Etiket Arşivleri: Redoks Reaksiyonları

Laboratory‎ > Genel Kimya Laboratuvar Deneyleri ( YTÜ )

YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN EDEBİYAT FAKÜLTESİ KİMYA BÖLÜMÜ GENEL KİMYA LABORATUVAR DENEYLERİ (Ders Kodu: 2701100) Doç.Dr.Nebahat DEMİRHAN, Doç.Dr.Mahmure Üstün ÖZGÜR Yrd.Doç.Dr.Alper Mert ACAR, Yr.Doç.Dr.Nergis ARSU Yr.Doç.Dr.Belkıs BİLGİN ERAN, Yr.Doç.Dr.Naciye COŞKUN 1999-İSTANBUL

İÇİNDEKİLER 1. LABORATUVAR ÇALIŞMALARINDA UYULMASI GEREKEN KURALLAR 1.1.Güvenlik Önlemleri 1.2. Laboratuvar Teknikleri 1.2.1. Katı ve Sıvıların Aktarılması 1.2.2. Kütle Ölçülmesi 1.3. Nem Çekici Maddeler 1.4. Laboratuvarda Kullanılan Malzemeler 2. DENEYSEL BÖLÜM DENEY 1. Kimyasal Reaksiyonların Hızlarının İncelenmesi DENEY 2. Reaksiyon Hızına Sıcaklığın Etkisi DENEY 3. Gazlar DENEY 4. Bir Gazın Molar Hacmi DENEY 5. Kimyasal Denge DENEY 6. Kolorimetrik Yöntemle pH Tayini DENEY 7. Redoks Reaksiyonları DENEY 8. Avogadro Sayısı DENEY 9. Asit Baz Reaksiyonları DENEY 10. Redoks Titrasyonları DENEY 11. Elektrolitik Kaplama EK 1. PERİYODİK CETVEL

1. LABORATUVAR ÇALIŞMALARINDA UYULMASI GEREKEN KURALLAR Pratik çalışmalar sırasında aşağıda belirtilen kurallara uyulması öğrencinin yararına olduğu kadar, laboratuvardaki alet ve malzemenin korunması bakımından da gereklidir. 1- Laboratuvar çalışmalarında mutlaka önlük giyilmelidir. 2-Cihazlar büyük bir itina ile kullanılmalıdır. Cihazları çalışır vaziyette bırakıp laboratuvardan ayrılmayınız. 3- Kimyasallar kullanıldıktan sonra eller mutlaka yıkanmalıdır. 4- Laboratuvarda deney masaları temiz tutulmalıdır. Masalara ve yere dökülen kimyasal maddeler hemen temizlenmelidir. 5- Her kullanmadan sonra laboratuvar reaktifleri ve kimyasallar raflarına yerleştirilmelidir.Tüm kimyasalların etiketleri bulunmalıdır. 6- Aşındırıcı maddeleri, örneğin derişik asit artıklarını lavaboya dökmeyin, laboratuvarda bunlar için ayrılan kaplara koyunuz. 7- Lavabolara bunların tıkanmasına yol açacak maddeler atmayınız. 8- Su banyosu olarak kullanılan behere ancak ¾ ne kadar su konulmalı,amyantlı tel örgü üzerine oturtulduktan sonra bekle ısıtılmalı, kaynamaya başlayınca bek kısılmalıdır. 9- Cam kaplar ve içinde sıvı bulunan porselen kaplar hiçbir zaman aleve tutulmamalı, bunları ısıtırken bir amyantlı tel örgü kullanılmalıdır. 10- Laboratuvarda duman olmasını önlemek için derişik HCl veya derişik NH3 çözeltilerinin ağzı açık bırakılmamalı, bunlarla yapılan deneyler sona erince artıklar hemen lavaboya dökülmeli ve ardından bolca su akıtılmalıdır. 11- Havagazı bekini yakarken üzerine eğilmeyiniz, yüzünüz veya saçlarınız tutuşabilir. Beki söndürünce ana musluktan kapatınız, yalnızca bekin musluğunun kapatılması yeterli değildir, gaz kaçırabilir ve havagazı zehirlidir. Havagazı bekinin gazı havasından az olursa alev bekin ucunda değil, iç kısmında oluşur ve bek aşırı derecede ısınır, elinizi yakabilir, bu nedenle havasını ve gazını ayarlayarak bekin içten yanmamasını sağlayınız. 12- Laboratuvar bir çeşit dershane olarak kabul edildiğinden buralarda gürültü yapılmamalı ve gereksiz yere etrafta dolaşılmamalıdır.

1.1. GÜVENLİK ÖNLEMLERİ 1. Önemsiz olduğunu bile düşünseniz her kazayı anında görevlilere bildiriniz. 2. Derinize yada gözlerinize herhangi korozif bir kimyasal madde sıçrarsa hemen bol su ile yıkayınız ve görevli asistana başvurunuz. 3. Bir maddeyi koklamanız istenirse buharları yavaşça elinizle burnunuza doğru itiniz. Direkt olarak koklamayınız. 4. Tüpde bir madde ısıtırken tüpün ağzını kendinize ya da arkadaşlarınıza çevirmeyiniz. 5. Uçucu ve parlayıcı sıvıların yakınında asla açık alev kullanmayınız.Yangın söndürücülerin yerini öğreniniz. 6. Hiçbir kimyasal maddeyi tatmaya kalkışmayınız. Bunların büyük çoğunluğunun zehirli olduğunu unutmayınız. 7. Giysilerinize asit sıçrarsa sey.amonyak ya da sodyum bikarbonat çözeltisiyle;baz sıçrarsa sey.asetik asit ile yıkayarak nötralize ediniz. Sıçrayanın ne olduğunu bilmiyorsanız önce NaHCO3 sonra su ile yıkayınız. 8. Asitleri seyreltirken daima asidi suya, karıştırarak ve yavaşça ilave ediniz. Asla derişik asit üzerine su koymayınız. Yanabilirsiniz. 9. Yeni ısınmış cam kapları çıplak elle almayınız. Görüntüsü soğuk kap gibidir ama sizi yakabilir. 10. Beki yakarken üzerine doğru eğilmeyiniz. Yanabilirsiniz. 11. Giysilerinizi, daima beyaz bir laboratuvar önlüğü giyerek koruyunuz. 1.2. LABORATUVAR TEKNİKLERİ Laboratuvarda çalışırken doğru alışkanlıklar edinmek çok önemlidir. Birinci konuda bunların bazılarına değinilmiştir. Hemen öğrenilmesi gereken diğer, önemli noktalar aşağıda özetlenmiştir. 1.2.1. KATI VE SIVILARIN AKTARILMASI Deneylerin çoğu katı ve sıvı haldeki kimyasal maddelerin kullanımını gerektirir. Bu maddeler belirteç şişeleri yada depo ambalajları içinde bulunmaktadır. En önemli şey bu şişelerden, gerektiği kadar maddeyi, şişeleri kirletmeksizin alabilmektir. Katı maddeler bulunduğu şişe ya da kutudan temiz bir spatül ile aktarılabilir. Bu işlem yapılırken şişe kapağı yere bırakılmamalı ve sonra sıkıca kapatılmalıdır. Sıvı maddeler aktarılırken belirteç şişesinin kirlenmemesine dikkat edilmelidir. Bunun için şişe kapağı yere bırakılmamalı, sıvıyı bir kaptan diğerine aktarırken sıçramayı önlemek için bir cam bagetten yararlanmalıdır. Belirteç şişesindeki sıvının şişesinin dışına bulaşmaması gerekir. Bulaşmışsa bile dış kısım temizlenerek bir sonraki kullanıcının bu sıvıyla teması önlenmelidir. Ayrıca belirteç şişelerine kesinlikle baget, pipet, platin tel gibi şeyler batırılmamalıdır.

1.2.2. KÜTLE ÖLÇÜLMESİ Laboratuvardaki teraziler hassas ve pahalı aletlerdir. Bu nedenle çok iyi korunmaları ve temiz tutulmaları zorunludur. Kullanılan terazi hangi türden olursa olsun ( çift kefeli, üstten kefeli elektronik, analitik terazi) ilk yapılacak iş terazinin sıfır ayarının yapılmasıdır. Tartılacak maddeler uygun bir kaba ya da kağıt parçasına konulmalıdır. Bir madde asla doğrudan terazi kefesine konulamaz. Bunlar terazide hasar yapabileceği gibi kefe etrafında oluşan hava akımı nedeniyle sağlıklı tartım yapılmasını engeller. Korozif ve nem yapıcı maddeler terazi civarında bulundurulmamalıdır. 1.3. NEM ÇEKİCİ MADDELER o Madde 25 C’de kurutulan havanın 1 litresinde kalan su mg miktarı CuSO (susuz) 1.4-2.8 4 ZnBr 1.16 2 ZnCl (eriyik) 0.85 2 Ba(ClO ) 0.82 4 2 o NaOH (çubuk) 0.80 (30 C’de) CaCl2 (erimiş) 0.34 CaCl2 (granül) 0.14-0.25 o o CaO 0.003 (30 C’de)-0.2 (25 C’de) CaBr 0.18 2 NaOH (erimiş) 0.16 KOH (çubuk) 0.014 MgO 0.008 o CaSO (susuz) 0.005 (30 C’de) 4 H SO 0.003-0.3 2 4 Al O 0.003-0.005 2 3 KOH (erimiş) 0.002 Silikajel (SiO ) ~ 0.001 2 o BaO 0.00065(30 C’de) Mg (ClO ) (susuz) 0.0005 4 2 P O < 0.000025 2 5

1.4. LABORATUVARDA KULLANILAN MALZEMELER 1,2. Büret 3.Geniş ağızlı şişe 4. Reaktif şişesi 5. Portüp 6. Kıskaç 7. Kıskaç Tutucu 8. Saat camı 9. Analitik tartı 10. Mantar delici 11. Mezür 12. Kurşun kap 13. Erlen 14. Nuçe erleni 15. Balon 16. Pens 17. Porselen havan 18. Spor 19. Huni 20. Tüp 21. Buchner hunisi 22. Kapsül 23. Kısa huni 24.Deney tüpü tutucu 25. Yakma kayığı 26. Kil üçgen

27. Amyant tel 28. Huni tipi tüp 29. Ayırma hunisi 30. Çiftli kıskaç 31. Bunsen beki 32. Damlalık 33. Kıskaç 34. Banyo 35. Kurutma tüpü 36. U tüp 37. Porselen spatül 38. Çelik spatül 39. Kıskaç 40. Tek kefeli terazi 41. Kroze 42. Beher 43. Kapsül 44. Yakma kaşığı 45. Volumetrik pipet 46. Saç ayağı 47. Dereceli pipet 48.Termometre 49. Metal maşa 50. Düz soğutucu 51. Fırça

2. DENEYSEL BÖLÜM DENEY 1. KİMYASAL REAKSİYONLARIN HIZLARININ İNCELENMESİ Amaç: Reaksiyona giren maddelerin (reaktanlar) konsantrasyonlarındaki değişikliğin reaksiyon hızına etkisinin gözlenmesi. Genel Bilgi: Bir reaksiyon hızı; birim zamanda reaktan konsantrasyonunda azalma veya birim zamanda ürün konsantrasyonunda artma olarak tanımlanır. A (g)+B (g)→2AB (g) 2 2 Reaksiyonunda A ve B ’nin konsantrasyonu zamanla azalırken reaksiyon ile oluşan 2 2 AB’nin konsantrasyonu ise artar. Reaksiyon hızı,bu değişmelerin ne derece hızlı olduğunun bir ölçüsüdür. AB’nin oluşum hızı = ∆[AB] / ∆t olur. A ’nin tüketilme hızı = – ∆[A ] / ∆ t olur. 2 2 – işareti reaktan konsantrasyonundaki azalmayı ifade eder. Birimleri cinsinden yazarsak mol/l . s-1 = mol/ l.s olur. Bir reaksiyonda tüketilen veya oluşan maddeye göre hız o maddenin stokiyometrik katsayısı ile orantılı olduğundan, yukarıdaki reaksiyona ilişkin hız aşağıdaki gibi yazılabilir. Hız = -∆[A ] / ∆ t = – ∆[B ] / ∆t = ½ ∆[AB ] /∆t 2 2 Sabit sıcaklıkta bir reaksiyonun hızı, reaktanların konsantrasyonlarına bağlıdır. mA+nB+………→ C+D+…….şeklinde bir reaksiyonda Hız = k [A]m x [B]n ……..şeklinde ifade edilir. Burada; k hız sabiti,m ve n ise reaksiyonun derecesini gösteren katsayılardır. Kimyasal reaksiyonlar reaksiyona giren ve çıkan maddelerin hangi fazda olduklarına bakılarak ikiye ayrılırlar. I.Homojen reaksiyonlar: Reaksiyona giren ve çıkan maddeler aynı fazdadır. H (g) + I (g) ↔2HI(g) 2 2

II.Heterojen reaksiyonlar: Birden fazla faz sözkonusu ise reaksiyon heterojen reaksiyon olarak adlandırılır. C(k)+CO (g)→CO (g) 2 2 Homojen bir kimyasal reaksiyonun hızına etki eden faktörler şunlardır. 1-Reaksiyona giren maddelerin özellikleri 2-Reaksiyona giren maddelerin konsantrasyonları 3-Sıcaklık 4-Katalizör Bir reaksiyonun hızını reaksiyonlarda harcamaksızın arttıran maddelere katalizör denir. Katalizörler reaksiyon sonunda herhangi bir değişmeye uğramadan geri kazanılabilir. 2KClO (k) MnO2 2KCl (s) + 3O (g) 3 2 Katalizör net reaksiyonun stokiyometrisine etki etmediği için kimyasal eşitliklerde okun üzerine yazılır. Heterojen reaksiyonlarda yukarıdaki faktörlere ek olarak iki etken daha sayılabilir:İki faz arasındaki temas yüzeyinin büyüklüğü ve karıştırma. Madde ve Malzemeler 0.02M Potasyum iyodat (KIO ) çözeltisi 3 Sodyum bisülfit (NaHSO ) 3 Sodyum sülfit Nişasta Der.Sülfirik asit Distile su Kronometre Cam kalemi veya etiket Pipet(10 ml) Tüp (25ml) Milimetrik kağıt Beher(400 ml) Deneyin Yapılışı Konsantrasyonun reaksiyon hızına olan etkisi, reaktanlardan birinin konsantrasyonu sabit tutularak,diğerinin konsantrasyonu değiştirilerek gözlenebilir. Deney oda sıcaklığında gerçekleştirilir ve aşağıdaki çözeltiler kullanılır. A Çözeltisi: Bir litrede 4g KIO3 içerir. B Çözeltisi: Bir litrede 1g Na SO 5 g nişasta ve 4 ml der.H SO içerir. 2 3, 2 4 *B Çözeltisi: 0.02 M KIO3 çözeltisi Reaksiyonun ilk kademesi aşağıdaki şekilde gerçekleşir. – – – 2- + IO3 + 3 HSO3 → I + 3 SO4 + 3 H

Oluşan I- iyonları ile reaksiyona girmemiş IO – iyonları, aşağıdaki şekilde I oluşturmak üzere 3 2 reaksiyon verir. – + – -→ 5 I + 6H + IO 3 I + 3 H O 3 2 2 Nişasta çözeltisi kullanılmış ise oluşan iyot nişasta ile mavi renk oluşturur. Oluşan bu renk ile reaksiyonun kademesi belirlenir. – Nişasta çözeltisi kullanılmamış ise moleküler I2, I iyonları ile aşağıdaki denkleme göre sarı- kahverengi I3- kompleksini oluşturur. I – – 2 + I ↔ I3 1-) İki deney tüpünü A ve B olmak üzere cam kalemi veya etiketle işaretleyiniz. A işaretli tüpe 10 ml KIO ve B işaretli tüpe 10 ml NaHSO çözeltisi koyunuz. 3 3 A tüpündeki çözeltiyi hızla ve dikkatli olarak B tüpüne boşaltınız.KIO çözeltisinin NaHSO 3 3 çözeltisine değdiği anda zamanı(t ilk) saptayın. Sonra hemen iyi karışmayı sağlamak için hızlı olarak karışımı B tüpünden A tüpüne, A tüpünden B tüpüne boşaltın. Bu sırada çözeltiyi gözleyin. Çözelti renginin mavi olduğu anı saptayın (t son). Karışma anından mavi rengin görünmesi anına kadar geçen zamanı saptayınız(∆t). 2-) Deneyi yukarıdaki şekilde fakat başka KIO3 konsantrasyonları ile tekrarlayınız. Verilen KIO3 çözeltisinden(0.02 M) su ile seyrelterek 10 ayrı deney tüpüne, 10 ml KIO (A çözeltisi) + 0.0 ml H O 3 2 9 ml “ “ + 1.0 ml “ 8 ml “ “ + 2.0 ml “ 7 ml “ “ + 3.0 ml “ Vb 1 ml “ “ + 9.0 ml “ şeklinde toplam hacim 10 ml olma koşulu ile bir seri çözelti hazırlanır. Diğer on tüpe ise 10’ar ml NaHSO3 (B çözeltisi) çözeltisinden konur ve 1.basamakta anlatıldığı gibi karıştırılmaya başlanır. Her bir seri çözelti için tilk , tson ve ∆t değerlerini saptayınız. Sonuçları verilen tabloya yazınız. 3-) Aynı deney B çözeltisi yerine *B çözeltisi kullanılarak tekrarlanır ve I3- kompleksinin oluşum süreleri saptanır. 4-) Ek bilgiyi okuyarak KIO konsantrasyonunu hesaplayınız ve Tablo 1’e kaydediniz. 3 Ek Bilgi: A çözeltisi 4 g KIO ’ın 1 lt suda çözülmesi ile hazırlanmıştı. Bu çözeltinin molar 3 konsantrasyonu: 4 g KIO x 1 mol KIO / 214 g 3 3 —————————————– = 0.02 mol / lt 1 lt = 0.02 milimol /ml olur. Bu bölümde kullanılan her bir KIO çözeltisinin konsantrasyonu aşağıdaki eşitlik kullanılarak da 3 hesaplanabilir.

Çözünenin milimol sayısı Molar konsantrasyon = Çözeltinin hacmi (ml) Çözünenin milimol sayısı, Milimol= M V (ml) olur. Herbir durumda M 0.02 ye eşittir. Sonuçlar ve Tartışma: 1-Apsise reaksiyon süresi,ordinata da konsantrasyon (KIO3 çözeltisinin) değerleri konularak her iki deneme için, grafik çiziniz. 2-Grafiklerin yorumunu yapınız. Reaktanların konsantrasyonunun artması ile reaksiyon süresi ve reaksiyon hızında nasıl bir değişim olduğunu söyleyiniz. Tablo 1. Reaksiyon hızına konsantrasyonun etkisi Deney No KIO3 Su Hacmi Toplam A çözeltisinde Süre Çözeltisi (ml) Hacim IO3 – (t) Hacmi (ml) (ml) Konsantrasyon Sn. * ** 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 *mavi rengin görüldüğü ana kadar geçen süre **kahverengi rengin görüldüğü ana kadar geçen süre

DENEY 2. REAKSİYON HIZINA SICAKLIĞIN ETKİSİ Amaç: Sıcaklığın Reaksiyon Hızına Etkisinin İncelenmesi Genel Bilgi: Bir reaksiyonun hızı sıcaklığa bağlıdır. Bu denemede incelenecek olan reaksiyon aşağıda verilmektedir. 2KMnO +3H SO +5H C O →K SO +2MnSO +8H 0+10CO veya 4 2 4 2 2 4 2 4 4 2 2 – + 2- 2+ 2MnO +16H +5C 0 →2Mn +8H O+10CO 4 2 4 2 2 Madde ve Malzemeler Deney tüpleri Büret Beher (250 ml) Isıtıcı Termometre (100°C) Pipetler (10 ml, 2ml, 5 ml, 1ml’lik) KMnO4 çöz.(0.0005 M) H SO çöz.(0.25 M) 2 4 H C O çöz(0.0025 M) 2 2 4 MnSO4 çöz.(4.5 M) Deneyin Yapılışı Altı adet test tüpünün her birine pipet kullanarak 5 ml KMnO ve 1 ml H SO ilave edilir. 4 2 4 Diğer altı test tüpüne ise bir büretten 9 ml okzalik asit ilavesi yapılır. Permanganat içeren bir tüp ve okzalik asit içeren bir tüp 25C° ‘ de 250 ml’lik beherdeki su içine yerleştirilir.Bu su banyosunun sıcaklığı 25°C ‘de korunur.5 dak. sonra reaktiflerin sıcaklığınında banyo sıcaklığı ile aynı olduğu farz edilir. Okzalik asit permanganat çözeltisi içeren tübe boşaltılır. Okzalik asidin permanganat ile verdiği reaksiyonun tamamlanma süresi ölçülür. Bu süre zarfında tüp 25°C ‘da korunmalıdır. Aynı deneme 35,45,55,65°C ‘larda tekrarlanır. 25°C ‘de okzalik asit içeren tüpe karıştırılmadan önce 1 damla 4.5 M MnSO4 ilave edilerek deney tekrarlanır.Elde ettiğiniz sonuçları Tablo 2’ye yazınız.

Sonuçlar ve Tartışma: Tablo 2 . Sıcaklığın reaksiyon hızına etkisinin incelenmesi Deney No: Temperatür °C Zaman Süre Oranı Başlangıç Bitiş Süre 1 2 3 4 5 6(MnSO ilaveli) 4 Sorular 1- Bu deneyde sıcaklığı 10°C yükseltmek, hızın ortalama olarak hangi faktörle çarpılmasına neden olmaktadır? 2- Zamana(y-ekseni)karşı sıcaklık eğrisini çiziniz. 3- Reaksiyon süresine sıcaklığın etkisi üzerine fikirlerinizi yazınız. 4- Reaksiyon hızı üzerine sıcaklığın etkisi nasıldır? Yazınız. 5- Okzalik asidin permanganat ile verdiği reaksiyonun tamamlanma süresini 10°C ve 40°C için grafiği kullanarak tahmin etmeye çalışınız. 6- Test tüplerinin birisinde ilave suyun mevcudiyeti okzalik asit çözeltisine katılmada sonuçlarınızı nasıl etkileyecektir? 7- Çözeltiler karıştırıldıktan sonra oda sıcaklığına kadar soğutulduğunda sonuçlarınız nasıl etkilenecektir? 8- Mangan sülfat ilavesinin rolü nedir? 9- Bu etkiyi oluşturan madde ne olarak adlandırılır?

DENEY 3. GAZLAR Amaç: Uçucu bir sıvının molekül ağırlığının belirlenmesi. Genel Bilgi: Maddenin doğada bulunabildiği üç halden birisi olan gaz şekli genel olarak molekül ve atomların birbirinden oldukça uzak olduğu, rastgele ve çok hızlı hareket ettiği bir haldir. Aynı koşullarda yani aynı sıcaklık ve basınçta bütün gazların hacimlerinde eşit sayıda molekül bulunur. 0°C ve 1 Atm. basınçta (N.Ş.A.) ideal bir gazın bir molünün hacmi 22.4 lt olup bütün gazların 1 molü Avogadro sayısı kadar (6.02.1023) molekül içerir.Bir kap içerisindeki gazın ağırlığı ve hacmi bulunabilirse normal şartlarda 22.4 litresinin ağırlığı ve molekül tartısı hesaplanabilir. Kap boş iken ve gaz dolu iken tartılır,fark gazın ağırlığını verir.Kabın 4°C de aldığı saf su ağırlığı da hacmi verir(Denemede oda sıcaklığında musluk suyu kullanılacaktır.).Sonra bu hacim odanın atmosfer basıncı kullanılarak normal şartlarda gazın hacmi PoVo P.V = formülü ile bulunur. To T Madde ve Malzemeler: Erlen (250 ml) Lastik tıpa Cam boru Ölçü kabı (10 ml’lik) Spor Kıskaç Beher(500ml) Hidroklorik asit (derişik) Deneyin Yapılışı 1-Temiz, kuru 250 ml’lik erlene delikli yumuşak bir tıpa, tıpaya da bir cam boru takınız.Hepsini birlikte tartınız(dara). 2-Buharı elde edilecek sıvıdan 5 ml erlene koyunuz,tıpayı takınız. Erleni spora tutturunuz ve 500 ml.lik bir behere mümkün olduğu kadar daldırınız. 3-Beheri su ile doldurunuz. Suya 2-3 damla HCl ilave ediniz. Erlen yüzeyinde çökelti oluşumunu önler. 4-Cam boru dışarıda kalacak şekilde kartonla örtünüz. Beki yakınız ve su kaynamaya başlayınca alevi kısarak yavaş kaynama sağlayınız. 5-Kaynar suyun sıcaklığını, atmosfer basıncını okuyunuz.

6-Erlendeki sıvı tamamen buharlaşınca beki kapatınız, erleni çıkararak hemen kurulayınız ve soğumaya bırakınız. 7-Cam borudan kaçmayan ve erlende kalan sıvı buharı tekrar yoğunlaşacaktır. 8-Tıpayı açmadan erleni yeniden tartınız. Aradaki farktan yoğunlaşan buharın ağırlığını bulunuz. 9-Tekrar erlene ve cam boru içine soğuk su doldurunuz,dışını iyice kurulayarak tartınız ve darayı çıkarınız.Fark buharın hacmini verir. POVO PV ‘den 0ºC=273 K (To) 760 mm Hg(Po)’daki hacmi = TO T hesaplayınız. 11-Buharın ağırlığı ve Vo hacmi bilindiğine göre, 22.4 litrenin ağırlığını (mol/g)hesaplayınız. 12-Bulduğunuz sonucu gösteriniz.Doğru değeri bulup hata yüzdesini hesaplayınız. Sonuçlar ve Tartışma Tablo 3. 1 Erlenin tıpa ve cam boru ile g birlikte ağırlığı 2 Erlenin gaz ile dolu iken ağırlığı g 3 Kaynar suyun sıcaklığı °C 4 Kaynar suyun sıcaklığı K 5 Atmosfer basıncı (odanın) mm Hg 6 Su ile dolu erlen+tıpa+cam boru’nun ağırlığı g 7 Buharın hacmi l 8 Gazın deneysel molekül ağırlığı 9 Gazın gerçek molekül ağırlığı 10 Hata Yüzdesi Sorular 1-Bu deneydeki hata kaynaklarınızı kısaca yazınız.Hatalarınızın deney sonucunu nasıl etkileyebileceğini yazınız. 2-Sonucunuzu sınıfta bulunan diğer sonuçlarla kıyaslayınız. Ortalama değeri bulunuz.Bulduğunuz sonuç ile ortalama değer arasındaki hata yüzdesini hesaplayınız. 3-Bu deney ile 100°C nin üstünde kaynayan sıvıların molekül tartısı tayin edilebilir mi? 4-Mutlak sıfır noktası nedir? Nasıl bulunmuştur?

DENEY 4. BİR GAZIN MOLAR HACMİ Amaç: Aynı temperatür ve basınçta ideal gazların molar hacimlerinin saptanması. Genel Bilgi: İdeal Gaz: Birçok doğa olayı incelenirken,aslında tam olarak bulunmayan,ideal sistemlerden hareket edilir.Tıpkı ideal gaz modeli gibi. İdeal gazların başlıca özellikleri şunlardır: 1-Gaz taneciklerinin öz hacimleri taneciklerarası boşluğa kıyasla ihmal edilebilir. 2-Gaz tanecikleri arasında hiçbir etkileşme yoktur. 3-Gaz taneciklerinin kendi aralarındaki ve kabın çeperi ile olan çarpışmalarda kinetik enerji kaybı yoktur. 4-Taneciklerin hareketleri doğrusal ve gelişigüzeldir. Yukarıda sayılan özelliklerden anlaşılacağı gibi gerçek gazlar yüksek sıcaklık ve düşük baskılarda ideal gaza yaklaşırlar. İdeal Gaz Yasası: Sabit sıcaklık ve basınçta bir gazın hacmi,o gazın mol sayısı ile orantılı olarak değişir. Vα n Bu bağıntı Boyle ve Charles yasalarının ifadeleri ile birleştirilirse,hacim basınçla ters ,mutlak sıcaklık ve mol sayısı ile doğru orantılı olduğundan Vα 1/P ; Vα T ; Vα n V α ( 1/ P) α (T) α (n) ve R orantı sabiti olursa PV = nRT olur. Bu eşitliğe tam olarak uyan gazlara ideal gaz denir. Bu eşitlikte n yerine (g/M) alınırsa PV=( g/M)RT olur. Bir mol gazın hacmi onun molar hacmidir. Bir mol gaz 6.02.10 23 molekül içerir. Aynı temperatür ve basınç şartlarında ideal gazların eşit hacimlerinde eşit sayıda molekül vardır. Aynı temperatür ve basınçta ideal gazların molar hacimleri sabittir ve 0°C (273 K) ve 760 mm Hg standart şartlarında bu hacim 22.4 lt’dir. Bu deneyde; Zn + 2HCl → ZnCl + H reaksiyonundan faydalanarak bu sabit değeri bulmaya 2 2 çalışacaksınız.

Madde ve Malzemeler Zn taneciği Ayırma hunisi (Damlatma hunisi) Lastik mantar Cam boru Balon (250 mL) Ölçü kabı (250 mL) Termometre (100 °C) Hidroklorik asit Deneyin Yapılışı 1-Şekil 1’deki düzeneği kurunuz. Şekil 1. 2-Bir Zn taneciğini tartınız. 3-Gaz çıkış borusunun ucunu su dolu beherde veya kapta ters çevrilmiş vaziyetteki içi su dolu ölçü kabının içine sokunuz. 4-Hidroklorik asit,damlatma hunisi ve gaz çıkış borusu bulunan cam balona tartığınız çinko taneciğini atınız. Damlatma hunisi bulunan lastik tıpayı yerleştiriniz ve yarıya kadar asit koyunuz. 5-Daha sonra asit damlatma hunisinden balona damla damla HCl damlatınız. Reaksiyon sonucu çıkan hidrojen gazı hacmi kadar suyu dereceli ölçü kabından iter. Hidrojen gazı çıkışı duruncaya ve bütün çinko bitinceye kadar deneye devam ediniz. 6-Çıkan hidrojen gazının hacmini okuyunuz. 7-Ölçü kabında kalan suyun hidrostatik basıncı (PH2O) ve az da olsa çalışılan şartlardaki sıcaklıkta buharlaşan suyun da bir buhar basıncı (PH2O) buhar vardır. 8-Suyun hidrostatik basıncını ölçü kabında kalan suyun yüksekliğini ölçerek saptayınız.Bu değeri civanın yoğunluğu olan 13.6 g/cm3 ‘e bölerek mm Hg basınca dönüştürünüz. 9-Deneyin yapıldığı şartlardaki sıcaklık ve atmosfer basıncını okuyunuz. 10-Gaz basıncı,suyun buhar ve hidrostatik basınçlarının toplamı atmosfer basıncına eşit olur. P atm =PH2 + PH2O + PH2O (buhar) bağıntısından hidrojenin basıncını bulunuz. 11-Hidrojenin basıncını bulduktan sonra aşağıdaki formüller yardımıyla normal şartlardaki (°C ve 760 mm Hg) hacmini hesaplayıp hidrojenin mol sayısını ve molar hacmini hesaplayınız.

Po Vo P V = To T VH2 nH2 = 22.4 mH2 = 2 nH2 = …….. A g. Sonuçlar ve Tartışma Tablo 4. 1 Zn taneciğinin ağırlığı g 2 Zn taneciğinin mol sayısı mol 3 Çıkan hidrojen gazının hacmi l 4 Suyun sıcaklığı °C 5 Oda sıcaklığı °C 6 Oda sıcaklığında suyun buhar basıncı (cetvelden bulunur) mm Hg 7 Hidrojen gazının basıncı mm Hg 8 Su seviyesi farkı cm 9 Suyun hidrostatik basıncı mm Hg 10 Açığa çıkan hidrojen gazının standart şartlardaki hacmi l 11 Oda sıcaklığında barometrik basınç mm Hg 12 Açığa çıkan hidrojen gazının mol sayısı(Zn’nun mol sayısına mol eşittir.) 13 Deneysel olarak bulunan molar hacim l 14 İdeal gazın teorik molar hacmi l 15 %Hata Sorular 1-Deney sonunda bulduğunuz değer ile gerçek değer aynı mıdır? Değilse sebepleri neler olabilir,açıklayınız. 2-Zn + 2HCl→ ZnCl2 + H2 eşitliğinden ve deneysel verilerden faydalanarak genel gaz sabitini hesaplayınız. 3-Metaller iyi birer indirgen olup HCl ile H2 çıkışı ve tuz teşkili ile reaksiyona girerler (2.sorudaki reaksiyona bakınız.).Belirli tartımdaki metalin açığa çıkardığı H2 gazının hacmi,gazın yer değiştirdiği suyun hacmi ölçülerek bulunabilir. Buradan da metalin eşdeğer ağırlığı ( 1 mol H atomu açığa çıkartmak için gerekli metal ağırlığı) hesaplanabilir. Yaptığınız

deneyde elde ettiğiniz verilerden faydalanarak Zn metalinin eşdeğer ağırlığını hesaplayınız. Metalin atom ağırlığından faydalanarak gerçek eşdeğer ağırlığı ve hata yüzdesini hesaplayınız. Tablo 5. Suyun Buhar Basıncının Sıcaklıkla Değişimi Temperatür Basınç Temperatür Basınç (°C ) (Atm) (mmHg) (°C ) (Atm) (mmHg) 0 0,0060 4,6 25 0,0313 23,8 1 0,0065 4,9 26 0,00332 25,2 2 0,0070 5,3 27 0,0352 26,7 3 0,0075 5,7 28 0,0373 28,3 4 0,0080 6,1 29 0,0395 30,0 5 0,0086 6,5 30 0,0419 31,8 6 0,0092 7,0 31 0,0443 33,7 7 0,0099 7,5 32 0,0470 35,7 8 0,106 8,0 33 0,0496 37,7 9 0,0113 8,6 34 0,0525 39,9 10 0,0121 9,2 35 0,0555 42,2 11 0,0130 9,8 40 0,0728 55,3 12 0,0138 10,5 45 0,0946 71,9 13 0,0148 11,2 50 0,122 92,9 14 0,0158 12,0 55 0,155 118,0 15 0,0168 12,8 60 0,197 149,4 16 0,0179 13,6 65 0,247 187,5 17 0,0191 14,5 70 0,308 233,7 18 0,0204 15,5 75 0,380 289,1 19 0,0217 16,5 80 0,467 355,1 20 0,0231 17,5 85 0,571 433,6 21 0,0245 18,7 90 0,692 525,8 22 0,0261 19,8 95 0,834 633,9 23 0,0277 21,1 100 1,000 760,0 24 0,0294 22,4 105 1,192 706,1

…