitif işaretlidir.
Elektronegatiflik
Bağı oluşturan atomların bağ elektronlarını çekme gücüdür.
Atom çapı küçüldükçe elektronlar çekirdek tarafından daha güçlü çekilir yani elektronegatiflik artar.
Bir bağın uçlarında bulunan iki atomun elektronegatiflikleri farkı ne kadar az ise bağlar o kadar kovalent, elektronegatiflikleri farkı ne kadar fazla ise bağlar o kadar iyoniktir.
Bağlar ne kadar iyonik ise o kadar polardır. Ne kadar kovalent ise o kadar apolardır.
Formüller 2 kısımda incelenir.
1- Basit (Kaba Formül): Sadece bileşiği oluşturan atomların, cinsini ve bir birlerine oranını gösteren formüle denir.
2-Gerçek (Molekül Formül): Bileşiği oluşturan atomların, cinsini, gerçek sayısını ve bir birlerine oranını gösteren formüle denir.
Örnek 2: 30,5 g Si da kaç mol Si vardır?
Çözüm: Si’ un mol kütlesi 28,086 g olmakla beraber kolaylık ve istenen duyarlık için virgülden sonra ilk haneye kadar yuvarlatılarak kullanılacaktır.
1 mol Si = 28,1 g Si
g Si ‘u mol Si’ a çevirmek için 30,5 g Si, g Si birimi paydada bulunan kesirle çarpılmalıdır.
1 mol Si/28,1 g Si = 1 (Çevirme faktörü)
30,5 g Si x (1 mol Si/28,1 g Si) = 1,09 mol Si.

Genel Kimya I ( Yrd.Doç.Dr. İbrahim İsmet ÖZTÜRK )

GENEL KiMYA I Yrd.Doç.Dr. İbrahim İsmet ÖZTÜRK

GENEL KiMYA 1 İlkeler ve Modern Uygulamalar Petrucci – Harwood – Herring Çeviri Editörleri Tahsin Uyar – Serpil Aksoy

MODERN ÜNİVERSİTE KİMYASI C.E.MORTIMER Çeviri Editörleri T.Altınata, M.Akçay ve diğerleri

TEMEL ÜNİVERSİTE KİMYASI Prof.Dr. Ender ERDĐK, Prof.Dr. Yüksel SARIKAYA

GENEL KİMYA (Temel Kavramlar) Raymond CHANG Prof.Dr.Tahsin UYAR Prof.Dr.Serpil AKSOY Prof.Dr. Recai İNAM

GENEL KİMYA’YA GİRİŞ Yrd.Doç.Dr. İbrahim İsmet ÖZTÜRK

1.GENEL KİMYA’YA GİRİŞ 1.1.Kimyanın Çalışma Alanları 1.2.Maddenin Sınıflandırılması 1.3 Maddenin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri 1.4.Ölçme 1.5. Anlamlı Rakam Sayısı 1.6. Sayıların Yuvarlatılması

1.1. Kimyanın Çalışma Alanları:

1.2. Maddelerin Sınıflandırılması: Kütlesi olan ve uzayda yer kaplayan her şey madde’dir. Tüm maddeler , en azından ilke olarak üç halde bulunabilirler. Katı, Sıvı ve Gaz Katılar belirli ve kesin şekilleri olan yapılardır. Sıvılar katılardan daha az rijik yapılı olup akışkandır ve bulundukları kabın şeklini alabilirler. Gazlar, sıvılar gibi akışkandır ama farklı olarak sınırsız genleşebilme özelliğine sahiptir. Suyun sıvı halde, katı haline göre daha sıkı bir molekül istiflenmesine sahip olması, sıvıların genel özelliklerine uymaz ve suya özgüdür.

Saf Maddeler ve Karışımlar Bir saf madde, belirli ya da sabit bir bileşimi olan ve kendine özgü özellikleri ile ayırt edilebilen maddedir. Saf maddeler bileşim olarak birbirlerinden farklıdır ve görünüşleri, kokuları, tatları ve diğer özellikleri ile birbirlerinden ayırt edilirler. Halen 20 milyondan fazla saf madde bilinmektedir. Bir karışım, iki yada daha fazla saf maddenin bir araya gelmesi ile oluşur ve her bir saf madde kendi özelliğine sahiptir. Karışımların sabit bir bileşimi yoktur.

Karışımlar homojen yada heterojen olabilirler. Bir kaşık şeker suda çözüldüğünde, yeterince karıştırılırsa, karışımın bileşimi çözeltinin her tarafında aynıdır. Bu bir homojen karışımdır. Diğer taraftan kum ile demir tozlarının oluşturduğu karışımda, kum taneleri ile demir tozları görünebilir halde ayrı kalırlar. Bu tür karışımlarda bileşim her tarafta aynıaynı dedeğğildirildir veve heterojen karışımlar olarak adlandırılırlar..

Homojen yada heterojen bir karışım kolayca oluşturulabilir ve bileşenlerin özelliklerinde bir değişiklik olmaksızın, fiziksel yöntemlerle saf bileşenlerine tekrar ayrılabilir. Ayırma işleminden sonra, karışımın bileşenleri başlangıçtaki ile aynı bileşim ve özelliklere sahip olacaklardır.

Elementler ve Bileşikler Saf bir madde element ya da bileşik olabilir. Saf madde kimyasal yöntemlerle daha basit bileşenlerine ayrılamıyorsa bu madde bir element’tir.

Kimyacılar elementlerin simgelerini göstermek için alfabedeki harfleri kullanırlar. Elementi gösteren simgenin ilk harfi daima büyük yazılır, ikincisi ise küçük harfle yazılır. Örneğin Co, kobalt’ın simgesini gösterirken, CO, karbon monoksit’i göstermektedir.

Elementlerin çoğu başka elementlerle etkileşerek bileşikleri oluştururlar. Bir bileşik, iki ya da daha çok elementin kimyasal olarak etkileşmesiyle sabit oranlarda birleşip tamamen farklı özellikte ürün oluşmasıyla meydanameydana gelirgelir.. Bileşikler, karışımlardan farklı olarak, sadece kimyasal yolla kendisini oluşturan saf bileşenlerine ayrılabilir.

1.3. Maddenin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri Saf maddeler bileşimleri ile olduğu kadar kendilerine özgü özellikleri ile de ayırt edilebilirler. Bir fiziksel özellik, maddenin özelliği ya da kimyasal yapısı değiştirilmeden incelenebilir ya da ölçülebilir. Diğer taraftan hidrojen gazı oksijen gazı içinde su oluşturarak yanar ifadesi hidrojenin birbir kimyasal özellini belirtir..

1.4. Ölçme Kimyada çalışmalar ağırlıklı olarak ölçmeler üzerinedir. Maddelerin özellikleri ile ilgili basit ölçümler yapmak için genel amaçlı birkaç tane düzenek yeterlidir. Metre ile uzunluk ölçülür. Büret, pipet, ölçme silindiri ve ölçme balonu ile hacim ölçülür. Terazi ile kütle, termometre ile sıcaklık ölçülür. Bu aletlerle makroskopik özellikler, yani doğrudan belirlenebilir özelliklerin ölçümü gerçekleştirilir. Atom yada molekül düzeydeki özellikler olan mikroskopik özellikler ise dolaylı yöntemlerle belirlenir.

SI Birimleri Bilim insanları uzun yıllar ölçme sonuçlarını metrik birimlerle, ondalıkla yani 10 un kuvvetleri olarak kaydetmişlerdir. Bununla beraber, 1960 yılında Ağırlık ve Ölçü Genel Konferansında bir araya gelen uzmanlar, Uluslar arası Birim Sistemi (SI) olarak adlandırılan, yeniden düzenlenmişmetrik sistemi önermişlerdir.

Kütle ve Ağırlık Kütle bir cismin madde miktarının ölçüsüdür. Kütle ve ağırlık terimleri çoğu kez birbiriyle karıştırılır ve birinin yerine diğeri kullanılır. Ancak bu iki terim kesin olarak birbirinden farklıdır. Bilimsel olarak ağırlık bir cisim üzerine etkiyen yer çekimi kuvvetidir. Bir cismin kütlesi sabittir ve bu kütle cismin nerede olduğuna bağlı değildir, ancak ağırlık cismin nerede olduğuna bağlıdır.

Hacim Hacim uzunluğun küpü olduğundan SI birim sisteminden türetmedir ve 3 birimi metre küp’dür (m ). SI birim sisteminde olmayan, ancak yaygın olarak kullanılan bir başka hacim birimi ise litredir (L). Bir litre, bir desimetre küp hacme eşittir.

Yoğunluk Yoğunluk bir cismin birim hacminin kütlesidir ve cismin kütlesi hacmine bölünerek bulunur.

Sıcaklık Birimleri Üç sıcaklık birimi yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunların birimleri ⁰F (Fahrenheit derecesi) ⁰C (Celsius derecesi) ve K (Kelvin)’dir. En çok kullanılan sıcaklık birimi Fahrenheit’dır. Bu sıcaklık birimi suyun normal donma ve kaynama noktaları sırası ile 32⁰⁰F ve 212⁰F alınarak belirlenmiştir. Celsius birimi, suyun donma (0⁰C) ve kaynama noktaları (100⁰C) arasını 100 bölmeye ayırarak derecelendirmiştir. SI birim sisteminde sıcaklığın temel birimi Kelvin’dir.

1.5. Anlamlı Rakam Sayısı Her ölçüm bir dereceye kadar belirsizlik taşır. Ölçümün tam olması veya duyarlılık derecesi, ölçü aletinin özelliklerine ve bu aleti kullananın becerisine bağlıdır. Bir ölçümün duyarlılığı bunu ifade eden rakamların sayısı ile belirlenir. Doğru bir şekilde yapılan bir ölçümü ifade etmek için kullanılan rakamlara anlamlı rakamlarrakamlar denirdenir.. Ölçme sayılarındaki anlamlı rakam sayısı çoğaldıkça ölçme sonucuna güvenilirlik artar. • Sıfır dışındaki her sayı anlamlıdır 845 cm 1.234 kg • Sıfırdan farklı rakamlar arasında bulunan sıfır anlamlıdır. 606 m 40501 kg

• İlk sıfırdan farklı rakamın solunda bulunan sıfırlar anlamlı değildir. 0.08 L 0.0000349 g • Bir sayı birden büyükse, ondalık kesir noktasının sağ tarafına yazılan tüm sıfırlar anlamlıdır. 2.0 mg 40.062 ml 3.040 dm •• Ondalık kesir bölmesi bulundurmayan sayılar için,için, sasağğtaraftatarafta sıralanansıralanan sıfırlar (yani sıfırdan farklı son rakamdan sonra gelen sıfırlar) anlamlı olabileceği gibi anlamsızda olabilir. Örneğin 400 cm bir tane (4 rakamı), iki tane (40) yada 3 tane (400) anlamlı rakam içeriyor olabilir. 4×102 (1 tane ) 4.0×102 (2 tane ) 4.00×102 (3 tane )

Aşağıda verilen ölçüm sonuçlarındaki anlamlı rakam sayısını belirtiniz ? (a) 478 cm (b) 6.01 g (c) 0.825 m (d) 0.043 kg (e) 1.32×1022 atom (f) 7000 mL

1.6. Sayıların Yuvarlatılması Tartım için kullanılan terazinin hassasiyeti yani ölçülebilirliği en küçük miktar çok değişik olabilir. 5 g, 0.1 g, 0.01 g, 0.001 g ve hatta 10-5 g’a kadar hassasiyeti değişebilen terazi çeşitleri vardır. 0.1g hassasiyetinde bir terazide bir demir cubuk tarttık ve 29 g geldi. Biz bu tartım sonucunu 29 g diye veremeyiz. Terazinin hassasiyeti 0.1 g yani noktadan sonra 1 haneye kadar hassas ölçtüğüne göre 29.0 g diye göstermeliyiz.

3 öğrencinin bu tartma işlemini yapıp birinci 29.2g, ikinci 29.3g ve üçüncüde 29.0 g olarak tartmış olsun. Tartım hatasını en aza indirmek için bu üçünün ortalamasını almamız gerekir. (29.2+29.3+29.0)/3=29.1666 bulunacaktır. Ancak terazinin hassasiyeti 0.1 g olduğundan sonucuda noktadan sonra bir haneli olacak şekilde vermemiz gerekir. Đşte böyle çok rakamlı sayıları daha az rakamlı bir sayıya indirme işlemine yuvarlama denir.

Bir değeri yuvarlayıp bulunması gereken anlamlı rakam sayısını elde etmek için aşağıdaki kurallar uygulanmaktadır. Kalması istenen son rakamdan sonra gelen rakam 5’ten küçük ise son rakam olduğu gibi bırakılarak takip eden rakamlar atılır. Örneğin; 3.6247 sayısının 3 anlamlı rakamla yazılışı 3.62’dir. Kalması istenen son rakamdan sonra gelen rakam 5 veya 5 ten büyük ise son rakam bir arttırılarak onu takip eden rakamlar atılır. Örneğin; 7.5647 sayısının 4 anlamlı rakamla yazılışı 7.565, 6.2501 sayısının 2 anlamlı rakam ile yazılışı ise 6.3’tür.

Kalması istenen son rakamdan sonra gelen rakam 5 ise ve onu 0 lar izliyorsa, son rakam tek bir sayı olduğu takdirde 1 arttırılarak 5 atılır. Son rakam çift ise olduğu gibi bırakılıp 5 atılır. Örneğin; 3.250 sayısının 2 anlamlı rakam ile yazılışı 3.2, 7.635 ve 8.105 sayılarının 3’er anlamlı rakam ile yazılışları, 7.64 ve 8.10’dur. Böyle durumlarda yuvarlanan sayı daima çifttir. Bir işlem sonucunun içerdiği anlamlı rakamların sayısı işlemde kullanılan değerlerin içerdiği anlamlı rakamların sayısına bağlıdır. ⃰ Kütlesi 52.2 g olan bir kaba 2.38 g tuz konulduğunda kap+tuzun kütlesi ne olur? 52.2 + 2.38 = 54.58 = 54.6

Ölçme sayıları ile dört işlem yapıldığında işleme giren sayıların belirsizliğine veya anlamlı rakam sayısına göre sonuç yuvarlatılır. Bir toplama veya çıkarma işleminin sonucu, bu işlemlerde yer alan sayılardan en az ondalık basamak içereni kadar ondalık basamak içermelidir. Bir çarpma veya bölme iişşlemininleminin sonucu,sonucu, iişşlemlerdelemlerde Yer alan sayılardan en az anlamlı rakam içereni kadar anlamlı rakam içermelidir. Çok adımlı işlemlerde kullanılacak değerler, işlemler yapılmadan önce yuvarlanmalıdır. Fazla anlamlı rakam içeren sayılar sonuçta bulunması gereken anlamlı rakam sayısından bir fazla anlamlı rakam içerecek şekilde yuvarlanır.