Ortaöğretim 10. Sınıf

Ortaöğretim

KİMYA

10. Sınıf

YazarlarKomisyon

DEVLET KİTAPLARI BİRİNCİ BASKI

………………………., 2015

EĞİTİM MATERYALLERİ GELİŞTİRME EDİTÖRLERİProf. Dr. Hamza YILMAZ

Prof. Dr. Mehmet Sayım KARACAN

EĞİTİM MATERYALLERİ GELİŞTİRME GRUBUProf. Dr. Alipaşa AYASProf. Dr. Halis ÖLMEZDoç. Dr. Ajda KAHVECİ Doç. Dr. Bayram COŞTUDoç. Dr. Nilgün SEÇKENYrd. Doç. Dr. Ercan ARIYrd. Doç. Dr. Nuray ÇELEBİYrd. Doç. Dr. Rıdvan ELMAS

Öğretmen Dr. Merih EGEÖğretmen Dr. Serhat MAMAŞÖğretmen Dr. Serkan GÜNEYÖğretmen Fatma Zerrin GÖRGÜNÖğretmen Şebnem GENÇ

GÖRSEL TASARIM UZMANIRabia ALABAY

DİL UZMANIEmel KILIÇALP

PROGRAM GELİŞTİRME UZMANIDr. Selçuk ÖZDEMİR

ÖLÇME DEĞERLENDİRME UZMANIMehtap ERMAN

REHBERLİK VE PSİKOLOJİK DANIŞMANLIK UZMANIDavut YURTTAŞ

Bu kitap Millî Eğitim Bakanlığı, Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı ile TÜBİTAK arasında imzalanan “Eğitimde İşbirliği” protokolü kapsamında hazırlanmıştır.

Kitabın her hakkı saklıdır ve Millî Eğitim Bakanlığı’na aittir. Kitabın düzeni, metni, soru ve şekilleri kıs-men de olsa hiçbir şekilde alınıp yayımlanamaz.

MÝLLÎ EÐÝTÝM BAKANLIÐI YAYINLARI...................................................................................: 6045 DERS KÝTAPLARI DÝZÝSÝ........................................................................................................: 1666

15.?.Y.0002.4481

ISBN 978-975-11-3919-1

Millî Eğitim Bakanlığı, Talim ve Terbiye Kurulunun 16.12.2014 gün ve 106 sayılı kararı ile ders kitabı olarak kabul edilmiş, Destek Hizmetleri Genel Müdürlüğünün 10.04.2015

gün ve 3897233 sayılı yazısı ile birinci defa 562.677 adet basılmıştır.

Korkma, sönmez bu şafaklarda yüzen al sancak; Sönmeden yurdumun üstünde tüten en son ocak. O benim milletimin yıldızıdır, parlayacak; O benimdir, o benim milletimindir ancak.

Çatma, kurban olayım, çehreni ey nazlı hilâl! Kahraman ırkıma bir gül! Ne bu şiddet, bu celâl? Sana olmaz dökülen kanlarımız sonra helâl. Hakkıdır Hakk’a tapan milletimin istiklâl.

Ben ezelden beridir hür yaşadım, hür yaşarım. Hangi çılgın bana zincir vuracakmış? Şaşarım! Kükremiş sel gibiyim, bendimi çiğner, aşarım. Yırtarım dağları, enginlere sığmam, taşarım.

Garbın âfâkını sarmışsa çelik zırhlı duvar, Benim iman dolu göğsüm gibi serhaddim var. Ulusun, korkma! Nasıl böyle bir imanı boğar, Medeniyyet dediğin tek dişi kalmış canavar?

Arkadaş, yurduma alçakları uğratma sakın; Siper et gövdeni, dursun bu hayâsızca akın. Doğacaktır sana va’dettiği günler Hakk’ın; Kim bilir, belki yarın, belki yarından da yakın

Bastığın yerleri toprak diyerek geçme, tanı: Düşün altındaki binlerce kefensiz yatanı. Sen şehit oğlusun, incitme, yazıktır, atanı: Verme, dünyaları alsan da bu cennet vatanı.

Kim bu cennet vatanın uğruna olmaz ki feda? Şüheda fışkıracak toprağı sıksan, şüheda! Cânı, cânânı, bütün varımı alsın da Huda, Etmesin tek vatanımdan beni dünyada cüda.

Ruhumun senden İlâhî, şudur ancak emeli: Değmesin mabedimin göğsüne nâmahrem eli. Bu ezanlar -ki şehadetleri dinin temeli- Ebedî yurdumun üstünde benim inlemeli.

O zaman vecd ile bin secde eder -varsa- taşım, Her cerîhamdan İlâhî, boşanıp kanlı yaşım, Fışkırır ruh-ı mücerret gibi yerden na’şım; O zaman yükselerek arşa değer belki başım.

Dalgalan sen de şafaklar gibi ey şanlı hilâl! Olsun artık dökülen kanlarımın hepsi helâl. Ebediyyen sana yok, ırkıma yok izmihlâl; Hakkıdır hür yaşamış bayrağımın hürriyyet; Hakkıdır Hakk’a tapan milletimin istiklâl!

Mehmet Âkif Ersoy

GENÇLİĞE HİTABE

Ey Türk gençliği! Birinci vazifen, Türk istiklâlini, Türk Cumhuriyetini,

ilelebet muhafaza ve müdafaa etmektir.

Mevcudiyetinin ve istikbalinin yegâne temeli budur. Bu temel, senin en

kıymetli hazinendir. İstikbalde dahi, seni bu hazineden mahrum etmek

isteyecek dâhilî ve hâricî bedhahların olacaktır. Bir gün, istiklâl ve cumhuriyeti

müdafaa mecburiyetine düşersen, vazifeye atılmak için, içinde bulunacağın

vaziyetin imkân ve şeraitini düşünmeyeceksin! Bu imkân ve şerait, çok

namüsait bir mahiyette tezahür edebilir. İstiklâl ve cumhuriyetine kastedecek

düşmanlar, bütün dünyada emsali görülmemiş bir galibiyetin mümessili

olabilirler. Cebren ve hile ile aziz vatanın bütün kaleleri zapt edilmiş, bütün

tersanelerine girilmiş, bütün orduları dağıtılmış ve memleketin her köşesi bilfiil

işgal edilmiş olabilir. Bütün bu şeraitten daha elîm ve daha vahim olmak üzere,

memleketin dâhilinde iktidara sahip olanlar gaflet ve dalâlet ve hattâ hıyanet

içinde bulunabilirler. Hattâ bu iktidar sahipleri şahsî menfaatlerini,

müstevlîlerin siyasî emelleriyle tevhit edebilirler. Millet, fakr u zaruret içinde

harap ve bîtap düşmüş olabilir.

Ey Türk istikbalinin evlâdı! İşte, bu ahval ve şerait içinde dahi vazifen,

Türk istiklâl ve cumhuriyetini kurtarmaktır. Muhtaç olduğun kudret,

damarlarındaki asil kanda mevcuttur.

Mustafa Kemal Atatürk

2008 1. forma:Layout 1 04.06.2012 12:47 Page VI

vIIIIiIiKimya 10. Sınıf

İÇİNDEKİLER

Kitabımızda Neler Var? ....................................................................................................11. ÜNİTE: ASİTLER, BAZLAR VE TUZLAR .....................................................................2Giriş .................................................................................................................................41. Bölüm: Asitleri ve Bazları Tanıyalım ......................................................................6Su Asit midir, Baz mıdır? .................................................................................................8Asitlerin Genel Özellikleri ................................................................................................8Bazların Genel Özellikleri ................................................................................................9Öğrendiklerimizi Gözden Geçirelim ................................................................................92. Bölüm: Asitlerin / Bazların Tepkimeleri .................................................................10Nötralleşme Tepkimeleri .................................................................................................12Asit Baz İndikatörleri .......................................................................................................13Tepkimelerin Basit Gösterimi ..........................................................................................16Nötralleşme Titrasyonu ...................................................................................................18 Asitlerin Metallere Etkisi .................................................................................................24Bazların Metallere Etkisi .................................................................................................24Asitler ve Bazlar Nasıl Saklanmalıdır? .............................................................................24Nem Çekici (Higroskopik) Maddeler ...............................................................................24Öğrendiklerimizi Gözden Geçirelim ................................................................................283. Bölüm: Hayatımızda Asitler ve Bazlar ....................................................................29Yaygın Asitler ve Kullanım Alanları ..................................................................................30Yaygın Bazlar ve Kullanım Alanları ...................................................................................35Asitler ve Bazların Fayda ve Zararları ..............................................................................39Öğrendiklerimizi Gözden Geçirelim ................................................................................464. Bölüm: Tuzlar ....................................................................................................... 47Öğrendiklerimizi Gözden Geçirelim ................................................................................55Ünite Değerlendirme Soruları .........................................................................................562. ÜNİTE: KARIŞIMLAR .............................................................................................. 62Giriş .................................................................................................................................641. Bölüm: Homojen Karışımlar .................................................................................. 67Çözünme Süreci ..............................................................................................................69

viiiKimya 10. Sınıf

Çözünmenin Moleküler Temeli .......................................................................................69Öğrendiklerimizi Gözden Geçirelim ................................................................................902. Bölüm: Heterojen Karışımlar ................................................................................. 91Öğrendiklerimizi Gözden Geçirelim ................................................................................953. Bölüm: Karışımların Ayrılması ...............................................................................96Çözünürlük Farkına Dayalı Yöntemler .............................................................................98Uçuculuk Farkına Dayalı Yöntemler .................................................................................100Tanecik Boyutu Farkına Dayalı Yöntemler .......................................................................103Yoğunluk Farkına Dayalı Yöntemler .................................................................................107Bir Katıya Bağlanma Eğilimi Farkına Dayalı Yöntemler ....................................................112Öğrendiklerimizi Gözden Geçirelim ................................................................................115Ünite Değerlendirme Soruları .........................................................................................1163. ÜNİTE: ENDÜSTRİDE VE CANLILARDA ENERJİ ........................................................124Giriş .................................................................................................................................1261. Bölüm: Fosil Yakıtlar ............................................................................................. 127Fosil yakıt ........................................................................................................................127Kömür .............................................................................................................................127Petrol ..............................................................................................................................133Hidrokarbonlar ................................................................................................................139Öğrendiklerimizi Gözden Geçirelim ................................................................................1452. Bölüm: Temiz Enerji Kaynakları .............................................................................146Hidroelektrik Enerji .........................................................................................................146Güneş Enerjisi .................................................................................................................147Rüzgar-Dalga Enerjisi .......................................................................................................147Jeotermal Enerji ..............................................................................................................148Hidrojen Enerjisi ..............................................................................................................148Bitki Kökenli Yakıtlar ........................................................................................................148Fermantasyon .................................................................................................................151Öğrendiklerimizi Gözden Geçirelim ................................................................................154

ixKimya 10. Sınıf

Bölüm 3: Canlılarda Enerji ........................................................................................ 155Öğrendiklerimizi Gözden Geçirelim ................................................................................165Ünite Değerlendirme Soruları .........................................................................................1664. ÜNİTE: KİMYA HER YERDE ..................................................................................... 172Giriş .................................................................................................................................1741. Bölüm: Su ve Hayat ............................................................................................... 175Suda Sertlik .....................................................................................................................178İçme Suyunda İstenmeyen Özellikler ..............................................................................179Sertlik Giderme ...............................................................................................................181Kaynak Suları Arıtılır mı? .................................................................................................187Evlerde ve Endüstride Su Arıtımı .....................................................................................187Su Göründüğü Kadar Bol Değil ........................................................................................191Öğrendiklerimizi Gözden Geçirelim ................................................................................1912. Bölüm: Evde Kimya ............................................................................................... 192Hazır Gıdalar ...................................................................................................................192Temizlik Malzemeleri ......................................................................................................199Sabunlar ..........................................................................................................................200Deterjanlar ......................................................................................................................201Hijyen ..............................................................................................................................205Polimerler .......................................................................................................................206Kozmetikler .....................................................................................................................218İlaçlar ..............................................................................................................................222Öğrendiklerimizi Gözden Geçirelim ................................................................................2253. Bölüm: Okulda Kimya ........................................................................................... 226Kırtasiye Malzemeleri......................................................................................................226Öğrendiklerimizi Gözden Geçirelim ................................................................................2314. Bölüm: Sanayide Kimya ........................................................................................ 232Gübreler ..........................................................................................................................232Yapı Malzemeleri .............................................................................................................236Öğrendiklerimizi Gözden Geçirelim ................................................................................239

xKimya 10. Sınıf

5. Bölüm: Çevre Kimyası ........................................................................................... 240Sera Etkisi ........................................................................................................................242Hava Kirliliği Nasıl Azaltılır? .............................................................................................245Su Kirliliği ........................................................................................................................247Anorganik Kirleticiler .......................................................................................................249Su Kirliliği ile Mücadele ...................................................................................................251Öğrendiklerimizi Gözden Geçirelim ................................................................................256Ünite Değerlendirme Soruları .........................................................................................257Güvenlik İşaretleri ...........................................................................................................262Ünite Sonu Değerlendirme Sorularının Cevap Anahtarı .................................................264Sözlük ..............................................................................................................................274Kaynakça .........................................................................................................................282Görsel Kaynakça ..............................................................................................................283 Dizin ................................................................................................................................286

xiKimya 10. Sınıf

ÖN SÖZBu kitap, ortaöğretim kurumları 10. Sınıf Kimya Dersi Öğretim Programına (2013) uygun bir ders kitabı olarak ha-

zırlanmıştır. Konuların genel düzeninin, akış sırasının ve işleniş derinliğinin program öngörülerine uygunluğu için ola-

bildiğince gayret edilmiştir.

Kitabın içeriği ve nitelikleri hakkında, öğrencilerimizle paylaşmak istediğimiz bazı görüş açıklama ve öğütlerimiz

olacaktır. Her şeyden önce kimyanın, eğitim sürecinde önümüze çıkan bir engel, aşılması gereken bir çıta gibi algı-

lanmasının tam gerçeği yansıtmadığını ifade etmek isteriz. Her ders gibi kimya dersi de bizi hayata hazırlamak içindir.

Kimya eğitiminin, hayatı göğüslerken olumlu katkılar üretmesini umarız. İyi bir kimya eğitimi, evreni iyi kavramamızı,

özgüvenimizi geliştirmemizi ve yere daha sağlam basmamızı sağlar.

Burada kimya hakkında verilen ifadelerin anlam kazanabilmesi için, özellikle 10. sınıfın sonunda kimya eğitimini

sonlandıracak öğrencilerimize, kimya adına söylenecek ne varsa söylemek, sözü yarıda kesmemek gerekir. Kimyanın

sözünü bitirmesi demek, bu ders kapsamında öğrendiğimiz her kavram ve ilişkinin hayatla irtibatlandırılması demek-

tir. 9. ve 10. Sınıf Kimya kitaplarının konu-akış kurgularının temeli bu anlayıştır.

Bu bağlamda, 10. Sınıf Kimya kitabının 1. Ünitesinde asitler, bazlar ve tuzlar tanıtılmaktadır. Artık günlük dilimizin

sözlüğüne giren asit, baz ve tuz sınıfı maddelere kuşbakışı bir göz atmak amaçlanmıştır.

2. Ünitede karışımlar işlenirken, derişim, emülsiyon, süspansiyon, koloit, jel, aerosol gibi ilk bakışta çok teknik ayrın-

tı kokusu veren, fakat ilke olarak anlaşılması hiç de zor olmayan terimler ve ayrıca üretim sürecinin temel işlemlerinden

olan ayırma konusu sunulmaktadır.

3. Ünite, enerji türlerine, endüstrinin kullandığı enerji kaynaklarına ve canlıların enerji depoları olan gıdalara hasre-

dilmiştir. Bu ünite, yediğimiz-içtiğimiz hazır gıdaları daha iyi anlamamızı da sağlamaktadır.

4. Ünite ise vatandaşın kimyasıdır. Bu ünite bir bakıma, kimyacıların sözünü bağlamak için biraz durması, ayrıntıya

girmeden kimya ile hayatı buluşturması gayreti gibi de yorumlanabilir. Şehirde, evde, okulda ve işte (endüstride)iç içe

olduğumuz kimya, en kısa yoldan özetlenerek bu bilim dalı ile son defa buluşanlara veda edilmektedir.

Öğrencilerimizin, üretkenliklerine, tüketici olarak bilinçlerine, analitik düşünme ve isabetli karar verme yetilerine,

mütevazi bir katkı olması dileklerimizle.

Editörler

xiiKimya 10. Sınıf

Ünite Organizasyonu:

Bölümler:Her ünitede, öğreneceğimiz kavram ve ilişkilerden birbiri ile ilgili olanların birlikte ele alındığı bölümler yer almaktadır. Bölüm içinde yer alan konular, kısmen ba-ğımsız birimler oluşturan ikincil konu başlıklar altında organize edilmiştir.

İkincil Konu Başlıkları: Bu başlıklar, hem kitabın okunup izlenebilirliğini artıran, hem de izleyen metnin konusunun özünü ima eden seçilmiş ifadelerden oluşur. İkincil konu başlıklarını tamamen bağımsız birimler olarak değil, birbirini tamamlayan ve ana metindeki yol haritasının işaret taşları görevini üstlenen öğeler olarak düşünmek daha doğ-rudur.

Etkinlikler:Kitapta yer alan etkinlikler, niteliğine göre toplu bir etkinlik veya grup olarak plan-lanabilir. Seçilen etkinliklerin çoğu 20-25 dakikadan daha uzun sürmeyen ve uygu-lanması konunun kavranması açısından önemli sayılabilir öğrenme faaliyetleridir. Her etkinlik kutusunda yer alan güvenlik önlemlerinin etkinlik boyunca gö-zetilmesi esastır. Güvenlik sembollerine ilişkin açıklamalar kitabın sonunda (sayfa 262 - 263) verilmiştir.

Öğrendiklerimizi Gözden Geçirelim:Her bölümün sonunda, o bölümde öğrenilenleri hatırlamak, gerekiyorsa tekrar öğrenmek ve pekiştirmek amacıyla açık uçlu sorular, metin yazma gerektiren be-timlemeler ve kavramsal ilişki geliştirici sorulardan oluşan kısa bir değerlendirme niteliğindedir. Buradaki soruların hepsinin cevaplandırılması, gerekiyorsa bölü-mün tekrar gözden geçirilmesi esastır.

Ünite Değerlendirme Soruları:Üniteler sonunda; doğru-yanlış seçimi, açık uçlu soru, ilişki kurma-eşleştirme, me-tinde boşluk doldurma, şekil-metin eşleme ve çoktan seçmeli sorulardan oluşan değerlendirmeye yer verilmiştir. Buradaki soruların cevaplandırılması, gerekiyor-sa ünitenin tekrar gözden geçirilmesi esastır.

KİTABIMIZDA NELER VAR?

1Kimya 10. Sınıf

Kitabımızda neler var?

metin desteKUnsUrları

Metin Destek Unsurları:Kitabın konu akışı içinde, yeri geldiğinde “Hatırlatma”, “İlginç Nokta”, “Unutmayınız!”, muhtemel kavram kargaşası düzeltimi, konu açılımı (okuma parçası), temel bir büyüklüğü tanımlama, dü-şünmeye yorumlamaya teşvik vb. amaçlı çeşitli başlıklar altında düzenlenmiş kısa destek bilgi-leri sunulmuştur. Bu unsurlarda yer alan bilgi, uyarı, tanım ve faaliyetler öğretim programının daha iyi kavranmasına yardımcı olacaktır.

Ortalama bir yetişkin in-san vücudunda 250 g NaCl vardır.

Bal arısının iğnesindeki salgı asidik yaban arısının salgısı ise baziktir.

biliyor musunuz?

Güney Amerika’daki And Dağları’nda, jeolojik za-manlar boyunca birikmiş kuş gübresinden oluşan ve “guano” adı verilen bir doğal cevher bulunur. Bu cevherin ana bileşenleri KNO3 ve NaNO3 tuzlarıdır.

merak edenler için

Su ve tuzlu su homojen özellikte iki farklı mad-dedir. Atomları ve mole-külleri görebilseydik saf suda ve tuzlu suda kaç farklı tür gözleyebilirdik?

düşünelim Yorumlayalım

Her iyonik katının suda çözünür olduğu düşünül-memelidir. Aşağıdaki tuz-ların çözünürlük değerle-rini dikkatle inceleyiniz:

Yeri Gelmişken

ilginç noktaAtmosferde çözünen CO2 gazı derişimi sanayi dev-rimi öncesinde 280 ppm iken günümüzde 400 ppm derişim miktarına ulaşmıştır.

4000 yıl önce Kadim Mısır halkı, ölü beden-lerin çürümekten ko-runursa ölen kişinin tekrar aynı vücutta diri-leceğine inanırdı.

Okuma Parçası

Hatırlatma

Mıknatısla ayırma, eleme, süzme, buharlaştırma, damıtma, yüzdürme gibi yaygın ve basit yöntemler 4. sınıf ve 7. sınıf Fen Bi-limleri derslerinde işlen-miştir.

Unutmayınız!

NEDEN ASİDİK / BAZİK / NÖTRAL

Amonyum klorür tuzu sulu ortamda

NH Cl H O NH H O Cl4 2 3 3"+ + ++ -

2

ASİTLERBAZLAR veTUZLAR

✓ Asitleri ve bazları tanıyalım✓ Asitlerin ve bazların tepkimeleri

✓ Hayatımızda asitler ve bazlar

✓ Tuzlar

Limon, portakal gibi bazı meyvelere kendilerine özgü tatları veren maddelerle yanardağ kraterlerindeki ölümcül asit gölleri ve ma-den endüstrisinin atık suları arasında beklenmedik bir ilişki vardır. Bu ilişkileri gözden geçirirken, sirke içine atılmış yumurtanın uğra-dığı değişimi de anlayabiliriz.

Sözü edilen bu konu asitler / bazlar / tuzlar genel başlığı altında in-celenir. Tuzlar arasında yazın Tuz Gölü’nden hasat edilen sodyum klorürü ve Beypazarı’nda çıkarılan doğal trona (NaHCO3) minera-lini sayabiliriz.

Bu ünitede ilerledikçe asit-baz-tuz ilişkilerini daha yakından tanı-yacağız.

Kimya 10. Sınıf

Simyacılar, sirke, limon suyu gibi ekşi maddelere asit, kül ve kireç gibi acı maddelere de baz adını verdi.

Lavosier (Lavazye), bazı asitlerin yapısında havadaki gazlardan birinin bulunduğunu fark etti. Bu gaza “asit oluşturucu” anlamına gelen oksijen adını önerdi.

Davy (Deyvi), asit özelliği gösteren bileşiklerin hepsinde hidrojen elementi bulunduğunu ileri sürdü.

bÖlÜmler

Antik Dönem 1777 1810

bU Ünite neden Önemli?

✓ Yediğimiz besinlerin bazıları-nın ekşiliğini ve acılığını içerdikle-ri maddelerle ilişkilendirmek için,

✓ Sabunların ciltte oluşturduğu kayganlık hissini yapılarıyla açık-lamak bakımından,

✓ Vücudumuzda sürekli nötral-leşme olayları gerçelleştiğini far-ketmek için

önemlidir.

10.sınıfKimYa .Ünite1

3Kimya 10. Sınıf

Arrhenius (Arhenyus), asitlerin ve bazların suda iyonlaştığını; asitlerin H+ iyonu, bazların ise OH– iyonu oluşturduğunu fark etti.

Bronsted ve Lowry (Bronşted ve Lovri); asitlerin H+ iyonu veren, bazların ise H+ iyonu alan maddeler olduğunu ifade etti.

Lewis (Levis), asitlerin elektron çifti kabul eden, bazların ise elektron çifti sunan maddeler olduğu fikrini ortaya attı.

1884 1923 1923

asitler, bazlar ve tUzlar


4Kimya 10. Sınıf

Şekil 1.1. Etiyopya’da Dallol Yanardağı’ndan çıkan kükürt dioksitin oluşturduğu asit akıntısı.

Asit kelimesi Latince ekşi anlamındadır. Sirke (asetik asit içerir), limon (sitrik

asit içerir) ve portakal (askorbik asit içerir) gibi besinlerin tadı içerdikleri asit-

ler dolayısıyla ekşidir. Limon suyu, sirke, kesilmiş limon gibi besinler metal yü-

zeylere temas etmemelidir; mermer mutfak tezgâhları da böyle asitli sıvılardan

korunmalıdır. Bu sıvılar asidik özellikleri nedeniyle metal ve mermer yüzeyleri

kısmen çözdükleri için yüzeyde aşındırma meydana getirirler.

Bazı yanardağlarda oluşan asitlerin aşındırma etkisi çok daha çarpıcıdır. Bu

asitler yanardağdan çıkan gazların su buharı ile etkileşiminden oluşur (Şekil

1.1).

Baz kelimesi Fransızca temel/esas anlamındadır. Asitlerle tepkimeye girerek

tuz oluşturan temel madde olduklarından dolayı baz adını almışlardır. Sönmüş

kireç (Ca(OH)2), sabun ve deterjanlar içerdikleri bazlar sayesinde elde kayganlık

hissi uyandırırlar. Yağları çözmede ve derilerden kılların giderilmesinde yaygın

olarak kullanılırlar.

Asitleri ve bazları daha yakından tanıyalım (1. etkinlik).

GiriŞ

Kış aylarında; günde bir portakal vücudun günlük C vitamini (askorbik asit) ihtiyacını karşılar. Her gün sabah kahvaltıda 1 por-takalın suyunu (yaklaşık 100 mL) sıkıp içmek, vü-cudun direncini artıraca-ğından kış aylarında gribe karşı doğal bir önlemdir.

biliyor musunuz?

5Kimya 10. Sınıf


ne Öğreneceğiz?

Asidik ya da bazik özellikte olup günlük hayatta yaygın kullanılan bazı maddeleri tanıyacağız.

araç-Gereç:

• Deney tüpü (10 mL; 8 adet), tüplük, dereceli silindir (25 mL)

• Üzüm suyu, limon suyu, çamaşır suyu, saf su, sıvı çamaşır deterja-nı, kolalı içecek, ayran, sirke

• Turnusol kâğıdı (kırmızı ve mavi), pens, eldiven, gözlük

adımlar - Yorumlar: 1. Deney tüplerine her bir çözeltiden 10’ar mL alınız.

2. Her bir deney tüpüne kırmızı ve mavi turnusol kâğıdı batırarak renk değişimini gözlemleyiniz. Renk değişimlerini “kırmızıdan maviye”, “maviden kırmızıya”, “değişmedi” şeklinde not ediniz.

Sıvı Renk değişimi Asit / Baz / Nötral

1 Üzüm suyu

2 Limon suyu

3 Çamaşır suyu

4 Saf su

5 Sıvı çamaşır deterjanı

6 Kolalı içecek

7 Ayran

8 Sirke

3. Turnusol kâğıdının asidik ortamda kırmızı, bazik ortamda mavi olduğunu hatırlayarak incelediğiniz sıvıları asidik/bazik/nötral şeklinde sınıflandırınız.

4. Kırmızı turnusol kâğıdı bir sıvıya daldırılınca renk değişimi gözlenmiyorsa o sıvının asitliği/bazlığı/nötralliği hakkında ne düşünürsünüz?

Yorumlayalım: Bazı renkli maddeler, asitlerin ve bazların etkisiyle renk değiştirir. Çünkü asitler ve bazlar bu maddeler ile

tepkimeye girerek onların yapısını değiştirir.

Çevremizdeki asit ve bazları tanıyalımetkinlik 1

Bu işaretlerin anlamları için Sayfa 262 - 263 bakınız.

GÜvenliK iÇin diKKat

10.sınıfKİMYA .Ünite1

6Kimya 10. Sınıf

Sulu çözeltide H30+, yani H+ iyonu (proton) oluşturan maddelere asit, OH– (hidroksit) iyonu oluşturan maddelere ise baz adı verilir. Bazı asitler oluşturduk-ları H+ iyonunu kendi yapılarından verirken bazıları sudan açığa çıkarabilirler. Yaygın asitlere örnek olarak hidroklorik asit, asetik asit ve kükürt dioksit verilebilir.

bÖlÜm1. asitleri ve bazları tanıYalım

ASİT Suda iyonlaşma denklemi

HCl Hidroklorik asitCH3COOH Asetik asitSO2 + H2O (Sülfüröz asit)

HCl (g) H+ (suda) + Cl– (suda)CH3COOH (suda) CH3COO– (suda) + H+ (suda)SO2 (g) + H2O H+ (suda) + HSO3

− (suda)

Sodyum hidroksit ve amonyak da bazların bilinen örneklerindendir.

BAZ Suda iyonlaşma denklemi

NaOH Sodyum hidroksitNH3 Amonyak

NaOH (k) Na+ (suda) + OH– (suda)NH3 (suda) + H2O NH4

+ (suda) + OH– (suda)

Asitler sudaki çözeltilerinde tamamen ya da kısmen iyonlaşırlar. Denklem-lerde tamamen iyonlaşma için ( ); kısmen iyonlaşma için ise ( ) işareti kullanılır.

Aslında suda oluşan iyonlar yalın hâlde değildir; hepsi su molekülleri ile sarılı

durumdadır. Bu gerçeğe işaret etmek için, iyonlaşma olaylarında suda çözünen türün sağına “(suda)” eklenir. H+ iyonu, su ortamında hiçbir zaman bağımsız hâl-de bulunamaz; bir su molekülüne tutunarak H3O+ (hidronyum) iyonu oluşturur. Ancak gösterim kolaylığı için tepkime denklemlerinde kimi zaman H3O+ yerine H+ kullanılabilir ve H+ gösterilen her yerde H3O+ kastedildiği unutulmamalıdır.

Aşağıdaki denklemleri inceleyiniz:

HCl (g) H+ (suda) + Cl– (suda) (Kısaltılmış gösterim)HCl (g) + H2O (s) H3O+ (suda) + Cl– (suda) (açık gösterim)

CH3COOH (suda) CH3COO– (suda) + H+ (suda) (Kısaltılmış gösterim)CH3COOH (suda) + H2O (s) CH3COO– (suda) + H3O+ (suda) (açık gösterim)

H2O

H2O

H2O

• Asit• Baz• pH• Suyun iyonlaşması

Kavramlar

H+ iyonu sulu ortamda birden fazla su molekü-lüyle sarılır. Bunun sonu-cunda H5O2

+, H7O3+ ve

H9O4+ gibi iyonlar oluşur.

Bu iyonların ortak göste-rimi H3O+ dır.

biliyor musunuz?

7Kimya 10. Sınıf


Bazı bazlar sulu çözeltide OH− (hidroksit) iyonunu kendi yapısından verirken bazıları da sudan açığa çıkarabilir:

NaOH (k) Na+ (suda) + OH– (suda)NH3 (suda) + H2O (s) NH4

+ (suda) + OH– (suda)

Kimyasal denklemlerde fiziksel hali ve su ortamındaki durumu gösteren (k) , (s), (g) ve (suda) işaretleri maddelerin formülleri kadar önemli gösterimlerdir. Bu işaretler gerekli olduğu her durumda kullanılmalıdır. Ancak tepkimedeki mad-delerin fiziksel hallerine değil değişime vurgu yapılıyorsa, bu işaretleri kullan-madan da tepkime yazılabilir.

Örneğin CO2, SO2, N2O3, N2O5 gibi gazlar suda çözündükleri zaman asidik özellik gösterirler. Oluşturdukları asitler de suda iyonlaşarak H+ oluştururlar. Bu gazların su ile iki basamaklı tepkimeleri aşağıdaki gibi gösterilir.

1. Basamak 2. Basamak

CO2 + H2O H2CO3 (karbonik asit)

SO2 + H2O H2SO3 (sülfüröz asit)

N2O3 + H2O 2HNO2 (nitröz asit)

N2O5 + H2O 2HNO3 (nitrik asit)

H2CO3 H++ HCO3–

H2SO3 H++ HSO3–

HNO2 H++ NO2–

HNO3 H++ NO3–

Sönmemiş kireç (CaO, kalsiyum oksit), amonyak (NH3) gibi bileşikler de suda çö-zününce önce bir hidroksit bileşiği oluştururlar; oluşan bu bazlar da iyonlaşıp OH– verir.

CaO + H2O Ca(OH)2 Ca(OH)2 Ca2+ + 2 OH–

NH3 + H2O NH4OH NH4OH NH4+ + OH–

Eski Türkçe’de aside hamız, baza ise kale-vi veya alkali denirdi. Azerbaycan Türkleri aside turşu baza ise ka-levi derler.

biliyor musunuz?


8Kimya 10. Sınıf

Saf su kendi kendine iyonlaşır.

H2O + H2O H3O+ + OH–

İki su molekülü arasında H+ alışverişi aşağıdaki tepkime ile kısaltılarak da gösterilebilir.

H2O H+ + OH–

Yukarıdaki denklemden anlaşılacağı gibi “su” hem asit hem de baz özelliğine sahiptir. Sulu çözeltilerin hepsinde, H+ veya OH– iyonları çözünen maddeden gelebileceği gibi suyun iyonlaşmasından da gelir. Asidik çözeltilerde H+ yanında sudan gelen OH– de bulunur. Bazik çözeltilerde ise OH– yanında sudan gelen H+ bulunur.

Saf suda H+ veya OH– iyonlarının sayıları birbirine eşittir. Bu gerçeği ifade etmek için “saf su nötraldir” deriz. Saf su gibi, bazı tuzların çözeltileri de nötral-dir. Örneğin NaCl ve KNO3 tuzları suda çözününce sadece kendi katyonlarını ve anyonlarını oluştururlar.

NaCl Na+ (suda) + Cl– (suda)

KNO3 K+ (suda) + NO3– (suda)

Bu tuzların çözeltilerinde H+ veya OH– iyonları sadece sudan geldiği için or-tamın pH değeri 7’dir. Bu yüzden NaCl ve KNO3 tuzları nötraldir.

Bir çözeltide H+ iyon sayısı çoksa (asidik çözelti) OH– iyon sayısı azdır. Ter-sine OH– iyonları sayıca çoksa (bazik çözelti) H+ iyon sayısı azalır. Bu iki iyonun çözeltideki miktarı pH kavramı ile ifade edilir. pH kavramına tekrar döneceğiz.

Asitlerin ve bazların deneyerek gözlemlediğimiz genel özellikleri yanında başka özellikleri de vardır ve bunlar aşağıda listelenmiştir:

1. Sulu çözeltilerinde iyonlaşırlar ve çözeltide elektriği iletirler. 2. Sulu çözeltilerinde H+ iyonu oluştururlar.3. Mavi turnusol kâğıdının rengini kırmızıya çevirirler. 4. Bazlarla tepkimeye girerek tuz oluştururlar.5. Bazı metallerle tepkimelerinde H2 gazı çıkartırlar.6. Bulundukları maddelere ekşilik katarlar.7. Çözeltilerinin pH değerleri 7’den küçüktür.

su asit midir, baz mıdır?

H2O

H2O

asitlerin Genel Özellikleri

9Kimya 10. Sınıf


Asitler gibi bazlar için de genel geçerliliği olan özel-likler vardır ve bunlar aşağıda listelenmiştir:

1. Sulu çözeltilerinde iyonlaşırlar ve çözeltide elekt-riği iletirler.

2. Sulu çözeltilerinde OH− iyonu oluştururlar.

3. Kırmızı turnusol kâğıdının rengini maviye çevirirler.

4. Asitlerle tepkimeye girerek tuz oluştururlar.

5. Elde kayganlık hissi uyandırırlar.

6. Bulundukları maddelere acılık katarlar.

7. Çözeltilerinin pH değerleri 7’den büyüktür.

Çözeltilerin asitlik ya da bazlığı, içerdikleri H+ ve OH− bağıl miktarlarına göre değişir. Çözeltideki H+ iyonları arttıkça asitlik artar ve pH düşer. Tersine OH−

iyonları çoğaldıkça bazlık artar; pH yükselir. Aşağıdaki ilişkileri dikkatle okuyunuz.

pH < 7 ortamdaki H+ iyon sayısı, OH− sayısından

büyüktür, çözelti asidiktir.

pH = 7 ortamdaki H+ ve OH− iyon sayıları birbirine eşittir, çözelti nötraldir.

pH > 7 ortamdaki OH− iyon sayısı, H+ sayısından büyüktür, çözelti baziktir.Cildimizin normal pH de-ğeri 4,5 - 6,5 aralığındadır. Geleneksel sabunlarla (pH 9 -10) yıkadığımızda cildi-mizde nötralleşme tep-kimesi meydana gelerek, cildin pH değeri yükselir. Sabunlanmış cilt bol suyla yıkanmazsa, ciltte kuruma ve çatlama meydana gelir. Ancak sağlıklı bir cilt, bir süre sonra tekrar gerekli nem ve pH dengesine ka-vuşur.

Cilde zarar vermemesi amacıyla pH değeri 5,5 civarında olan sabunlar üretilmektedir.

biliyor musunuz?

bazların Genel Özellikleri

pH Ölçeği

pH

Nötral

[H3O+]

1314

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

[OH- ] Turnusol bazı likenlerden (kayaların üzerinde yaşa-yan mantar ve yosundan oluşan organizma) elde edilen suda çözünen bir boyar maddedir. Çözelti olarak veya bir filtre kâğı-dına emdirilerek kullanılır. Bu kâğıda turnusol kâğıdı denir ve maddelerin asitli-ğini / bazlığını belirlemek için kullanılır. Mavi turnu-sol kâğıdı, asidik ortamda kırmızı renge, kırmızı tur-nusol kâğıdı ise bazik or-tamda mavi renge döner. Turnusol kağıdının asidik ve bazik ortamda rengi-nin değişmesini içindeki 7-hidroksi fenoksazon maddesi sağlar. Bu mad-denin asidik hâli kırmızı bazik hâli ise mavidir.

merak edenler için

1) Aşağıdaki tepkimelerde su ile etkileşen türü asit ya da baz şeklinde niteleyiniz.

NH4Br + H2O NH3 + Br– + H3O+ ( )C6H5ONa + H2O C6H5OH + Na+ + OH– ( ) Na2CO3 + H2O NaHCO3 + Na+ + OH– ( )FeCl3 + 6H2O Fe(OH)3 + 3Cl– + 3H3O+ ( ) NaCN + H2O HCN + Na+ + OH– ( )

2) SO2 gazının suyla tepkimesini yazarak asitliğini/bazlığını irdeleyiniz.3) Litresinde 7 g NaNO2 (69 g/mol) bulunan sulu çözeltinin pH’ sı 9 civarındadır. Bu bileşiğin yapısında H+ iyonu bulunmadığı halde çözeltideki H+ nereden gel-mektedir? Açıklayınız.

Öğrendiklerimizi Gözden Geçirelim


10Kimya 10. Sınıf

Asit ve bazların tepkimeleri incelenirken öncelikle tepkimeye giren asit veya bazın kuvvetli / zayıf olup olmadıkları göz önünde bulundurulur.

Kuvvetli asit veya kuvvetli baz denince, bol çözünen ve sulu çözeltide tama-men iyonlaşan maddeler anlaşılır. Zayıf asitler ve zayıf bazlar ise sulu çözeltide kısmen iyonlaşır. Tamamen iyonlaşma denince asidin veya bazın pratikçe %100 iyonlaşması, yani ortamda iyonlaşmamış tür kalmadığı akla gelmelidir.

HCl, H2SO4 , HNO3 , HClO4 gibi asitler kuvvetli asitlerdendir. Diğer kuvvetli asitlerde olduğu gibi, perklorik asit de sulu çözeltisinde iyonlaştığında çözeltide HClO4 molekülü kalmaz; tamamı, H3O+ ve ClO4

− iyonlarına dönüşür.

HClO4 + H2O H3O+ + ClO4−

CH3COOH (asetik asit), HF (hidroflorik asit), HCN (hidrosiyanik asit), H2S (hid-rojen sülfür), HOOC - COOH (okzalik asit), C6H5COOH (benzoik asit), H3PO4 (fosfo-rik asit), H2CO3 (karbonik asit) ise zayıf asitlere örnektir. Bu asitler sulu çözeltide derişime göre çeşitli oranlarda iyonlaşır. Örneğin asetik asidin % 1’i iyonlaştığın-da 100 tane asetik asit bileşiğinden 1 tanesi asetat ve hidronyuma dönüşürken, 99 tanesi asetik asit bileşiği olarak kalır.

CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO−

Zayıf asit ya da bazların sudaki tepkimeleri yazılırken çift yönlü okla gösteri-lir. Asetik asit örneğinde, tepkimenin sağa doğru yönde olduğu durumda asetik asit ayrışarak asetat ve hidronyuma dönüşürken, sola doğru yönde ise hidron-yumla asetat birleşerek asetik asit oluşturur.

NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 gibi bazlar kuvvetli bazlardandır. Kuvvetli baz-lar da sulu çözeltide tamamen iyonlaşırlar.

bÖlÜm2. asitlerin / bazların tePKimeleri

• Kuvvetli asit

• Zayıf asit

• Kuvvetli baz

• Zayıf baz

• Nötralleşme tepkimesi

• İndikatör

• Net iyonik tepkime

• Nötralleşme titrasyonu

Kavramlar

pH kavramı, ilk olarak 1909 yılında Danimarkalı kimyager Søren Sørensen tarafından tanımlanmış-tır. pH, “power of hyd-rogen” (hidrojenin gücü) teriminin kısaltmasıdır. Bir çözeltinin pH değeri evrensel pH kağıtlarıyla veya pH metre denilen H+ iyonuna duyarlı elektrot-lar vasıtasıyla ölçülür.

biliyor musunuz?

11Kimya 10. Sınıf


Başlıca kuvvetli asitler ve bazlar aşağıda listelenmiştir. Bu listede yer almayan her asidin ve bazın zayıf olması kuvvetle muhtemeldir.

Kuvvetli asitler Kuvvetli bazlar

Formülü Adı Formülü Adı

HClO4 Perklorik asit NaOH Sodyum hidroksit

HI Hidroiyodik asit KOH Potasyum hidroksit

HBr Hidrobromik asit LiOH Lityum hidroksit

HCl Hidroklorik asit RbOH Rubidyum hidroksit

H2SO4 Sülfürik asit Ca(OH)2 Kalsiyum hidroksit

HNO3 Nitrik asit Ba(OH)2 Baryum hidroksit

NH3 ise zayıf bazlara örnektir. Sulu çözeltisinde kısmen iyonlaşır ortamda çok sayıda bileşiği az sayıda ise iyonları bulunur. Amonyağın sulu çözeltide % 1’i iyonlaştığında 100 amonyak bileşiğinden 1 ‘i amonyum ve hidroksite dönüşür-ken 99 ‘u amonyak bileşiği olarak kalır.

NH3 + H2O D NH4+ + OH–

Kuvvetli asit veya bazlar elektriği iyi iletirken, zayıf asit veya bazlar elektriği az iletir. Bu da ortamda oluşturdukları iyon sayısıyla ilişkilidir. Kuvvetli asitlerle kuvvetli bazların eşdeğer miktarlarının tepkimelerinden oluşan çözeltinin pH değeri 7 dir, yani nötraldir. H2SO4 / NaOH; H2SO4 / Ca(OH)2 ; HCl / NaOH çiftleri-nin nötralleşme tepkimelerinde oluşan tuzlar nötral karakterlidir.

nOtlarım:


12Kimya 10. Sınıf

Amonyak (NH3) çözeltisi bir bazdır. Çünkü amonyak suda çözününce NH4OH oluşur.

NH3 + H2O NH4OH

Bu çözeltinin bulunduğu kabın kapağı açılınca NH3 gazı çıkar. Öte yandan HCl (hidrojen klorür) kuvvetli bir asittir. Bu asidin derişik çözeltisinden de HCl gazı çıkar. Sözü geçen iki çözelti karıştırılınca bir tuz oluşur (Şekil 1.2).

NH3(g) + HCl (g) NH4Cl(k)

Benzer şekilde, Ca(OH)2 bazı ile H2SO4 asidi tuz oluşturabilir.

Ca(OH)2 + H2SO4 CaSO4 + 2 H2O

Yukarıdaki örnekte olduğu gibi bir asitle bir bazın tepkimeye girerek tuz ve su oluşturduğu olaylara nötralleşme tepkimesi adı verilir. Nötralleşme denince asidin asitliğini bazın da bazlığını kaybettiği anlaşılmalıdır. Oluşan tuzun sulu çözeltisi nötral olabileceği gibi asidik veya bazik de olabilir. Bu konu 11. sınıfta tekrar ele alınacaktır.

Yukarıdaki tepkimede 1 mol Ca(OH)2 bazıyla 1 mol sülfürik asit tepkimeye girerek bir mol CaSO4 tuzu ve 2 mol su oluşmuştur. Bir tepkimede girenlerin ve ürünlerin mol sayıları arasındaki ilişkileri inceleyen işlemlere “stokiyometri” (element ölçümü) adı verilir.

Tepkimeye giren asitle bazın mol sayısı stokiyometrik olarak eşdeğer oldu-ğunda, tepkime sonunda ortamda asit veya baz kalmaz tamamı tuz ve suya dönüşür. Yukarıdaki asidin 2 tane H+, bazın ise 2 tane OH− içerdiğine bakılırsa bileşiklerin birer molünün sulu çözeltide sırasıyla 2 mol H+ ve 2 mol OH− oluştu-racağı anlaşılır. Yani 1 mol Ca(OH)2 ile 1 mol H2SO4 eşdeğerdir.

NaOH ile H2SO4 arasındaki

2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2 H2O

tepkimesi düşünülürse, stokiyometrik denklik için, 2 mol NaOH başına 1 mol H2SO4 almak gerekir. Burada 1 mol asit, 2 mol bazla tepkimeye girerek 1 mol tuz ve 2 mol su oluşturmaktadır. Bir tane H2SO4 molekülü sulu çözeltiye 2 tane H+ iyo-nu kazandıracağından, bu H+ iyonlarını nötralleştirmek için 2 tane OH− iyonuna ihtiyaç vardır. Yani 1 tane H2SO4 başına 2 tane NaOH gerekmektedir. O halde 1 mol (6,02 × 1023 tane) H2SO4 ‘i nötralleştirmek için 2 mol (2 × 6,02 × 1023 tane) NaOH gerekir.

vz nötralleşme tepkimeleri

Şekil 1.2. Şişeler açılınca buharlaşan derişik amon-yak ile derişik hidroklorik asitten gaz fazında beyaz renkli amonyum klorür tu-zunun oluşumu:

NH3(g) + HCl (g) NH4Cl(k)

13Kimya 10. Sınıf


0,12 mol saf NaOH ile, 0,25 mol saf HCl suda çözülüyor ve nötralleş-me tepkimesi gerçekleşiyor.

a) Nötralleşme tam olur mu? Artan madde varsa nedir?b) Oluşan çözeltiye 2 damla fenolftalein indikatörü ekleniyor. Çözel-tinin rengi ne olur; neden?

Alıştırma

Çözüm

a) Nötralleşme tepkimesi aşağıdaki gibidir:

HCl + NaOH NaCl + H2OnNaOH = 4,8g / 40(g / mol) = 0,12 mol

nHCl = 0,25 mol.

Yukarıdaki denk tepkimede 1 mol HCl ile 1 mol NaOH tepkimeye gir-diğine göre 0,12 mol NaOH ile 0,12 mol HCl tepkimeye girer. Tep-kimede NaOH tamamen tükenirken HCl asidinin bir k ısmı(0,25 - 0,12 = 0,13 mol HCl) artar.

b) Ortamda nötralleşmemiş HCl kalacağı için ortamın pH değeri 7’den küçük olur. Fenolftalein indikatörü bu pH bölgesinde renksizdir.

Demlenmiş çay, kırmızı üzüm suyu ve kırmızı lahana suyu gibi çözeltilerin kendilerine özgü doğal renkleri vardır. Bunların üzerine sirke gibi asidik veya ça-maşır sodası gibi bazik maddeler eklediğimizde renkleri değişir. Asitler ve bazlar renkli çözeltiler ile tepkimeye girerek renk değişimine yol açar. Asitler veya baz-larla etkileşerek renk değiştiren maddelere asit / baz indikatörü (belirteç) adı verilir. Pek çok maddenin sulu çözeltide asidik mi bazik mi olduğunu anlamak için asit / baz indikatörleri kullanılır. Ayrıca bazı indikatörler süzgeç (filtre) kâğıt-larına emdirilip kullanılır. Bunlara pH kâğıdı denir.

Metil oranj ve fenolftalein çözeltileri yaygın olarak kullanılan asit / baz indi-katörlerindendir. Metil oranj 3,1’den küçük pH larda kırmızı, 4,4’ten büyük pH larda ise sarı renklidir. Fenolftalein ise 8,3’ten küçük pH larda renksiz, 10’dan bü-yük pH larda ise pembe renklidir. Bitkilerdeki indikatör özellikli renkli maddele-rin de farklı pH’lardaki renkleri farklıdır (2. etkinlik).

asit baz indikatörleri ilginç noktaOrtanca çiçeğinin rengi, yetiştiği toprağın asitli-ğine bağlıdır. Asidik top-rak, mavi renkli çiçeklerin oluşmasına, bazik toprak ise pembe renkli çiçek-lerin oluşmasına neden olur.

0,12 mol naOH kaç gramdır?NaOH bazının mol kütlesi:

40(g / mol) ‘dür.

mNaOH = 0,12mol x 40g/mol

= 4,8 g’dır.

merak edenler için

14Kimya 10. Sınıf


ne Öğreneceğiz?

Asit baz indikatörü olarak kullanılabilecek çay, kırmızı lahana gibi do-ğal maddelerin asidik/bazik çözeltilerdeki ve saf sudaki renk değişimle-rini gözden geçireceğiz.

araç-Gereç:

• Saf su, 250 mL’lik beher, dereceli silindir (100 mL ve 10 mL), deney tüpü (10 mL, 8 adet), şişe (150 mL, 2 adet), tüplük, gözlük, damlalık, bek, terazi, sacayak, tel kafes, küçük parçalar halinde doğranmış 10 g kırmızı lahana, 5 g çay, limon suyu, sirke, sodyum karbonat, kireç

• Sodyum karbonat çözeltisi: 100 mL suda 1 g sodyum karbonat (Na2CO3) çözülür

• Kireç suyu (Ca(OH)2): 100 mL suda 0,1 g kalsiyum oksit (CaO) çözülür; bulanıklık varsa süzülerek kapaklı bir şişede saklanır

• Lahana suyu: Bir beher içindeki 100 mL suya 10 g lahana konup 5 dakika kaynatılır. Soğuyunca üstteki sıvı kısım bir şişeye aktarılır

• Çay demi: Bir beher içindeki 100 mL kaynar suya 5 g çay konup 10 dakika bekletilir; soğutulur ve süzülür

indikatörümüzü Kendimiz Yapalımetkinlik 2



15Kimya 10. Sınıf


adımlar - Yorumlar:

1. Deney tüplerini 1’den 8’e kadar numaralandırarak etiketleyiniz. Her tüpe aşağıdaki çizelgede ikinci satırdaki sıvılardan ve üçüncü satırdaki indikatörlerden 4’er mL koyunuz.

2. Her tüpte gözlemlediğiniz rengi tabloya not ediniz.

Tüp No 1 2 3 4 5 6 7 8Sıvı Limon

suyuSirke Sodyum

Karbonat çözeltisi

Kireç suyu Limon suyu

Sirke Sodyum Karbonat çözeltisi

Kireç suyu

İndikatör Kırmızı lahana suyu

Kırmızı lahana suyu



Çay demi Çay demi Çay demi Çay demi

Gözlenen

renk

3. Kırmızı lahana suyunun dört ayrı ortamdaki rengini karşılaştırınız.

4. Çay deminin dört ayrı ortamdaki rengini karşılaştırınız.

5. Sizce kırmızı lahana suyu veya çay demi bir maddenin asit veya baz özelliği taşıyıp taşımadığını anla-mak amacıyla kullanılabilir mi? Nasıl?

Yorumlayalım:Limon suyu ve sirke asidik; sodyum karbonat ve kireç suyu bazik çözeltilerdir. Kırmızı lahana suyunun

rengi asidik ortamlarda kırmızı-mor; bazik ortamlarda yeşil-sarıdır. Çay demi ise, asidik ortamlarda turun-cu-sarı; bazik ortamlarda koyu kırmızıdır. Kırmızı lahana ve çay demi ortamın asitliğine/bazlığına göre renk değiştirdiği için doğal indikatör örnekleridir.


16Kimya 10. Sınıf

tepkimelerin basit Gösterimi

Diğer tepkimelerde olduğu gibi nötralleşme tepkimelerinde de tepkimeye girenlerde (tepken) ve tepkimeden çıkanlarda (ürün) elementlerin atom sayıları eşit olmalıdır. Örneğin, aşağıdaki nötralleşme tepkimesinde okun iki tarafında her elementin toplam atom sayıları değişmeden kalmıştır:

2HNO3 + Ca(OH)2 Ca(NO3)2 + 2H2O

Öte yandan bu tepkimeye giren maddeler, sırasıyla kuvvetli asit ve kuvvetli bazdır. Yani tepkimeye girmeden önce bu maddeler %100 oranında iyonlaşırlar. Tepkimede oluşan Ca(NO3)2 tuzu da su ortamında tam olarak iyonlaşır. Sonuç olarak yukarıdaki denklemin daha doğru gösterimi aşağıdaki gibi olmalıdır.

{2H++ 2 NO3−(suda)} + {Ca2+(suda) + 2OH−(suda)} {Ca2+(suda) +2 NO3

−(suda)} + 2H2O

Bu tepkimede her iki taraftaki ortak iyonları sadeleştirirsek, geriye

2H+ + 2OH− 2H2O

gösterimi kalır. Bu gösterimde bütün türler için 2 katsayısı ortak olduğundan sadeleştirme yapılabilir. Net iyonik denklem aşağıdaki gibidir.

H+ + OH− H2O

Her kuvvetli asidin kuvvetli bazlarla tepkimesi için yukarıdaki denklem ge-çerlidir.

Örneğin, aşağıda solda gösterilen tepkimelerin her biri sağda gösterilen şe-kilde net iyonik denkleme dönüştürülebilir.

HCl + NaOH NaCl + H2O H+ + OH− H2O

HClO4 + KOH KClO4 + H2O H+ + OH− H2O

17Kimya 10. Sınıf


Ancak, zayıf asitler ve bazlarda iyonlaşma ihmal edilebileceği için yukarıdaki genel iyonik denklem geçerli değildir. Örnek olarak zayıf bir asit olan HF ile kuv-vetli bir baz olan NaOH arasındaki tepkimeyi inceleyelim:

HF + NaOH NaF + H2O

Girenlerin ve ürünlerin iyonlaşmasını dikkate alarak bu denklemi aşağıdaki gibi yazabiliriz:

{HF(suda)} + {Na+(suda) + OH−(suda)} {Na+(suda) + F−(suda)} + H2Obu denklemde değişmeden kalan türler iki tarafta da sadeleştirilince aşağıdaki net iyonik denklem elde edilir:

HF + OH− F− + H2O

Buna benzeyen aşağıdaki örnekleri inceleyiniz.

CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2OCH3COOH + OH− CH3COO− + H2O

NH3 + HCl NH4+ + Cl–

NH3 + H+ NH4+

nOtlarım:


18Kimya 10. Sınıf

Şekil 1.3. Asit baz titras-yonlarında reaksiyonun ta-mamlanması renk değişimi ile belli olur.

nötralleşme titrasyonu

Asit baz tepkimelerinin seyri titrasyon adı verilen teknikle incelenir.

Bu tekniğe göre erlendeki baz çözeltisine indikatör damlatılır ve sonra bü-

retten damla damla HCl çözeltisi ilave edilir. Ortama eklenen indikatörün asidik

halinin rengi bazik halinin renginden farklı olduğu için, ortam renk değiştirdi-

ğinde nötralleşme tepkimesinin tamamlandığına karar verilir. Erlendeki bazın

mol sayısı, büretteki asidin mol sayısına eşit olmalıdır; çünkü

NaOH + HCl NaCl + H2O

denklemine göre harcanan her 1 mol HCl, 1 mol NaOH nötürleştirir.

Şekil 1.3’te mol sayısı bilinmeyen 50 mL NaOH çözeltisine bazik hâlinin

rengi pembe olan 3 damla fenolftalein indikatörü damlatılmıştır . Büretteki mol

sayısı bilinen hidroklorik asit çözeltisi büretin musluğu açılarak damla damla

ilave edilmektedir. Ortamdaki bütün NaOH’ten gelen OH− iyonları, HCl’den ge-

len H+ iyonlarıyla tepkimeye girerek tam nötralleştiğinde ortamın pH’sı 7 olur.

Bundan sonra eklenen ilk HCl damlası ortamı asidik yapacağından, ortamın git-

tikçe açılan pembe rengi birden renksiz olur. Bu durumda titrasyonun tamam-

landığına karar verilir. Çünkü ortamdaki bütün baz nötralleşmiş ve indikatör

asidik haldeki rengine dönüşmüştür. Eklenen asidin mol sayısı bilindiğinden,

buna eşdeğer bazın mol sayısı bulunur. Siz de bir nötralleşme titrasyonu ger-

çekleştirebilirsiniz (3. etkinlik).

19Kimya 10. Sınıf


ne Öğreneceğiz?

Basit bir nötralleşme titrasyonunun nasıl yapılacağını öğreneceğiz.

araç-Gereç:

• Terazi

• Beher (250 mL, 4 adet); erlen (250 mL); ölçülü balon (100 mL, 3 adet); pipet (1 mL ve 10 mL); lastik puar; büret (50 mL); damlalıklı şişe (kapaklı, 25 mL); damlalık; cam baget; dereceli silindir (100 mL)

• Üçayak (mesnet); destek çubuğu; büret kıskacı; etiketler

• NaOH; HCl (derişik); fenolftalein (indikatör); etanol; saf su

• İndikatör çözeltisi: Fenolftalein katısından 0,25 g tartıp erlene alı-nız; dereceli silindir ile ölçtüğünüz 25 mL etanolü ekleyiniz, erleni çalkalayarak katının çözünmesini sağlayınız. Çözeltiyi damlalıklı şi-şeye alarak kapağını kapatınız ve etiketleyiniz

• Baz çözeltisi: 0,40 g NaOH tartarak, ölçülü balona koyunuz. Saf su ile çözerek hacmi 100 mL’ye tamamlayınız ve etiketleyiniz

• Asit çözeltisi: Puarlı pipet ile derişik HCl çözeltisinden (kütlece %37’lik, d = 1,19 g / mL) 0,82 mL çekip 100 mL’lik ölçülü balona alı-nız ve hacmini saf su ile 100 mL’ye tamamlayınız ve etiketleyiniz


1. Baz çözeltisinden pipetle 10 mL alıp erlene koyunuz. Üzerine 40 - 50 mL saf su ilave ediniz ve 3 damla indikatör çözeltisi damlatınız. Çözeltinin rengine bakarak ortamın pH değerini saf suyunki ile karşılaştırınız.

2. Büreti kıskaca tutturup huni yardımıyla, taşmayacak şekilde asit çözeltisi ile doldurunuz. Asit çözel-tisini, üst seviyesindeki içbükey alt çizgisi sıfır hizasına gelecek şekilde musluktan boşaltınız (Bu konuda öğretmenden yardım alınız).

3. Büretteki asit çözeltisinin hacmini okuyunuz (Şekil 1.4). Erleni büretin altına koyarak büretin muslu-ğunu kontrollü şekilde açıp erleni çalkalarken HCl çözeltisi damlatınız. Damlatma işlemine indikatör renk değiştirene kadar devam ediniz. Sizce indikatörün renk değiştirdiği noktada asit ilavesini durdurmak neden önemlidir?

nötralleşme titrasyonu Yapalım!etkinlik 3

Şekil 1.4. Bürette hacmin okunması

9

10

24

25

9,60 mL 24,65 mL



20Kimya 10. Sınıf


4. İndikatör renk değiştirince musluğu kapatınız, büretten harcanan miktarı, sıvı seviyesi içbükeyinin

altından bakarak okuyunuz.

5. Harcadığınız HCl çözeltisi hacmini kaydediniz. Erlene konulan çözeltide 1 mol NaOH olsaydı, büretten

kaç mol HCl harcamak gerekirdi?

6. Kullandığınız HCl çözeltisinin 1 L’sinde yaklaşık 0,1 mol HCl bulunduğuna göre 1 mL’sinde kaç mol HCl

vardır?

7. Titre ettiğiniz NaOH çözeltisinde bulunan NaOH mol sayısını hesaplayınız.

Yorumlayalım:

HCl ve NaOH sulu çözeltileri renksizdir. Bu maddelerin tepkimelerinin seyrini izlemek için mümkün yol-

lardan biri, ortamdaki pH değişimini görünür hale getirmektir. NaOH çözeltisinde ortamın pH değeri 7’den

büyük (bu etkinlikteki özel hal için yaklaşık 13) olduğundan bu ortamda fenolftalein pembe renk alır. Orta-

ma HCl çözeltisi ilave edildikçe pH değeri düşer. Asidin ve bazın birbirine eşdeğer olduğu noktada pH=7’dir.

Asidin biraz fazlası pH değerini 7’nin çok altına düşürür. Asidik ortamda fenolftalein renksizdir.

Bu işleme titrasyon denir. Titrasyon asit ve baz arasındaki tepkimenin izlenebilmesi için faydalı bir tek-

niktir.

nötralleşme titrasyonu yapalım!etkinlik 3

21Kimya 10. Sınıf


asitlerin metallere etkisi ilginç nokta

Gazlı içecekler, meyve suyu gibi asidik içecekler alüminyum alaşımından yapılmış kutularda sakla-nabilir. Alüminyum yüze-yi, ince bir oksit (Al2O3) filmi ile kaplanınca, olu-şan katman yüzeyi asit-lerin aşındırıcı etkisinden korur.

Elektron verme eğilimi hidrojenden büyük olan K, na, Ca, mg, al, zn, Fe, ni, sn, Pb, gibi metallere aktif metaller, Cu, Ag, Hg, Au, Pt, Pd gibi elektron verme eğilimi hidrojenden küçük olan metallere ise pasif metaller adı verilir. Asit çö-zeltileri fazla miktarda hidrojen iyonları içerir. Aktif metaller asit çözeltisi içine atıldıklarında H+ iyonlarına elektron vererek H2 gazı oluştururlar. Bu olay sırasın-da metal aşınır, atomu da suda çözünmüş (+) yüklü iyonlara dönüşür. Aşağıdaki örnekleri inceleyiniz.

( )K H SO K SO H g2 2 4 2 4 2" -+ + 2Al 6HCl 2AlCl H (g)33 2" -+ +

( )Na HCl NaCI H g2 2 2 2" -+ + ( )Zn HNO Zn NO H g2 3 3 2 2" -+ +^ h( )Ca H SO CaSO H g2 4 4 2" -+ + ( )Fe HCl FeCl H g2 2 2" -+ +

( )Mg H PO Mg PO H g3 2 33 4 3 4 2 2" -+ +^ h Pasif metaller ise asitlerden etkilenmez; yani asitlerden H2 gazı çıkartmazlar.

Cu + HCI Tepkime olmaz

Ag + HCI Tepkime olmaz

Hg + HCI Tepkime olmaz

Au + HCI Tepkime olmaz

Pt + HCl Tepkime olmaz

Ancak bazı pasif metaller HNO3 ve H2SO4 gibi oksijenli asitlerle, özellikle asit de-rişik ise tepkimeye girerler. Tepkime sonucu H2 gazı değil başka bir gaz açığa çıkar. Derişik H2SO4 kullanıldığında SO2 gazı; seyreltik HNO3 ile NO gazı, derişik HNO3 ile NO2 gazı açığa çıkar:

Cu H SO2 2 4+ (derişik) ( ) ( )Cu SO SO g H O s22 22 24" + + ++ -

( )Cu H SO seyreltik2 2 4 "+ Tepkime olmaz

( ) ( )Cu HNO Cu NO NO g H O s4 2 2 232

3 2 2"+ + + ++ -

( ) ( )Ag H SO Ag SO SO g H O s2 2 2 22 4 42

2 2"+ + + ++ -

( ) ( )Hg HNO Hg NO NO g H O s4 2 2 232

3 2 2"+ + + ++ -

Altın, platin ve paladyum, HNO3 ve H2SO4’ten de etkilenmez. Bu metallere soy metal denir. Soy metaller sadece, kral suyu denilen bir asit karışımında çözünür.

( )Pt HNO HCl H PtCl NO g H O2 4 2 23 2 4 2 2" -+ + + +Asitlerin metallere etkisini deneyerek gözlemleyebilirsiniz (4 . etkinlik).

ilginç noktaAltın soy metaldir. Bilinen hiçbir asit ile tepkimeye girmez. Ancak kral suyu adı verilen 3 hacim deri-şik HCl ve 1 hacim derişik HNO3 karışımında tepki-meye girerek çözünür.

Au HNO HClHAuCl NO H O

3 43 33

4 2 2

"

-

+ ++ +


22Kimya 10. Sınıf

ne Öğreneceğiz?

Birçok metalin asit çözeltisine atıldığında H+ iyonlarına elektron ve-rerek H2 gazı oluşturmasını; bu olay sırasında metal atomlarının da (+) yüklü iyon haline geçerek asit çözeltisinde çözündüğünü göreceğiz.

araç - Gereç:

• Metal parçaları: Kurşun, çinko, demir, kalay, alüminyum, nikel, magnezyum, bakır,

• L- tipi cam boru geçirilmiş lastik tıpa (8 adet),

• HCl çözeltisi (%36 - 38),

• Damlalık, saf su, beher (50 mL), deney tüpü (10 mL; 8 adet), çakmak

• Gözlük, eldiven


1. Her deney tüpüne 8 mL saf su alınız.

2. Bu tüplere sırasıyla Pb, Zn, Fe, Sn, Al, Ni, Mg ve Cu metal parçalarından, yaklaşık 0,5 g kadar ekleyiniz.

3. Tüplere derişik HCl çözeltisinden 6’şar damla dam-latınız ve cam boru geçirilmiş lastik tıpayla kapatınız.(bkz. şekil). Değişimi gözlemleyip sonucu tabloya kayde-diniz.

4. Cam borunun ağzına çakmağın alevini yaklaştırınız. Sizce tüpte açığa çıkan gaz yanıcı mı yoksa yakıcı mıdır? Sonucu tabloya kaydediniz.

5. Denediğiniz metallerin her birinin asit çözeltisi ile verdiği tepkimeleri yazınız. Asitten en az etkilenen metal hangisidir?

6. Hangi tüplerde renk değişimi oldu? Renk değişimlerine bakarak deneyde kullandığınız metallerin klorür tuzlarının renklerini tahmin ediniz. Renk değişiminin sebebi ne olabilir?

metallerin asitlerle tepkimesietkinlik 4

Pb Zn Fe Sn Al NiMg Cu



23Kimya 10. Sınıf


Deney tüpü Eklenen metal Gaz çıkışı var mı? Gaz yanıyor mu? Renk değişimi var mı?

1 Pb

2 Zn

3 Fe

4 Sn

5 Al

6 Ni

7 Mg

8 Cu

Yorumlayalım:

• Pb, Zn, Sn, Fe, Al, Mg ve Ni metalleri, aktif metaller oldukları için HCl çözeltisi ilavesiyle (+) yüklü iyon haline dönüşerek çözünürler. Bu yüzden asitler metalleri aşındırır (Şekil 1.5). Çakmak ile yakıldığında H2 gazının yandığı görülür.

• Cu pasif metal olduğu için HCl ilavesiyle iyon haline dönüş-mez ve çözünmez. Dolayısıyla H2 gazı çıkışı gözlenmez.

• Birçok metalin (+) yüklü iyonları su ortamında renksizdir. De-mir ve nikel gibi bazı metallerin (+) yüklü iyonları ise ortama kendilerine özgü renk verirler.

Şekil 1.5. Asitler aktif metaller-den yapılmış kapları aşındırır.

HCl


24Kimya 10. Sınıf

bazların metallere etkisi

asitler ve bazlar nasıl saklanmalıdır?

nem Çekici (Higroskopik) maddeler

Kuvvetli bazlar, bazı metallerle tepkime vererek H2 gazı açığa çıkarırlar. Bu metallerin başlıcaları Al, Zn, Pb, Sn ve Cr elementleridir. Bazlarla etkileşen metal-ler, çinkat (ZnO2

2−), alüminat (AlO33−) gibi oksijenli anyonlar oluşturur.

( )

( )

Zn NaOH Na ZnO H g

Al KOH K AIO H g

2

2 6 2 3min

Sodyum inkat

Potasyumal at

2 2 2

3 3 2

ç

ü

$

$

+ +

+ +

Bazlarla etkileşen metallerin hepsi asitlerle de etkileşir. Hem asitlerle hem de bazlarla tepkime veren Al, Zn, Pb, Sn ve Cr metalleri amfoter metallerdir.

Hidroflorik asit hariç tüm asitler cam şişelerde saklanabilir. Hidroflorik asit, aşağıdaki denkleme göre, camın ana bileşeni olan SiO2 bileşiğine etki eder ve bu yüzden camı aşındırır (Şekil 1.6).

HF SiO H SiF H O6 2Floro silisikasit

2 2 6 2$+ +

Dolayısıyla, kuvvetli bazların derişik çözeltileri bazdan etkilenmeyen, plastik şişelerde muhafaza edilir.

Sülfürik asit, fosforik asit ve asetik asit gibi saf olarak elde edilebilen sıvı asit-ler kuvvetli nem çekicidir (higroskopik). Suyla etkileşince aside dönüşen bazı oksitler (SiO2, P2O5) de kuvvetli nem çekicidir. Benzer şekilde, kurutulmuş sod-yum hidroksit ve sodyum karbonat gibi bazlar da kolay nem tutar. Hatta Eski Mı-sırlılar, susuz sodyum karbonatı, mumyaları nemden korumak için kullanmıştır (bkz. Okuma Parçası Sayfa 27).

Asitlerin nem çekici özelliklerini gösteren ilginç bir örneği siz de deneyebi-lirsiniz (5. etkinlik).

Unutmayınız!

Şekil 1.6. HF çözeltisi camı aşındırır.

Amfoter kelimesi, Yunan-ca ‘her ikisi de’ anlamına gelen amfoteroy sözcü-ğünden türetilmiştir.

biliyor musunuz?

25Kimya 10. Sınıf


ne Öğreneceğiz?

Sülfürik asidin nem çekici özelliğini öğreneceğiz.

araç - Gereç:

• Beher (100 mL)

• Dereceli silindir (25 mL)

• Damlalık

• Huni

• Baget

• Toz şeker (20 g)

• Derişik sülfürik asit

• Eldiven, gözlük


1. Behere yaklaşık 20 g şeker alınız. (Şekil a)

2. Eldiven kullanıp, huni yardımıyla dereceli silindire aldığınız yaklaşık 20 mL derişik sülfürik asidi, be-herdeki şekeri örtünceye kadar yavaş yavaş ilave ediniz ve bagetle karıştırınız. (Şekil b – c)

3. Beherdeki gözlemlerinize göre (Şekil d), bu etkinlikte kullanılan şekerin, kimyasal değişimeuğrayıp uğramadığını irdeleyiniz.

4. Şekerin yapısı Sayfa 26’da verildiğine göre, bu etkinlik sırasında şekerden su oluşup oluşamayacağı-nı öğretmeninizden de yardım alarak tartışınız.

nem Çekici asitleretkinlik 5

a b c d

Bu işaretlerin anlamları için Sayfa 262-263 bakınız.


26Kimya 10. Sınıf


O

O

H

OHOH

OH

H

H

H

CH2OH

O H

H

H

HO

OH

CH2OH

CH2OH

Yorumlayalım:

Şeker (C12H22O11), karbon hidrat sınıfından bir besin maddesidir. Çünkü kapalı formülüne bakılınca bu molekül, 12 tane C atomu ile 11 tane H2O molekülünden oluşmuş izlenimi vermektedir. Gerçekten de şeker sülfürik asit ile etkileşince karbon (etkinlikte gözlemlediğiniz siyah renkli süngerimsi katı) açığa çıkmakta-dır. Şekerden oluşan su ise asit tarafından çekilmiştir.

Bu olay, aslında birden çok kimyasal tepkimenin birlikte yürüdüğü karmaşık bir tepkimedir. Birbiriyle ya-rışan tepkimelerden ikisinin denklemi aşağıda verilmiştir. İlk reaksiyonda H2SO4 sadece bir katalizör görevi üstlenmektedir. İkinci tepkimede ise hem katalizördür; hem de tepkimeye girmektedir.

C H O 12C(k) 11H O(H SO ) ısı

C H O H SO C(k) CO (g) SO (g) H O ısı11 12

12 22 11 2 2 4 x

12 22 11 2 4 2 2 2

11xH SO

H SO

2 4

2 4- -

$ + +

+ + + + +

nOt: Bu denklemlerin her ikisinde de okun iki tarafında da atom sayılarının denkliğini kontrol ediniz. Denk-lemleri sizin yazıp denkleştirmeniz gerekli değildir.

nem Çekici asitleretkinlik 5

27Kimya 10. Sınıf


mumyalar ve sodyum4000 yıl önce Kadim Mısır halkı, ölü bedenlerin çürümekten ko-

runursa ölen kişinin tekrar aynı vücutta dirileceğine inanırdı. Bunun için zamanla çeşitli mumyalama yöntemleri geliştirdiler. Mumyalar başlangıçta, nemden koruyup çürümeyi önlemek için kuma gömülü-yordu. Fakat bu mumyaların vahşi hayvanlar ya da hırsızlar tarafından çalındığı görülünce Mısırlılar mumyalarını çeşitli kapalı mekânlarda muhafaza etmeye başladılar. Bu durumda da mumyaların çürümesi sorunuyla karşılaştılar.

Problemi çözmek için pek çok doğal maddeyi (çeşitli baharatlar ve palm yağı) denerken Kahire yakınlarındaki Natron Vadisi’nde yaşa-yanların kurumuş göl yataklarından elde edilen beyaz renkli bir tuzu, balık ve et kurutmada kullandığını fark ettiler. natron adı verilen bu tuzu mumyalamada kullandılar. Bunun için, organları boşaltılmış ölü bedenin içini Natron ile doldurdular ve üzerini yine Natron ile tama-men kapladılar. Mumya bu haliyle en az 70 gün bekletilince içerdi-ği suyun tamamen çekildiğini ve biyolojik bozunmanın durduğunu gözlemlediler. Bu yöntemle mumyalanan bedenler 3000- 4000 yıl sonra bile halâ doğal görünümüne yakın kalabilmiştir.

Natron, sodyum karbonat dekahidrat (Na2CO3·10H2O), sodyum bikarbonat (naHCO3), az miktarda sodyum klorür (naCl) ve sod-yum sülfat (Na2SO4) içeren bir tuz karışımıdır. Ateşte ısıtılınca hidrat tuzları suyunu kaybeder; sonuçta susuz Na2CO3 ve Na2SO4 oluşur. Bu tuzların mumyalamadaki önemi, güçlü su çekme özelliklerinden gelir. Günümüzde sodyum elementinin Latince adı (Natrium) ve sim-gesi (Na), sodyum tuzları karışımı olan bu maddeden gelmektedir.

Okuma Parçası


28Kimya 10. Sınıf

nOtlarım:

1) Aşağıdaki çözeltileri, asidik veya bazik şeklinde gruplandırarak en asidik olan-dan en bazik olana doğru sıralayınız.

A) pH 10 olan NH3 çözeltisi E) pH 11 olan NaOH çözeltisi

B) pH 4 olan CH3COOH çözeltisi F) pH 1 olan H2SO4 çözeltisi

C) pH 13 olan NaOH çözeltisi G) pH 2 olan HNO3 çözeltisi

D) pH 6 olan HF çözeltisi H) pH 12 olan Ca(OH)2 çözeltisi

2) Aşağıdaki nötralleşme tepkimelerini tamamlayınız, denkleştiriniz ve net iyo-nik denklemlerini gösteriniz. net iyonik denklemHClO4 + Ba(OH)2 ............ + ............ ............ + ............ ............ + ............ H3PO4 + NaOH ............ + ............ ............ + ............ ............ + ............HCN + KOH ............ + ............ ............ + ............ ............ + ............

3) Ca3(PO4)2 tuzunu elde etmek için kullanılacak asidi ve bazı belirleyiniz.


29Kimya 10. Sınıf


Şekil 1.7. Günlük hayatta kullandığımız asit veya baz içeren maddeler.

bÖlÜm3. HaYatımızda asitler ve bazlar

Günlük hayatta sıklıkla sözü geçen gazlı içecekler, sirke, kezzap, tuz ruhu,

gibi maddelerin yapısında asitler; odun külü, deterjan, çamaşır suyu, kabart-

ma tozu, lavabo açıcı gibi maddelerin yapısında ise bazlar bulunmaktadır.

Ayrıca yediğimiz pek çok meyve ve sebzede de doğal olarak asitler ve bazlar

bulunmaktadır (Şekil 1.7). Örneğin, üzümde tartarik asit, limonda sitrik asit,

elmada malik asit, kuzukulağında oksalik asit bol miktarda bulunur. Tütün-

deki nikotin, at kestanesindeki saponin ve haşhaştaki morfin ise birer bazdır.

Endüstride en yaygın kullanılan asitler ve bazlar piyasadaki yaygın adlarıyla

aşağıda listelenmiştir.

ASİTLER BAZLAR

Sülfürik Asit (H2SO4) Sodyum Hidroksit (NaOH)

Nitrik Asit (HNO3) Potasyum Hidroksit (KOH)

Hidroklorik Asit (HCl) Kalsiyum Hidroksit (Ca(OH)2)

Asetik Asit (CH3COOH) Magnezyum Hidroksit (Mg(OH)2)

Fosforik asit (H3PO4) Amonyak (NH3)

Hidroflorik Asit (HF)

Tartarik Asit (C4H6O6)

Formik Asit (HCOOH)

Borik Asit (H3BO3)

Sitrik Asit (C6H8O7)

Bu listede yer alan asitler ve bazların üretim, nakliye ve depolama evrele-

rinde çok büyük miktarları ile karşılaşılabilir. Bu maddelerin çok tehlikeli özel-

likleri olabileceği unutulmamalı, gerekli eğitimi almadan bu maddeler ile işlem

yapılmamalıdır. Bu maddelerle çalışırken (sayfa 262 - 263) ‘de verilen güvenlik

işaretlerinin anlamlarını bilmek çok önemlidir.

Bu maddeleri tek tek ele alalım.

• Derişik asit• Tuz ruhu• Zaç yağı• Kezzap• Sirke ruhu• Magnezya sütü

Kavramlar


30Kimya 10. Sınıf

Yaygın asitler ve Kullanım alanları

sülfürik asit (H2sO4):

Piyasada, %96 - 98 lik çözeltisi halinde bulunur. Halk arasında zaç yağı ola-

rak da bilinir. Kuvvetli bir asittir ve şiddetli nem çekici özelliktedir. (5. Etkinliği

hatırlayınız). Bu özelliğinden dolayı cilde teması halinde ciddi tahribata sebep

olabilir.

Sülfürik asit, kimya sanayisinin temel ham maddelerinden biridir.

Bir ülkede kişi başına üretilen/tüketilen H2SO4 miktarı, o ülkenin kalkınmışlık

derecesiyle ilgili iyi bir ölçüttür. Bu asit başlıca;

• kurşunlu akümülatörlerde elektrolit (akü asidi) olarak,

• gübre üretiminde,

• plastik endüstrisinde,

• tarımsal mücadele ilacı (pestisit) eldesinde,

• boyar maddelerin ve yapay liflerin üretiminde,

• ham petroldeki petrol ürünlerini (benzin, mazot, fuel oil, katran) ayırmada, (rafinasyon),

• metal kaplamacılıkta kullanılır.

nitrik asit (HnO3):

Piyasada, %64 - 68 ’lik vb. çözeltisi halinde bulunur. Derişik çözeltisi halk ara-

sında kezzap olarak bilinir. Kuvvetli bir asittir. Cilde teması halinde ciddi tahri-

batlara sebep olabilir. Nitrik asit başlıca;

• suni gübre üretiminde,

• patlayıcıların ve başka organik maddelerin sentezinde,

• metallerin saflaştırılmasında ve dağlanmasında,

• boyaların üretiminde,

• altın işlemede, gümüş nitrat üretiminde,

• plastik üretiminde

kullanılır.

Derişik sülfürik asidin üzerine su ilave edilmez! Çünkü su aside karışırken büyük miktarda ısı açığa çıkar; karışmamış su ani-den kaynayarak küçük çapta bir patlamaya yol açar; asit etrafa saçılır.

GÜvenliK UYarısı!

31Kimya 10. Sınıf


Hidroklorik asit (HCl):

HCl, gaz halinde bir maddedir. Piyasada, %36 - 38’lik çözeltisi halinde bulu-

nur. Çeşitli oranlarda hidroklorik asit içeren çözeltileri halk arasında tuz ruhu ola-

rak bilinir. Kuvvetli bir asittir. Cilde teması ve solunması halinde ciddi tahribata

sebep olabilir. Yakında iken koklamaktan kaçınılmalıdır. HCl başlıca;

• çelik yüzeylerin temizlenmesinde,

• PVC gibi plastiklerin ve başka organik maddelerin sentezinde,

• evlerde temizlik maddesi (tuz ruhu) olarak

• ilaç eldesinde,

• deri işlemeciliğinde,

• petrol aramada

kullanılır.

asetik asit (CH3COOH):

Piyasada, %90’lık çözeltisi halinde bulunur. Halk arasında sirke asidi olarak

bilinir. % 100 saf haliyle, 15 °C ‘ta donan ve 115 °C‘ta kaynayan bir sıvıdır. Bu

haliyle asetik asit, donar asetik asit veya buzlu sirke adını alır. Asetik asit, kokla-

nınca solunum yollarına zarar verir. Koklamaktan ve ciltle temasından kaçınıl-

malıdır. CH3COOH, başlıca;

• vinil asetat polimeri ve saydam selüloz asetat filmi üretiminde,

• mutfak eşyalarında kireç çözücü olarak,

• gıda katkı maddesi olarak,

• kauçuk üretiminde,

• plastik su şişelerinin ham maddesi olan PET (polietilen teraftalat) üretiminde,

• ilaç üretiminde

kullanılır.

NEDEN TUZ RUHU?HCl asidi, Tuz (NaCl) ile H2SO4 asidinin tepkime-sinden elde edilebilir.

NaCl H SOHCl g Na SO2

2 4

2 4

"++^ h

Simyacılar, oluşan HCl gazının tuzda gizli bir ruh olduğunu ve asidin bu ruhu açığa çıkardığını düşünmüşlerdir. Tuz ruhu adı buradan gelir.

biliyor musunuz?


32Kimya 10. Sınıf

Fosforik asit (H3PO4):

Piyasada, %75-85 lik çözeltisi halinde bulunur. Zayıf bir asittir.

Gıdalarda pH düzenleyici olarak kullanılan asitler içerisinde maliyetinin dü-

şük olması ve vücutta zararlı etki göstermemesi nedeniyle çok tercih edilen bir

asit türüdür. H3PO4 başlıca;

• fosfatlı suni gübre üretiminde,

• sabun ve deterjan katkılarında,

• hazır gıdalarda,

• su arıtmada pH ayarı için,

• böcek ilacı üretiminde,

• ilaç endüstrisinde

kullanılır.

Hidroflorik asit (HF):

HF gaz halinde bir maddedir. Piyasada, %48-50 lik çözeltisi halinde bulunur.

Zayıf bir asit olmakla beraber, canlı dokularda ciddi tahribatlara sebep olabilir.

Ayrıca, camı, porseleni, seramik malzemeyi, betonu ve hatta soy metalleri aşın-

dırma özelliği vardır. HF koklanınca solunum yollarına zarar verir. Koklamaktan

kaçınılmalıdır. HF başlıca;

• cam ve seramik maddeleri aşındırmada,

• petrol rafinasyonunda,

• ısıya dayanıklı plastiklerin (Teflon gibi) üretiminde,

• yangın söndürücü köpüklerin üretiminde

• buzdolabı ve klimalarda soğutma sağlayan gazların sentezinde

kullanılır.

33Kimya 10. Sınıf


tartarik asit (C4H6O6):

Katı halde, zayıf bir asittir. Üzüm suyunun ve muzun temel bileşenlerinden

biridir. Birçok hazır gıdanın yapısında bulunur. Gıda endüstrisinde e334 kodu ile

tanınır. C4H6O6 başlıca,

• hazır gıdalarda tat geliştirme, koruma ve pH ayarlama amacıyla,

• gümüş ayna yapımında,

• ilaç üretiminde

kullanılır.

Formik asit (HCOOH):

Sıvı halde, zayıf bir asittir. Halk arasında karınca asidi olarak da bilinir. Isır-

gan bitkisinde ve karınca salgısında bol miktarda bulunur. Hazır gıdalara katılan

maddelerden birisidir. Gıda endüstrisinde e236 kodu ile tanınır. HCOOH başlıca;

• arılara zarar veren varroa (arı biti) parazitine karşı ilaç olarak,

• dezenfektan (mikrop giderici) olarak,

• ham derinin işlenmesinde

• elektrolizle kaplamada, doğal kauçuğun işlenmesinde,

• kimyasal sentezlerde çıkış maddesi olarak,

• böcek öldürücü ilaç üretiminde,

• gıda katkı maddesi olarak

kullanılır.


34Kimya 10. Sınıf

borik asit (H3bO3):

Katı halde, çok zayıf bir asittir. Hazır gıdalara katılan maddelerden birisidir.

Gıda endüstrisinde e284 kodu ile tanınır. H3BO3 başlıca;

• göz ve cilt için mikrop öldürücü (antiseptik) sıvıların üretiminde,

• böcek öldürücülerin sentezinde,

• kumaşların yapısına bağlanarak onları yanmaz hale getirmede,

• tank zırhı ve paleti gibi uygulamalar için, sağlam ve dayanıklı çelik

üretiminde,

• ısıya dayanıklı cam malzeme (borosilikat camı) üretiminde,

• ahşap ve deri gibi malzemeleri korumada işe yarayan emprenye madde-

lerinin üretiminde

kullanılır.

sitrik asit (C6H8O7):

Halk arasında limon asiti adıyla da bilinir. Katı halde, zayıf bir asittir. Meyve-

lerde (turunçgillerde) bol miktarda bulunur. Hazır gıdalara en çok katılan mad-

delerden birisidir. Gıda endüstrisinde e330 kodu ile tanınır. Gıda katkıları konu-

suna 4. Ünitede yeniden dönülecektir. C6H8O7 başlıca;

• hazır gıda katkısı olarak,

• şekerleme üretiminde,

• içecek üretiminde,

• temizlik maddelerinin üretiminde,

• ilaç endüstrisinde

kullanılır.

35Kimya 10. Sınıf


sodyum Hidroksit (naOH):

Halk arasında sudkostik adı da verilen, katı haldeyken granül veya pul görü-nümünde, kuvvetli bir bazdır. Suda bol miktarda çözünür ve çözünürken çok ısı açığa çıkar. Çözeltileri ciltte kayganlık hissi verir. Nem çekici bir maddedir. Cilde ve özellikle gözlere olumsuz etkisi, hem protein ve yağ tipi maddelerle tepkime-

ye girmesi hem de nem çekiciliği ile ilgilidir. NaOH başlıca;

• kağıt üretiminde,

• endüstri ölçeğinde büyük kap ve mekanların temizlenmesinde,

• sabun, deterjan üretiminde,

• petrol aramada,

• evlerde lavabo açıcı olarak

kullanılır.

Potasyum Hidroksit (KOH):

Halk arasında potaskostik adıyla da bilinir. Katı haldeyken granül veya pul

görünümünde, kuvvetli bir bazdır. Suda çok çözünür ve çözünürken bol ısı açığa

çıkar. Çözeltileri ciltte kayganlık hissi uyandırır. Nem çekici bir maddedir. Teması

halinde cildi tahriş eder. Çünkü ciltteki protein ve yağlarla tepkimeye girer ve

nem çeker.

KOH, özellikleri ona çok benzeyen NaOH bazına göre daha pahalı bir kimya-

sal olduğundan ancak özel durumlarda NaOH yerine tercih edilir. KOH başlıca;

• potasyumlu suni gübre üretiminde,

• bitkisel yağları, özellikleri mazota benzeyen bir yakıta (biyodizel) dönüş-türmede

• sıvı sabun (arap sabunu) elde etmek için,

• bazı özel pillerin (alkali pil) üretiminde

kullanılır.

Yaygın bazlar ve Kullanım alanları


36Kimya 10. Sınıf

Kalsiyum Hidroksit (Ca(OH)2): Kireç taşı CaCO3, 900 °C’ta ısıtılınca sönmemiş kireç (CaO, kalsiyum oksit) oluşur:

( ) ( ) ( )CaCO k CaO k CO gı ıs

3 2$ +

Kalsiyum oksit de su ile tepkimeye girerek Ca(OH)2 haline dönüşür.

( ) ( )CaO k H O Ca OH2 2$+

Oluşan kalsiyum hidroksit kuvvetli bir bazdır. Halk arasında sönmüş kireç olarak bilinir. Ca(OH)2 başlıca;

• kireç ve çimento üretiminde, • su arıtmada,• kağıt üretiminde • deri işlemede,• şeker üretiminde,

• metalürjidekullanılır.

Kireç ve kostiğin yağ ve deri üzerindeki etkisini siz de deneyerek keşfedebi-lirsiniz (etkinlik 6).

magnezyum Hidroksit (mg(OH)2): Doğal bir mineral olan manyezit (MgCO3) 400 - 450 °C’ta ısıtılınca magnezya

adıyla da bilinen magnezyum oksit (MgO) haline dönüşür.

( ) ( ) ( )MgCO k MgO k CO gı ıs

3 2$ +

Bu bileşik de suyla etkileşerek magnezyum hidroksit oluşturur:

( ) ( ) ( )MgO k H O Mg OH k2 2$+

Magnezyum hidroksit suda az çözündüğü için zayıf baz sayılır. Bu bileşiğin suyla karışımına magnezya sütü denir. 332 °C’ta, ısı alan bir tepkime verir:

( ) ( ) ı ı ( ) ( )Mg OH k s MgO k H O g2 2$+ +

Bu özelliği nedeniyle Mg(OH)2 kumaş, kâğıt, plastik gibi malzemelere katılın-ca tutuşmayı geciktirir veya tamamen önler. Mg(OH)2 başlıca:

• mide için antiasit ilaçların üretiminde,

• alev geciktirici malzeme yapımında,

• su arıtmada,

• deodorant üretiminde kullanılır.

37Kimya 10. Sınıf


ne Öğreneceğiz?

Kireç ve kostiğin yağ ve deri üzerine etkisini öğreneceğiz.

araç - Gereç:

• 5x5 cm boyutlarında 2 adet hayvan derisi parçası (tüyü dökülmemiş)

• Bitkisel yağ (20 mL)

• NaOH çözeltisi (20g / 100 mL su)

• Kireç çözeltisi (2g sönmemiş kireç 100 mL suyla karıştırılıp Ca(OH)2 haline dönüştürülür)

• Beher (250 mL, 4 adet), baget

• Saf su

• Terazi, bek veya ispirto ocağı; sacayak, tel kafes ve eldiven

adımlar ve Yorumlar:

1. İki beherin iç yüzeyini bitkisel yağ ile yağlayınız. Ardından bu beherleri su ile yıkamayı deneyiniz.

Beherlerin içine elle dokunarak yağın temizlenip temizlenmediği gözlemleyiniz.

2. Beherlerden birine NaOH, diğerine de Ca(OH)2 çözeltisi ekleyiniz. 15 dakika ısıtınız. Çözeltiyi dökünüz.

Beherleri su ile çalkalayınız. Beherlerin içine el ile dokunarak yağın temizlenip temizlenmediği gözlemleyiniz.

3. İki ayrı behere 5 x 5 cm’lik deri parçaları koyunuz. Derilerin biri üzerine, deriyi tamamen örtecek mik-

tarda NaOH; diğerine de Ca(OH)2 çözeltisi ekleyiniz. Hafif alevde 30 dakika ısıtarak soğumasını bekleyiniz.

4. Eldiven kullanarak deri parçalarını beherden çıkarınız. Derideki tüylerin kolay kopup kopmadığını elle

muayene ediniz.

5. Deri parçasının üzerindeki tüylerin bazlardan nasıl etkilendiğini öğretmeninizden yardım alarak irde-

leyiniz.

Kireç ve Kostiğin etkilerietkinlik 6



38Kimya 10. Sınıf


Yorumlayalım:

• NaOH ve Ca(OH)2 kuvvetli bazlardır. Bu etkinlikteki gözlemlerimiz, kuvvetli bazların yağ ile tepkimeye girerek yağı suda çözünür ürünlere dönüştürdüğünü göstermektedir. Beherlerin içindeki baz çözeltisi ısıtılınca yağın çözünmesi bunun kanıtıdır.

• Kireç, tüy diplerindeki yağlarla tepkimeye girerek tüyü gevşetir, deriden ayrılmasını kolaylaştırır. Kireç-leme işlemi deri endüstrisinde sıkça başvurulan bir süreçtir (Şekil 1.8).

• Kuvvetli bazlar, deri üzerindeki proteinlerle etkileşerek tüylerin dökülmesini daha da kolaylaştırır.

• Deri endüstrisinde hem kireç hem de sudkostik kullanılır. Önce kireçleme işlemi yapılarak deri üzerin-deki tüy kökleri yumuşatılır, ardından kostik ile proteinler çözülerek tüylerin dökülmesi kolaylaştırılır.

Şekil 1. 8. Deri kireçleme işlemi

Kireç ve Kostiğin etkilerietkinlik 6

39Kimya 10. Sınıf


amonyak (nH3):

Gaz halinde bir maddedir ve suda bol çözünür. Piyasada, %30 luk çözeltisi

halinde bulunur. Sulu çözeltisinde kısmen iyonlaşır:

( ) ( )NH H O NH suda OH suda3 2 4E+ ++ -

İyonlaşma sınırlı olduğu için amonyak çözeltisi zayıf bir bazdır. Amonyağın

kendine özgü keskin kokusu vardır; koklanınca solunum yollarına zarar verir. Ya-

kında iken koklamaktan kaçınılmalıdır. NH3 başlıca;

• azotlu gübre üretiminde,

• nitrik asit üretiminde,

• temizlik malzemeleri üretiminde,

• patlayıcı üretiminde,

• yakıt hücrelerinde,

• gıda koruyucu üretiminde

kullanılır.

Asitler ve bazlar aslında yaşamın yapı taşlarıdır. Birçok canlı organizma, hüc-

reler, dokular, DNA yapıları, organik asitlerden oluşmaktadır. Bu yönüyle aslında

asitler ve bazlar olmadan hayat olmazdı denilebilir.

Endüstriyel alanda yeni ürünlerin elde edilmesinden gıda katkı maddelerine

kadar pek çok kullanım alanı bulunmaktadır. Ayrıca kezzap, tuz ruhu, sirke ruhu,

amonyak gibi pek çok asit ve baz, temizlik ve dezenfeksiyon amaçlı kullanılmak-

tadır.

asitler ve bazların Fayda ve zararları


40Kimya 10. Sınıf

Şekil 1.10. Asit yağmurları-nın metal heykellere etkisi

Şekil 1.9. Polonyada’ki bu orman Batı Avrupada’ki ağır endüstrinin yol açtığı asit yağmurlarının kurbanıdır.

asit Yağmurları

Doğal yağmur suyunun pH’sı havadaki karbon dioksit (CO2) in suyla tep-

kimesinden dolayı 5,5 civarındadır. Bazı yoğun endüstri bölgelerinde ve aktif

volkanların civarında atmosferik kirliliklerin etkisiyle bu değer pH 2,5 değerine

kadar düşebilir. pH değeri 5 in altında olan yağmurlara asit yağmuru denir. Yağ-

mur suyu pH’sının azalmasının başlıca sebebi SO2 , SO3 , NO2 gibi asit karakterli

oksitlerdir. Gaz halindeki bu maddeler suda çözünmüş CO2 gazına göre daha

asidik ortamlar oluşturur. Kükürt dioksit (SO2) ve azot dioksit (NO2) gazlarının

birer kirletici sayılmasının bir sebebi de budur. Bu kirletici gazlar başlıca, fosil ya-

kıtlar yanarken oluşur. Çünkü fosil yakıtlar, karbon elementi ve hidrokarbonlar

yanında kükürt ve azotlu bileşikler de içerir. Örneğin, kömür yanarken kükürtlü

ve azotlu bileşikler kirletici gazlara dönüşür. Bu kirletici gazlar hava oksijeni ve

suyla etkileşerek sülfüröz asit, sülfürik asit ve nitrik asit oluştururlar.

SO2 ve NO2 gazlarının yağmur suyunun asitliğini artırması ile ilgili aşağıdaki

tepkimeleri inceleyiniz:

( ) ( )SO g H O s H SOH SO HSO H

2 2 2 3

2 3 3

D

D

++ +-

( )NO g H O HNO NOHNO H NO3 22 2 3

3 3

$

$

+ +++ -

Asit yağmurları;

• Topraktaki mineralleri çözerek bitkiler için yararlı elementleri topraktan

uzaklaştırır.

• Ormanlardaki asitliğe duyarlı ağaç türlerini yok edebilir (Şekil 1.9).

• İnsan ve hayvanlarda nefes almayı zorlaştırır, nefes darlığı, akciğer kanseri

gibi hastalıklara neden olabilir.

• Yer üstü sularında asidik ve toksik etki göstererek canlı hayata zarar verir.

• Metal ve mermer malzemeden yapılmış eserlerde (heykeller, köprüler, is-

keleler vb.) korozyona neden olur (Şekil 1.10). Asit yağmurları doğal taş-

ları bile aşındırabilir.

41Kimya 10. Sınıf


Asit yağmurlarının oluşmasını azaltmak için;

• Enerji ihtiyacını karşılamak için, doğalgaz, güneş ve rüzgar enerjisi, nükleer enerji, jeotermal enerji gibi seçenekleri tercih etme,

• Orman yangınlarını önleyip yeşil alanları artırma,

• Egzoz salımını azaltmak için toplu taşıma araçlarını teşvik etme, doğal gaz, LPG ve elektrikle çalışan araçların kullanımını yaygınlaştırma,

• Sanayi tesislerinin bacalarına filtre takarak tozları ve kirletici gazları tutma gibi önlemler yararlı olur.

içeceklerde asitler ve bazlar

Birçok içeceğe, lezzet geliştirme, pH ayarlama, bozunmaya karşı koruma gibi

amaçlarla katılan maddelerin önemli bir kısmı asit veya bazdır. Bunları kısaca

gözden geçirelim.

maden suyu, yer altında ilerleyen suda çözünmüş doğal karbon dioksit içerir. Maden suları hemen şişelenemezse depolama sırasında CO2 kaybı olur. Beklemiş maden suları da yüksek basınç altında CO2 çözülerek, uğradıkları gaz kaybı telafi edilebilir. Suda CO2 çözülerek hazırlanan içecek, halk arasında soda olarak bilinir. CO2 suda çözününce karbonik asit (H2CO3) oluşur.

( ) ( ) ( )CO g H O s H CO suda2 2 2 3D+

H2CO3 saf olarak elde edilemez sadece su ortamında çözünmüş haliyle ka-rarlıdır. Zayıf bir asittir.

( ) ( )H CO suda HCO H suda2 3 3D + +-

Maden suyu ve soda, pH değeri 2 civarında olan mide suyu ile karşılaşın-ca CO2 gazının ortamdaki çözünürlüğü azalır. Açığa çıkan CO2 gazı midedeki besinlerin karışmasını sağlar. Bu sırada midenin asitliği de kısmen azalır; çünkü maden suyundaki HCO3

– iyonu midedeki asit ile nötralleşir:

( ) ( ) ( )HCO H suda H CO suda CO g H O3 2 3 2 2D D+ ++-


42Kimya 10. Sınıf

Şekil 1.11. Sindirim organ-larında ortam pH değerleri

Bu yüzden maden suyu ve soda birçok bireyde hazmı kolaylaştırır. Ancak maden suyu ve soda tüketiminde aşırıya kaçılmamalı, mide ve tansiyon rahat-sızlığı olanlar doktora danışmadan bu içecekleri içmemelidir.

Gazoz ve kola gibi gazlı içecekler de, CO2 yanında başka asitler de (fosforik asit, sitrik asit, tartarik asit vb.) içerir. Bu içecekleri tüketirken, asitlerden kay-naklanan sağlık sorunları konusunda daha duyarlı olmak gerekir. Bu içeceklerin özellikle dişler için geri dönüşsüz zararları olduğu unutulmamalıdır.

sindirim sistemimizde asitler ve bazlar

Ağızda mekanik olarak öğütülen besinler, midede pH değeri 1 - 2 arasında

olan bir ortamla karşılaşır. Midedeki asitlik, mide duvarındaki hücrelerin ürettiği

HCl asidinden ileri gelir. Bu asit, besinlerdeki proteinlerin ve karbon hidratların

suda çözünür türlere dönüşmesine yardımcı olur.

Midede kısmen sindirilen besinler, onikiparmak bağırsağında karaciğerden

gelen safra salgısı ile karışır. Safra salgısı kısmen bazik özelliktedir ve mideden

gelen asidi nötralleştirir. İnce bağırsakta ilerleyen ve burada sindirilen karışımın

pH değeri 7 - 8,5 aralığındadır (Şekil 1.11). Bu ortamda, enzimlerin de etkisiyle

besinler tamamen sindirilir.

Çeşitli Ürünlerdeki asitlik bazlık

Günlük hayatta tükettiğimiz pek çok yiyecek ve içeceğin asidik-bazik özel-liği, ambalajları üzerinde yer alan pH sembolü ile belirtilir. pH değeri 7 den kü-çükse asidik, 7 ise nötral ve 7 den büyükse bazik olarak nitelendirilir (tablo 1.1).

tablo 1.1. İçme suyu şişesi üzerinde bulunan etiket

tÜr deriŞim (mg / l)

Florür (F–) 0,12

Bikarbonat (HCO3−) 122

Klorür (Cl−) 1,07

Sülfat (SO42−) 5,37

Kalsiyum (Ca2+) 37,50

Magnezyum (Mg2+) 1,70

Potasyum (K+) 0,30

Demir (Fe3+) gözlenmedi

Toplam Mineral 178,20

AğızpH= 6,7

MidepH= 1-2

PankreaspH= 8,0İnce BağırsakpH= 7,0 - 8,5

43Kimya 10. Sınıf


tablo 1.1 ‘de verilen içme suyunun pH’sı 7,96’dır. Bu pH değerinin 7’den bü-yük çıkması, suyun çok zayıf bazik olduğunu gösterir. Bu bazikliğin sebebi suda-ki HCO3

− ve az miktarda bulunan SO4

2− iyonlarıdır.

Bazı doğal sıvıların ve günlük hayatta kullandığımız kimi tüketim maddeleri-nin pH değerleri tablo 1.2 ‘de gösterilmiştir.

tablo 1.2. Yaygın kullanılan sıvıların içerdiği asit veya bazlar ve pH değerleri

* pH renk değişiminde, evrensel indikatör kağıdı renkleri referans alınmıştır.

Örnek İçerdiği asit veya baz pH (yaklaşık)

İndikatör Rengi*

Lavabo açma sıvısı (Sudkostik) Sodyum hidroksit 14,0 Temizlik amacıyla kullanılan Amonyak Amonyak 11,5

Magnezya sütü Magnezyum hidroksit 10,6

El sabunu, sıvı çamaşır deterjanı Yağ asidi anyonları 9,0 – 10,0

Deniz suyu HCO3−

8,0

Kan Fosfatlar, CO2, HCO3− ve proteinler 7,35–7,45

Çeşme suyu HCO3−

7,0 -8,5

Saf su (CO2 den korunmuşsa) H O H OH2 D ++ - 7,0

Tükürük Proteinler 6,5 – 7,5

Süt Laktik asit 6,5

Asit yağmuru Sülfüroz, sülfürik ve nitrik asitler < 5,0

Domates suyu Sitrik, askorbik, oksalik asitler 4,0

Doğal maden suyu Karbonik asit 4,0 Portakal suyu

Siyah üzüm suyu

Sitrik, askorbik, tartarik asitler

Tartarik, malik, ve oksalik asitler3,5

Sirke Asetik asit 3,0

Kolalı içecekler Karbonik asit, fosforik asit 2,5

Limon suyu Sitrik, askorbik, ve oksalik asitler 2,4

Mide öz suyu Hidroklorik asit 1,5 – 2,0

Tuz ruhu Hidroklorik asit < 0


44Kimya 10. Sınıf

Şekil 1.12. Bir çok asidin ve bazın etiketinde bulunan bu işaret, söz konusu mad-denin malzemeleri aşındır-ma ve canlı dokuya zarar verme özelliği hakkında bir uyarıdır.

asitler ve bazları Kullanırken nelere dikkat etmeliyiz?

Evde, okulda ve işyerinde asit ve bazlar ile çalışılırken, ambalajları üzerinde

bulunan tehlike sembollerine dikkat edilmelidir. Örneğin tuz ruhu (HCl çözeltisi)

kolay buharlaşır. Bu madde solunum sistemine, göze ve deriye zararlı olduğu

için çözeltisi ve buharıyla temastan kaçınılmalıdır.

Asit ve baz çözeltileri canlı dokularla temas ettiğinde derideki yağ ve su ile

etkileşime girer; hücreleri parçalar; vücutta kalıcı, ciddi yaralanmalara sebep

olabilir. Genel olarak, asitlerin ve bazların buharlarının solunması sağlığımız açı-

sından zararlıdır. Laboratuvarlarda, evlerde ve işyerlerinde kullanılan asit ve baz-

ların ambalajlarında bulunan tehlike işaretlerine dikkat edilmelidir (Şekil 1.12).

Evlerde kullandığımız kimyasalllarla ilgili aşağıdaki uyarıları dikkatle

okuyunuz:

• Ağartma/beyazlatma ve mikroptan arındırma amaçlı kullandığımız ça-

maşır suyu kuvvetli bir baz olan NaOH ve aşındırıcı/zararlı bir madde olan

NaOCl içerir. Seramik/porselen yüzeylerde temizlik amaçlı olarak kullandı-

ğımız tuz ruhu (%15 HCl), kullanım amacı benzer olsa bile, çamaşır suyu-

na zıt özellikler taşır. Tuz ruhu ile çamaşır suyunun karışması aşırı ısı açığa

çıkarır ve kaynama taşma tehlikesi vardır. Daha da önemlisi, bu iki madde

karışınca zehirli bir gaz olan Cl2 açığa çıkar ve bu gaz ölümlere yol açabilir

(bkz. Metin kutusundaki haber).

( )NaClO HCl Cl g H O NaCl2 2 2$ -+ + +

basında KimYa

EVDE DİKKATSİZLİK!

Kütahya’nın Tavşanlı ilçe-

sinde, evini ........ Çamaşır

suyu ve tuz ruhu karışı-

mından etkilenen kadın,

hayatını kaybetti. Alınan

bilgiye göre, ilçeye bağlı

Altınova köyündeki evin-

de yalnız yaşayan H. G.

(69), hazırladığı çamaşır

suyu ve tuz ruhundan

oluşan karışımla evini

temizlediği sırada fena-

laşarak, komşularından

yardım istedi. ........ H. G.,

Bursa’nın Harmancık ilçesi

Devlet Hastanesi’ne sevk

edilirken yolda yaşamını

yitirdi.

* Anadolu Ajansı; 1 Kasım

2012

45Kimya 10. Sınıf


• Evde, işyerinde veya laboratuvarda çalışırken küçük kazalar sonucu, asit

veya baz çözeltileri cilde veya göze bulaşabilir. Böyle bir durumda, ilk yardım

önlemi olarak asit / baz bulaşan yer, önce bol su ile yıkanmalıdır. Sonra, etkile-

nen alana, asit bulaşmışsa zayıf bir baz olan yemek sodası (NaHCO3); baz bu-

laşmışsa zayıf bir asit olan borik asit (H3BO3) veya sirke (%4’lük CH3COOH) ile

pansuman yapıp gerekiyorsa bir sağlık kurumuna başvurulmalıdır.

• Lavabo açıcı karışımların ana bileşeni sodyum hidroksittir. Bu madde, pik

demirden yapılmış eski atık su giderlerine zarar vermez; ancak günümüz-

de çok yaygın kullanılan plastik borular, NaOH ile uzun süre temasta kalırsa

aşınır. Lavabo açıcılar kullanılıp su gideri açıldıktan sonra bol su ile plastik

borularda kalan NaOH giderilmelidir.

• Seramik / porselen döşemelerin temizliği için tuz ruhu kullanmak genelde

tehlikelidir. Çünkü tuz ruhu, su giderlerindeki metal borulara, tamiri zor

zararlar verebilir. Tuz ruhunun yer karolarını ve derz dolgularını aşındırabi-

leceği de unutulmamalıdır. Böyle yüzeyler silinirken sirke tercih edilmeli,

temizlikten sonra yüzey bol su ile durulanmalıdır

• Temizlikte kimyasalları olabildiğince az kullanmak esastır. Bu maddeler,

atık sulardan akarsulara karışır ve ciddi bir çevre kirletici olarak davranır.

Ayrıca yer altı sularına karışan böyle asit / baz bileşiklerin, su kaynaklarımı-

za da zarar verebileceği gözden uzak tutulmamalıdır.

• Evde, içeriği bilinmeyen herhangi bir kimyasal madde kullanırken (par-

füm, deodorant, jöle, makyaj temizlik kimyasalı vb.) öncelikle içinde ne

olduğunu bilmek gerekir. Bu amaçla ambalaj etiketini (kullanım talimatını)

dikkatle okumak esastır; ancak yetmeyebilir. Tanınmayan bir ürünü uzma-

nına danışmadan kullanmama alışkanlığı edinilmelidir.

• Evde kullanılan kimyasallar, çocuklardan uzak tutulmalıdır. Çocukların sıvı

olan her şeyi içme eğilimi olduğunu unutmamak gerekir! (bkz. Metin ku-

tusundaki haber).

basında KimYa

EVDE TEK BAŞINA!Ceyhan ilçesinde tuz ruhu içen 1 yaşındaki bebek ze-hirlendi.

1 yaşındaki E. Y., Cum-huriyet Mahallesindeki evlerinin kilerinde şişede bulunan tuz ruhunu içti. Anne G. Y.’nin fark etmesi-nin ardından bebek, Cey-han Devlet Hastanesi’ne kaldırıldı. Burada yapılan ilk müdahalenin ardından küçük bebek hayati teh-like kaydıyla Adana Nu-mune Eğitim ve Araştırma Hastanesi’ne sevk edildi.

* Anadolu Ajansı; 16 Temmuz 2013


46Kimya 10. Sınıf

1) Aşağıdaki tepkimeleri tamamlayınız ve denkleştiriniz. Tepkime yoksa sebebi-ni açıklayınız.

Mg HClAl H SOAl NaOHAu HCl

2 4

$

$

$

$

++++

2) Bu bölümde sözü geçen asitler ve bazlar dışında ikişer tane asidin ve bazın ad ve formüllerini bulup öğreniniz.

3) Asit yağmurlarının azaltılması amacı ile sizce neler yapılabilir?

4) Temizlik amacıyla kullanılan maddelerin birbiri ile karıştırılması neden sakın-calıdır? Bir örnekle açıklayınız.

5) Sirke, limon ve limon suyu gibi asitli maddelerin metalden yapılmış mutfak kaplarına ve mermer mutfak tezgâhlarına bulaşmasının sakıncalarını açıklayınız.

6) Cam ve porselenden mamul mutfak eşyaları bulaşık makinasında yıkanırsa, zamanla yüzeylerinin parlaklığı gider; matlaşma başlar. Bunun sebebini araştırıp açıklayınız.


nOtlarım:

47Kimya 10. Sınıf


bÖlÜm4. tUzlar

Tuzlar katyon ve anyonların elektrostatik çekimle bir arada bulunduğu iyo-nik bileşiklerdir. Tuzdaki katyon, H+ iyonu haricinde her katyon olabilir (Katyonu H+ olan iyonik bileşikler asittir). Tuzların anyonu ise, O2− ve OH− haricinde bir anyondur (Anyonu O2− ve OH- olan bileşikler sırasıyla oksit ve baz adını alır).

tuzlar nasıl elde edilir?

Tuzları elde etmek için kullanılan başlıca yöntemler:

Asitlerle bazların nötralleşmesiyle:

CH COOH NaOH CH COONa H O3 3 2$+ +

Asitlerin metallerle tepkimesinden:

Mg H SO MgSO H2 4 4 2$+ +

Metallerle ametallerin doğrudan etkileşimi ile:

Ca Cl CaCl2 2$+

Oksitlerin asit veya bazlarla tepkimesinden:

MgO HCl MgCl H O

CO NaOH NaHCO

2 2 2

2 3

$

$

+ +

+

İki tuzun anyon / katyon değişiminden:

Na SO BaCl BaSO NaCl22 4 2 4$+ +

• Katyon• Anyon• Tuz• Asidik tuz• Bazik tuz• Nötral tuz

Kavramlar


48Kimya 10. Sınıf

tuzların Özellikleri ve tuz tipleri

• Tuzların sulu çözeltileri elektrik akımını iletir.

• Tuz çözeltileri asidik, bazik veya nötral olabilir. Aşağıda bazı örnekler ve-rilmiştir.

• Tuzlar aşağıda asitlik - bazlık özelliklerine göre sınıflandırılmıştır.

asidik tuzlar

Tuzun formülü Tuzun adı

NH4ClNaHSO4

Al2(SO4)3

FeCl3

Amonyum klorürSodyum bisülfat

Alüminyum sülfatDemir (III) klorür

bazik tuzlar


KFNa2CO3

CH3COONaNa2S

Potasyum florürSodyum karbonat

Sodyum asetatSodyum sülfür

nötral tuzlar


NaClKNO3

CaI2

MgClO4

Sodyum klorürPotasyum nitratKalsiyum iyodür

Magnezyum perklorat

Tuzlar günlük hayatımızda pek çok alanda kullanılmaktadır. En yaygın tuzların özelliklerini ve kullanım alanlarını ayrıntılı biçimde inceleyelim.

Unutmayınız!

NEDEN ASİDİK / BAZİK / NÖTRAL

Amonyum klorür tuzu sulu ortamda

NH Cl H O

NH H O Cl

4 2

3 3

"+

+ ++ -

Tepkimesiyle H3O+ oluş-turduğu için asidiktir.Potasyum florür tuzu sulu ortamda

KF H O HF OH2 "+ + -

Tepkimesiyle OH− oluş-turduğu için baziktir.NaCl tuzu sulu ortamda

NaCl H O Na Cl2 "+ ++ -

Sadece iyonlaşır. Orta-mın H+ ya da OH− iyon-larını artırmaz, bu yüzden nötraldir.

49Kimya 10. Sınıf


sodyum Klorür (naCl): Sofra tuzu olarak bilinir. Nötral bir tuzdur, suda çözünür. Canlıların beslen-

mesinde hayati önemi vardır. Vücudun elektrolit dengesini sağlar, serum olarak hastalarda kullanılan izotonik çözelti % 0,9’luk NaCl çözeltisidir. NaCl başlıca;

• kışın yolların buzlanmasını önlemede,

• tekstil endüstrisinde,

• kâğıt üretiminde,

• NaOH ve hipoklorit elde etmek için,

• gıda endüstrisinde

kullanılır.

sodyum sülfat (na2sO4):Suda bol çözünür. Bazı göl sularında doğal olarak bulunur ve bu sulardan

elde edilir. Formül başına 10 mol su alarak kristallenir. Na2SO4 ∙10H2O, formü-lüyle gösterilen hidratize sodyum sülfat, piyasada Glauber (glober) tuzu adıyla bilinir. Sudaki çözeltisi çok hafif baziktir. Na2SO4 başlıca;


• deterjan üretiminde dolgu maddesi olarak,

• kâğıt ve cam üretiminde,

• çeşitli kimyasal maddelerin üretiminde

kullanılır.

sodyum Karbonat (na2CO3):Bazik bir tuzdur, suda çözünür. Formül başına 10 mol su alarak kristallenir.

Na2CO3∙10H2O, formülüyle gösterilen hidratize sodyum karbonat, piyasada çamaşır sodası olarak bilinir. Susuz sodyum karbonata soda külü de denir. Na2CO3 başlıca;

• cam üretiminde,

• sert suyun yumuşatılması sürecinde,

• tekstil boya banyolarında,

• diş macunu ve ilaç üretiminde,

• hazır gıda üretiminde pH ayarı için,

• elektroliz banyolarında elektrolit olarak

kullanılır.


50Kimya 10. Sınıf

sodyum bikarbonat (naHCO3): Yemek sodası olarak da bilinir. Amfoter bir tuzdur suda çözünür. Çevre açı-

sından oldukça zararsızdır. NaHCO3 başlıca;

• sert suyun yumuşatılmasında katkı maddesi olarak,

• deodorant katkı maddesi olarak,


• antiasit ilaç üretiminde,

• yangın söndürücü üretiminde,

• doğal pestisit olarak bazı bitki hastalıklarına karşı

kullanılır.

Potasyum nitrat (KnO3): Halk arasında güherçile olarak da bilinir. Suda çözünür. Sulu çözeltisi nötral-

dir. Yanan maddelere katılırsa yanmayı hızlandırır. Bu özelliğinden dolayı baruta katılır. Sudaki çözeltisi nötraldir. KNO3 başlıca;

• kara barut üretiminde,

• potasyumlu suni gübre olarak,

• yol, tünel inşaatlarında işe yarayan patlayıcı karışımlarda,

• başka azotlu bileşiklerin üretiminde

kullanılır. Kalsiyum sülfat (CasO4): Doğada saf olarak bulunan tuzlardandır. Formül başına 2 mol su alarak kris-

tallenir. CaSO4∙2H2O, formülüyle gösterilen hidratize kalsiyum sülfat, halk ara-sında alçı taşı, mineralojide jips olarak bilinir. Suda çözünürlüğü azdır (2g /L) ve çözeltisi çok hafif baziktir. CaSO4 başlıca;

• inşaat sektöründe alçı üretiminde,

• sülfatlı çimento katkısı olarak,

• tekstil sanayisinde,

• kağıt dolgu maddesi olarak,

• camsı porselen malzeme üretiminde katkı maddesi olarak,

• yalıtım malzemelerinin yapısında katkı maddesi olarak

kullanılır.

Güney Amerika’daki And Dağlarında, jeolojik za-manlar boyunca birikmiş kuş gübresinden oluşan ve “guano” adı verilen bir doğal cevher bulunur. Bu cevherin ana bileşenleri KNO3 ve NaNO3 tuzlarıdır. Guano cevherine ülke-mizde “Şili güherçilesi” adı verilmiştir.

merak edenler için

51Kimya 10. Sınıf


Kalsiyum Karbonat (CaCO3): Kireç taşının ve mermerin başlıca bileşenidir. Suda çözünürlüğü oldukça az-

dır (13 mg / L). CaCO3 başlıca;

• kireç ve çimento üretiminde,

• beyaz yağlı boya yapımında,

• plastiklere beyaz renk vermede,

• porselen-seramik endüstrisinde,

• kâğıt dolgu maddesi olarak,

• gıda katkı maddesi (Ca kaynağı) olarak

kullanılır.

sodyum nitrit (nanO2): Zayıf bir asit olan nitröz asitten (HNO2) türer. Çözeltisi baziktir. Suda bol çözü-

nür. Gıda endüstrisinde e250 koduyla bilinir. NaNO2 başlıca;

• gıda katkı maddesi olarak,

• ilaç endüstrisinde,

• boya üretiminde

kullanılır.

sodyum benzoat (C6H5COOna):Benzoik asitten (C6H5COOH) türer. Bazik bir tuzdur, suda çözünür. Gıda en-

düstrisinde e211 kodu ile bilinir. Bakteri ve mantar üremesini engeller. Sodyum benzoatın koruduğu gıdalarda pH 3-5 aralığında olmalıdır. Bu yüzden gazlı içe-cekler ve turşular gibi asitli gıdalar, sodyum benzoat ile korunurken, nötral veya bazik gıdalarda bu tuz kullanılmaz. C6H5CO2Na başlıca;

• gazlı içecek ve meyve suyu üretiminde,

• ilaç endüstrisinde,

• işlenmiş asidik gıda üretiminde,

• havai fişek üretiminde,

• kozmetik ürünleri üretiminde,

• hayvan yemi üretiminde

kullanılır.


52Kimya 10. Sınıf

amonyum Klorür (nH4Cl): Halk arasında nişadır olarak bilinir. Asidik bir tuzdur, suda çözünür. 350 °C

civarına ısıtılırsa HCl ve NH3 oluşturur.

( ) ( ) ( )NH Cl k NH g HCl g4 3$ - -+

• Bu tuzun, yüzey temizleme özelliği, ısıtılınca oluşan HCl den ileri gelir. NH4Cl başlıca;


• çinko karbon pillerinde elektrolit olarak,

• galvanizleme, kalaylama ve lehimleme işlemlerinde yüzey temizleyici olarak,

• hayvan yemi katkı maddesi olarak

kullanılır.

amonyum nitrat (nH4nO3): Amonyak ve nitrik asitten türer. Asidik bir tuzdur, suda bol çözünür. Bu tuzun

suda çözünmesi endotermik (ısıalan) bir olaydır.

( ) ( ) ( )NH NO k kj NH suda NO suda26H O

4 3 4 32

+ ++ -

Denklemden de anlaşılacağı gibi, amonyum nitrat, çözünürken suyu soğu-tur. 920 g suda 80 g (1 mol) amonyum nitrat çözülürken sıcaklıkta yaklaşık 6,2°C azalma olur. Sporcuların küçük çapta berelenmeleri için kullanılan soğutma tor-balarında bu tuzdan yararlanılır.

Bu tuzun bir başka özelliği de, saf halde iken, ısıtılınca bozunmasıdır:

( ) ( ) ( )NH NO k N O g H O g kj2 36s

4 3 2 2ı ı

- -+ +

Tepkimede oluşan ısı, sıcaklığı daha da artıracağı için bozunma olayı hızlanır; patlamaya dönüşür. Bu yüzden NH4NO3 saf haliyle muhafaza edilmez. Su veya CaCO3 ile karıştırılarak depolanır. NH4NO3 başlıca;

• suni gübre olarak,

• tünel ve yol yapımında işe yarayan patlayıcı karışımların bileşiminde,

• hızlı soğutma torbalarında soğutucu olarak

kullanılır.

53Kimya 10. Sınıf


Şekil 1.13. Şapın deri, yün boyamadaki bağlayıcılığı.

diamonyum Fosfat ((nH4)2HPO4): Suda bol çözünür. N ve P elementleri içerdiği için gübre olarak kullanılır ve

piyasada daP kısa adıyla tanınır. Yapısındaki NH4+ katyonu asit, HPO4

2− ise baz-dır. Bu yüzden, DAP iyi bir pH ayarlayıcıdır. (NH4)2HPO4 başlıca;


• kağıt endüstrisinde,

• kuru tip yangın söndürücülerde katkı maddesi olarak,

• gıdalarda asitliği düzenlemede

kullanılır.

Şap (Kal(sO4)2.12H2O):

Doğada mineral olarak bulunur. Potasyum sülfat ve alüminyum sülfatın bir-likte kristallenmesiyle oluşmuş bir çift tuzdur. Bu tuzun formülü;

( )K SO Al SO H O242 4 2 4 3 2$ $ şeklinde de yazılır.

Şap, suda çözününce Al(OH)3 ve H+ oluşur.

( ) ( )Al H O Al OH k H3 332 3D+ ++ +

Bu yüzden şap, asidik bir tuzdur. Suda oluşturduğu Al(OH)3 hacimli bir çöke-lektir ve az miktarı, jel gibi çöktüğü ortamı doldurur. Bu bileşik açık havada su kaybederek, alüminyum oksit’e dönüşür.

( ) ( ) ( ) ( )Al OH k Al O k H O g2 33 2 3 2$ +

Oluşan Al2O3 beyaz renkli olup kâğıtta selüloz lifleri arasındaki boşlukları doldurarak düzgün bir yüzey sağlar.

Al(OH)3 çökeleğinin hacimli çökme ve beyaz dolgu oluşturma özellikleri ne-deniyle şap, su arıtımında ve kâğıt üretiminde işe yarar.

Şaptaki Al3+ katyonu, yün ve ipek gibi proteinlerin zincirlerindeki N ve O atomlarına sağlam bağlarla tutunur (Şekil 1.13) . Bu katyon boya molekülle-rine de sağlam tutunduğu için, boya ile lif arasında bağlayıcı olarak davranır. KAl(SO4)2

.12H2O başlıca;


• su arıtma işlemlerinde,

• inşaat sektöründe,

• gıda endüstrisinde ,

• deri tabaklama işlemlerinde,

• kağıt endüstrisinde

kullanılır.

N

Protein

Boya Molekülü

O

N NAl


54Kimya 10. Sınıf

alüminyum sülfat (al2(sO4)3): Şap gibi, suda çözününce Al(OH)3 oluşturur. Şapın kullanıldığı her yerde kul-

lanılır. Fiyatlarına ve tedarik kolaylığına bakılarak iki tuzdan biri tercih edilir.

boraks (na2b4O7):Boraks, ülkemizde bol miktarda bulunan önemli yer altı zenginliklerimizden

birisidir. Doğal cevherine “tinkal” denir. Tinkalin yapısındaki safsızlıkları gider-mek için cevher, asitte çözülüp boraks yeniden kristallendirilir.

Boraks kolay eriyen bir katıdır. (Erime noktası: 740 °C). Erimiş boraks birçok

minerali çözdüğü için madencilikte çok işe yarar. Boraks, H2SO4 ile tepkimeye

girerek H3BO3 oluşturur:

Na B O H SO H O H BO Na SO5 42 4 7 2 4 2 3 3 2 4$+ + +

H3BO3 bir asit olarak yararları yanında, sodyum bor hidrür üretimi için de

çıkış maddesidir:

H BO NaH NaBH NaOH4 33 3 4$+ +

NaBH4 (sodyum bor hidrür), istendiği zaman H2 üretmede kullanılabilir:

( )NaBH H O NaBO H g2 44 2 2 2$ -+ +

Yakıt olarak H2 kullanan otomobillerde, gaz depolamak zor olduğu için

NaBH4 depolanır ve kullanılacağı zaman bu tepkimelere göre H2 elde edilir.

Na2B4O7 başlıca;

• borsilikat camı imalatında,

• ahşap malzemeler için koruyucu olarak,

• porselen işlemede,

• hidrojen gazı üretiminde

kullanılır.

Balarısının iğnesindeki salgı asidik yaban arısının salgısı ise baziktir. İlkyar-dım için balarısı zehrine karşı NaHCO3 çözeltisi, yaban arısının zehrine karşı ise borik asit (H3BO3) çözeltisi kullanılır.

biliyor musunuz?

55Kimya 10. Sınıf


1) NaCl tuzunun sofralarda kullanımı dışında işe yaradığı 3 ayrı uygulamayı açık-

layınız.

2) Na2CO3 tuzunun kurutma işlemlerinde kullanımı hangi özelliği ile ilgilidir?

Kısaca açıklayınız.

3) Amonyum nitrat tuzunun suda çözünürken ısı alma özelliğinden hangi uygu-

lamada nasıl yararlanılır?

4) Boraksın madencilikte kullanımı hangi özelliği ile ilgilidir?


nOtlarım:

56Kimya 10. Sınıf


1. aşağıdaki ifadelerdeki boşluklara tablodaki kelimelerden uygun olanları yerleştiriniz.

7 soy metaller titrasyon

renksiz / pembe elektrik akımını nötralleşme tepkimesi

asidik turnusol kâğıdı amfoter

aktif metal kırmızı lahana çözeltisi kırmızı/sarı

A. Bir asidin bir bazla tepkimeye girerek su ve tuz oluşturmasına ……………………………....denir.

B. HNO3 ve HF gibi asitlerle tepkime vermeyen metallere …………………………………….denir.

C. pH değeri 7’den küçük olan çözeltilere ……………………………çözelti denir.

D. Çözeltilerin asitliğini veya bazlığını gösteren indikatör emdirilmiş kağıtlara …………………… denir.

E. Nötral çözeltilerin pH değeri …………………………….dir.

F. Kuvvetli asit ve bazların sulu çözeltileri …………………………………………iyi iletir.

G. Fenolftalein indikatörü, asidik ortamda ……………………………, bazik ortamda ise …………………………………renk verir.

H. Asit - baz tepkimelerinin ilerlemesi ……………………………………adı verilen teknikle incelenir.

I. Hem asitlerle hem de bazlarla tepkime veren metallere…………………………..… metal adı verilir

2. aşağıda verilen ifadeleri doğru (d) / Yanlış (Y) ile işaretleyiniz; yanlış bulduğunuz ifadenin doğ-rusunu alttaki satıra kısaca yazınız.

A. […..] Asitler soy metallere etki ederek H2 gazı çıkarırlar

………………………………………………………………………………………………………

B. […..] pH değeri 7’den büyük olan çözeltiler, baziktir.

………………………………………………………………………………………………………

C. […..] Nötral çözeltilerin pH değeri 14’tür.

………………………………………………………………………………………………………

Ünite değerlendirme soruları

57Kimya 10. Sınıf


D. […..] Sulu çözeltilerinde tamamen iyonlaşan asitlere zayıf asitler adı verilir.

………………………………………………………………………………………………………

E. […..] CH3COOH, HCOOH kuvvetli asitlere örnektir

………………………………………………………………………………………………………

F. […..] Zayıf asitler ve bazlar elektriği çok iyi iletirler.

………………………………………………………………………………………………………

G. […..] Asitler tüm metallere etki ederek H2 gazı çıkarır.

………………………………………………………………………………………………………

H. […..] Yapısında oksijen bulunduran kuvvetli asitler pasif metallerle tepkime verebilir.

………………………………………………………………………………………………………

I. […..] Elektron verme eğilimi hidrojenden fazla olan metaller, asitlerle tepkimeye girdiğinde H2 gazı çıkarır.

………………………………………………………………………………………………………

3. aşağıdaki asitlerden hangisinin cam şişelerde saklanması sakıncalıdır?

A. HF B. HCl C. HBr D. HI E. CH3COOH

4. aşağıda verilenlerden hangileri kuvvetli asit ve baz çözeltilerinin ortak özellikleridir?

I. Elektriği iyi iletmeleriII. Turnusol kâğıdının rengini değiştirmeleri III. Al metaliyle tepkime vermeleri

A. Yalnız I B. Yalnız II C. I, II ve III D. II ve III E. I ve II

5. aşağıda verilenlerden hangileri zayıf asit çözeltilerine ait özelliktir?

I. Yakıcı (tahriş edici) maddelerdir.II. Elektriği iyi iletmezler.III. Suda çözündüklerinde ortama H+ iyonu verirler.

A. Yalnız I B. Yalnız II C. I ve III D. II ve III E. I, II ve III

58Kimya 10. Sınıf


6.

I. İçinden CO2 gazı geçirilirse bir tuz oluşur.II. Kırmızı turnusol kâğıdını maviye çevirir.III. İçine Zn parçaları atılırsa H2 gazı açığa çıkar.

bir kuvvetli baz çözeltisi için yukarıdaki ifadelerden hangisi ya da hangileri doğrudur?

A. Yalnız I B. Yalnız II C. Yalnız III D. I, II ve III E. II ve III

7.

I metali; asitlerle tepkime verdiği halde bazlarla tepkime vermiyor.II metali; hem asitlerle hem de bazlarla tepkime veriyor.III metali; HCl ile tepkime vermediği halde H2SO4 ile tepkime veriyor.

Yukarıda verilen özelliklere göre uygun metal örnekleri hangi seçenekte doğru olarak verilmiştir?

I metali II metali III metali

A.B.C.D.E.

ZnNaAgMgMg

AlCuCuSnSn

AgAuMgAgNa

8. Ca(OH)2 bazının deri tabakhanelerinde kullanımında aşağıdaki özelliklerinden hangisi işe yaramaz.

A. Ca2+ iyonları içermesiB. Suda çözünmesiC. Yağlarla tepkimeye girerek tüy diplerini açmasıD. Tüylerdeki proteinlerin çözünürlük özelliğini değiştirmesiE. OH– iyonları içermesi

işlemlerinden hangileri uygulanmaz?

A. I ve III B. I ve IV C. III ve IV D. II ve V E. Yalnız III

59Kimya 10. Sınıf


9. iki ayrı beherde bulunan HCl çözeltilerinden birincisine a metali, ikincisine b metali parçaları atılmıştır. birinci beherde bir değişiklik gözlenemezken, ikinci beherde H2 gazı çıktığı gözlemlen-miştir. buna göre;

I. B metali aktif metaldir.II. B metali H+ iyonuna elektron vermiştir.III. A metali H+ iyonundan elektron almıştır.

ifadelerinden hangisi ya da hangileri doğrudur?

A. I ve II B. II ve III C. Yalnız I D. Yalnız II E. Yalnız III

10. Yandaki tabloda, dört kaynaktan alınan su örnekleri ile bu örneklerin pH değerleri verilmiştir. bu su örneklerinden en asidik olanı hangisidir?

A. Kuyu suyu

B. Deniz suyu

C. Havuz suyu

D. Çeşme suyu

E. Yağmur suyu

11. laboratuvarda cildine asit sıçrayan bir öğrencinin başvurması gereken en doğru ilk yardım önlemi aşağıdakilerden hangisidir?

A. Asit bulaşan bölgeyi sirkeli suyla yıkamak

B. Asit bulaşan bölgeyi kâğıt havlu ile kurulamak

C. Asit bulaşan bölgeyi NaCl çözeltisi ile yıkamak

D. Asit bulaşan bölgeyi bol suyla yıkadıktan sonra zayıf bir baz olan NaHCO3 çözeltisi ile ıslatmak

E. Asit bulaşan bölgeyi borik asit çözeltisi ile yıkamak

Kaynak pH

Kuyu suyuDeniz suyuHavuz suyuÇeşme suyuYağmur suyu

7,25,57,66,95,0

60Kimya 10. Sınıf


12. bir pH indikatörü, asidik ortamda sarı, nötr ortamda turuncu ve bazik ortamda kırmızı renk alıyor.

aşağıdaki numaralandırılmış beherlere bu indikatörden damlatılırsa, çözeltilerin alacağı renkler aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir?

I II III

A.B.C.D.E.

KırmızıTuruncuKırmızıTuruncuSarı

TuruncuSarıSarıKırmızıTuruncu

SarıKırmızıTuruncuSarıKırmızı

13. 1 mol ba(OH)2 ile 2 mol H2sO4 tepkimeye sokulduğunda, aşağıdakilerden hangisi söylenemez?

A. Tepkime denklemi, ( )Ba OH H SO BaSO H O22 2 4 4 2$+ + şeklinde yazılır.

B. Ortamda Ba(OH)2 kalmaz.

C. 1 mol BaSO4 oluşur.

D. Oluşan çözeltinin pH’sı 7 den büyüktür.

E. Bu bir nötralleşme tepkimesidir.

14. aşağıdaki nötralleşme tepkimeleri stokiyometrik anlamda tamamlandığında oluşan çözelti-lerden hangisinin pH’sı 7’den büyüktür?

A. Ca(OH)2 + 2HNO3 $ Ca(NO3)2 + 2 H2O

B. NaOH + HCl $NaCl + H2O

C. CH3COOH + NaOH $ CH3COONa + H2O

D. NH3 + HCl $NH4Cl

E. HClO4 + NaOH $NaClO4 + H2O

15. Okzalik asit, molekül başına 2 tane H+ iyonu verebilir. H2C2O4 (okzalik asit ile) naOH arasın-daki tepkime aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir?

A. H2C2O4 + NaOH $ 2NaC2O4 + H2O

B. H2C2O4 + NaOH $ Na2C2O4 + H2O

C. H2C2O4 + 2NaOH $ NaC2O4 + H2O

D. H2C2O4 + 2NaOH $ Na2C2O4 + 2H2O

E. H2C2O4 + NaOH $ NaC2O4 + 2H2O

NaCl

I II III

80

40 HCl

80

40 NH3

80

40

KARIŞIMLAR

61Kimya 10 Sınıf

16. Kırmızı lahana suda kaynatılınca elde edilen çözelti, asit-baz indikatörü olarak kullanılabilir. Bu doğal indikatörün belirli pH aralıklarındaki renkleri aşağıdaki tabloda görülmektedir.

Renk Kırmızı Menekşe Mor Mavi Yeşil Sarı

pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Yandaki listede pH değerleri verilen sıvıların bu indi-katörle vereceği renkleri belirleyip tabloya yazınız.

17. Aşağıdaki tuzların asidik, bazik ya da nötral olduklarını suyla tepkime verip vermediklerine göre belirleyiniz. Sulu çözeltilerinin asitlik / bazlık / nötrallik özelliklerini irdeleyiniz.

A. NH4NO3 B. NaF C. KNO3

18. 3,5 mol CH3COOH ile1,5 mol Ca(OH)2 tepkimeye sokuluyor, oluşan çözelti asidik mi, bazik mi yoksa nötral midir? Neden?

19. 10 g NaOH ile 9 g H2C2O4 1 litre suya konuyor, oluşan çözeltinin asidik, bazik veya nötral oldu-ğuna artan maddeye bakarak karar veriniz. (NaOH’in mol kütlesi; 40 g / mol, H2C2O4’ün mol kütlesi 90 g / mol dür).

20. 5,6 g KOH ile 2,44 g C6H5COOH (Benzoik asit; zayıf asit olup, sulu çözeltide molekül başına 1 proton verir.) 1 L suda çözülüyor. Oluşan çözeltiye 2 damla fenolftalein indikatörü ekleniyor. Nöt-ralleşme tepkimesi aşağıdaki gibidir. (KOH’in mol kütlesi 56 g / mol, benzoik asidin mol kütlesi ise 122 g / mol dür). Çözeltinin rengi ne olur? Neden?

C6H5COOH + KOH $ C6H5COOK + H2O

Madde pH Renk

Doğal maden suyuLimon suyuSütÇamaşır suyuDeniz suyu

3,02,46,512,58

............................

............................

............................

............................

............................

ASİTLER, BAZLAR vE TUZLAR

62

KARIŞIMLAR

✓ Homojen Karışımlar

• Çözünme olayı

• Çözeltilerde derişim

• Koligatif özellikler

✓ Heterojen karışımlar

✓ Karışımların ayrılması

Kimya, sisin, salata sosunun, granitin, ponza taşının, doğal kauçuk sütünün, denizdeki ve kahvedeki köpüğün ortak yönlerini bulur; onları birlikte inceler. Maddelere böyle bakmak onların özellikle-riyle işlevleri arasında ilişki kurmamıza yardımcı olur.

Bu ünitede, genel olarak karışımlar sınıfına giren pek çok maddeyi moleküler düzeyde anlamaya çalışacağız. Özel bir karışım tipi olan çözeltilerin oluşumu, derişimleri ve derişime bağlı özellikleri başlı-ca ilgi alanımızdır. Bu alanlarda bilgi edinirken, çözeltilerin derişim tanımları hakkında da deneyim kazanacağız.

Edineceğimiz bilgi ve beceriler, antifrizden gazlı içeceklere, süt ve benzeri karışık besinlerden su arıtma yöntemlerine kadar geniş bir alanda kavrayışımızı derinleştirecektir.

Kimya 10. Sınıf

Empedokles, maddelerin dört temel ögeden (toprak, su, hava ve ateş) oluştuğunu öne sürdü.

Brown (Bıravn),sıvı ortamda koloit taneciklerinin hareket ettiğini gözlemledi.

Graham (Gırehem), çözeltileri koloitlerden ayırt etmek için bir yöntem geliştirdi.

Loschmidt (Laşmit), moleküllerin boyutlarını ölçmek için bir yöntem geliştirdi.

M.Ö. 450 1827 1861 1865

BU ÜNİTE NEdEN ÖNEMLİ?

Bu Ünite;

✓ evde, okulda ve endüstride yaygın kullanılan karışımların kimyasını anlamak ve onları bi-linçli kullanmak,

✓ su ve atmosfer kirliliğinin ifa-desinde kullanılan terimleri tanı-mak,

✓ üretim sürecindeki ayırma iş-lemlerini bilmek

bakımından çok önemlidir.


BÖLÜMLER

63Kimya 10. Sınıf

Prandtl (Prandıl), merkezkaç savrulma (santrifüj) yardımıyla sütü kaymağından ayıran ilk makinayı yaptı.

Tsvet (Çıvet), karışımları kromatografik yöntemle ayırmayı ilk kez başardı.

Kolff, diyaliz yöntemiyle insan kanındaki zararlı maddeleri ayırmayı başardı.

1864 1900 1943

KARIŞIMLAR


64Kimya 10. Sınıf

Şekil 2.3. Granit, farklı mi-nerallerin heterojen bir ka-rışımıdır.

Şekil 2.4. Çakıl ve kum en basit karışım örneğini oluş-turur.

Şekil 2.1. Homojen ve he-terojen karışımlar. Homojen şekerli su çözeltisi (solda) ve heterojen tebeşir tozu - su karışımı (sağda) Heterojen karışımda, bazı noktaların (katı taneciklerin bulun-duğu noktalar) özellikle-ri, diğer noktalardan (sıvı moleküllerinin bulunduğu noktalar) farklıdır.

Şekil 2.2. Tentürdiyot iyo-tun alkoldeki çözeltisidir.

Şekerli su, gözle bakıldığında berrak, renksiz bir sıvıdır. Özellikleri her nokta-

da aynıdır; yani şekerli su homojen bir karışımdır. Buna karşılık deney tüpünde-

ki suya biraz tebeşir tozu (CaCO3) atıldığında oluşan karışım homojen görünüm-

lü değildir. Bir katı ile bir sıvıdan oluşan bu ikili, bir heterojen karışım örneğidir

(Şekil 2.1). Şimdi her iki tipten karışım örnekleri inceleyelim.

Şekerli su gibi tuzlu su, tentürdiyot (Şekil 2.2) ve çay demi homojen karı-

şım örnekleridir. Bütün gaz karışımları homojendir. Katı karışımlar da duruma

göre homojen olabilir. Örneğin altın bilezikte, altın ile ona katılan bakırı mik-

roskopla bile ayırt edemeyiz. Yani altın ziynet eşyaları homojen karışımlardır.

Şekil 2.3’te görülen granit taşına dikkatle bakınız. Birçok taş gibi granit taşı

da saf bir madde değildir; çok sayıda mineralin bir arada katılaşmış küçük kris-

tallerinden oluşur. Uygun bir büyüteçle bakılırsa yan yana farklı kristalleri ayırt

etmek kolaydır. Başka bir deyişle, granit taşı üzerinde, görünümü ve diğer özel-

likleri farklı bölgeler (noktalar) vardır. Granit taşı heterojen bir karışımdır.

Çakıl-kum karışımı, görünüşte daha basit bir heterojen karışım örneği-

dir (Şekil 2.4). Ancak bu karışım aslında göründüğünden daha karmaşıktır.

Her şeyden önce çakıl taneleri granit gibi bir taştan oluşmuştur. Çakıl tanesi,

manyetit (Fe3O4) gibi tek bir mineralden oluşabilir veya bir mineraller karışımı

olabilir. Kum tanelerinin çoğu milimetrik boyutta çakmak taşı (SiO2) parçaları-

dır; ama bir kum tanesinde birden çok mineral olabilir. Yani çakıl ve kum çoğu

zaman, kendi başlarına birer karışımdır. Mikroskop altında incelenirlerse birer

karışım oldukları görülebilir. Kum ve çakılı daha yakından inceleyebileceğiniz

1. Etkinliği gerçekleştirebilirsiniz.

Su ve tuzlu su homojen özellikte iki farklı maddedir. Atomları ve molekülleri görebilseydik saf suda ve tuzlu suda kaç farklı tür gözleyebilirdik?


GİRİŞ

KARIŞIMLAR

65Kimya 10 Sınıf

KARIŞIMLAR


Ne Öğreneceğiz?

Kum ve çakıla büyüteç yardımı ile yakından bakarak yapılarını göz-lemleyeceğiz.

Araç-Gereç:

• Kum, çakıl taşları

• Saat camı (2 adet) veya Petri kabı (2 adet)

• Büyüteç

• Eldiven

Adımlar - Yorumlar:

1. Eldiven kullanarak bir saat camına (veya Petri kabına) bir miktar kum, diğer saat camına bir miktar

çakıl koyunuz.

2. Büyüteç yardımıyla kum tanelerini inceleyiniz. Kum homojen midir; yoksa heterojen midir? Neden

böyle düşündüğünüzü arkadaşlarınızla ve öğretmeninizle paylaşınız.

3. Yine büyüteç yardımıyla çakıl taşlarını inceleyiniz. Çakıl taşları homojen midir; yoksa heterojen midir?

Neden böyle düşündüğünüzü arkadaşlarınızla ve öğretmeninizle paylaşınız.

Yorumlayalım:

Bazı kum tanelerine ve çakıl taşlarına yakından bakıldığında rengi ve görünümü birbirinden farklı mad-

delerin yan yana bulunduğu görülür. Bu görünüm, kum taneleri ve çakıl taşlarının farklı mineraller içeren

birer heterojen karışım olduğunu gösterir.

Kum ve Çakıla Yakından BakalımEtkinlik 1

GÜvENLİK İÇİN dİKKAT


66Kimya 10. Sınıf

Şekil 2.5. Sütteki kazein proteini ve yağ mikroskopla görülebilir.

Süt de heterojen bir karışımdır. Çıplak gözle bakıldığında homojen gibi gö-rünür; uygun bir optik mikroskop ile bakıldığında yağ damlaları ve bir protein olan kazein tanecikleri ayırt edilebilir (Şekil 2.5).

Homojen ve heterojen karışım ayrımı yapmak her zaman kolay olmayabilir. Dağılan madde taneleri optik mikroskop ile ayırt edilemediği halde ışığı yan-sıtmaları sayesinde ayırt edilebilen karışımlar da vardır. Havadaki ince tozlar ve yumurta akındaki proteinler buna örnektir. Böyle karışımlarda dağılan madde-nin tanecikleri 10 - 1000 nm boyutludur. Özellikleri homojen ve heterojen karı-şımların arasında olan bu tür karışımlara koloit denir. Sonuç olarak karışımları, homojen, heterojen ve koloit olmak üzere üç sınıfa ayırmak daha doğru olur.

Yukarıdaki örneklerle ilgili deneyimlerimizi topluca değerlendirirsek, karı-şımlarla ilgili Tablo 2 .1’ deki genel sınıflandırmayı yapabiliriz:

Tablo 2.1. Karışan maddelerin fiziksel hâline ve dağılan maddenin tanecik boyutuna göre karışım tipleri.

Fiziksel Hal dağılan Maddenin Tanecik Boyutu

dağıtan Ortam

dağılan Madde

r* < 1 nm ÇÖZELTİ

10 nm < r* < 1000 nmKOLOİT

r* > 1000 nmHETEROJEN

KARIŞIM

Gaz GazGaz çözeltisi

[Hava (N2 + O2 + Ar + CO2)]

------(Gaz karışımları hep homojendir.)

Gaz Sıvı ------**Koloidal aerosol

(Sis, pus)Kaba aerosol(Burun spreyi)

Gaz Katı ------**Katı aerosol

(Duman, bulut)

Toz(Toprak

yollarda oluşan tozlar)

Sıvı GazÇözelti

(Amonyaklı su)Koloidal köpük

(Traş köpüğü)

Kaba köpük(Sabun

köpüğü)

Sıvı SıvıÇözelti

(Kolonya)

Koloidal emülsiyon

(Homojenize süt)

Kaba emülsi-yon

(Süt-suda yağ)

Sıvı KatıÇözelti

(Şekerli su)

Sôl(Çin mürekkebi,

kan)

Kaba sôl (Süspansiyon)

(Bulanık su)

Katı GazÇözelti

(Pd’da çözünmüş H2)

Katı köpük(Ponza taşı-aktif

kömür)

Köpük(Kuru sünger)

Katı SıvıÇözelti

(Altın-cıva amal-gamı)

Jel(Jelatin, jöle)

Sünger(Islak sünger)

Katı KatıÇözelti

(Homojen alaşımlar, renkli cam)

Katı sôl(Süs camları)

Adi karışım(Çakıl, taş-

granit)

(*) Burada “r” dağılan taneciğin boyutunu gösterir. (**) Sıvılar ve katılar bir gaz ortamında homojen dağılmışsa, önce buhar haline gelmiş olmalıdır.

Yani, homojen gaz-sıvı ve gaz-katı karışımları aslında birer gaz-gaz karışımıdır.

Şimdi homojen ve heterojen karışımlarla ilgili kavramları gözden geçirip her iki madde sınıfı ile ilgili yeni örnekler tanıyalım.

67Kimya 10. Sınıf

KARIŞIMLAR

Homojen karışımlar, çözelti adıyla da bilinir. Çözeltiler iki veya daha çok maddeden oluşur. Örneğin, şerbette sadece su ve şeker varken deniz suyunda, suda çözünmüş halde, başta NaCl olmak üzere MgCl2, Na2SO4, KCl, Ca(HCO3)2 gibi tuzlar bulunur.

Çözeltiler çoğu zaman sıvı karışımlardır. Bal, pekmez, peynir suyu, serum, çay demi her gün karşılaştığımız sıvı çözeltilerdir. Çözücü (dağıtan) ortam sıvı olun-ca, çözünen (dağılan) ortam hangi fiziksel halde olursa olsun çözelti de sıvı olur. Yukarıda adı geçen çözeltilerin hepsi katıların sudaki çözeltileridir. Maden suyu, suda çözünmüş halde çeşitli tuzlar ve ayrıca CO2 gazı içerir. Gazoz da katı halde şeker, sıvı haldeki meyve aroması ve CO2 gazının bir çözeltisidir. Kolonya ise iki sıvının karışımıdır (alkol + su).

İki sıvının birbiriyle karıştığı durumlarda miktarı daha fazla olan sıvı çözücü, diğeri çözünendir. Örneğin, 80°’lik kolonya, 80 hacim alkolde 20 hacim su içer-diği için bu çözelti suyun alkoldeki çözeltisi sayılır.

Çözücüsü su olmayan çözeltiler çok çeşitli olabilir. Çözücü ortamın fizik-sel hali temelinde hazırlanan aşağıdaki sınıflandırma tablosunu inceleyiniz (Tablo 2.2).

Tablo 2.2. Fiziksel hâllerine göre bazı çözelti örnekleri

Çözelti Türü Örnek Çözünen Çözücü

Gaz Çözeltiler gaz/gaz hava O2 + Ar + CO2 N2

Sıvı Çözeltiler

gaz/sıvı maden suyu karbon dioksit su

sıvı/sıvı kolonya suetil alkol(etanol)

katı/sıvı şekerli su şeker su

Katı Çözeltilersıvı/katı diş dolgusu

(amalgam) Ag, Cu, Sn cıva

katı/katı çelik karbon ve krom demir

Bilinen en yaygın çözücü sudur; suya “evrensel çözücü” de denir. Suyun çö-zücü olduğu çözeltiler için sulu çözelti terimi kullanılır. İyi süzülmüş çay, sirke, deniz suyu, gazlı içecekler günlük hayatta rastlayabildiğimiz sulu çözelti örnek-leridir. Kimyasal tepkimelerin büyük bir kısmı sulu çözeltiler içerisinde gerçek-leştiğinden sulu çözeltiler kimyada oldukça önemlidir.

BÖLÜM1. HOMOJEN KARIŞIMLAR

• Homojen karışım (çözelti)

• Çözünme• Derişim• ppm• Koligatif özellik• Kriyoskopi• Ebulyoskopi• Osmotik basınç• Hidrasyon• Solvasyon

Kavramlar

Kuru Havanın Hacimce Bileşimi*

Bileşen Hacimce derişimN2 % 78,08O2 % 20,95Ar % 0,93CO2 % 0,04Ne 18,18 ppmHe 5,24 ppmCH4 1,79 ppm

* Havadaki su buharı oranı, çok değişkendir ve % 0,001 – %5 arasında değişir.

İlginç NoktaAmalgam nedir?

Cıva, pek çok metali çö-zebilen sıvı bir elementtir. Cıvalı karışımlara amal-gam denir. Amalgamlar sıvı olabileceği gibi katı da olabilir. Bazı diş dolgu-ları, gümüş, kalay ve bakır amalgamlarıdır.

Merak Edenler İçin


68Kimya 10. Sınıf

Çözünen madde hangi fiziksel halde olursa olsun çözeltilerin genel özellikle-

rini aşağıdaki gibi özetleyebiliriz:

• Çözeltiler, çıplak gözle ve optik mikroskopla (en fazla 3000 kat büyütebi-

len) incelenirse her yerinin görünümü aynıdır.

• Bir çözeltide dağılan madde (örneğin, şekerli sudaki şeker) dağıtan orta-

mın her tarafına eşit sıklıkta dağılmıştır. Çözelti bekledikçe çözünen mad-

de dibe çökmez.

• Her karışımda olduğu gibi çözeltilerde de hem çözücü hem de çözünen

madde birbirine karışırken kendi kimliklerini kaybetmezler. Örneğin şeker-

li su içen hem su içmiş hem de şeker yemiş olur. İyot da alkolde çözünür-

ken kendi rengini korur.

• Çözeltilerde dağılan madde atom/molekül boyutunda dağılmış olup bu

türlerin çapları genellikle 1 nm’den (10-9 m) daha küçüktür. Çözeltilerin

heterojen karışımlardan temel farkı budur. Heterojen karışımlarda ve ko-

leitlerde, dağılan maddenin dağılma boyutu genellikle 10 nm’den daha

büyüktür.

• Çözeltinin erime noktası, kaynama noktası, yoğunluk, kırma indisi gibi

özellikleri çözücü ortamınkinden farklıdır. Karışımın özellikleri genelde

birbiri ile karışan maddelerin saf haldeki özelliklerinin ağırlıklı ortalama-

sına yakındır.

• Bir karışımı oluşturan maddeler, buharlaştırma, damıtma, kromatografi

gibi fiziksel yöntemlerle birbirinden ayrılabilir.

Sayılan bu özellikler, çözücü ve çözünen maddenin cinsi ile olduğu kadar,

çözünme olayının tabiatı ve çözeltideki her bir maddenin birbiri içinde dağılma

oranıyla ilgilidir. Şimdi bu konuya daha yakından bakalım.

69Kimya 10. Sınıf

KARIŞIMLAR

Çözünme Süreci

Su, tuzu, şekeri alkolü vb. çözdüğü halde, zeytinyağını neden çözmez? Bu

ve benzeri soruların yanıtını bulmak için dokuzuncu sınıfta öğrendiğiniz kim-

yasal türler arasındaki etkileşimlerden zayıf etkileşimleri ve molekül polarlığı/

apolarlığı gibi kavramları hatırlamanız önemlidir (bkz. Kimya 9. sınıf ders kitabı

3. Ünite). Bu kavramlar hakkında bildiklerinizi gözden geçirdikten sonra, çeşitli

maddelerin birbiri içinde çözünmesini araştırabilirsiniz (2. Etkinlik).

Heterojen karışımlar ile homojen karışımlar (çözeltiler) arasındaki en temel

farkın dağılan maddenin tanecik boyutu olduğunu öğrendik. Çözünme bir

maddenin diğer bir maddede atom/molekül boyutunda dağılarak homojen bir

karışım oluşturması olayıdır. Çözeltilerde iki tür bileşen vardır: çözücü ve çözü-

nen madde. Çözücü çoğu zaman sudur. Örneğin bir çay kaşığı şeker suda çö-

zünürken şeker çözünen madde, su da çözücü ortam görevi üstlenir. Çözünen

madde, duruma göre atom, molekül veya iyonlar halinde dağılır. Atom, iyon ve

moleküllerin boyutları, 0,10 - 1,0 nm aralığındadır. Bu boyuttaki tanecikler, iyi bir

optik mikroskopla, en fazla 10−5 m, yani 0,01 mm boyutuna büyütülebilir. İnsan

gözü bu büyüklükteki nesneleri ayırt edemez.

Çözünmenin Moleküler Temeli

NOTLARIM:


70Kimya 10. Sınıf


Ne Öğreneceğiz?

Çözünme olayında çözünen ve çözücü maddeler için tanecikler ara-sı etkileşim türlerinin ve polarlığın / apolarlığın etkisini inceleyeceğiz.

Araç-Gereç:

• Tüplük, deney tüpü (20 mL, 7 adet), damlalık

• Dereceli silindir (25 mL)

• CCl4 (karbon tetraklorür), sıvı yağ (5 mL), CH3CH2OH (etil alkol / etanol) (10 mL), NaCl (önceden tartılmış; 1 g), saf su


• Terazi

Adımlar-Yorumlar:

1. Aşağıdaki tabloda su, sıvı yağ, etanol, sodyum klorür ve karbon tetraklorürün tanecikler arası etkile-şim türleri verilmiştir. Tabloyu inceleyip öğrendiklerinizi hatırlayınız.

Madde Tanecikler Arası Etkileşim Türleri Polar/İyonik/Apolar

Su Hidrojen bağları, dipol-dipol etkileşimleri, London kuvvetleri

Polar

Sıvı yağ London kuvvetleri Apolar

Etanol Hidrojen bağları, dipol-dipol etkileşimleri, London kuvvetleri

Polar

Sodyum klorür İyonik bağ İyonik/polar

Karbon tetraklorür London kuvvetleri Apolar

2. Deney tüplerini 1’den 7’ye kadar numaralandırınız. 1- 3 numaralı tüplere oda sıcaklığında 5’er mL su, 4 - 6 numaralı tüplere 5’er mL CCl4; 7 numaralı tüpe ise 7 mL su ve 5 mL CCl4 koyunuz.

Su Her Şeyi Çözer mi, Görelim?Etkinlik 2


71Kimya 10. Sınıf

KARIŞIMLAR

3. Su bulunan deney tüplerinin her birine 2’şer mL etanol, sıvı yağ ve 0,5

gram NaCl katısı ekleyiniz. Aynı işlemi CCl4 bulunan deney tüpleri için tekrarla-

yınız.

4. Eldiven kullanarak tüplerin hepsini ağzı kapalı çalkalayınız. Tüplükte 2 da-

kika beklettikten sonra tüplerin görünümünü gözlemleyiniz. Gözlem sonuçları-

na göre çözünme/faz oluşumu durumunu aşağıdaki tabloya yazınız.

dağıtan sıvıdağılan madde

Etanol Sıvı yağ Sodyum klorür Karbon tetraklorür

Su

Karbon tetraklorür

5. Tablolara bakarak maddelerin çözme/çözünme özellikleri ile polarlıklarını

ilişkilendirmek için aşağıdaki soruları yanıtlayınız:

a) 7 numaralı tüpteki karbon tetraklorür ve su birbiri içinde çözündü mü?

Sizce bunun sebebi ne olabilir?

b) Suda çözünen maddelerin tanecikleri arasındaki etkileşimler, su molekül-

leri arasındaki etkileşimlere benziyor mu? Neden?

c) CCl4’de çözünen maddelerin tanecikleri arasındaki etkileşimler, CCl4 mole-

külleri arasındaki etkileşimlere benziyor mu? Neden?

Yorumlayalım:

Molekülleri / iyonları arasındaki etkileşimler birbirine benzeyen maddeler

birbiri içinde çözünür. Tanecikler arası etkileşim türleri yönünden benzerlik azal-

dıkça maddelerin birbiri içerisinde çözünme eğilimi de azalır.


72Kimya 10. Sınıf

Şekil 2.6. Su ve etanol mo-lekülleri karışmadan önce (üstte); etanol suda çözü-nürken etanol molekülleri-nin su molekülleri tarafın-dan çevrelenmesi (altta).

Bir maddenin bir sıvıda çözünüp çözünmeyeceği, moleküler düzeyde aşağı-daki gibi irdelenir:

• Sıvı molekülleri ile çözünen maddenin molekülleri/iyonları arasında ye-terince güçlü etkileşimler varsa çözünme kolaylaşır. Çözünme olayının istemli yürümesi için, bu etkileşimin, çözücü molekülleri arasındaki etki-leşimleri ve ayrıca çözünenin molekülleri/iyonları arasındaki çekim kuvve-tini yenebilmesi gerekir. Bu şart sağlanmışsa, madde çözünürken ısı açığa çıkar (çözünme olayı ekzotermiktir). Başka bir deyişle, çözünürken ısınma-ya yol açan maddeler suda bol çözünür.

• Örneğin etanolün suda çözünüp çözünmeyeceği irdelenirken; - su molekülleri arasındaki çekim kuvvetlerini, - etanol molekülleri arasındaki çekim kuvvetlerini,yenmek gerektiği ortaya çıkar ki her iki iş için gerekli enerji, - su moleküllerinin etanol moleküllerini kuşatması,esnasında açığa çıkan enerji ile karşılanacaktır (Şekil 2.6).

Su-etanol çiftinde olduğu gibi çözücünün molekülleri ile çözünen madde-nin molekülleri arasında etkileşimler ne kadar güçlü ise çözelti oluşumu o kadar mümkündür. Daha önce dipol-dipol etkileşimlerinin polar moleküller arasında, iyon-dipol etkileşimlerinin iyonlar ile polar moleküller arasında oluştuğunu öğ-renmiştik (bkz. Kimya 9. sınıf ders kitabı 3. Ünite). Çözücü ile çözünen madde-lerin tanecikleri polarlık bakımından birbirine benziyorsa bu etkileşimler mey-dana gelerek çözünme gerçekleşir. Çözünme olayı için şu genelleme yapılabilir:

Polar çözücüler iyonik ve polar maddeleri, apolar çözücüler ise apolar mad-deleri iyi çözer. Bu genel eğilim “benzer benzeri çözer” kuralı olarak bilinir.

Yemek tuzu (NaCl) karbon tetraklorür (CCl4) gibi apolar moleküllü çözücüler-de neden çözünmez?


73Kimya 10. Sınıf

KARIŞIMLAR

Su molekülleri polar, yağ molekülleri apolar olduklarından zeytinyağı suda

çözünmez. Yağ, apolar moleküllü başka bir sıvıda (örn. CCl4) çözünebilir. Diğer

yandan su, polar moleküllerden oluşan şekeri veya iyonik bir katı olan yemek

tuzunu çözebilir. Bu çözünme süreçlerini farklı durumlar için gözden geçirelim:

• Yemek tuzunun (NaCl) suda çözünmesi olayında H2O molekülleri di-

pol olduğundan (Şekil 2.7) bu moleküller ile Na+ ve Cl– iyonları arasında

iyon-dipol etkileşimleri meydana gelir. Bu etkileşimler, Na+–Cl– iyonik ba-

ğını ve H2O–H2O etkileşimlerini koparmaya yeterli enerjiye sahiptir. Böyle-

ce NaCl suda kolayca çözünür.

( ) ( ) ( ) ( )NaCl k H O s Na suda Cl suda2 $+ ++ -

Çözünme sırasında moleküler düzeyde meydana gelen olaylara bir göz ata-

lım. Suya tuz atıldığında hareketli olan H2O molekülleri NaCl kristalleri ile karşı-

laşır (Şekil 2.8). Dipol olan H2O moleküllerinin pozitif ucu (H tarafı) tuz kristalin-

deki Cl– iyonlarına doğru, negatif ucu (O tarafı) ise Na+ iyonlarına doğru çekilir.

İyonlar ve H2O molekülleri arasındaki iyon-dipol etkileşimleri iyonları kristal-

den uzaklaştıracak kadar güçlüdür. Kristalden uzaklaştırılan Na+ ve Cl– iyonları

Şekil 2.9 ’da gösterildiği gibi H2O molekülleri tarafından çevrelenir ve bu olay

tuzun çözünmesi sonlanıncaya kadar devam eder.

Çözücünün su olması durumunda çözünen madde taneciklerinin H2O mole-

külleri tarafından çevrelenmesine hidrasyon denir. Aynı olay başka bir çözücü

içerisinde gerçekleşirse genel olarak solvasyon terimi kullanılır.

Şekil 2.9. Çözünme sıra-sında NaCl kristalindeki iyonların H2O molekülleri tarafından çevrelenmesi (hidrasyon).

Na+

Cl-

Şekil 2.7. H2O molekülleri kısmi (+) ve kısmi (-) kutup-lara sahiptir.

O H

H

Şekil 2.8. NaCl kristalinin su içerisinde çözünmesi. H2O molekülleri kristale doğru yak-laştığında (a) moleküllerin (+) uçları anyonlara, (-) uçları katyonlara doğru çekilir (b).

(a) (b)


74Kimya 10. Sınıf

• CO(NH2)2 (üre) moleküler bir maddedir. CO(NH2)2 molekülleri polar olup

(Şekil 2.10) birbirini kuvvetle çeker ve bu yüzden üre kristal halindedir

(molekülleri düzenli sıralanmış bir katıdır). Bu madde suya atıldığında

CO(NH2)2 molekülleri H2O molekülleri tarafından çevrelenir (hidrasyon).

H2O moleküllerinin negatif uçları CO(NH2)2 moleküllerinin pozitif ucuna,

pozitif uçları da negatif ucuna doğru yönelir (Şekil 2.11). Üredeki –NH2

grupları ile H2O molekülündeki –OH grubu arasında hidrojen bağları

meydana gelir.

Üre molekülleri polarlıkları nedeniyle birbi-

rine çok sağlam bağlı olduğu halde, CO(NH2)2–

H2O çiftleri arasındaki etkileşimlerin gücü baskın

gelir; sonuçta H2O molekülleri CO(NH2)2 mole-

küllerini kristalden koparıp su içerisinde düzenli

karışmalarını sağlar; böylece ürenin sulu çözeltisi

oluşur. Ürenin suda çözünmesi aşağıdaki denk-

lem ile ifade edilir:

( ) ( ) ( ) ( ) ( )CO NH k H O s CO NH suda2 2 2 2 2$+

Sodyum klorür suda çözünürken su ortamında Na+ ve Cl– iyonları oluşur.

Buna karşılık üre ve şeker gibi moleküler maddelerin çözeltilerinde iyonlaş-

ma olmaz; yani bu maddeler molekül halinde çözünür.

• Sıvı maddelerin suda çözünmesinde de çözünen-çözünen, çözücü-çö-zücü, çözünen-çözücü etkileşimleri önemli rol oynar. Sıvı moleküllerinin katılardakine göre daha serbest hareket etmesi, çözünen moleküllerinin çözücüye karışmasını kolaylaştırır. Bir örnek olarak, metanolün (CH3OH) su ile etkileşimini ele alalım. Metanolün suda çözünmesi üç basamağa ayrı-labilir:

1. Çözücü H2O molekülleri birbirinden ayrılmalıdır; bu da enerji gerektiren bir

süreçtir.

2. CH3OH molekülleri birbirinden ayrılmalıdır. Bu süreç de enerji gerektirir.

3. H2O molekülleri ile CH3OH molekülleri arasında yeni bağlar oluşmalıdır

(Şekil 2.12).

Her iyonik katının suda çözünür olduğu düşünül-memelidir. Aşağıdaki tuz-ların çözünürlük değerle-rini dikkatle inceleyiniz:

Tuz25°C’ta suda çözünürlük (g/L çözelti)

NaCl

Na2SO4

CaSO4

BaSO4

AgCl

359

281

0,6700

0,0025

0,0019

Yeri Gelmişken

Şekil 2.10. Üre molekülü-nün yapısı.

Şekil 2.11. Ürenin suda çö-zünmesi sırasında meydana gelen çözünen-çözücü etki-leşimleri.

Üre, suda çözünen doğal bir azotlu bileşiktir. Hay-vanların metabolizma sü-recinde oluşur. Memelile-rin idrarında bol bulunur. Laboratuvarda üretilen ilk organik maddedir. Gübre olarak kullanılır.

Üre suda çözünürken molekülündeki karbon, hidrojen, azot ve oksijen atomları arasındaki kova-lent bağlar kopmaz; üre molekülleri arasındaki bağlar kopar.


75Kimya 10. Sınıf

KARIŞIMLAR

Şekil 2.12. Çözünme sıra-sında CH3OH molekülleri ile H2O molekülleri arasında hidrojen bağı oluşumu.

İlk iki basamakta gerekli olan enerji üçüncü basamakta açığa çıkacak enerji

ile karşılanabildiği için bu iki sıvının birbirine karışma eğilimi yüksektir. Metano-

lün suda çözünmesine ilişkin bu üç basamaklı süreci gösteren denklem aşağıda

verilmiştir:

( ) ( ) ( )CH OH s H O s CH OH suda3 2 3$+

Benzenin (C6H6) su ile karışmaması (suda çözünmemesi) sözü geçen üç ba-

samağın enerji girdi/çıktı hesabı ile irdelenebilir. Benzen–su karışımı için;

1. Çözücü H2O moleküllerinin birbirinden ayrılması çok enerji gerektirir.

2. Çözünen C6H6 moleküllerinin birbirinden ayrılması az enerji gerektirir.

3. H2O molekülleri ile C6H6 molekülleri arasında yeni bağların oluşması az

enerji verir.

Sonuçta son basamakta açığa çıkan enerji, ilk iki basamağın gerçekleşmesi-

ne yetmez. O halde, bu iki sıvının birbiri içinde çözünme eğilimi azdır.

Gazların suda çözünmesi için de benzer bir irdeleme yapılabilir. Ancak gazlar çözünürken, yukarıda sözü geçen üç basamaktan ikincisini göz önüne almak gerekmez; çünkü gaz molekülleri arasındaki etkileşimler yok sayılabilir. Örneğin O2 gazı suda çözünürken,

1. H2O molekülleri birbirinden ayrılmalıdır (çok enerji ister).

2. O2 molekülleri zaten birbirinden bağımsız durumda olduğu için serbest hale geçmeleri bir enerji gerektirmez.

3. H2O molekülleri ile O2 molekülleri arasında yeni bağlar oluşmalıdır (bu

bağlar başlıca London kuvvetleri kaynaklıdır ve az enerji açığa çıkarırlar).

H

HH

H

H

H

H

H

H

H

H C

C

O O

O

O

H

HF güçlü kovalent bağa sahip olduğundan suda çok az iyonlaşır. Bununla birlik-te HF’ün suda çok iyi çözündüğü bilinmektedir. Bunun sebebi ne olabilir?



76Kimya 10. Sınıf

Şekil 2.13. Suda çözünmüş olan oksijen suda yaşayan canlılar için hayati önem ta-şımaktadır.

Bu üç basamağın enerji girdi / çıktı hesabından, O2 gazının suda çözünme

eğiliminin az olduğu anlaşılmalıdır. Çünkü ilk basamakta çok enerji gerekirken

son basamakta açığa çıkan enerji nispeten azdır. Yani çözünmenin gerçekleşme-

si için gerektiği kadar enerji verecek bir adım yoktur. Buradan sonuca giderken

“O2 suda hiç çözünmez” gibi bir sonuç çıkarmamak, O2 gazının suda çözünme

eğiliminin çokluğu-azlığı hakkında bir yargıya varmak gerekir.

Bu tür çözünme irdelemelerinin sonuçlarını mutlak anlamda düşünmemek

gerekir. Başka bir deyişle, bir sıvının veya gazın bir sıvıda çözünmesi sırasında

enerji girdi / çıktı hesabının tam tutması şart değildir. Son adımdaki enerji yeter-

siz olsa bile az veya çok çözünme mümkündür.

Örneğin karbon dioksit (CO2) ve oksijen (O2) gazları apolar moleküllü gazlar

olmalarına rağmen suda bir miktar çözünürler. Ancak çözünürlükleri polar yapı-

lı gazlara göre daha azdır. Gazların polarlıkları ile suda çözünürlükleri arasında

paralel bir ilişki vardır (Tablo 2.3).

Tablo 2.3. Bazı gazların 25 0C’ ta suda çözünürlük değerleri

Gaz 25°C’ta, gaz basıncı 1 atm iken sudaki çözünürlük

HF Her oranda

NH3 260 g/L

CO2 1,5 g/L

O2 42 mg/L

N2 17 mg/L

Tablo 2.3’te de görüldüğü gibi her gaz suda az çok çözünür. Canlı dokularda

besinler yakılırken oluşan CO2 gazı kandaki suda çözünerek dokulardan akciğer-

lere taşınır ve oradan dışarı atılırlar. CO gibi zehirli gazlar da suda çözündükleri

için kana karışırlar ve dokulara ulaşırlar. O2 suda hiç çözünmeseydi su ortamında

oksijen olmayacağı için su canlıları da olmazdı (Şekil 2.13).

doğal sularda O2 ve N2

Açık havada O2 ve N2 gaz-larının basınçları sırasıyla 0,2 atm ve 0,8 atm olduğu için verilen bu değerler Tablo 2.3’te verilenlerden daha küçüktür.

Doğal sularda O2 derişimi, 8,2 mg / L, N2 derişimi ise 13,3 mg / L’ dir.

Yeri Gelmişken

77Kimya 10. Sınıf

KARIŞIMLAR

İçtiğiniz meyve sularının ambalajlarında yer alan “İçindekiler” listesine dik-kat ettiniz mi? Bu kısmı okursanız bazı meyve sularının “konsantre meyve su-yu”ndan üretildiğini göreceksiniz. Marketlerde bazı raflarda “konsantre meyve suyu” da satıldığını görmüş olabilirsiniz. Konsantre meyve suları su eklenerek içilebilecek özellikte meyve suyu elde etmeye yarar (Şekil 2.14). Bir bardak su ile farklı miktarlarda konsantre meyve suyu kullanarak farklı oranlarda meyve suları elde edebilirsiniz. Çözeltilerde ne kadar çözünen madde olduğunu ifade etmenin bazı yolları vardır.

derişim, belli bir miktar çözücü ya da çözeltide çözünmüş olan madde mik-tarının bir ölçüsü olup bir oranı ifade eder. Konsantre meyve suyu derişik çözel-tiye, içtiğimiz meyve suları da seyreltik çözeltiye örnektir. Bir küp şeker attığı-mız bir bardak çay, üç küp şeker attığımız başka bir bardak çaya göre seyreltiktir. Buna göre derişik çözelti denince, belli miktar çözeltide (bazen belli bir miktar çözücüde) çözünen madde miktarı fazla olan çözelti anlaşılır. Seyreltik çözelti ise çözünen madde miktarı daha az olan çözeltidir. “Seyreltik” ve “derişik” ifa-deleri aynı türdeki çözeltilerin derişimlerini birbiriyle kıyaslamak için kullanılır. Bunun yanında, çözelti derişimini ifade etmek için kullanılan daha kesin, sayısal ifadeler de vardır. Yüzde derişim ve ppm-derişim bunlardan bazılarıdır.

Yüzde derişim (%C)

Yüzde derişim bir çözeltinin 100 gramında çözünen maddenin gram olarak kütlesidir ve başka bir bilgi verilmemişse, yüzde derişimden bu anlaşılmalıdır. Örneğin, kütlece %10 NaCl içeren bir çözeltinin 100 gramında 10 g NaCl var demektir. Yani bu çö-zelti hazırlanırken 90 g su kullanılmıştır.

Yüzde derişim (%C) hesaplanırken aşağıdaki genel bağıntı kullanılır:

% ( / ) çö ü ( )çö ü ü ( )

C m m zeltinin k tlesi gz nenin k tlesi g

x100=

Bağıntıdan da görüleceği gibi yüzde derişim birimsiz bir büyüklüktür. Bu büyüklüğü ifade eden rakam büyüdükçe çözünen maddenin çö-zeltideki bolluk oranının arttığını anlarız.

Şekil 2.14. Bir şişe konsant-re limon suyundan düzi-nelerce bardak limonata yapılabilir.

İlginç Nokta

Mide asidi derişimi yakla-şık olarak %0,5 olan sey-reltik bir HCl çözeltisidir.

Fizyolojik serum

Vücuttan sıvı ve tuz kay-bı olduğu durumlarda hastalara takılan serum-lar steril sodyum klorür (NaCl) çözeltileridir. Tıp di-linde adı izotonik sodyum klorür solüsyonu olan serumun her 1 L’sinde 9 g NaCl vardır. Diğer bir ifa-deyle, her 100 mL çözelti 0,9 g NaCl içerir. Şekil’de görüldüğü gibi serum damar içi yoldan uygula-maya hazır halde esnek torbalarda muhafaza edilmektedir. Bu torbalar-da yüzde derişim olarak % 0,9 (m / V) NaCl bulu-nur.

Biliyor muydunuz?

Çözeltilerde derişim


78Kimya 10. Sınıf

Şekil 2.15. Bal fruktoz ve glikoz bakımından derişik, diğer bileşenler bakımın-dan seyreltik bir çözeltidir.

Yaygın kullanılan bazı sıvıların derişimleri Tablo 2.4’te verilmiştir.

Tablo 2.4. Yaygın kullanılan sıvıların derişimleri*.

Sıvı Bileşen +% C

Okyanus suyu NaCl 3,5

Serum NaCl 0,9

Tentürdiyot (etanolde iyot) I2 2,5

Kolonya C2H5OH 76

Oksijenli su H2O2 3

Antifriz C2H4(OH)2 40

*Aksi belirtilmedikçe çözücü sudur.

Bir çok doğal çözelti çözücü yanında birden çok madde içerir. Örneğin balda

çözünmüş çok sayıda madde bulunur. Piyasadaki ballarda (Şekil 2.15) çeşitli

maddelerin derişimleri az çok değişmekle birlikte tipik bir balın analiz sonuçları

Tablo 2.5’te verilen değerlere yakındır.

Tablo 2.5. Balın bileşenleri.

Bileşen % derişim

Fruktoz 38

Glikoz 31

Su 17

Sakkaroz 2

Nişasta 1

Diğer 11

Verilen % derişimlere bakılınca, bal fruktoz ve glikoz bakımından derişik bir

çözelti, sakkaroz ve nişasta bakımından seyreltik bir çözeltidir. Aynı bal, eser bi-

leşenler olan mineraller ve vitaminler bakımından da çok seyreltik bir çözelti

sayılmalıdır. Hatta böyle maddelerin derişimlerini yüzde olarak ifade etmek çok

zor olduğu için başka bir derişim birimi kullanmak gerekir. Bu birime kısaca göz

atalım.

79Kimya 10. Sınıf

KARIŞIMLAR

ppm-derişim

Çok seyreltik olan bir çözeltinin kütlece derişimini belirtmek için “milyon-

da bir kısım” anlamına gelen ppm (İngilizce’de “parts per million” ifadesinden)

tanımını kullanırız. ppm-derişim hesaplanırken, çözünen maddenin 106 gram

çözeltideki çözünmüş miktarı bulunur. Derişim birimi ppm, aşağıdaki bağıntı ile

hesaplanır:

ppm derişim ( )( )

zeltinin k tlesi gz nenin k tlesi g

x10çö üçö ü ü 6=

Bu bağıntıya göre 1 ppm = kgmg

1zelti

madde

çö demektir.

Buna göre derişimi 1 ppm olan bir çözeltide çözeltinin her 1 milyon (106)

gramında 1 g çözünen madde var demektir. Suyun yoğunluğu 1 g/mL olarak

düşünülürse 1 kg seyreltik bir sulu çözeltinin hacmi 1 L’ye çok yakındır. Dolayı-

sıyla, sulu çözeltilerde 1 ppm’lik derişim aynı zamanda çözeltinin her 1 L’sinde 1

mg çözünen madde olduğu anlamına gelir. Örneğin, bir içme suyunda F– iyonu

derişiminin 0,12 ppm olması demek, 1 L suda yaklaşık 0,12 mg F– bulunması

demektir.

Tablo 2.6. Derişimi % C ve ppm cinsinden ifade edilen tipik çözeltiler

derişim TanımıÇözünen

Miktarı (g)Çözelti

Miktarı (g)Örnek Çözeltiler

Yüzde (%) 1 102

• Anne sütü: `%7 süt şekeri (laktoz)

• İdrar: `%3 NaCl

`%1 KCI

Milyonda (ppm) 1 106

• İçme suyu: ` 20 ppm Ca

• Portakal suyu: ` 300 ppm C vitamini

• Havuç suyu: ` 93 ppm A vitamini


80Kimya 10. Sınıf

Derişimler kütlece % ve ppm cinsinden verilebileceği gibi, hacimce % ve ha-cimce ppm tanımlamak da mümkündür.

• Eğer çözünen ve çözücü maddeler sıvı ise, hacimce yüzde derişim hesap-lamak daha uygundur. Çünkü sıvıların hacmini ölçmek, onları tartmaktan daha kolaydır. Bunun için çözünen maddenin hacminin çözeltinin hacmi-ne oranı bulunur ve 100 ile çarpılır.

% ( / ) ( )( )

Hacimce C V V zeltinin hacmi mLz nenin hacmi mL

x100çöçö ü

=

Bir antifriz karışımının ambalajında %40 (V / V) etilen glikol sıvısı içerdiği ya-zılmışsa, buradan, yaklaşık 60 hacim su ile tam 40 hacim etilen glikolün karıştı-rıldığı anlaşılır. Örneğin, 2 L %40’lık antifriz karışımı yapmak için 800 mL etilen glikolü, yaklaşık 1200 mL su ile karıştırmak gerekir. Sıvılar karışırken az da olsa hacim küçülmesi olabileceği için, %40’lık antifrizin 100 mL’sindeki su hacmi, 60 mL’den biraz daha fazladır. Önemli olan, çözelti hacminin 100 mL olmasıdır.

Piyasadaki birçok kolonyanın etiketinde “80°” yazar. Bu rakam, kolonyada-ki etanolün hacimce yüzdesi anlamına gelir. Böyle bir kolonyanın 100 mL’sinde 80 mL saf etanol bulunur. Geri kalan hacim, su ve diğer kolonya bileşenlerinin hacmidir. Kolonyanın hacimce yüzdesi ile kütlece yüzdesinin farklı büyüklükler olduğunu unutmamak gerekir.

Yüzde derişim gibi, ppm - derişim de hacimler cinsinden tanımlanabilir. Özellikle gaz karışımlarda eser miktarda bulunan safsızlıkların derişimi hacimler üzerinden tanımlanır. Örneğin, normal kuru havada 400 ppm CO2 bulunur. Bu, 106 mL (1 m3) havada 400 mL CO2 gazı bulunması anlamına gelir.

Çevre kirletici gazların derişimleri de hacimce ppm ve daha küçük birimler cinsinden verilir. Örneğin çevre için zararlı bir madde olan kükürt dioksit (SO2) gazının havadaki derişimi 150 mg/m3 değerini aşarsa, sağlık açısından tehdit oluşturur. Gazın derişiminin m3 başına mikrogram (m) olarak verilmesi yaygın bir yol değildir. Bunun yerine, 1m3 havadaki SO2 gazının 1 atmosfer dış basınç ve 25 0C sıcaklıkta (standart şartlar) kapladığı hacim bulunup bu hacim toplam hacme bölünür. Bu işlem yapılınca, SO2’nin havadaki müsade edilebilir derişimi hacimce 0,057 ppm olur.

Yan sayfadaki alıştırmaları inceleyiniz.

81Kimya 10. Sınıf

KARIŞIMLAR

a) 20,0 g glikoz (C6H12O6) 0,100 kg su içerisinde çözünerek çözelti oluşturulmuştur. Bu çözeltide glikozun kütlece yüzde derişimi nedir? b) 30,0 mL etanol (CH3CH2OH), yeterince su ile karıştırılarak 150 mL etanol-su çözeltisi elde edilmiştir. Bu çözeltide etanolün hacimce yüzdesini bulunuz.c) a’daki çözeltiden alınan 1 g’lık kısım üzerine su eklenerek kütlesi 1 kg’a tamamlanmıştır. Yeni çözeltinin ppm derişimi nedir?

Alıştırma

Çözüm

a) Glikozun kütlece yüzde derişimini hesaplayalım:

msu = 0,100 kg = 100 g mçözelti = 20,0 g glikoz + 100 g su = 120 g

%,

% , ( / )C zeltinin k tlesiglikozun k tlesi

x gg

x m m100 12020 0

100 16 7çö üü

= = =

b) Çözünen madde (etanol) ve çözelti (etanol-su) için hacim değer-leri verilmiş (sırasıyla 30,0 mL ve 150 mL). Etanolün hacimce yüzde derişimini, aşağıdaki eşitlikten hesaplayabiliriz:

ol nü% , % ,tanHacimce C zeltinin hacmihacmi x mL

mL x100 15030 0 100 20 0çö= = =e

c) a’daki çözeltiden 1g alınmışsa bu çözeltideki glikoz kütlesi:mglikoz = 20g x , g120

1 0 167=

ppm-derişim = , g

x10000 167

106 =167ppm

Uçucu olmayan maddelerin çözeltilerinin bazı fiziksel özellikleri; saf çözü-cününkinden farklıdır. Bu çözeltiler hazırlanırken,

• erime/donma noktasında alçalma,

• kaynama noktasında yükselme,olur. Ayrıca, çözelti ile saf çözücü bir yarı geçirgen zarın iki tarafına konursa,

• osmotik basınç oluşumu gözlenir.

Saf çözücünün özelliklerindeki bu üç değişim, sadece derişime bağlıdır; çö-zünen maddenin cinsinden bağımsızdır. Çözünenin cinsinden bağımsız ve deri-şimi ile orantılı olarak değişen özelliklere koligatif özellikler denir.

Koligatif Özellikler


82Kimya 10. Sınıf

Şekil 2.16. Kışın trafikte ak-sama ve kazaların yaşanma-ması için buzlanmaya karşı yapılan tuzlama çalışmaları çözeltilerde koligatif özel-liklerin bir uygulamasıdır.

Şekil 2.18. Buzda su mole-külleri altıgenler şeklinde düzenlenmiştir.

Şekil 2.17. Suda çözünen sodyum ve klorür iyonları su moleküllerini zayıf da olsa bağlar. Bu donmayı ge-ciktirir.

Örneğin tuzun sulu çözeltisinin donma noktası saf suyunkinden (0 °C) dü-

şüktür ve çözeltide tuz derişimi arttıkça aradaki fark büyür. Bu, tuzlu suyun koli-

gatif bir özelliğidir. Aynı şekilde, tuzlu suyun kaynama noktası, saf suyunkinden

(100 °C) daha yüksektir; tuz derişimi arttıkça aradaki fark büyür.

donma Noktası Alçalması100 g buza yaklaşık 6 g NaCl karıştırılırsa, ortamdaki buz kısmen erir; karışı-

mın sıcaklığı kısa süre içinde −3,5 °C civarına düşer. Çünkü suda NaCl (uçucu de-ğil…) çözünürken suyun donma noktası, saf sudakine göre alçalır. Bu değişim,

donma noktası alçalması veya kriyoskopi adı ile bilinir.

Kışın karayollarında buzlanmaya karşı Şekil 2.16 ’daki gibi tuz atıldığını gör-

müşsünüzdür. Yoldaki buz üzerine atılan tuz, buzun donma noktasını 0 °C’un

altına düşürerek buzun daha kolay erimesini sağlar. Saf çözücünün (burada su-

yun) donma noktası ile çözeltinin donma noktası arasındaki fark tuz / buz oranı

arttıkça artar.

Karışımın donma noktasının ana bileşeninkine göre daha düşük olması çö-zeltilere özgü bir durum da değildir. Örneğin, Na2CO3 851 °C’ ta, KNO3 334 °C’ ta

erirken, bunların karışımları bu iki değer arasındaki bir sıcaklıkta erir.

Çözeltinin ve saf çözücünün donma noktaları neden farklıdır? Bu soruya ce-

vap verebilmek için Şekil 2.17 ’ye bakınız. Sodyum klorür çözeltisinde Na+ ve

Cl– iyonları, H2O moleküllerini zayıf etkileşimlerle kendisine bağlamıştır. Bu zayıf

etkileşimler, H2O moleküllerinin kendi aralarında düzenlenip buz oluşturmasını

(Şekil 2.18) kısmen engeller. Bu yüzden donma gecikir; 0° C’ta değil, daha dü-

şük sıcaklıkta olur.

Sulu çözeltilerin donma noktasının 0 °C’un altında olması, günlük hayatta donmaya kar-şı önlem alırken işe yarar. Örneğin; kışın araç radyatörlerinde ve cam suyu depolarında-ki suyun donmasını önleyen antifriz, bu il-keye göre çalışır. Antifrizdeki etilen glikol (C2H6O2) uçucu olmayan bir sıvıdır ve suda bol çözünür. Yaklaşık %40 etilen glikol içe-ren bir sulu karışım −21 °C civarında donar (Şekil 2.19). Daha soğuk iklimlerde daha derişik çözeltiler kullanılır.

Şekil 2.19. Saf suyun dona-rak kavanozun kırılmasına yol açtığı şartlarda, antif-riz-su karışımı donmaz.

Cl-

11

HO

Na+

H

83Kimya 10. Sınıf

KARIŞIMLAR

Şekil 2.21. Saf çözücüde (solda) çözücü molekülleri serbestçe gaz haline ge-çerken çözeltide (sağda) bulunan uçucu olmayan çözünen tanecikleri, çözücü molekülleri için kısmi engel oluşturur.

Uçakların kanat ve gövdelerinde buzlanmayı önlemek için de kriyoskopiden yararlanılır. Bu işlem uçağın güvenli bir şekilde uçması için çok önemlidir; çünkü buz tabakası uçağın kontrolünü zorlaştıran bir etkendir. Soğuk kış günlerinde suyun donma noktasını düşüren etilen glikol (C2H6O2) ya da daha az zararlı olan monopropilen glikolden (C3H8O2) hazırlanmış sulu çözelti uçağın gövdesine püskürtülür (Şekil 2.20).

Kaynama Noktası YükselmesiUçucu olmayan maddelerin çözeltilerinin kaynama noktası, saf çözücünün

kaynama noktasına göre daha yüksektir. Bu olay, kaynama noktası yükselme-si veya kısaca ebulyoskopi olarak bilinir.

Kaynama noktasındaki yükselme, donma noktasındaki alçalmaya göre daha azdır. Örneğin 100 g suda yaklaşık 6 g NaCl çözülürse, kaynama noktası 100 °C yerine 101 °C olur. Yani donma noktasındaki alçalma kaynama noktasındaki yükselmenin üç katından daha büyüktür.

Kaynama noktası yükselmesi de koligatif bir özelliktir ve kaynama noktasın-daki yükselme miktarı çözünen maddenin tanecik türüne değil, çözelti içindeki sayısına bağlıdır. Bir sıvıya çözünen madde eklendiğinde çözünen maddenin ta-necikleri çözelti içerisinde ve yüzeyinde belli bir yer kaplar (Şekil 2.21). Sıvının buharlaşması yüzeyinden olur. Yüzeydeki çözünen moleküller/iyonlar, yüzeyde-ki çözücü molekülü sayısını azalttığı için buharlaşma saf çözücüye göre daha az olur. Bu yüzden kaynama gecikir.

Şekil 2.20. Buz giderici işlemde kullanılan sulu çözeltinin donma noktası suya göre daha düşük olduğundan buzun erimesi sağlanır.


84Kimya 10. Sınıf

Osmotik Basınçİki kolu arasına yarı geçirgen zar konmuş bir bileşik kapta (Şekil 2.22A) zarın

sağ tarafına saf su (çözücü), sol tarafına da şeker çözeltisi doldurulup iki kolda-ki sıvı seviyelerinin eşitlendiğini düşününüz. Yarı geçirgen zarın gözenekleri su moleküllerini geçirebilecek boyuttadır. Ancak şeker molekülleri büyük boyutlu olup zardan geçemez. Yani saf sudaki H2O molekülleri çözeltiye, çözeltideki H2O molekülleri de saf su tarafına geçebilir. Buna karşılık şeker molekülleri hep sol tarafta kalır.

Böyle bir sistem bekletildiğinde nasıl bir değişim gözleneceğini irdeleyelim. Saf su tarafında birim hacimdeki H2O molekülleri sayısı çözelti tarafına göre daha fazladır; çünkü sol tarafta şeker (çözünen) molekülleri de hacim kaplamak-tadır. Birim zamanda zarın sağ yüzeyine çarpan H2O molekülü sayısı, sol yüze-ye göre daha fazladır. O halde birim zamanda sola geçen molekül sayısı, sağa geçenlere göre daha çok olacaktır. Yani bu sistem bekletildikçe sol taraftaki su miktarı artar; sağ taraftaki azalır (Şekil 2.22B).

Yarı geçirgen zarların küçük moleküllerin geçişine imkân verirken büyük molekülleri tutması olayı osmoz adını alır. Osmoz olayı sonunda, kabın çözelti tarafında (sol taraf ) sıvı seviyesi yükselirken, saf su tarafında seviye alçalır. Sol-daki sıvı seviyesi yükseldikçe seviye farkı dolayısıyla bir basınç oluşur. Bu basınç yeterince yüksek ise, zardan birim zamanda sağa ve sola geçen molekül sayıları eşitlenir. Bu durumda osmotik denge kurulmuştur.

Çözücüsü ile osmotik denge halinde olan bir çözeltinin aradaki yarı geçirgen zara uyguladığı basınca osmotik basınç denir. Osmotik basınç, bileşik kaplardaki seviye farkından ölçülebilen sıvı basıncına (hidrolik basınç) eşittir.

Şekil 2.22. Küçük boyutlu çözücü molekülleri yarı geçirgen zardan geçebilirken daha büyük boyutlu çözünen molekülleri/iyonları geçemez.

Başlangıçta Sıvı Seviyeleri

AYarı Geçirgen Zar

Dengede Sıvı Seviyeleri

BYarı Geçirgen Zar

Ozmotik Basınç

Çözünen madde molekülleri / iyonlarıÇözücü molekülleri

Çözünen madde molekülleri / iyonlarıÇözücü molekülleri

85Kimya 10. Sınıf

KARIŞIMLAR

Bileşik kaplarda, çözelti üzerine fazladan bir mekanik basınç uygulanırsa, saf

su tarafına geçen moleküllerin sayısı, tersi yöndeki moleküllerden fazla olur. Bu

olaya ters osmoz denir (Şekil 2.23).

Çözünen madde şeker gibi moleküler değil, NaCl gibi iyonik bir madde olur-

sa osmotik basınç gelişimi benzer şekilde açıklanabilir. Bilindiği gibi NaCl su

ortamında iyonlaşarak çözünür. İyonlar su molekülleri tarafından sarıldığı için,

hidratize iyonlar su molekülüne göre çok büyüktür (Şekil 2.24). Üstelik her

NaCl birimi başına iki iyon oluştuğu için, eşit derişimli NaCl ve şeker çözeltileri

karşılaştırılırsa, NaCl çözeltisinin osmotik basıncı daha büyük olur.

Kütlece %0,9 NaCl içeren çözeltinin osmotik basıncı, %5 glikoz içeren çözel-

tininkine eşittir. Her iki çözelti de serum olarak kullanılır; yani vücuda doğrudan

verilebilir. Çünkü osmotik basınçları vücut sıvılarının osmotik basıncına çok ya-

kındır.

Şekil 2.24. Tuz çözeltilerinde hidratize iyonlarının boyutu su moleküllerinden çok daha büyüktür ve bu iyonlar yarı geçirgen zarın gözeneklerinden geçemez.

Şekil 2.23. Ters osmoz ola-yında sıvı akış yönü osmoz-dakinin tersinedir.

Çözelti

Saf SuYarı Geçirgen Zar

Mekanik Basınç

Yarı geçirgen zar

ClZ

ClZClZ

ClZClZNa+

Na+

Na+

Na+Na+


86Kimya 10. Sınıf

Canlı dokularda hücre zarları, ince bağırsakların çeperi, idrar torbasının çe-

peri ve başka birçok biyolojik membran yarı geçirgen karakterlidir. Bu memb-

ranların farklı boyutta molekül ve iyonlara karşı geçirgenliği farklıdır. Örneğin,

yağlar ve proteinler bağırsak çeperinden kana geçemezken daha küçük mole-

küller olan yağ asitleri ve glikoz geçebilir.

Hücre içi sıvının (sitoplazma) belli bir osmotik basıncı vardır. Kan yoluyla

vücuda verilen sıvıların (serum) osmotik basıncının vücut sıvılarına ait osmo-

tik basınca eşit olması gerekir. Kana saf su verilirse, kanda su oranı artar; hüc-

re içine fazladan su girer ve hücre şişerek ödem oluşturur. Kandaki su denge-

siyle alyuvarların büzülme/şişme davranışları arasındaki ilişkiyi anlamak için

Şekil 2.25’i inceleyiniz.

İshal ve benzeri sebeplerle aşırı su kaybeden bireylere içme suyu yerine, os-

motik basıncı vücut sıvılarına eşit olan glikoz serumu verilir. Böylece su kaybe-

den hücrelerin aniden su alarak biyolojik dengelerinin bozulması önlenmiş olur

(serumdan hücreye su girişi daha yavaş olur).

Şekil 2.25. Alyuvarların osmoz nedeniyle büzüşmesi veya şişmesi. Hücre zarından derişik olan tarafa doğru net su akışı olur.

Kanda suyunaz olduğu durum

Su çıkışı(Büzülme)

Ozmotik denge(Sağlıklı durum)

Su girişi(Şişme)

Kanda suyunnormal olduğu durum

Kanda suyunaşırı olduğu durum

H2O H2OH2O H2O

87Kimya 10. Sınıf

KARIŞIMLAR

Derişik tuz çözeltisinin osmotik basıncı çok yüksek olduğu için bu ortam-

da mikroorganizmalar yaşayamaz. Çünkü mikroorganizma, tuzlu su ortamında

aşırı su kaybeder. Bu yüzden gıdaları uzun süre muhafaza etmek için tuzlamak

etkili bir yöntemdir. Tuzlu balık (salamura), konserveler ve turşular, osmotik ba-

sıncı yüksek bir ortamda bulundukları için raf ömürleri uzundur (Şekil 2.26).

Çözeltilerde koligatif özellikler derişime bağlıdır. Derişim arttıkça çözeltilerin

donma/kaynama noktası ve osmotik basınç gibi özellikleri ile çözücülerin bu

özellikleri arasındaki fark büyür. Derişimin kaynama noktası yükselmesi üzerin-

deki etkisini siz de gözlemleyebilirsiniz (3. Etkinlik).

Şekil 2.26. Gıdaların saklanması yöntemlerinin birçoğu osmotik basıncın yükseltilerek bakterile-rin üremesinin önlenmesi ilkesine dayanır. Tuzlu balık, konserveler ve turşular buna örnektir.


88Kimya 10. Sınıf


Ne Öğreneceğiz?

Saf suyun ve etilen glikol – su karışımlarının kaynama noktalarını ölçüp aradaki farkları yorumlayacağız.

Araç-Gereç:

• Beher (100 mL, 4 adet), ölçülü balon (100 mL, 3 adet), büret (50 mL)

• Elektrikli su ısıtıcı, bek ya da ispirto ocağı (3 adet), tel kafes (3 adet), sacayak (3 adet)

• Üçayak (mesnet) (3 adet), destek çubuğu (süpor) (3 adet), kıskaç (3 adet), bağlama parçası (3 adet), mantar tıpa (termometreye uygun)

• Termometre (110 °C’a kadar okuma yapabilen) (3 adet)

• Saf su, kareli kâğıt, eldiven, gözlük

• Terazi

• Belli derişimlerde C2H4(OH)2 (etilen glikol) çözeltileri:a. 11,2 mL etilen glikol 100 mL’lik ölçülü balonda bir miktar suda çö-zülür, hacmi 100 mL’ye tamamlanır ve karıştırılır (bu çözelti yaklaşık %12 derişimindedir).

b. 22,4 mL etilen glikol 100 mL’lik ölçülü balonda bir miktar suda çö-zülür, hacmi 100 mL’ye tamamlanır ve karıştırılır (bu çözelti yaklaşık %24 derişimindedir).

c. 33,6 mL etilen glikol 100 mL’lik ölçülü balonda bir miktar suda çö-zülür, hacmi 100 mL’ye tamamlanır ve karıştırılır (bu çözelti yaklaşık %36 derişimindedir).

Not: Bu çözeltiler hazırlanırken saf etilen glikol yerine %40 derişimli çözelti kullanılacaksa sırasıyla 30,0 mL; 60,0 mL ve 90,0 mL’lik kısım-lar alıp hacimler 100 mL’ye tamamlanır.

Antifrizlerde Kaynama SıcaklığıEtkinlik 3


KARIŞIMLAR

89Kimya 10 Sınıf

Adımlar-Yorumlar:

1. 100 mL’lik bir behere ısıtıcıda yaklaşık 80°C’a kadar ısıtılmış 50 mL saf su koyunuz.

2. Beher içine termometreyi şekildeki gibi, derecesini görecek şekilde yerleştirip kıskaç ile destekleyiniz.

3. Bek alevinde ya da ispirto ocağında beheri ısıtınız. Kaynama başladıktan 3 dakika sonra suyun kayna-

ma sıcaklığını ölçüp Tablo’ya kaydediniz. Bu sıcaklık saf suyun kaynama noktasıdır.

Tablo. Saf suyun ve etilen glikol çözeltilerinin kaynama noktalarının karşılaştırılması.

Sıvı Ölçülen Kaynama Noktası (0C) Kaynama Noktasındaki Artış Δt (0C)

Saf su

Kütlece % 12’lik çözelti

Kütlece % 24’lük çözelti

Kütlece % 36’lık çözelti

4. İkinci, üçüncü ve dördüncü beherlere, önceden hazırlanmış a, b, c çözeltilerinden, sırasıyla 50’şer mL

ilave ediniz.

5. Beherleri tekrar ısıtıp kaynama noktalarını ölçünüz ve tabloya kaydediniz.

6. Saf suyun kaynama noktası ile etilen glikol çözeltilerinin kaynama noktaları arasındaki farkları (Δt)

Tablo’ya yazınız.

a) Çözeltilerin kaynama noktaları saf suya göre yükseldi mi, alçaldı mı?

b) Çözeltilerin kaynama noktası yükselmesi (Δt) değerleri ile derişimleri arasındaki ilişkiyi irdeleyiniz.

7. Kareli kâğıtta çözeltilerin kütlece % derişimlerine karşı kaynama noktası yükselmelerini (Δt) eksenlere

işaretleyerek bir grafik çiziniz. Grafiği yorumlayınız.

Yorumlayalım:Etilen glikol çözeltilerinin kaynama noktası saf suya göre daha yüksektir. Saf sıvılarda uçucu olmayan

maddeler çözündüğünde kaynama noktası yükselmesi gözlenir. Kaynama noktası yükselmesi koligatif bir özelliktir. Koligatif özellikler çözeltideki çözünen tanecik sayısına bağlıdır. Tanecik sayısı arttıkça kaynama noktası yükselmesi artar. Bu nedenle derişik bir çözeltideki kaynama noktası yükselmesi (Δt) seyreltik bir çözeltiye göre daha büyüktür.

Otomobillerde kullanılan antifriz, motor soğutma suyunun donma noktasını düşürürken kaynama nok-

tasını da yükseltir. Bu, motor soğutma suyunda istenen bir özelliktir. Soğutma fanları yeterince soğutmazsa

su kaynar ve genleşme sonucu radyatör zarar görür. Bu bakımdan soğutma suyunun kaynama sıcaklığının

yüksek olması tercih edilir.


90Kimya 10. Sınıf

1) Doğal gazın hacimce yaklaşık %95’i metan (CH4) gazıdır. Bu karışım, etan

(C2H6) ve propan (C3H8) gibi diğer gazları da içerir. Bu gaz çözelti için çözücüyü

ve çözünenleri belirtiniz.

2) Aşağıdaki tabloda sol tarafta verilen karışım örneklerini sağ tarafta yer alan

karışım türleri ile boş sütunda eşleştiriniz.

Örnek karışımlar Eşleştirme Karışım Türü

(A) Portakal suyu

(B) Tuzlu su

(C) Mürekkep (I) Homojen karışım (çözelti)

(D) Altın yüzük (II) Süspansiyon

(E) Tebeşir tozlu su (III) Emülsiyon

(F) Zeytinyağlı su (IV) Adi karışım

(G) Kumlu su (V) Koloit

(H) Hava

(İ) Demir tozu - kum

(J) Kahve

3) NaCl’ün apolar bir çözücü olan benzen (C6H6) içerisinde çözünüp çözünme-

yeceğini, kimyasal türler arası etkileşimler temelinde irdeleyiniz.

4) 200 m3 su içeren bir havuzda, dezenfektan olarak, 10 g metilen mavisi çö-

zülüyor. Bu maddenin havuz suyundaki derişimini ppm olarak bulunuz (havuz

suyunun yoğunluğunu 1 g / cm3 olarak kabul ediniz).

5) Uçucu olmayan maddelerin sulu çözeltilerinin koligatif özellikleri ile derişim-

leri arasındaki ilişkiyi açıklayınız.

6) Eşit hacimde suda 1 mol sodyum klorür (NaCl ) ve 1 mol sakkaroz (C12H22O11)

ile hazırlanan çözeltilerden hangisinin erime noktası daha düşüktür? Neden?


91Kimya 10. Sınıf

KARIŞIMLAR

BÖLÜM2. HETEROJEN KARIŞIMLAR

Her tarafında aynı bileşim ve fiziksel özellikleri göstermeyen karışımlara

heterojen karışımlar denir. Örneğin kaya, toprak veya sis, çevremizde gün-

lük hayatta karşılaşabildiğimiz heterojen karışımlardır. Heterojen bir karışımın

farklı iki yerinden alınan iki numune, bileşim ve özellik bakımından farklıdır.

Heterojen karışımlar birden çok fazdan oluşurlar ve bu fazlar genellikle çıplak

gözle görülebilir. Örneğin zeytinyağı-su karışımı belli bir süre kendi haline bıra-

kılırsa zeytinyağı fazı ve su fazı ayrı ayrı gözlemlenebilir, yani faz ayrılması olur

(Şekil 2.27).

Heterojen Karışımların Sınıflandırılması

Bilim dilinde, çözeltilerle birlikte heterojen karışımlar dispers sistemler ola-

rak bilinir. Dağılan maddenin boyutu 1 nm’den büyükse bu karışımlar için genel

olarak sôl terimi kullanılır. Dağıtan ve dağılan fazların fiziksel haline göre karı-

şımları Tablo 2.7’deki gibi sınıflandırabiliriz. Bu tabloda, Tablo 2.1’den farklı ola-

rak dağılan maddenin tanecik boyutuna göre ayrıca sınıflandırma yapılmıştır.

Tablo 2.7. Fazların fiziksel hâllerine göre heterojen karışımlar

dağıtan ortamdağılan maddenin fiziksel hali

Gaz Sıvı Katı

Gaz ------(*)Sıvı aerosol

(Sis, saç spreyleri)

Katı aerosol(Duman, tozlu

hava)

SıvıKöpük

(Tıraş köpüğü, çırpılmış krema)

Emülsiyon(Süt, mayonez)

Sôl (süspansiyon)

(Yağlı boya, kan)

KatıKatı köpük

(Strafor, aerojel)Jel

(Agar, jel)Katı Sôl

(Süs camları)

(*) Heterojen gaz karışımı olmaz.

Aerosol denince gaz ortamında heterojen dağılmış, sıvı veya katı tanecikleri

akla gelir. Sis ve duman birer aerosoldür. Aerosolde dağılan madde boyutu 10-

1000 nm arasında ise o zaman koloidal aerosol terimi kullanılır.

Köpük, sıvı ortamda dağılmış küçük gaz kabarcıklarından oluşur. Gaz kabarcık-

ları, bazı tıraş köpüklerinde olduğu gibi koloidal boyutta (10 - 1000 nm) olabilir.

O zaman köpük de koloidal sayılır. Sabunla elde ettiğimiz köpük daha büyük

kabarcıklar içerir; yani kaba köpüktür.

• Heterojen karışım• Faz • Dispers sistem• Adi karışım• Süspansiyon• Emülsiyon• Koloit• Sôl• Aerosol

Kavramlar

Şekil 2.27. Zeytinyağı ile su karıştırılıp bekletilirse zeytinyağı suyun üstünde toplanır.

İlginç NoktaKatı koloit var mı?Yanmayan maddelerden elde edilen ve koloidal katı köpük örneği olan aerojel malzemesi, çok düşük yoğunlukludur ve iyi ısı izolasyonu sağlar. Örneğin, çiçeği alevin yüksek sıcaklığından ko-ruyabilir.


92Kimya 10. Sınıf

Emülsiyon, sıvı bir maddenin başka bir sıvı madde içerisinde çözünmeden dağılmasıyla oluşan karışımdır. Emülsiyonlar da dağılan maddenin tane boyu-tuna bağlı olarak, kaba emülsiyon veya koloidal emülsiyon olabilir. Zeytinya-ğı-su karışımı çalkalanınca bir kaba emülsiyon elde edilir. Birbiriyle karışmayan iki sıvıdan birinin diğeri içinde çok küçük tanecikler halinde dağılması için yar-dımcı maddeler kullanılır. Bu yardımcı maddeler, sıvıların her ikisi ile karışabilen ayrı ayrı gruplar (bkz. Yüzey Aktif Maddeler; 4. Ünite) içerir. Örneğin yumurta akı içinde, bu özelliği taşıyan lesitin maddesi bulunur. Yumurta akı sıvı yağ ile çırpılınca elde edilen mayonez koloidal bir emülsiyondur.

Süspansiyon, katı taneciklerinin sıvı bir ortamda çözünmeden dağılması ile oluşan bir karışım türüdür. Böyle karışımlara, daha genel bir terim olan sôl adı da verilir. Katı taneciklerinin boyutları 105 nm (0,1 mm) sınırının üzerinde ise çıplak gözle görülebilir ve belli bir zaman sonra dibe çökerler. Böyle süspansi-yonlar kaba süspansiyondur. Örneğin çamurlu su böyle bir süspansiyondur. Şekil 2.28 ’de gösterildiği gibi bu karışım yeterince bekletildiğinde faz ayrılması olur ve çamur suyun dibine çöker.

Süspansiyonda dağılmış maddenin tanecik boyutu 10 -1000 nm arasında ise, bu karışım çok geç çöker veya hiç çökmez. Böyle karışımlara koloidal süspan-siyon denir. Peynir suyu, yumurta akı ve incir sütü koloidal süspansiyonlardır.

Şekil 2.28. Çamurlu su gibi süspansiyon karışımlar belli bir süre bekletildiğinde katı ta-necikleri dibe çöker.

• Süt, suda dağılmış yağ karışımı olduğu için bir emülsiyondur.

• Koloit boyutunda dağıl-mış katı kazein içerdiği için süt aynı zamanda bir koloidal süspansiyondur.

• Ayrıca süt, laktoz şekeri-nin, tuzların, çözünür pro-teinlerin ve vitaminlerin sudaki çözeltisidir.


93Kimya 10. Sınıf

KARIŞIMLAR

Katı köpükler ya sıvı bir köpükte dağıtıcı ortamı oluşturan sıvının donmasıy-

la oluşur; ya da sıvı çözeltideki çözücü sıvının aniden buharlaştırılmasıyla elde

edilir. Ponza taşı, volkanlardaki sıvı köpüklerin donmasıyla oluşmuştur. Strafor

ise, yüksek basınç altında CO2 sıvısı içinde bir polimer çözerek elde edilen çözel-

tideki çözücünün hızla buharlaştırılması sonucunda meydana gelir.

Jeller, ince ağ şeklinde yapıya sahip katılar içinde sıvıların hapsedilmesi so-

nucu oluşur. Jelatin, protein içinde dağılmış su içerir. Muhallebi de, nişasta po-

limer molekülleri arasında hapsolmuş su adacıklarından oluşur. Saçları şekillen-

dirmek ve canlı tutmak için kullanılan jölelerde su, sentetik bir polimerin makro

boyutlu (r > 10 nm) molekülleri arasında dağılmıştır. Böyle jellere, saça tutunan

uçları polar, dışarı (suya) yönelen uçları apolar olan maddeler karıştırılır. Apolar

uçlar büyük bir hacim işgal ettiği için saç telleri birbirine yapışmaz.

Katı sôller veya katı süspansiyonlar, sonradan donmuş sıvı süspansiyon-

lardır. Örneğin taşlar, SiO2 gibi bir sıvı içinde çeşitli boyutlarda dağılmış mine-

raller karışımı iken (yani bir sıvı süspansiyon iken), soğuma sonucu katılaşmıştır.

Cam üreticileri, sıvı haldeyken cam içine küçük boyutlu katılar karıştırıp sonra

katılaşma sağlayarak süslü camlar yaparlar. Bu camlar da birer katı süspansiyon

örneğidir.

Adi karışımlarda, dağılan ve dağıtıcı ortam ayrımı yapılamaz. Örneğin ku-

ruyemişler karışımında, dağıtan ortam yoktur. Her bir kuruyemiş tanesi bütün

(dağılmamış) haldedir; fakat başka tanelere karışmıştır. Şekil 2.29’ da görülen

kuruyemişlerden oluşmuş karışım bir adi karışım örneğidir.

Karışımların homojen ve heterojen karışımlar olarak nasıl ayırt edilebileceği

ile ilgili olarak 4. Etkinliği gerçekleştirebilirsiniz. Şekil 2.29. Kuruyemişler karışımı bir adi karışımdır.


94Kimya 10. Sınıf


Ne Öğreneceğiz?

Homojen ve heterojen olup olmadığı çıplak gözle ayırt edilebilen karı-şımlar oluşturarak bu karışımları türüne göre sınıflandıracağız. Oluşturdu-ğumuz örnekler üzerinden süspansiyon, emülsiyon ve çözeltiler arasında-ki farkları gözlemleyeceğiz.

Araç-Gereç:

• Tüplük, deney tüpü (20 mL, 8 adet)

• Dereceli silindir (mezür) (25 mL, 2 adet)

• Damlalık (4 adet), eldiven, gözlük

• Kum, un, tebeşir tozu, zeytinyağı, saf su, KCl, NaCl (yemek tuzu), CH3CH2OH (etil alkol/etanol), CCl4 (karbon tetraklorür)

• Terazi

Adımlar-Yorumlar:

1. Deney tüplerini 1’den 8’e kadar numaralandırıp her tüpe oda sıcaklı-

ğında 10’ar mL saf su koyunuz.

2. 1-5 numaralı tüplere, sırasıyla önceden tartılarak hazırlanmış olan 1’er

gram kum, KCl, NaCl, un ve tebeşir tozu; 6 - 8 numaralı tüplere ise damlalık

kullanarak yaklaşık 40’ar damla (2’şer mL kadar) zeytinyağı, CH3CH2OH, CCl4

koyunuz.

3. Eldiven kullanarak, deney tüplerinin ağzını parmağınızla kapatıp bü-

tün karışımları 1 dakika boyunca şiddetlice çalkalayınız. (Deney tüplerini çal-

kalarken üzerinize taşırmamaya dikkat ediniz.)

4. Çalkaladıktan hemen sonra her tüpü gözlemleyerek karışımların görü-

nümünü “bulanık” / “saydam” şeklinde niteleyip tabloya işleyiniz.

5. Deney tüplerini hareketsiz olarak tüplükte 5 dakika beklettikten sonra

aynı gözlemleri yapıp sonuçları tabloya işleyiniz.

6. Tabloda yer alan soruları cevaplayınız.

Homojen Karışım mı, Heterojen Karışım mı?Etkinlik 4


KARIŞIMLAR

95Kimya 10 Sınıf

Karışımİlk Gözlem

(çalkaladıktan hemen sonra)

Son Gözlem (çalkaladıktan 5

dakika sonra)

Heterojen karışım ise dağılan maddenin / dağılma ortamınınfiziksel hali nedir?

Karışımı nasıl tanımlarsınız?

(Çözelti /Süspansiyon /Emülsiyon)

kum - su /

KCl - su /

NaCl - su /

un - su /

tebeşir tozu - su /

zeytinyağı - su /

etanol - su /

CCl4 - su /

Yorumlayalım:Bazı karışımlar katı-sıvı olmak üzere iki fazdan oluşur. Bunlar heterojen karışımların özel bir grubudur ve

süspansiyon adını alırlar. Bazı karışımlar ise sıvı-sıvı olmak üzere iki ayrı sıvı fazdan oluşur. Bunlar heterojen karışımların özel bir grubudur ve emülsiyon adını alırlar. Bazı karışımlarda ise tek faz oluşur ki bunlara ho-mojen karışım, yani çözelti denir. Heterojen karışımlarda tanecik boyutları, homojen karışımlara göre daha büyüktür ve bazı hallerde çıplak gözle görülebilir.

1) İki ayrı gazın neden heterojen karışım oluşturamayacağını açıklayınız.

2) Koloidal emülsiyon ile kaba emülsiyon arasındaki farkı irdeleyiniz.

3) Sıvılarda, gaz, sıvı ve katı halde maddelerin dağılmasıyla oluşan heterojen karışımları listeleyiniz.

4) Süt hangi bileşenleri nedeniyle heterojen karışım sayılır? Açıklayınız.



96Kimya 10. Sınıf

BÖLÜM3. KARIŞIMLARIN AYRILMASI

Birçok maddenin doğadaki ham hali bir karışımdır ve bu karışımdan iste-

nen maddelerin ayrılması gerekebilir. Örneğin, zeytin meyvesinde yağ ve posa

karışım halindedir. Bu karışımdaki yağı posadan ayırmak için çeşitli yöntemler

kullanılır. Kullanılan yöntemler meyve dediğimiz karışımdaki yağın ve posanın

özellik farklarından yararlanır. Örneğin, yağ akıcı iken posa akmaz. Yağ bazı sıvı-

larda çözündüğü halde posa çözünmez.

Posadan ayrılan ham yağ da çoğu zaman bu haliyle kullanılmaz. Yağa karış-

mış halde bulunan asitleri çöktürüp ayırmak gerekir. Bu da yetmez; istenmeyen

kokuları gidermek için yağ özel bir topraktan süzülür.

Her karışım zeytin meyvesi kadar karmaşık değildir. İkili, üçlü, dörtlü basit

karışımların ayrılması daha kolaydır; bu ayırma işlemlerinde kullanılan yöntem-

lerin bazılarını Fen Bilimleri dersinde öğrendiniz. Şimdi ayırma teknikleri hakkın-

da bildiklerimizi pekiştirelim ve yeni yöntemler öğrenelim (5. Etkinlik).

• Süzme• Damıtma• Diyaliz• Koagülasyon• Aktif kömür• İyon değiştirici• Rejenerasyon• Deiyonize su• Santrifüjleme

Kavramlar

KARIŞIMLAR

97Kimya 10 Sınıf

KARIŞIMLAR


Ne Öğreneceğiz?

Sudaki uçucu olmayan safsızlıkları basit damıtma yöntemiyle uzaklaş-tırarak saf su elde etmeyi öğreneceğiz.

Araç-Gereç:

• Damıtma balonu (250 mL)

• Beher veya erlen (250 mL)

• Dereceli silindir (mezür)

• Cam borular (düzenek şekline uygun; düz ve dirsekli), Liebig soğu-tucu, plastik hortum (soğutucu giriş-çıkışlarına uygun çapta), çift delikli lastik tıpa

• Mesnet ayağı (üçayak), destek çubuğu (süpor), bağlantı parçaları, kıskaç, sacayak, tel kafes

• İspirto ocağı veya bek, terazi

• Potasyum permanganat (KMnO4 , 0,1 g), sodyum hidroksit (NaOH, 1 g), musluk suyu, küçük cam parçaları (kaynama taşı)

• Pembe turnusol kâğıdı, eldiven

Adımlar - Yorumlar:1. Damıtma balonuna 100 - 150 mL kadar musluk suyu alınız; içine

0,1 g KMnO4 ve 1 g NaOH ekleyip çözünüz. Karışıma kaynama taşlarını ilave ediniz. Hazırladığınız çözeltinin asitlik-bazlık durumunu turnusol ka-ğıdı ile kontrol ediniz.

2. Liebig soğutucu ile şekildeki düzeneği kurunuz. Düz çıkış borusu-nun (nefeslik borusu) ucunun balondaki sıvıya daldığından emin olunuz. Soğutma suyunu açıp alevi balonun altına yerleştiriniz.

3. Soğutucu ucundan çıkan sıvı (damıtık, destilat) 50 mL olunca alevi çekip soğutma suyunu kapatınız.4. Damıtık suyun rengini ilk karışımın rengi ile karşılaştırınız. Bu suyun pH’sının asidik bölgede mi bazik

bölgede mi olduğunu tahmin ediniz.5. Damıtık suyun rengine ve pH’sına bakarak saflık durumunu, başlangıçtaki karışımla karşılaştırınız.Yorumlayalım:Bu deneyde suyu uçucu olmayan safsızlıklardan ayırırken, suyun kolay buharlaşma ve yoğuşma özelli-

ğinden yararlandık. Suda çözünmüş safsızlıklardan uçucu olmayanlar (KMnO4, NaOH vb.) buharlaşmadığı için buharın yoğuşup oluşturduğu damıtık su bu maddelerden arınmıştır. Laboratuvarlarda küçük miktar-larda damıtık su elde etmek için bu yöntem kullanılabilir.

Musluk Suyundan damıtık Su Elde EdelimEtkinlik 5

Isıtıcı çalıştığı sürece so-ğutucu görevi gören musluk suyu açık olmalı ve damıtma boyunca ak-maya devam etmelidir.

UYARI



98Kimya 10. Sınıf

Şekil 2.30. Tuz Gölü’nde kristaller kristallenme sonucu gölün kenarında ve dibinde tuz yığınları oluşur.

Jeolojik zamanlar boyunca bazı doğal olaylar maddeleri birbirine karıştırır-ken bazıları da karışmış maddeleri birbirinden ayırır. Örneğin denizlerdeki ve göllerdeki tuzun kökeni magmatik kayaçlardır. Yağmur suları kayaçlardaki tuzu çözerek denizlere taşır. Milyonlarca yıl boyunca sular doğal döngü ile denizden atmosfere, oradan dağlara ve sonra tekrar denize taşınır. Ancak tuzların deniz veya gölden geldiği kayaca dönüşü mümkün olmaz.

Göllerde ve denizlerde biriken tuzlar, sular buharlaştıkça kristallenip ayrılır (Şekil 2.30). Doğanın işleyiş düzeniyle kendiliğinden olan bu olay, yer altında tuz yataklarının oluşumunun da temelidir.

İnsanoğlu, doğal olaylarla biriken ve sonra kristallenen tuzu, binlerce yıldır kullanmaktadır. Ancak bu tuzun yetmediği durumlarda denizlerdeki ve göller-deki tuzu diğer tuzlardan ve sudan ayırmak gereği doğar. Bunun gibi bir çok ayırma yöntemi vardır. Bu bölümde ayırma yöntemlerine bir giriş yapılacaktır.

Ayırma Yöntemleri

99Kimya 10. Sınıf

KARIŞIMLAR

Karışımlardaki maddelerin özelliklerinin farklı olmasından yararlanıp bu maddeleri birbirinden ayırabiliriz. Özellik farkları arasında, boyut farkı, uçuculuk farkı, çözünürlük farkı, bir katıya bağlanma eğilimi farkı, yoğunluk farkı sayıla-bilir. Farklar çok çeşitli olabileceği için ayırma yöntemleri de çok çeşitli olabilir. Bizim ele alacağımız yöntemler aşağıda sınıflandırılmıştır:

• Çözünürlük farkı

Kristallendirme

Kimyasal çöktürme

• Uçuculuk farkı

Buharlaştırma

Damıtma

Süblimleştirme

• Tanecik boyutu farkı

Süzme

Diyaliz

• Yoğunluk farkı

Ayırma hunisi ile ayırma

Dinlendirme-aktarma

Yüzdürme (flotasyon)

Santrifüjleme

Pıhtılaştırma (koagülasyon)

• Bir katıya bağlanma eğilimi farkı

İyon değiştirme

Aktif kömür yüzeyinde tutma (adsorpsiyon)

Çözünürlük farkına dayalı yöntemler 11. sınıfta ele alınacaktır. Diğer yöntem-

leri yukarıda verilen sıraya göre gözden geçirelim.


100Kimya 10. Sınıf

Şekil 2.32. Basit damıtma düzeneği

Uçuculuk Farkına dayalı Yöntemler

Maddelerin uçuculuk özelliklerinin farklı olmasından yararlanarak, basit buharlaştırma, damıtma ve süblimleştirme yöntemleri geliştirilmiştir, şimdi bu yöntemleri gözden geçirelim.

BuharlaştırmaKatı maddeler sudaki çözeltilerinden, kolaylıkla ayrılabilir; çünkü su katılara

göre çok daha uçucudur. Örneğin, tuzlu sulardaki tuz, geleneksel olarak, bu-harlaştırma yöntemiyle sudan ayrılabilir. Bu işlemin uygulandığı tesislere tuzla denir.

Buharlaştırma işlemi için dışardan enerji vermek gerekir. Bu enerji güneşten temin edildiği için tuzlalar, kış aylarında havuzlara aldıkları suları yazın açık ha-vada buharlaştırırlar (Şekil 2.31).

Buharlaştırma, nispeten basit bir ayırma yöntemidir. Çözeltide birden çok katı bulunuyorsa, buharlaştırma işlemi bu katıları birbirinden ayırmaz. Böyle durumlarda ayrımsal kristallendirme yöntemi kullanılır. Bu konu 11. sınıfta ele alınacaktır.

damıtmaBir karışımın bileşenlerinden biri uçucu, diğerleri değilse, bu karışımdaki

sıvıyı buharlaştırma ve sonra yoğuşturma yoluyla ayırabiliriz. Örneğin musluk suyu, içindeki uçucu olmayan bileşenlerinden basit bir damıtma yöntemiyle ayrılabilir (5. Etkinliği hatırlayınız). Damıtma düzeneği başlıca ısıtma haznesi, soğutucu ve toplama kabından oluşur. Damıtılacak karışım hazneye konur ve ısıtılır. Uçucu sıvının buharları soğutucu iç yüzeyinde ısı kaybederek yoğuşur ve

ayrılan saflaştırılmış sıvı toplama kabında toplanır (Şekil 2.32). Soğutma işlemi

için, duruma göre musluk suyu veya havalı soğutucu kullanılabilir.

Şekil 2.31. Tuzun buharlaş-tırma ile elde edilmesi


KARIŞIMLAR

Birden çok sıvı birbirinden ayrılacaksa, sıvı buharlarının ön soğuması için içi

dolgulu yüksek bir kolondan yararlanılır (Şekil 2.33). Bu dikey soğutucudan yo-

ğuşmadan geçen buharlar su ceketli ikinci bir soğutucuda yoğuşturulur.

Bu düzenekte, sıvılardan en uçucu ola-

nı soğutucuya ilk önce ulaşır ve toplama

kabında toplanır. Uçuculukta ikinci sırada

olan sıvının buharları gelince, termometre-

de sıcaklık yükselir. O zaman toplama kabı

değiştirilir ve yoğuşan ikinci sıvı başka bir

kaba alınır. Bu yöntem, çok sayıda sıvıyı bir-

birinden ayrılabildiği için ayrımsal damıt-

ma adını alır.

Sıvı karışımı meydana getiren bileşen-

lerin kaynama noktaları birbirine yakın ise,

Şekil 2.33 ’deki düzenek bile yetersiz kalır.

Bu tür karışımların ayrımsal damıtma işlemi

için damıtma kolonu (damıtma kulesi) kullanılır (Şekil 2.34). Ayrımsal damıt-

ma düzeneğinde, basit damıtma işlemini ard arda tekrarlayacak bir tasarım var-

dır.

Süblimleştirme

Katı haldeki bir madde ısıtıldığında önce sıvıya, sonra da bu sıvı gaz haline

dönüşür. İyot ve naftalin gibi bazı katılar ise ısıtıldıklarında sıvı hale geçmeden

doğrudan gaz haline geçerler. Bu olaya süblimleşme adı verilir.

Birden fazla katının karışımında, iyot ve naftalin gibi uçucu bir bileşen var-sa, bu bileşen süblimleştirme yöntemiyle diğer katılardan ayrılabilir. Bunun için, ısıtılan karışımdan çıkan uçucu bileşen buharını soğuk bir yüzeye çarptırmak yeterlidir (Şekil 2.35). Buharların soğuk bir yüzeyle karşılaşınca sıvılaşmadan katı kristallere dönüşmesine kırağılaşma denir. Burada sözü edilen ayırma işle-minde önce süblimleşme, sonra kırağılaşma olur.

İyodun süblimleşme özelliğinden yararlanarak kâğıt yüzeyindeki parmak iz-leri görünür hale getirilebilir (6. Etkinlik).

Şekil 2.34. Damıtma kolo-nunun bir kesiti ve ayrımsal damıtma sonucu elde edi-len petrol ürünleri

Şekil 2.35. İyot ısıtılırsa süblimleşir; soğuk bir yüze-ye çarpınca da kırağılaşır.

20˚CLPG

Petrol Eteri (Çözücü)

Benzin

Jet Yakıtı

Mazot (Motorin)

Yağlama Yağı (Gres)

Zift (Asfalt)

Petrol Koku

40˚C

70˚CHamPetrol

Ön Isıtıcı Petrol Damıtma Kulesi(Rafinasyon Kolonu)

120˚C

200˚C

300˚C

600˚C

Şekil 2.33. Ayrımsal damıtma düzeneği

su çıkışı

su girişi




Ne Öğreneceğiz?

Süblimleşen iyot buharlarından yararlanarak, görünmeyen parmak iz-lerini ortaya çıkaracağız.

Araç-Gereç:

• Beher (600 mL), kavanoz (yaklaşık 250 mL; behere sığabilir çapta)

• Termometre (110 °C), ataş, şeffaf bant, beyaz karton (el değmemiş, 4x6 cm, parlak yüzeyli)

• Su ısıtıcı, sıcak su (40-60°C), büyüteç, spatül, eldiven

• Terazi

• Katı iyot (0,5 g)


1. Eldiven ve spatül kullanarak iyot kristallerini tartıp kavanoza koyunuz.

Şeffaf bant kullanarak ataşı, kavanoz kapağının alt yüzeyine Şekil’deki gibi

tutturunuz.

2. Eldiven takarak, el değmemiş kartonun aynı yüzüne, iki farklı öğren-

cinin başparmaklarını bastırınız. Büyüteçle ve çıplak gözle parmak izinin gö-

rünüp görünmediğini muayene ediniz.

3. Kartonu kapağın altındaki ataşa şekildeki gibi tutturup, kapağı kapatınız.

4. Beherin dibine, yüksekliği 1 cm’yi geçmeyecek şekilde 40-60°C’a ısıtılmış su koyunuz. Kavanozu ka-

palı halde, beherdeki su içine yerleştirip 10-15 dakika bekleyiniz. Beklerken, kavanoz içindeki renk ve hal

değişimlerinin sebebini irdeleyiniz.

5. Kartonu kavanozdan çıkarıp büyüteçle inceleyiniz. İki parmak izi birbirine benziyor mu? İrdeleyiniz.

6. Sizce parmak kartona bastırılınca deriden kartona ne bulaşmış olabilir? Parmak izlerinin görünür hale

gelmesinde iyodun rolü ne olabilir?

Yorumlayalım:

Kâğıt, karton, ahşap ve metal gibi parlak yüzeylere parmak basılınca, derideki yağ, protein, su, mineraller

ve diğer maddeler, eser halde de olsa temas eden yüzeye bulaşır. Kapalı kapta süblimleşerek parmak izine

bulaşmış maddelerle karşılaşan iyot, onlarla tepkimeye girer ve renkli ürünler oluşturur. Sonuçta parmak izi

görünür hale gelir.

Parmak İzi PeşindeEtkinlik 6

Ataş

Parmak İzli Kağıt

İyot Kristalleri



KARIŞIMLAR

Şekil 2.37. Süzgeç kağıdı ile ayırma işlemi.

Tanecik Boyutu Farkına dayalı Yöntemler

Heterojen karışımlarda, dağılan faz çoğu zaman katıdır ve katının tanecik boyutu, sıvının molekül boyutuna göre binlerce kat daha büyüktür. Böyle bir karışımda sıvıyı katıdan ayırmak için gözenekli bir ortamdan geçirme, yani süzme işlemi uygulanabilir. (Şekil 2.36)’de süzme tekniğinin günlük hayatımız-da kullanıldığı bazı alanlar görülmektedir.

Homojen karışımlarda ise, dağılan maddeler molekül/iyon boyutunda dağıl-mıştır ve sıvı molekülleri ile dağılan faz moleküllerini/iyonlarını basit bir süzme sistemi ile birbirinden ayıramayız. Böyle karışımların ayrılması için gözenek bo-yutu, farklı moleküller arasında ayırım yapabilecek kadar küçük ve özdeşe ya-kın olan zarlar kullanmak gerekir. Canlı dokularda böyle zarlar vardır. Örneğin, incebağırsak duvarı, şeker, aminoasit, yağ asidi gibi basit molekülleri geçirirken protein ve yağ gibi büyük molekülleri geçirmez. Böbreklerdeki zarlar da kandaki üre moleküllerini ve Na+, Cl– gibi iyonları geçirirken, proteinleri, sakkarozu, nük-leik asitleri, yağları vb. geçirmez.

Canlı dokuların molekül boyutunda başarabildikleri ayırma işlemleri, sente-tik polimer zarlar kullanılarak endüstride de gerçekleştirilir. Bu işlemlere diyaliz denir. Şimdi süzme ve diyaliz işlemlerine daha yakından bakalım.

Süzme

Süzme tekniği sıvı veya gaz ortamlarda dağılmış katı maddelerin ayrılması

işlemidir. Karışım, süzgeç (filtre) kağıdı (Şekil 2.37), küçük delikli başka bir ma-

teryalden ya da filtre görevi yapan bir düzenekten geçirilir ve tanecik boyutu

büyük olan katının ayrılması sağlanır. Süzme düzeneğinde süzülen sıvının yer

aldığı boyunlu konik cam gereç huni adını alır. Süzme düzeneğini kullanarak

siz de kaynatılmış maden suyundaki bazı bileşenleri ayırabilirsiniz (7. Etkinlik).

Şekil 2.36. Pişmiş makarnanın suyundan süzülmesi (solda), havadaki polen ve tozlara karşı kullanılan maskeler (ortada), araç motorlarının havadan gelen toz ve kirden korun-ması için kullanılan hava filtreleri (sağda) karışımların süzme ile ayrılması yönteminin bazı uygulamalarıdır.




Ne Öğreneceğiz?

Tanecik boyutu farkı ile ayırma tekniklerinden süzme tekniğini süzgeç kâğıdı kullanarak uygulayacağız.

Araç-Gereç:

• Beher (250 mL, 2 adet)

• Süzgeç kâğıdı (siyah bant veya eşdeğeri), eldiven, maden suyu (200 mL)

• Huni, baget, spatül, piset, mesnet çubuğu (süpor), mesnet ayağı, bağlantı parçaları, kıskaç, sacayak, tel kafes

• İspirto ocağı, bek veya ısıtıcı

Adımlar-Yorumlar: 1. Maden suyunu behere alıp ısıtıcıda 5 dakika kadar kaynatınız. 2. Kısmen soğuyan maden suyunun dibini gözle inceleyip bir çökelek

olup olmadığını belirleyiniz. Bu çökeleğin nasıl ayrılabileceğini açıklayınız.

3. Süzgeç kâğıdını Şekil’deki gibi katlayarak huniye yerleştirip alttaki şe-kilde gösterilen düzeneği kurunuz.

4. Pisetten su ile ıslatarak süzgeç kâğıdının huniye yapışmasını sağlayı-nız.

5. Süzülecek karışımı, süzgeç kâğıdı üst kenarından taşmayacak şekilde yavaş yavaş baget üzerinden akıtarak huniye dökünüz.

6. Süzülmüş suyu (süzüntü, filtrat) inceleyiniz. Kaynatılmış sudaki katı ta-necikler süzüntüye geçmiş mi?

7. Süzgeç kâğıdını bir saat camı üzerine alıp iç yüzeyi üste gelecek şe-kilde yayınız. Kâğıt üzerindeki katı tanecikler süzüntüye geçmediğine göre

katı tanecikler ile su moleküllerinin boyutları hakkında ne düşünürsünüz?

Maden Suyunda Katı var mıdır?Etkinlik 7

Süzgeç kağıdının katlanması.


KARIŞIMLAR

105Kimya 10 Sınıf

Yorumlayalım:

Maden suyu kaynatılınca, içinde çözünmüş halde bulunan bazı tuzlar suda çözünmeyen türlere dönü-şür. Örneğin, maden suyunda çözünmüş halde bulunan Ca(HCO3)2 , su ısıtılınca, az çözünen bir tuz (CaCO3) oluşur.

( ) ( ) ( )Ca HCO CaCO k CO g H O2ISI2

3 3 2 2+ + +.

-+ -

Çöken kalsiyum karbonatın her bir zerresinde, CaCO3 birimlerinden milyarlarcası yer alır. Bu yüzden zer-relerin boyutları, H2O molekül boyutunun milyon katı bile olabilir. Sonuçta suda çözünmeyen kalsiyum kar-bonat, kâğıt gözeneklerinden geçemeyecek boyutlarda dağıldığı için süzülüp ayrılabilir.

NOTLARIM:



diyalizVücudumuzda, dokularda biriken artık maddelerin kandan ayrılıp dışarı atıl-

ması işlevini yerine getiren organlar böbreklerdir. Böbreklerdeki yarı geçirgen zarlarda, kandaki su, üre, ürik asit, tuz gibi küçük boyutlu molekül ve iyonlar id-rara geçerken vücudun ihtiyaç duyduğu proteinler, yağlar, şekerler ve elektrolit-lerin bir kısmı geçemez; kanda dolaşmaya devam eder. Molekül ve iyonların yarı geçirgen zar gözeneklerinden geçerek bulunduğu ortamdan ayrılması sürecine diyaliz denir. Yarı geçirgen zar hem su moleküllerinin hem de küçük boyutlu bazı moleküllerin/iyonların geçişine izin verir; kan hücreleri ve büyük boyutlu moleküllerin geçişlerine izin vermez.

Böbrek yetmezliği olan hastalarda böbreklerin süzme işlevi diyaliz makine-si adı verilen yapay böbrek makinesi tarafından yerine getirilir (Şekil 2.38). Bu diyaliz düzeneğinin çalışma ilkesi Şekil 2.39 ’da verilmiştir. Bu düzenekte kulla-nılan geniş alanlı yarı geçirgen zarın bir tarafında kan, diğer tarafında özel olarak hazırlanmış bir çözelti dolaştırılır. Bu çözelti (diyaliz çözeltisi) kanda kalması ge-reken maddelerin derişimleri bakımından kan plazmasına benzer. Faydalı mad-delerin derişimi zarın her iki tarafında eşit olduğundan bu maddeler kandan çözeltiye geçmez. Ancak bu dış çözeltide üre, ürik asit ve diğer atık maddeler yoktur; bu yüzden bu maddeler kolayca kandan temizlenir. Şekil 2.39 ’da gö-rüldüğü gibi atık madde derişimi kanda daha yüksek olduğundan bu maddeler yarı geçirgen zardan çözeltiye doğru geçerek vücuttan uzaklaştırılmış olur.

Şekil 2.39. Yapay böbrek düzeneği (diyaliz makinesi). Diyaliz işlemi, diyalizör içindeki yarı geçirgen zarlar ile gerçekleşir.

Şekil 2.38. İçinde yarı ge-çirgen zar (örn. selofan) bulunan yapay böbrek ma-kinesi. Diyaliz uzun süren bir işlemdir.

Diyaliz yönteminin ilke-leri, 1854 yılında Thomas Graham tarafından ge-liştirildi. Graham hayvan mesanesinden elde ettiği yarı geçirgen zarın üre gibi küçük molekülleri geçirdiğini, fakat büyük moleküllü maddeleri ge-çirmediğini fark etti. Bir doktor arkadaşı ile birlik-te, böbrek yetmezliği olan hastalarda kanın bu zar ile temizlenebileceğini öngördüler. İnsan kanının diyalizi ilk olarak 1925 yı-lında başarıldı. Hayat kur-taran ilk diyaliz işlemi ise 1945 yılında uygulandı.


Temizlenmiş kan

Diyalizör Hasta

Temiz kan basınç ayarı

Diyaliz çözeltisi

Tuz çözeltisi

Kullanılmışdiyaliz çözeltisi

Kan pompası

Pıhtılaşma önleyici

Tansiyongöstergesi

Diyalize gidenkirli kan

Giriş basıncıgöstergesi

DİYALİZ ÇÖZELTİSİ

Atık Maddeler

Yararlı kan elektrolitleri

KAN


KARIŞIMLAR

Şekil 2.40. Su, alkol ve yağ karışımında ayrı fazlar.

Yoğunluk Farkına dayalı Yöntemler

Bir karışımı oluşturan maddeler, bazı özel durumlarda, yer çekimi etkisiyle birbirinden ayrılabilir. Örneğin, su, alkol ve zeytinyağı birbiri içinde çözünme-yen sıvılardır ve bunların karışımı dinlendirilirse, dağılan tanecikler zaman için-de birbiri ile birleşir; gözle seçilebilen ayrı fazlar oluşturur (Şekil 2.40). Ayırma hunileri, bu şekilde iki faz oluşturmuş sıvıları birbirinden ayırmak için kullanılır.

Katı-sıvı karışımlarını yoğunluk farkından yararlanarak ayırmak daha da kolaydır. Sudan daha yoğun katı tanecikleri, boyutları 10-6 m’den daha büyük-se, dinlendirme sonucu dibe çökerek ayrılabilir. Böyle bir ayırma yöntemi de dinlendirme-aktarma (dekantasyon) adını alır.

Bazı katıların yoğunluğu sudan az olabilir veya katı yüzeyine gaz kabarcıkları tutturularak suda yüzer hale getirilebilir. Böyle durumlarda yüzdürme (flotas-yon) yöntemi ile ayırma mümkündür.

Sudan yer çekimi etkisiyle ayıramadığımız çok küçük tanecikli katıları mer-kezkaç kuvveti oluşturarak (karışımı bir eksen etrafında döndürerek) ayırmak da mümkündür. Bu yönteme santrifüjleme denir. Saydığımız bu yöntemleri tek tek ele alalım.

Ayırma Hunisi ile Ayırma

Yoğunluğu farklı ve birbiri içinde çözünmeyen sıvıların karışımları alttan musluklu konik bir kapta (ayırma hunisi) çalkalanırsa, sıvılar küçük boyutlu damlacıklar halinde dağılır. Bu karışım bekletilin-ce, yoğunluğu daha büyük olan sıvı altta, daha hafif sıvı üstte olacak şekilde iki faz ayırt edilebilir (Şekil 2.41). Faz sınırının netleşmesi için yeterli süre beklenirse, daha yoğun olan sıvı, alttaki mus-luktan akıtılıp üstteki sıvıdan ayrılır.

Ayırma hunileri, su ortamında çözünmüş katı maddeleri sudan ayırmak amacıyla çok yaygın kul-lanılır. Örneğin, suda çözünmüş iyot, CCl4 içinde daha iyi çözündüğü için, organik sıvı ortamına alı-nabilir. Bunun için iyotlu suyu bir ayırma hunisi içinde CCl4 ile çalkalayıp alttaki organik fazı huninin musluğundan akıtmak yeterlidir. Böyle bir ayırma işlemini siz de uygulayabilirsiniz (8. Etkinlik).

Şekil 2.41. Su, alkol ve yağ karışımında ayrı fazlar.

Şekil 2.41. Ayırma hunisin-de ayrılmış sıvılar.




Ne Öğreneceğiz?

İyodun ve potasyum iyodürün, su ve karbon tetraklorür (CCl4) sıvılarında-ki çözünme özelliklerinden yararlanarak bu iki katıyı birbirinden ayıracağız.

Araç-Gereç:

• Ayırma hunisi (250 mL)

• Destek çubuğu, halka, tel kafes, sacayak, bek veya ispirto ocağı

• Terazi

• Erlen (100 mL), beher (100 mL, 2 adet), dereceli silindir (25 mL) huni, porselen kapsül (50 mL, 2 adet)


• Karbon tetraklorür (CCl4, 25 mL), saf su, iyot, potasyum iyodür

• İyotlu su: 0,25 g iyot (I2) ve 1,25 g potasyum iyodür (KI) bir erlene alınarak 50 mL saf suda çözülür.

Adımlar-Yorumlar: 1. 50 mL iyotlu suyu ayırma hunisine koyunuz. Üzerine 25 mL CCl4 ekle-

yip ayırma hunisinin tıpasını kapatınız ve çalkalayınız.2. Ayırma hunisini şekildeki gibi düzeneğe yerleştirip fazların ayrılmasını

bekleyiniz. Alttaki ve üstteki fazların hangi sıvılar olabileceğini irdeleyiniz. 3. İki sıvı arasındaki köpüklenme kaybolunca musluğu açarak alttaki fazı

bir behere, üstteki fazı diğer behere alınız.4. Her iki sıvıdan 10’ar damla alıp ayrı ayrı porselen kapsüllere koyunuz.

Kapsülleri tel kafes üzerine koyup kısık alevde sıvıları dikkatle buharlaştırınız.5. Porselen kapsüllerdeki kalıntıları KI ve I2 katıları ile karşılaştırınız. Su ve

CCl4 fazlarında hangi maddeler çözünmüştür, irdeleyiniz.6. Başlangıçta kullandığınız iyotlu su, potasyum iyodür (KI) ve iyot (I2) katılarını içermektedir. Bu iki katıyı

birbirinden ayırmak için, hem bu katıların çözünürlük farklarından hem de sıvıların yoğunluk farklarından yararlandınız. Çözünürlük farkını ve yoğunluk farkını hangi evrelerde kullandığınızı yorumlayınız.

Yorumlayalım:KI ve I2’nin sulu çözeltisine CCl4 eklediğimizde, iyodun çoğu apolar bir çözücü olan CCl4 fazına geçerken,

iyonik yapıdaki potasyum iyodürün büyük bir kısmı su fazında kalır. Böylece I2 organik çözücüye geçerken iki katı birbirinden ayrılmış olur. Sıvıları birbirinden ayırırken de yoğunluk farkı kullanılmıştır. Suyun yoğun-luğu 1 g / cm3, CCl4 sıvısının yoğunluğu ise 1,59 g / cm3 olduğundan ayırma hunisinde alttaki faz organik fazdır ve sıvıların başlangıçtaki hacimleri de bu yargıyı doğrulamaktadır.

İyodun Sudan AyrılmasıEtkinlik 8

Destek Halkası

Üstteki Sıvı

Alttaki Sıvı



KARIŞIMLAR

Şekil 2.42. Atık su arıtma tesislerinde kirli su çöktür-me havuzlarında bekletilir.

Şekil 2.43. Pirincin suda bekletilmesi çöktürme, su-yun yavaşça dökülmesi ak-tarma tekniğine örnektir.

İyot suda çözünür mü?İyot suda çok az çözünür (100 mL’de yaklaşık 0,03 g). Ancak ortamda iyodür iyonları varsa aşağıdaki tepkime gerçekleşir.l l l2 3"+ - -

Bu tepkime ile iyot, suda çözünür bir tür olan tri-iyodür (I3

¯) iyonuna dö-nüşür. Sonuç olarak, iyot elementi, KI tuzu yanında suda çözünür hale gelir.

Merak Edenler İçindinlendirme - Aktarma

Katı-sıvı heterojen karışımlarını ayırmak için her zaman süzme yapmak pra-

tik olmayabilir. Örneğin, süzülmeden bardağa dökülmüş çay içerisinde çay yap-

raklarının zamanla dipte toplanması veya kirli bir su havuzunda toz ve çamurun

dibe çökmesi birer dinlendirme işlemidir (Şekil 2.42). Dinlendirerek ayırma için,

dağılan katı taneciklerinin koloidal boyuttan daha büyük olması gerekir; çünkü

koloitlerin çökmesi çok zaman alır.

Katı-katı heterojen karışımları ayırmak için de suda dinlendirme yöntemi uy-

gulanabilir. Örneğin tozlu pirinç suya atılırsa, içindeki tozlar yavaş yavaş, pirinç

ise hızlı bir şekilde dibe çöker. Üstteki bulanık sulu karışım aktarılıp alttaki pirinç,

tozundan arındırılır (Şekil 2.43).

Dinlendirme ile sıvının dibine çöken katıyı çok fazla hareket ettirmeden

üstteki sıvıyı başka bir kaba alma işlemine aktarma (dekantasyon) denir. Bu

teknik, heterojen katı-sıvı karışımlara uygulanabileceği gibi bazı sıvı-sıvı karı-

şımların ayrılmasında da uygulanabilir. Örneğin, sıkma ile elde edilen ham zey-

tinyağının altında bir miktar sulu faz (kara su) oluşur. Zeytinyağı alttaki sudan

aktarma ile ayrılır.

Yüzdürme (Flotasyon)

Bakır, çinko, kurşun gibi kıymetli metallerin doğadaki mineralleri başka mi-

nerallerle karışık haldedir. Örneğin, bakır cevherlerindeki bakır yüzdesi çoğu

zaman %3’ten daha küçüktür. Böyle karışık bir cevherdeki asıl minerali diğer

safsızlıklardan ayırmak için, cevheri suda yüzdürme (flotasyon) yöntemi uy-

gulanır.

Yüzdürme işlemi için önce cevheri sudan daha hafif bir forma dönüştürmek

gerekir. Bunun için ham maden öğütülüp mazot ile karıştırılır. Asıl cevher tane-

lerinin yüzeyi mazot ile kaplanırken, ham cevherdeki safsızlıklar (gang) mazota

yapışmaz. Yüzeyi mazot kaplı cevher içinden hava geçirilirse (Şekil 2.44), cev-

her tanecikleri hava kabarcıklarını kendine bağlar ve yüzer hale dönüşür. Su ha-

vuzunda hava kabarcıkları tutunmuş cevher yüzeye çıkarken su ile ıslanan gang

tanecikleri dibe çöker. Yüzer haldeki cevher sıyrılıp alınır.



Şekil 2.46. Santrifüj ciha-zında karışımlar, yoğunluk ve boyut farkına göre mer-kezkaç kuvveti etkisiyle ay-rılırlar.

Şekil 2.44. Flotasyon işleminde cevher, hava kabarcıkları tutarak yüzer.

Gang çıkışı

Köpük

Zenginleşmiş cevher

Hava girişi

Ham cevhergirişiHava

kabarcıkları

Ham cevherbulamacı

Karıştırıcı

YÜZDÜRME (FLOTASYON)

SantrifüjlemeSantrifüjleme yöntemi Şekil 2.45 ’de görülen ilkeye göre çalışır. Karışım

döndürülürken sıvıda dağılmış yoğun ve büyük boyutlu tanecikler dışa doğru büyük bir kuvvetle (merkezkaç kuvveti) itilir. Daha büyük kuvvetle itilen tane-cikler dipte toplanırken, daha hafif tanecikler üstte kalır.

Santrifüjleme yöntemiyle, yoğunlukları farklı katıları ayırmanın yanında, aynı maddenin farklı boyutlardaki taneciklerini ayırmak da mümkündür. Ayrıla-cak karışımı içeren kap, hızlı dönme sürecinde zarar görmeyecek metal/plastik tüplere yerleştirilir (Şekil 2.46) ve tüplerin bağlı olduğu eksen bir motor yardı-mıyla döndürülür. Santrifüjleme işleminden sonra dibe çöken madde, üstteki sıvı aktarılarak ayrılır.

Pıhtılaştırma (Koagülasyon)Suda dağılan katı madde tanecikleri 1000 nm’den daha büyük boyutlu ise bu

katı çoğu zaman yer çekimi etkisi ile dibe çökebilir. Ancak suda dağılmış, tanecik çapları 10 - 1000 nm arasında olan katılar (koloitler) uzun süre bekletilse bile dibe çökmez ya da çok yavaş çöker. Bu taneciklerin boyutları da çok küçük oldu-ğundan normal süzme sistemlerinde süzme ortamının gözeneklerinden geçer-ler ve karışımdan ayrılmazlar. Koloitlerdeki katıları, çöktürmeden önce birbirine veya başka bir katı yüzeyine tutundurmak gerekir. Koloidal boyutlu parçacıkları büyütüp çökebilir hale getirdikten sonra ayırma işlemine koagülasyon denir.

Şekil 2.45. Santrifüj yönteminin çalışma ilkesi.

Eksen

Karışım

Hafif ve küçük taneciklereetkiyen kuvvet

Yoğun ve büyüktaneciklere etkiyen kuvvet


KARIŞIMLAR

Suların koagülasyon işlemi ile arıtılması 4. Ünite’de ele alınacaktır. Bu iş-lemde, suda koloidal halde dağılan ve süzme ile ayrılamayan kil tanecikleri, bir yandan karıştırma ile birbirine tutunurken bir yandan da ortamda başka bir ka-tının çökmesi sağlanır ve kil bu katı yüzeyine tutunup çökebilir hale dönüşür (Şekil 2.47).

Kimi hallerde sudaki koloidal taneciklerin yüzeyine aynı elektrik yüklü iyon-lar tutunduğu için birbirini iterler; yani bu tanecikler birleşip büyüyemez. Böyle koloitleri koagülasyon yöntemi ile çöktürmek için ortama bir elektrolit eklene-rek yeni bir çökelek oluşturulur. Oluşan yeni çökeleğin yüzey yükü, taneciklerin üzerindeki elektrik yükünün zıddı ise iki ayrı katı birbirini çeker. Böylece tanecik-ler birbirine yaklaşarak birleşebilir duruma gelir. Bu işlem, özel bir pıhtılaştırma (koagülasyon) yöntemidir (Şekil 2.48). Bu amaçla kullanılan kimyasal maddeye de pıhtılaştırıcı (koagülant) denir. Oluşan daha büyük boyutlu katı tanecikler dinlendirme veya süzme tekniği ile sudan kolayca uzaklaştırılabilir. Koagülas-yon için en sık kullanılan koagülant maddeler şap [KAl(SO4)2·12H2O], demir (III) sülfat [Fe2(SO4)3] ve demir (III) klorürdür (FeCl3).

Şekil 2.47. Sudaki koloidal safsızlığın pıhtılaştırma (koagülasyon) ile ayrılması.

Safsızlıklar

Pıhtılaştırıcı(Elektrolit)

Pıhtılaştırıcı, kolloittaneleri bağlayıpçökelek oluşturulur

Çökelek dibe çökerkenkolloidal tanecikleribirlikte sürükler

Şekil 2.48. Pıhtılaştırıcı, yüzeyi (+) yüklü iyonlarla kaplı bir çökelek oluşturur. Bu çökelek koloidal kil taneciklerini nötürleştirerek onların yumaklaşmasını sağlar.

Pıhtılaştırıcı ekleninceyüzeydeki yükler nötürleşir

Nötürleşmiş koloidaltanecikler birbirine tutunabilir

PIHTILAŞTIRMA (KOAGÜLASYON)



Şekil 2.49. Kâğıt kromatog-rafi ile ayrılmış çeşitli renkli karışımlar.

Bir Katıya Bağlanma Eğilimi Farkına dayalı Yöntemler

Bazı katıların yüzeyleri, belli maddeleri güçlü şekilde bağlarken başka pek

çok maddeyi bağlamaz. Bir maddenin bir katı yüzeyine tutunması olayına

adsorpsiyon denir. Örneğin, gazı alınmış odun kömürünün yüzeyi, kokulu,

renkli ve zehirli organik molekülleri sağlam bağlarla bağlarken su molekülleri-

ni bağlamaz. Bu özelliği sebebiyle aktif karbon adı da verilen, gazı giderilmiş

odun kömürü, havadaki ve sudaki eser halde bulunan zararlı/istenmeyen kirli-

likleri gidermede kullanılır.

Aktif karbon gibi, silika jel (yapay SiO2), Al2O3, kağıt gibi bazı katıların yüzey-

leri de karışımlardaki farklı maddeleri farklı kuvvetlerle bağlarlar. Bu özellikten

ve farklı maddelerin çözünme eğilimleri farkından yararlanılarak, ayrılması çok

zor maddeleri ayırmak mümkündür. Kromatografi (Şekil 2.49) adı verilen bu

yöntem 11. sınıf 4. Ünite’de işlenecektir.

Katı yüzeyleri uygun kimyasal işlemlerle iyonik hale getirilebilir. Mesela bazı

reçinelerin yüzeyine organik karboksil (-COO–) grupları bağlanmıştır ve böyle

reçinelerin yüzeyi anyon karakterlidir. Bu reçineler farklı katyonlara karşı farklı

bağlanma eğilimine sahiptir. Örneğin, yüzeyine H+ iyonları tutunmuş bir reçine,

Na+ iyonları ile karşılaşınca, H+ iyonlarını çözeltiye verir; Na+ iyonlarını bağlar.

Yani H+ ile Na+ yer değiştirir. Böyle bir reçine katyon değiştirici reçinedir.

Buna benzer şekilde reçine yüzeyine –NR3+ gibi bir katyonik grup bağlayıp

çeşitli anyonlara karşı değişik bağlanma eğilimi gösteren türler de elde edilebi-

lir. Bunlara anyon değiştirici reçine denir. Örneğin, reçinedeki katyonik nokta-

lara OH– iyonları bağlanmışken bu reçine tuzlu su ile temas edince, OH– yerine

Cl– bağlanır; OH– suya geçer.


KARIŞIMLAR

Şekil 2.50. İyon değiştirici reçinelerin yapısı.

Her iki tür reçineye genel olarak iyon değiştirici reçine denir. Şimdi bu reçi-

neleri ve adsorpsiyon olayını daha yakından tanıyalım.

İyon değiştirici Reçineler

İyon değiştirici reçineler, büyük polimer molekülleri (makromoleküller) olup

bu moleküllere –COO–, –SO3–gibi anyonik gruplar veya –NR3

+, –PR3+ gibi katyo-

nik gruplar bağlanmıştır.

Bu reçineler (Şekil 2.50) polimerik iyonun yüküne zıt yük taşıyan iyonu bağ-

layabilir. Polimerik iyon anyon karakterli ise katyonları bağlar ki böyle reçinelere

katyon değiştirici reçine denir. Polimerik yükü pozitif olan reçineler ise anyon

bağladığı için anyon değiştirici reçine adını alır.

Her iki tür reçinenin farklı katyonlara/anyonlara karşı bağlama eğilimleri

farklıdır. Örneğin katyonu H+ olan reçine sert sulardaki Ca2+ ve Mg2+ katyonla-

rını sağlam bağlarla bağlarken kendi yapısındaki H+ iyonunu suya verir. Böyle

reçineler sert suya asitlik kazandırdığı için asidik reçine adıyla da bilinir.

Anyon değiştirici reçinelerin de farklı anyonlara karşı bağlama eğilimle-

ri farklıdır. Örneğin OH– formundaki reçine, sert sudaki HCO3– , Cl–, SO4

2– gibi

anyonları bağlarken suya OH– iyonları verir; yani suya bazlık karakteri verir. Bu

yüzden OH– formundaki anyon değiştiricilere bazik reçine denir.

Sert sular art arda asidik ve bazik reçinelerden geçince, sudaki bütün kat-

yonların yerine H+; bütün anyonların yerine de OH– geçer. Bu iki iyon aralarında

tepkimeye girerek su oluşturur.

H OH H O2$++ -

H OOCCOO

+

H +

H OOC+

COO H +

COO H +

COO H

Katyon değiştirici reçine

+

OH

N

CH3

CH3

CH3

NR3

+

+

OH

OHNR3+

Anyon değiştirici reçine



Şekil 2.52. Preslenmiş aktif karbon tozu

Sonuç olarak sert suyu, iki ayrı reçineden geçirerek hem katyonlarından hem anyonla-rından arındırıp iyonsuz su (dei-yonize su) elde edebiliriz (Şekil 2.51).

Katyon değiştirici reçineler piyasada H+ formunda buluna-bileceği gibi Na+ formunda da bulunabilir. Reçine Na+ formun-da ise, değiştirdiği her Mg2+ veya Ca2+ iyonu başına iki tane Na+ iyonunu suya verir.

Benzer şekilde anyon değiş-tirici reçineleri, OH– formu yeri-ne Cl– formunda bulmak müm-kündür. Cl– formundaki reçine, sudaki anyonları bağlar; onların yerine Cl– iyonları verir.

Sonuç olarak, kireçli (sert) sular Na+ formunda katyon değiştiriciden ve Cl– formunda anyon değiştiriciden geçirilirse sudaki bütün tuzlar yerine NaCl tuzu geçer. Böyle bir işlem suyu iyonlarından arındırmaz; sadece sert su yerine tuzlu su elde edilmiş olur.

H+ ve OH– formundaki reçineler bir süre kullanılınca, bu iyonların yerine, ör-neğin Ca2+ ve HCO3

– iyonları geçeceği için reçine iyon değiştirme yetisini kay-beder. Böyle reçinelerin yeniden kullanılabilir forma dönüştürülmesi mümkün-dür. Örneğin katyon değiştirici Na+ formunda iken bir asit çözeltisi ile yıkanırsa yeniden H+ formuna dönüşür. Benzer şekilde anyon değiştirici NaOH ile yıkanıp OH– formuna döndürülür. Bu işleme rejenerasyon denir.

Aktif Kömür Yüzeyinde Tutma (Adsorpsiyon)Aktif karbon, çeşitli bitkisel dokuların özel şartlarda kömürleştirilmesiyle

elde edilir (Şekil 2.52). Kömür yüzeyinin olabildiğince genişlemesi için, elde edilen kömür tozu, asitlerle ve H2O2 ile yıkanarak gözenekleri dolduran organik atıklar temizlenir. Böylece yüzeyinde sadece karbon atomları bulunan bir katı elde edilir. Bir gram aktif karbonun yüzeyi 500 m2’yi aşabilir. Bu kadar büyük bir yüzey, çok sayıda küçük molekülü bağlayabilir. Moleküllerin bu şekilde bir katı yüzeyinde tutunması (adsorpsiyon) olayından yararlanarak bu molekülleri sıvılardan ve gazlardan ayırmak mümkündür.

Şekil 2.51. Katyon değiştirme süreci.

ReçineH+ iyonları

İyon değiştirmeReçine

H+ iyonu

Ca2+ / Mg2+ iyonları

Suya sertlik veren iyonlar

Yumuşak su

Sert su


KARIŞIMLAR

Şekil 2.54. Filtreli sürahi-lerde (üstte) bulunan süz-geçler (altta) kum, çakıl gibi maddeler ile aktif kömür to-zunun üst üste diziliminden oluşmaktadır.

Örneğin gaz maskeleri, teneffüs edilen havadaki CO ve harp gazı (kimyasal silah) gibi zehirli molekülleri tutmak için tasarlanmıştır. Maskelerin hava geçiş yolları aktif karbonla doldurulmuş durumdadır (Şekil 2.53). Benzer bir düzenek, fabrika bacalarındaki zehirli gazları tutmak için de kullanılır.

Aktif karbon, şehir sularının renk ve koku giderimi işlemlerinde de kullanılır (bkz. 4. ünite). Evlerde kullanmak için üretilen ve sürahilere monte edilebilen daha küçük boyutlu aktif karbon süzgeçleri de vardır (Şekil 2.54). Musluk suyu sürahiye doldurulurken bu süzgeçten geçer ve yapısındaki renkli / kokulu mad-deleri aktif karbon yüzeyinde bırakır.

Bağırsaklarında aşırı gaz oluştuğu için rahatsız olan bazı hastalara hap gibi aktif karbon tabletleri verilir. Bu tabletler midede hiçbir değişime uğramadan bağırsaklara geçer ve burada ilerlerken oluşan gazları yüzeyinde tutar.

Şekil 2.53. Gaz maskesinin zehirli gaz süzen giriş silindiri (kartuş).

TEMİZ HAVA

KİRLİ HAVA

Kömür tozu süzen sünger

Aktif karbon katmanı

Toz-duman filtresi

Zehirli gaz molekülü Azot

Toz Oksijen

1) Kum ve şeker karışımındaki şekeri saf olarak elde etmek için bir ayırma süreci öneriniz; gerekli araç-gereçleri belirtiniz.

2) Bazı katyon ve anyon değiştirici reçinelere neden asidik ve bazik reçine de denmektedir? Açıklayınız.

3) Ham petrolden mazot, benzin, LPG gibi ürünler nasıl elde edilir? Betimleyiniz.

4) Yüzdürme (flotasyon) yönteminin prensibi nedir? Bu yöntem ile cevherden mineralin ayrılmasında kullanılan mazotun ve havanın işlevlerini açıklayınız.

5) Kanın bileşenlerinin birbirinden nasıl ayrıldığını araştırınız; kullanılan yön-temleri bu bölümde verilen yöntemlerle karşılaştırınız.




1. Aşağıdaki metinde bırakılan boşluklara tabloda yer alan kavramlardan uygun olanı yerleştiri-niz (bir kavram birden fazla boşlukta kullanılabilir; her kavramın kullanılması şart değildir).

çözelti karışım çözücü süspansiyon

homojen derişik polar çözünen

heterojen derişim apolar farklı

emülsiyon benzer bileşik seyreltik

yüzde koloit polar çekim

Bir maddenin diğer bir madde içerisinde moleküler boyutta, yani (a)………………. olarak dağılma-

sıyla meydana gelen her (b)……………………………bir çözeltidir. Her (c)…………………., çözünen

ve (d)…………….. olmak üzere iki bileşenden oluşur. Genellikle bu iki bileşenden miktarca fazla olanına

(e)………………, diğerine ise (f)……………. denir. Sıvı-sıvı karışımlarında bileşenlerin miktarlarının birbi-

rine yakın olduğu durumlarda çözücü - (g)……………. ayrımı keyfidir. Çözeltilerde (h)……………. çözü-

nen maddenin karışımdaki bolluk oranıdır.

Karışımlar farklı maddelerden oluşmaktadır. Mesela su ile tebeşir tozu aynı kabın içine konulup çal-

kalanırsa oluşan karışıma (ı)…………………….., su ile zeytinyağı aynı kabın içine konulup çalkalanırsa

oluşan karışıma (i)………………….adı verilir. Maddelerin sıvılardaki çözünme özelliklerini tahmin etmek

için “(j)…………… benzeri çözer” kuralı kullanılır. Bu kurala göre (k)…………….. maddeler polar sıvılarda,

apolar maddeler ise (l)…………. sıvılarda iyi çözünür. Bunun nedeni şu şekilde açıklanabilir; (m) ……………

bileşiklerde tanecikler arası (n)…………. kuvveti nispeten güçlüdür. Çözücü molekülünün negatif kutbu

iyonlardan pozitif yüklü olanı çeker. Pozitif uç da negatif iyonları çeker. Böylece çözücü ile çözünen arasında

bir çekim ağı kurulur. Apolar bir molekül, (o)…………. moleküller arasındaki bir ağ yapısını bozup mole-

külleri kuşatamaz.

Ünite değerlendirme Soruları

KARIŞIMLAR

117Kimya 10 Sınıf

2. Aşağıdaki tabloda, her karışım örneğinin hizasında uygun olan yere, özelliklerine göre (X) işa-reti koyunuz.

Homojen Karışım Heterojen Karışım Emülsiyon Süspansiyon

Şekerli su

Hava

Kolonya

Granit

Sirke

Maden suyu

Türk kahvesi

Deniz suyu

Gazoz

Sis

Yoğurt

Kan

Mayonez

Aşure

Sütteki yağ

Yumurta akı (çiğ)

Naftalin-su

3. Laboratuvarda, 12 g I2 (iyot), 60 gram KI (potasyum iyodür) ile birlikte, 328 g C2H5OH (etanol) içinde çözülüyor.

A. İyodun kütlece % derişimini bulunuz.

B. Aynı çözeltide potasyum iyodürün kütlece % derişimi nedir?

4. doğadan elde edilen bir çiçek balı numunesi laboratuvarda analiz ediliyor. Analiz sonuçlarına göre kütlece %39 oranında fruktoz içeren balda toplam şeker miktarı (fruktoz, glikoz ve sakkaroz olmak üzere) kütlece %71 oranında bulunmuştur. Buna göre 50 g baldaki:

A. Fruktoz miktarı kaç gramdır?

B. Toplam şeker miktarı kaç gramdır?



5. Tablodaki çözeltilerin % derişimlerini hesaplayınız ve bu çözeltileri derişimi büyük olandan küçük olana doğru sıraya diziniz.

(A) (B) (C) (D)

80 g şeker 40 g şeker 100 g su 100 g su

230 g çözelti 50 g su 150 g çözelti 20 g şeker

6. Bir su örneğinin analizi sonucunda, 100 g suda 20 mg Na+ iyonları bulunduğu görülmüştür.

A. Bu çözeltinin ppm derişimini bulunuz.B. Sodyum iyonlarının NaCl tuzundan geldiği bilindiğine göre NaCl’ün bu su örneğindeki kütlesini gram olarak bulunuz. (Na= 23,0 g / mol, Cl= 35,5 g / mol)

7. Glikozun insan kanındaki derişimi yaklaşık % 0,1’dir. Bu derişimi ppm olarak hesaplayınız.

8. Aşağıda, NaCl ve etanol için dörder ayrı çözeltiye ilişkin miktar verileri listelenmiştir. Bu verileri kullanarak listeyi izleyen soruları cevaplandırınız.

Kütle (g) Hacim (mL)

Çözelti No NaCl H2O Çözelti No C2H5OH H2O

1 3,0 100,0 5 2,0 100,0

2 10,0 100,0 6 5,0 100,0

3 15,0 100,0 7 12,0 100,0

4 25,0 100,0 8 20,0 100,0

A. 1-4 numaralı tuzlu su çözeltilerinin yüzde derişimlerini bulunuz.B. En derişik tuz çözeltisi hangisidir? Neden?C. 5-8 numaralı etanol çözeltilerinin hacimce yüzde derişimlerini bulunuz. (Etanol ve su karıştırılınca

toplam hacmin değişmediğini varsayınız.)D. En seyreltik etanol çözeltisi hangisidir? Neden?

KARIŞIMLAR

119Kimya 10 Sınıf

9. Aşağıda yer alan cümleleri çözelti ve karışımların özelliklerine göre doğru (d) ya da yanlış (Y) olarak işaretleyiniz. Yanlış olanların doğrusunu cümlenin altına yazınız.

A. [ …………… ] Çözeltiler homojendir, yani molekül boyutunda dağılmıştır.

…………………………………………………………………………

B. [ …………… ] Her çözeltide, çözünen maddenin miktarı, çözücü miktarından daha fazladır.

…………………………………………………………………………

C. [ …………… ] Suda çözünen her madde CCl4 içinde de çözünür.

…………………………………………………………………………

d. [ …………… ] Emülsiyon ve süspansiyonlarda dağılan maddenin tane büyüklüğü molekül boyutu kadardır.

…………………………………………………………………………

E. [ …………… ] Tuz Gölü’nden tuz elde edilirken süzme yönteminden yararlanılır.

…………………………………………………………………………

F. [ …………… ] Naftalin ve yemek tuzu, suda çözünme özelliklerinden yararlanılarak ayrılabilir.

…………………………………………………………………………

G. [ …………… ] Uçuculukları aynı olan sıvıları birbirinden ayırmak için ayrımsal damıtma yöntemi kul-lanılır.

…………………………………………………………………………

H. [ …………… ] Sıvıların yoğunluk farkından yararlanılarak uygulanan ayırma yönteminde süzgeç kâğıdı kullanılır.

…………………………………………………………………………



10. Çok eski zamanlardan beri gıdaların korunması ve saklanması için tuzlu su ile karıştırma yay-

gın bir uygulamadır. Bu koruma yönteminin osmoz ile ilişkisini açıklayınız.

11. Aşağıdaki süreçleri enerji alan ve enerji veren şeklinde ifade ediniz; sebebini açıklayınız.

A. Çözücü moleküllerinin çözünen moleküllerini/iyonlarını kuşatması;

B. Çözücü moleküllerinin birbirinden ayrılması;

C. Çözünen moleküllerinin/iyonlarının birbirinden ayrılması.

12. Tablodaki iyon değiştirici reçinelerin sert sularda bulunan Ca2+, Mg2+, SO42– ve HCO3

– iyonla-

rından hangilerini bağladığını (x) işareti ile gösteriniz.

Reçine Ca2+ Mg2+ SO42– HCO3

–

H+ formundaki reçine

OH– formundaki reçine

Na+ formunda reçine

Yüzeyine (-COO–) bağlanmış reçine

Yüzeyine (–NR3+) bağlanmış reçine

13. Aşağıda formülü verilen reçineler ne tür iyon değiştiricidir? Açıklayınız. Hangi iyonları bağla-

mak için kullanılabileceğini belirtiniz.

H+ −O3S

SO3− H+

SO3− H+

N

CH3

CH3

Cl− R3N

CH3 Cl−

+

+

KARIŞIMLAR

121Kimya 10 Sınıf

14. Aşağıda verilen karışımlar hangi yöntemlerle ayrılır? Eşleştiriniz. (Bir karışım için birden çok

yöntem, bir yöntem için birden çok karışım mümkündür; her yöntemi kullanmak gerekmez.

Karışım Ayırma yöntemleri

A. Sudaki sülfat iyonuB. Etil alkol-iyotC. Su-hidrojen sülfürD. Su-gıda boyasıE. Karbontetraklorür-suF. Benzin-motorin-jet yakıtıG. Etil alkol-suH Su-NaClI. Sudaki kalsiyum ve magnezyum iyonları

1.Süblimleştirme2. Aktif kömür yüzeyinde tutma (Adsorpsiyon)3. Buharlaştırma4. Ayrımsal damıtma5. Kimyasal çöktürme6. Ayırma hunisi ile ayırma7. İyon değiştirme

15. Aşağıdaki şekilleri, verilen kavramlardan uygun olanlarla eşleştiriniz.

A.

1. Ayırma hunisi ile ayırma

2. Osmoz

3. Damıtma

4. Süblimleşme

5. Flotasyon

6. Aerosol

7. Ebulyoskopi

8. Kriyoskopi

B.

C.

d.

E.



16. Karışımlarla ilgili aşağıda verilen kavramların ne ifade ettiğini kısaca açıklayınız:A. ppm derişimB. KoloitC. Sôl

17. 100 gram suda 25 gram NaCl tuzu çözülüyor. Bu çözelti için;

I. Kütlece %20 NaCl içerir.II. Bu çözeltiye 5 gram daha NaCl eklenirse derişim yaklaşık %30 NaCl olur.III. İlk çözeltiye 25 g daha su eklendiğinde kütlece yaklaşık %16,7’lik çözelti elde edilir. ifadelerinden hangileri doğrudur?

A. Yalnız I B. Yanız II C. Yalnız III D. I ve III E. I, II ve III

18. 20°C’ta 100 gram suda çözülebilecek NaCl kütlesi en çok 58 gram olabilir. 50 g suda 10 g NaCl

içeren çözeltiyi doygun hale getirmek için kaç gram NaCl eklenmelidir?

A. 19 B. 20 C. 21 D. 22 E. 23

19. % 20’lik şeker çözeltisinden 1 kg ve 2 kg kütleli iki ayrı numune alınıyor. Bu çözelti numunele-

rinde aşağıdaki niceliklerden hangisi/hangileri farklıdır?

I. İletkenlikII. Şeker molekülleri sayısıIII. Kaynama noktası

A. Yalnız I B. Yalnız II C. I ve II D. II ve III E. I, II ve III

20. Molekül büyüklükleri çok farklı iki sıvının homojen karışımlarını ayırmak için;

I. Ayırma hunisinde dinlendirme,II. Osmoz işlemi uygulama,III. Uçuculuk farkından yararlanma,yöntemlerinden hangisi/hangileri kullanılabilir?

A. Yalnız I B. Yanız II C. I ve III D. II ve III E. I, II ve III


ENDÜSTRİDE VE CANLILARDA ENERJİ

21. Brom sıvısının ve bazı katıların yoğunlukları aşağıda listelenmiştir.

Madde Grafit Kil Demir tozu Brom

Yoğunluk (g/cm3) 2,2 1,3 7,9 3,1

Bu tabloya göre:I. grafit - kilII. grafit - demirIII. kil - demirkarışımlarından hangisi/hangileri brom sıvısında yüzdürülerek birbirinden ayrılabilir?

A. Yalnız II B. Yanız III C. I ve III D. II ve III E. I, II ve III

22. % 20’lik şeker çözeltisinin 200 gramı, başka bir şeker çözeltisinin 300 gramı ile karıştırılıyor.

Son çözelti % 15’lik olduğuna göre ikinci çözeltinin % derişimi nedir?

A. 7 B. 11,7 C. 17,5 D. 30 E. 35

23. Aşağıda verilenlerden hangisi / hangileri, bikarbonat tuzu hâlinde ise ısıtılarak sudan uzak-

laştırılabilen ve geçici sertliği oluşturan iyonlar arasında yer alır?

I. H+

II. Na+

III. Ca2+

IV. Al3+

A. Yalnız I B. Yalnız III C. I ve IV D. II ve IV E. I, II ve IV

24. Aşağıdaki üç madde birer karışımdır:

I. KanII. SütIII. Şerbet

Bu karışımlardan hangisinde / hangilerinde homojen ve heterojen karışımlar bir arada bulunur?

A. Yalnız I B. Yalnız II C. I ve II D. I ve III E. I, II ve III

kARIşImLAR

124

ENDÜSTRİDE VE

CANLILARDA

ENERJİ

✓ Fosil yakıtlar

✓ Temiz enerji kaynakları

✓ Canlılarda enerji

• Kömür oluşumu

• Kömürler ve çevre

• Petrol oluşumu rafinasyonu, bileşenleri

• Hidrokarbonlar

• Alkanlar

• Alkenler

• Alkinler

• Aromatik bileşenler

• Bitkisel enerji kaynakları• Diğer temiz enerji kaynakları

• Karbohidratlar• Yağlar• Proteinler

Kimya 10. Sınıf

Grek filozofu Aristo, enerji terimini “faaliyet”, ”etkinlik” anlamında kullandı.

Leibniz (Laybnitz), hareketli bir cisim için kütle × (hız)2 ifadesinin önemli bir nicelik olduğunu fark etti ve bu niceliğe “canlı kuvvet” adını verdi.

Watt, kömürle çalışan ve üretimde kullanılan ilk buhar makinesini icat etti. Bu makine kömürün verdiği ısıyı harekete dönüştürüyordu.

Lord Kelvin ve Joule (Jül), ısı enerjisi ile mekanik enerjinin moleküler düzeyde aynı olduğunu gösterdi.

BÖLÜmLER

M.Ö. 4. Yüzyıl 1690 1782 1845

Bu ÜNİTE NEDEN ÖNEmLİ?

10.sınıfkİmYA .Ünite3

Bu Ünite;✓ Yeryüzündeki başlıca enerji kaynaklarının fosil yakıtlar oldu-ğunu, ✓ Fosil yakıtların bitebileceğini,✓ Yenilenebiliri temiz enerji kay-nakları da olduğunu,✓ Kimyasal maddelerin büyük ço-ğunluğunun petrol ürünlerinden elde dildiğinianlamak bakımından önemlidir.

Enerjinin ana kaynağı güneştir. Canlıların enerji kaynağı olan besinlere ve endüstrinin kullandığı fosil yakıtlara, depolanmış güneş enerjisi gözüyle bakılabilir.

Bu ünitede, başlıca enerji kaynaklarımızın moleküler temeli ele alınacak-tır. Ünite sonunda, kömürün ve petrolün oluşum/işlenme süreçlerini, ya-pılarını, hammadde olarak önemini, alternatif enerji kaynaklarını ve be-sinlerimizin enerji depolayan bileşenlerini daha yakından tanıyacaksınız.


Rankine (Rankin), potansiyel enerji kavramını geliştirdi.

Lenoir (Lenuva), içten yanmalı ilk motoru üretti. Bu icat sonunda petrol stratejik bir fosil yakıt haline geldi.

Atwater (Etvootır), çeşitli besin maddelerinin vücutta yakılınca sağladığı enerji değerlerini deneysel olarak ölçtü.

Stefan, ışıma enerjisine ilişkin bağıntıları türetti.

1853 1858 1896 1900’lerin başı




şekil 3.1. 2011 yılında dünyada, 2012 yılında Tür-kiye’de başlıca enerji kay-naklarının toplam tüketimi içindeki payı

Hayatın en göze çarpan boyutu harekettir. Canlıyı cansızdan ayıran başlıca nitelik hareket edebilme yetisidir. Aslında hareket sadece canlılara özgü bir özel-lik de sayılmaz. Gök cisimleri, moleküller, atomlar, nükleonlar ve elektronlar için hareket, tıpkı kütle gibi, var oluşsal bir özelliktir.

Enerji diğer etkileri yanında hareketi sağlayan itici güçtür. Çok çeşitli formlar-da karşımıza çıkar. Bu enerji formlarının başlıcaları aşağıda listelenmiştir.

• Kinetik enerji (Hareket enerjisi)

• Isı enerjisi

• Elektrik enerjisi

• Potansiyel enerji (Durum enerjisi)

• Nükleer enerji (Çekirdek enerjisi)

• Işıma enerjisi (Radyasyon enerjisi)

Bu enerji formları, sürekli olarak birbirine dönüşür. Örneğin; güneşten ge-len ışıma enerjisi, yeşil bitkilerce, bir tür potansiyel enerji olan kimyasal enerji-ye dönüştürülür. Besinlerimizde depolanmış enerji, bu enerjidir. Besinler, canlı bünyesinde solunum süreciyle yakılır; bu sırada kimyasal enerji ısı ve hareket enerjilerine dönüşür.

Hareket enerjisi kolayca elektriğe, elektrik de kolayca ışığa, ısıya ve harekete dönüşebilir. Evrenin işleyişi, bir bakıma birbirini izleyen bu dönüşümlerin tekrarı anlamına gelir.

Canlıların kullandığı kimyasal enerji kaynaklarına besin, endüstride kullanı-lan kimyasal enerji kaynaklarına da yakıt denir. Daha genel bir bakışla besinleri de yakıt sayarak kimyasal enerji kaynaklarına topluca yakıt diyebiliriz. Yakıtla-rımız çok çeşitlidir ve bunların büyük çoğunluğu, jeolojik zamanlar boyunca, yüz milyonlarca yılda meydana gelmiştir. Yakıt kavramı, fosil yakıtlar yanında nükleer yakıtları da kapsar. Nükleer yakıtlar, parçalanarak enerji verme potan-siyeli taşıyan uranyum, plutonyum ve toryum gibi radyoaktif maddelerdir. Fosil ve nükleer yakıtlar dünya enerji ihtiyacının büyük bir kısmını karşılar (şekil 3.1).

Yakıtlar haricinde enerji kaynaklarımız da vardır. Bunların başlıcaları; hidro-elektrik enerji, güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi ve jeotermal enerjidir. Dünya enerji tüketiminde yakıt dışı enerji kaynaklarının toplam payı 2011 yılı itibariyle %3,3 kadardır.

Bu ünitede önce endüstrinin enerji kaynaklarının başında gelen fosil yakıt-ları ele alacağız. Sonra fosil yakıtlara alternatif olabilecek temiz enerji kaynak-larına göz atacağız. Son olarak da insanların enerji kaynakları olan gıdalardaki besin maddelerinden karbon hidratları, yağları ve proteinleri tanıyacağız.

Dünyada 2011 yılı enerji tüketimininkaynaklara göre dağılımı

Petrol

5,1%

2,3%10%

1%

31,5%

28,8%

Kömür

Doğal gaz

Hidroelektrik

Biyoyakıt ve atıklar

Diğer

Nükleer

21,3%

Türkiye’de 2012 yılı enerji tüketiminin kaynaklara göre dağılımı

Doğalgaz

Petrol

Kömür

Odun + bitki

Yenilenebilir

4,3%6,5%30,7%

31,9%26,7%

GİRİş



şekil 3.2. Bir kömür damarı

şekil 3.3. Antrasit kömür-leşme süreci en uzun süren kömürdür.

Fosil yakıtlar, yer altındaki ölü organizmaların anaerobik şartlarda doğal süreçlerle bozunmalarından oluşan yakıtlardır. Bu yakıtlar jeolojik zamanlarda oluşmuştur ve yaşları 650 milyon yıla ulaşabilir. Fosil yakıtların başlıcaları aşağı-da listelenmiştir:

• Yüksek oranda karbon içeren antrasit ve taş kömürü,

• Daha düşük karbonlu linyitler,

• Kömürleşme süreci tamamlanmamış turbalar,

• Bir hidrokarbonlar karışımı olan ham petrol ve asfaltitler,

• Kaya gazı üretiminde kullanılabilen, “kaya içine dağılmış ham petrol” diye tanımlayabileceğimiz bitümlü şistler,

• Metan, etan, propan gibi uçucu hidrokarbonlar karışımı olan doğal gaz.

Fosil yakıtlar, tüketildikçe yerine yenisi konulamadığından yenilenemeyen enerji kaynağı olarak kabul edilirler. Bu yakıtların oluşmaları çok yavaşken mev-cut kaynakların tüketimi çok hızlıdır. Fosil yakıtları ayrı ayrı gözden geçirelim.

Kömür, tortul yer katmanları arasında bulunan, siyah veya kahverengi-siyah

renkli, yanabilir özellikte bir kayaçtır. Yer altında, kömür yatakları veya kömür

damarları adı verilen katmanlar halinde bulunur (şekil 3.2). Antrasit gibi sert

kömürler, jeolojik zamanlar boyunca yüksek sıcaklık ve basınca maruz kaldık-

larından metamorfik kaya olarak kabul edilebilir (şekil 3.3). Kömür esas olarak

karbon ve kül bileşenlerinden oluşur. Karbon bileşeni, saf karbon şeklinde ola-

bileceği gibi H, N, S, O elementlerinden bir veya birkaçını içeren karmaşık C bi-

leşikleri halinde de olabilir.

Kömür açık havada yakılınca karbon ve karbonlu bileşikler (organik kısım)

uçucu ürünlere dönüşür ve enerji açığa çıkar. Yanmadan geride kalan anorganik

maddeler karışımına kül denir. Kömürün kül oranı ne kadar düşükse (karbon ve

karbon bileşikleri ne kadar yüksekse kömür o kadar kalitelidir.

BÖLÜm1. FOSİL YAkITLAR

Fosil Yakıt

kömür

• Fosil yakıt• Kömür• Turba• Linyit• Taş kömürü• Antrasit• Petrol• Rafinasyon• Hidrokarbon• Alkan• Alken• Alkin• Alkol• Aromatik bileşik

kavramlar



şekil 3.4.Taş kömürünün yüzeyi linyite göre daha parlaktır.

şekil 3.5. Kok kömürü taş kömüründen elde edilir.

Tarih boyunca kömür yararlı bir enerji kaynağı ve ham madde olmuştur.

Enerji kaynağı olarak kullanımı, hava ile yanma tepkimesine dayanır. Kömürün

yanan kısmının karbon olduğunu varsayarsak, yanma tepkimesi aşağıdaki gibi

gösterilir:

( ) ( ) ( )C k O g CO g enerji2 2$+ +

Kömür, yakıt olarak en çok elektrik üretimi için kullanılır. Yanma sonucun-

da oluşan CO2 ve kül, çevre kirliliği açısından ciddi bir endişe kaynağıdır. Ayrıca

kömürdeki azotlu ve kükürtlü bileşenler ile hava azotundan oluşan SO2 ve NOx

gazları, hava kirletici gazların başında gelir.

Ham madde olarak kömür genel olarak havasız ortamda tepkimeye sokulur.

Örneğin; taş kömürü (şekil 3.4), havasız ortamda dıştan ısıtılırsa, uçucu kömür

bileşenlerinin hepsi buharlaşıp ayrılır. Geriye saf karbon ve külden oluşan göze-

nekli bir katı kalır. Bu katıya kok denir (şekil 3.5). Kok, metal oksitlerden metal

üretimi gibi endüstriyel amaçlar için ham madde olarak kullanılır.

Kok üretilirken ele geçen uçucu kısım, kok gazı adı verilen yakıt yanında,

benzen, toluen, ksilen, anilin, naftalin, fenol, amonyak gibi birçok yararlı en-

düstri ara maddeleri de içerir. Bu yüzden kömür, İkinci Dünya Savaşı öncesi dö-

nemde organik kimya endüstrisinin başlıca ham maddesi olmuştur. Kok gazının

(kokhane gazı) başlıca bileşenleri CO, H2, CH4, CO2 ve N2 gazlarıdır. Bu gazların

ilk üçü yanıcı olduğu için kok gazı, yakıt olarak değerlendirilir. Kömürden gaz

ürünler oluşumunu siz de basit bir deneyle gözlemleyebilirsiniz (1. Etkinlik).


ENDÜSTRİDE VE CANLILARDA ENERJİENDÜSTRİDE VE CANLILARDA ENERJİ

Ne Öğreneceğiz?

Kömürün, havasız ortamda ısıtılınca bozunarak verdiği uçucu ve yanı-cı ürünleri göreceğiz.

Araç-Gereç:

• Kömür tozu (2 g)

• Deney tüpü (çap; 2,4 cm, boy: 15 cm), tüp maşası, tek delikli lastik tıpa, cam boru (şekle uygun), cam baget

• Bek veya ispirto ocağı, kibrit, eldiven, gözlük

• Terazi

Adımlar-Yorumlar:

1. Kömür tozundan yaklaşık 2 g tartarak tüpe koyunuz ve tüpü bu ha-

liyle tartınız.

2. Lastik tıpayı takıp cam boruyu tıpadaki delikten geçiriniz (cam boru-

nun ucu kömür tozuna değmemelidir).

3. Deney tüpünü maşa ile tutup bek alevinde gezdirerek ısıtınız. Çıkış

borusundan gri duman çıkınca gaz çıkışı da başlamıştır.

4. Kibrit yakarak yaklaşık 2 cm uzaklıktan cam borunun ucuna tutunuz. Alevde bir değişiklik oldu mu?

Çıkan gaz hakkında ne söylenebilir?

5. Tüpü alevden alıp soğumasını bekleyiniz. Soğuduktan sonra tıpayı çıkarıp içindekilerle birlikte tüpü

yeniden tartınız. İlk tartım ile son tartımı karşılaştırınız. Aradaki kütle farkının sebebini yorumlayınız.

Yorumlayalım:

Kömür tozu ısıtıldığında kömürün bozunmasından oluşan uçucu maddeler, tüpten çıkarken içerdeki

havayı da sürükleyerek dışarı atar. Havasız ortamda, ısı etkisiyle, kömürün yapısındaki organik maddeler bo-

zunarak uçucu/yanıcı maddelere dönüşür. Çıkan gazın tutuşması bu bozunma ürünlerinin yanıcı olduğunu

gösterir.

kömürden Çıkan Yanıcı GazlarEtkinlik 1


GÜVENLİk İÇİN DİkkAT



şekil 3.6. Yeraltı kömür iş-letmeciliği

şekil 3.7. Açık kömür işlet-meciliği

şekil 3.9. Linyit, taş kömü-rüne göre daha mat renkli-dir.

kömür ÜretimiKömür, yer altında galeriler açılarak yer altı işletmeciliği ile veya yer üstünde

açık işletmecilik ile elde edilir. Ülkemizde, Zonguldak’taki taş kömürü ve Amas-ya Çeltek’teki linyit üretimi yer altı işletmeciliği ile yapılmaktadır (şekil 3.6). Af-şin-Elbistan, Seyitömer ve Soma yörelerimizde açık işletmecilik de uygulanmak-tadır (şekil 3.7) .

kömürleşme OlayıBir fosil yakıt olan kömür, çok uzun sürelerde gerçekleşen biyolojik, kimyasal

ve jeolojik süreçler sonunda oluşur. Ölü bitkilerin kalıntıları, tortul katmanlar al-tında beklerken önce turba kömürü, sonra sırasıyla linyit, alt bitümlü kömür, bitümlü kömür (taş kömürü) ve son olarak da antrasit meydana gelir (şekil 3.8). Jeolojik olarak kömürlerin yaşları yaklaşık 400 milyon yıl ile 15 milyon yıl arasında değişir.

Su

350 Milyon Yıl Önce


1 Milyon Yıl Önce

Yoğun Bitki Örtüsü

Bitki Kalıntıları

Su

Kömür

Çökeltiler

Çökeltiler Ve Tortul Kayaçlar

Turba

Fosil yakıtların oluşumuna ilişkin ilk teoriler 16. yüzyılda önerilmiştir. Bu te-orilerden bazılarına göre, antrasit ve taş kömürü gibi karbonca zengin türlerin oluştuğu jeolojik çağlar çok eskidir (360 milyon yıl öncesinden başlar). Linyit-lerin (şekil 3.9) ve turbaların kömürleşme süreçleri daha yenidir (en eskisi 250 milyon yıl).

Bu jeolojik devirlerde, çoğunlukla bitkisel maddeler uygun bataklık ortam-larında birikip çökelmiş ve jeolojik hareketlerle yer altına gömülmüşlerdir. Yerin altında, ortamın basınç ve sıcaklık şartlarından etkilenmeleri sonucu organik maddenin bünyesinde fiziksel ve kimyasal değişimler meydana gelmiştir. Tur-ba olarak adlandırılan ve kömürleşmenin ilk evresi olan oluşumlar, sıcaklık ve basınç şartlarının etkisiyle, sonunda taş kömürüne dönüşür. Bu süreçte önce su ve su buharı ayrılır. Sonra sırasıyla karbon dioksit (CO2) ve oksijen (O2) çıkışı olur. Antrasit oluşuyorsa hidrojen (H2) gazı da uzaklaşır.

şekil 3.8. Kömür oluşum süreci



kömürlerimizin Oluşumu

Jeolojik zamanlar boyun-ca yeryüzünün iklimi ve buna bağlı olarak bitki ör-tüsü periyodik değişimler geçirmiştir. Örneğin; 350 milyon yıl önce (karboni-fer devri) yeryüzünün bü-yük kısmı yoğun bir bitki örtüsü ile kaplıydı. Sel ve deprem gibi bazı se-beplerle tortul katmanlar arasında kalan bu ağaçlar zamanla kömüre dönüş-müştür. Zonguldak taş kömürünün oluşumu bu devirde başlamıştır.

Linyit kömürlerinin jeolo-jik tarihi daha yenidir. Ör-neğin; Soma linyitlerinin oluşumu yaklaşık 23 mil-yon yıl önce başlamıştır.

merak Edenler İçinÖzet olarak, her kömürün oluşumu bir turba evresinden geçer. Volkanik faaliyetler, fay hareketleri ve diğer etkilerle yerin sıcaklığı arttıkça turba, linyit, alt bitümlü kömür, bitümlü kömür (taş kömürü), antrasit ve en sonunda şartlar uygun olursa grafite dönüşür. Bu ilerleyen olgunlaşma sürecine kömürleşme denir.

Kömür içinde kil, silis, kum ve değişik oranlarda başka mineraller de bulu-

nur. Kömürlerin içerisinde bulunan anorganik maddeler kömür yandığında külü oluşturur.

Kömürün kalitesi, kömürleşme derecesi, yani yaşı ile değişir. Yaşları hesaba katıldığında, linyitten antrasite doğru gidildikçe kalite yükselir. Bir kömürün ka-litesi denince iki temel özellik akla gelir:

• kömürün ısıl değeri, yani birim kütlede (1 kg) kömür yakılınca açığa çıkan ısı miktarı: Isıl değeri yükseldikçe kömürün kalitesi yükselir.

• Kömürdeki karbon, kül, kükürt ve azot oranları: Karbon oranı arttıkça kalite artar; kül, kükürt ve azot oranları arttıkça kalite düşer.

Tablo 3.1’de, bazı tipik kömürlerin element yüzdeleri ve ısıl değerleri, ağaç-tan elde edilen selüloz ile karşılaştırılmıştır.

Tablo 3.1. Kömürlerin element yüzdeleri ve ısıl değerleri*

Malzeme Karbon (kütlece %)

Kül (kütlece %)

Kükürt (kütlece %)

Azot(kütlece %)

Isıl Değeri(Kuru ve külsüz,

kcal / kg)

Ağaç (selüloz)

44 ---- ---- ---- 5183

Turba** <6 >2 0,1 0,2 <3500

Linyit 25-35 >20 1-5 1-5 3500-4610

Alt bitümlü kömürler

35-49 6-19 1-2 1-2 4610-5700

Bitümlü kömürler

45-85 6-12 <1 <1 5700-7700

Antrasit >85 2 <0,5 <0,5 >7700* Element yüzdeleri kurutulmuş kömüre göre; ısıl değerler, 1 kg külsüz kömür esas alınarak hesaplanmıştır. ** Turbaların %90’a yakın kısmı sudur. Burada verilen rakamlar ıslak turba üzerinden yaklaşık değerlerdir.

Isıl Değer

Isıl değer, bir yakıtın bi-rim kütlesinin tam olarak yakılması sonucu açığa çıkan ısı miktarıdır. Yan-ma ısısı da denir. Katı ya-kıtların ısıl değeri yaygın olarak kcal/kg cinsinden verilir. Uluslararası birim sistemi (SI) kcal/kg yerine kj/kg birimini kabul et-miştir. Dönüşüm için, 1 kcal/kg = 4,18 kj/kg ilişkisi kullanılır.

merak Edenler İçin



kömürler ve Çevre Kömür başlıca enerji üretimi için ve endüstriyel ham madde olarak kullanı-

lır. Enerji üretimi, her tür kömürden sağlanabilir. Endüstride ham madde olarak kullanılan kömürler ise bitümlü kömür (taş kömürü) ve antrasit gibi yüksek kar-bonlu, düşük kül oranlı türlerdir. Taşkömürü ve antrasit, endüstriyel önemleri nedeniyle ısı üretiminde olabildiğince az kullanılmaktadır. Ülkemiz taş kömürü bakımından zengin sayılamayacağı için böyle bir seçim daha da zorunlu hale gelir.

Enerji üretiminde kül, azot ve kükürt oranları yüksek linyitlerin tercih edilme-si, bir yandan akılcı kaynak kullanımı anlamına gelirken diğer yandan da çeşitli çevre sorunlarını gündeme getirir. Bu sorunları 4. Ünitede (Çevre Kimyası ) göz-den geçireceğiz. Burada, kömürün yakıt olarak kullanılışında çeşitli üstünlükleri ve sakıncaları karşılaştırmakla yetinelim.

kömürün Yakıt Olarak Üstünlükleri

• Kömür, petrol ve doğal gaza oranla miktarı çok daha fazla olan enerji kay-naklarından biridir. Petrol bugünkü hızıyla tüketilirse, bilinen kaynakların 60 yılda tükeneceği öngörülmektedir. Kömürün ise daha 500 yıl kadar ye-teceği hesaplanmıştır.

• Kömür, diğer fosil yakıtlara göre daha ucuzdur.

• Kömür güvenli bir şekilde saklanabilir ve gerektiğinde enerji üretmek için kullanılabilir.

kömürün Yakıt Olarak Sakıncaları

• Kömürün havada ana yanma tepkimesi,

C O CO Enerji2 2$+ +

şeklindedir. Açığa çıkan enerji, 1 mol (12 g) karbon başına 393,5 kJ’dür (94,1 kcal). Bu enerji, elektrik üretimi, ısınma gibi çeşitli maksatlarla kullanılır. Yanma sırasında oluşan CO2 atmosfere salınır. Kömür tüketimi, havadaki CO2 oranının artması demektir. Atmosferdeki CO2 oranının artması küresel ısınmanın başlıca sebeplerinden biridir.

• Kömür havada yanarken bünyesinde bulunan kükürt SO2, azot ise NOx ha-line dönüşür.

S O SON xO NO2 X

2 2

2 2

$

$

++

Türkiye’de Elektrik Üretimi

Türkiye’deki elektrik ener-jisinin %46 kadarı doğal gaz santrallerinde üretil-mektedir. Hidroelektrik kaynaklarımızın elektrik üretimindeki payı %24, kömür santrallerinin ise %26 düzeyindedir. 2014 itibariyle Türkiye, nükleer güç santrallerine sahip değildir. Ancak Mersin – Akkuyu ve Sinop Nükleer Santrallerinin kuruluş ça-lışmalarına devam edil-mektedir.




Oluşan bu oksitler havaya karışarak atmosferi; ayrıca yağmurlarla yeryüzüne inerek toprağı ve suyu kirletir.

• Kömür yanarken kül ve diğer kirletici maddeler (is, katran vb) oluşarak çev-reye ciddi zarar verir.

• Doğal gaz yanarken oluşan CO2 , aynı miktar ısı üretmek için kömürden oluşan CO2 miktarının yarısı kadardır. Üstelik doğal gaz yakılırken SO2 oluş-maz. Bu yüzden doğal gaz çevre dostu yakıt olarak kömürden üstündür.

• Kömür, kükürt ve diğer zararlı bileşenlerinden temizlenebilir veya petrol benzeri sıvı yakıtlara dönüştürülebilir. Ancak ilgili teknolojiler henüz yeteri kadar geliştirilebilmiş ve maliyetler makul düzeylere çekilebilmiş değildir.

• Kömür madenciliği ve kömür işletme teknolojileri yeryüzünün doğal gö-rünüşünü bozabilir ve çevre kirliliğine yol açabilir.

Ham petrol, Mezopotamya’da, İran’da, Azerbaycan’da ve Romanya’da çok eskiden beri kullanılan, sıvı yağ kıvamında, rengi sarı yeşilden siyaha kadar de-ğişebilen yanıcı bir sıvıdır. Eski Babil şehrinin duvarlarında nem tutucu olarak petrol ziftinin kullanıldığı bilinmektedir. Bizanslılar da ham petrolü, Bizans Ateşi (grejuva ateşi) adı verilen ve mancınık ile atılan yanar gülleleri yapmak için kul-lanmıştır.

Petrolün OluşumuBir fosil yakıt olarak ham petrol, yer altındaki jeolojik katmanlarda oluşur.

Jeolojik devirlerde denizlerde yaşayan zooplankton ve alg grubundan ölü organizmalar deniz dibinde çökeltiler altında kalmış; zamanla uğradıkları yük-sek basınç ve yüksek sıcaklık şartlarında bozunup ham petrole dönüşmüşlerdir (şekil 3.10).

Petrol

Deniz

Deniz

Çökeltilerve Kayaçlar

SızdırmazKayaç

Gözenekli Tortul Kayaç

BozunanOrganizma

Çökeltilerve Kayaçlar

GazPetrol


Zooplankton ve Alg


Bugün

şekil 3.10. Petrolün oluşum süreci



Milyonlarca yıl boyunca devam eden bozunma süreçleriyle organik mad-

deler değişime uğrar. Önce mum benzeri maddeler sonra daha yüksek sıcaklık

ile sıvı ve gaz hidrokarbonlar oluşur. Petrol oluşumu, yüksek sıcaklık ve / veya

basınçta büyük moleküllü hidrokarbonların küçük moleküllere dönüşmesiyle

gerçekleşir.

Petrolün Rafinasyonu

Yer altından çıkarılan (şekil 3.11) petrolün kimyasal bileşimi karmaşıktır. Ya-

pısında tek karbonlu basit metan (CH4) gazından 40 karbonlu moleküllere kadar

binlerce ayrı madde bulunur. Bu maddelerin kaynama noktaları, moleküldeki

C sayısı arttıkça artma eğilimi gösterir. Bu yüzden, ham petroldeki bileşenler,

kaynama noktası aralıklarına denk gelecek şekilde, ayrımsal damıtma ile ayrılır.

Ham petroldeki yüksek karbonlu (ağır) bileşenler çok işe yaramadığı için, ayırma

işlemi sırasında, büyük molekülleri küçük moleküllere dönüştürme (kraking) iş-

lemi de uygulanır. Bu kimyasal dönüşüm ve damıtma işlemlerine topluca ham

petrolün rafinasyonu adı verilir.

Petrol rafinasyonu için 2. Ünitede (Karışımların Ayrılması) öğrendiğiniz ay-

rımsal damıtma kuleleri kullanılır. Bir ön ısıtma işleminden sonra kuleye alttan

beslenen ham petrol, kule içinde yükselirken, kaynama noktalarına göre bile-

şenler birbirinden ayrılır (şekil 3.12).

Şekil 3.12. Ham petrolün ayrımsal damıtma işlemi için kullanılan kule

20˚C

150˚C

200˚C

300˚C

370˚C

400˚C

YağlamaYağıAsfalt, Parafin

Ön Isıtma

LPG

Benzin

Jet Yakıtı

Mazot

Fuel Oil

şekil 3.11. Petrolün yer altından çıkarılması



Petrol rafinerileri, ham petrolü, gerekli kimyasal işlemlere uğratıp damıtarak, petrol ürünlerine dö-nüştüren ve ürünleri depolayan tesislerdir. Endüstriyel damıtma işlemi büyük, dikey silindirik da-mıtma kolonlarında (kulelerindE. gerçekleştirilir. Kulelerin yüksekliği 6 – 60 m olabilir. Sıvı karışım bir ön ısıtma işleminden sonra kulenin tabanından beslenir, ürünler farklı kaynama sıcaklık aralıklarına göre kulenin çeşitli yerlerinden alınır. Kule içinde sıcaklık tabandan yukarı çıkıldıkça azaldığı için farklı hid-rokarbonlar yoğuşarak birbirinden ayrılır. Hafif (düşük kaynama nok-talı) ürünler kulenin üst bölgelerinden, ağır (yüksek kaynama noktalı) ürünler kulenin alt bölgelerinden çıkar.

Okuma ParçasıTürkiye’deki Rafineriler

Türkiye’de aktif 4 tane petrol rafinerisi vardır. Bunlar Kırıkkale’de Orta Anadolu (5,0 M Ton / yıl), İzmir’de Aliağa (11,0 M Ton / yıl), İzmit’te İpraş (11,0 M Ton / yıl) ve Bat-man’da Batman (1,1 M Ton / yıl) petrol rafinerile-ridir.

2004 yılında depolama ve dağıtım merkezi olarak kullanılmasına karar veri-len Mersin Ataş Rafineri-sinde rafinasyon işlemle-rine son verilmiştir.




Petrol Ürünleri

Ham petrolden rafinasyonla elde edilen çeşitli ürünler farklı amaçlarla kulla-

nılır. Örneğin; LPG, otomobillerde ve mutfaklarda benzin, içten yanmalı motor-

larda; mazot, dizel motorlarda yakıt olarak kullanılır. Fuel-oil de elektrik ve ısı

enerjisi üretmede işe yarar. Ayrıca bazı gemilerin yakıtı fuel-oildir.

Her petrol ürününün enerji kaynağı olarak yakıldığı düşünülmemelidir. Ör-

neğin; benzinden daha uçucu olan petrol eteri ve benzinle jet yakıtı arasında

yoğuşan nafta, çözücü ve petrokimya ham maddesi olarak kullanılır.

mineral yağ adı verilen bazı petrol ürünleri, yağlama amacıyla kullanılır.

Motor yağları ve dişli yağları (gres) mineral yağ örnekleridir. Mineral yağlardan

daha ağır katı petrol ürünlerine parafin denir. Kandillerde kullanılan mumlar ve

eczacılıkta kullanılan vazelinler parafinlere örnek olarak verilebilir.

Petrolün en önemli damıtma ürünleri yakıtlardır. Kaynama noktalarının artı-

şına göre rafinerilerde üretilen yakıtlar Tablo 3.2’de verilmiştir. Bu petrol ürün-

leri de saf kimyasal maddeler değildir, kaynama noktaları birbirlerine yakın olan

hidrokarbonların karışımları halindedir.

Tablo 3.2. Yakıt olarak kullanılan petrol ürünleri

Bileşen Kaynama Sıcaklık Aralığı, 0C

Sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG) (-42) - 1

Benzin (-1) - 110

Jet yakıtı 150 - 205

Gaz yağı 205 - 260

Dizel (Mazot) 260 - 315

Fuel- Oil* 300 - 400(*) Fuel-oil adı altında kaynama sıcaklık aralıkları farklı olan 6 ayrı ürün mevcuttur.

Zift, mum, yağlama yağları ve diğer ağır (az uçucu) yağlar ayrımsal damıtma

kulesinin tabanından alınır. Bunların dışında rafinerilerde, kimyasal süreçlerle

plastikler ve diğer malzemelerin elde edildiği ara ürünler de üretilir. Ham pet-

rolde %6’ya varan oranlarda kükürt içeren bileşikler bulunduğundan, petrolden

elementel kükürt ve kükürtten sülfürik asit elde edilir. Ayrıca petrolden sentez

için hidrojen gazı ve katı yakıt olarak petrol koku da üretilmektedir.



Petrolün Yanması

Petrol veya petrol ürünleri hava oksijeni ile ekzotermik olarak yanar ve enerji

elde edilir. Yanma tepkimelerinde enerji, ısı olarak açığa çıkar. Denklemlerde ısı,

Q ile gösterilir.

Oksijen yeterli ise (tam yanma olur) yanma ürünleri karbon dioksit ve su

buharıdır. Örneğin; benzinde yaygın olarak bulunan oktanın (C8H18) oksijenle

ekzotermik tepkimesi şöyledir:

( ) ( ) ( ) ( )( / ( / )

C H s O g CO g H O g QQ mol kcal molkJ

2 25 16 185 1116 223

8 18 2 2 2$+ + +=

Petroldeki bütün hidrokarbonlar, oktan gibi, açık havada yanma reaksiyon-

ları verir. Petrolün yakıt olarak önemi, bu yanma reaksiyonlarında açığa çıkan ısı

ile ilgilidir.

Petrol yanarken oksijen yetersiz ise (kısmi yanma) CO2 ve H2O buharı yanın-

da CO gibi zehirli yan ürünler de açığa çıkar. Ayrıca yanma ortamında basınç ve

sıcaklık yüksekse hava azotu oksitlenerek zehirli NOx gazları meydana gelir.

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )C H s O g N g CO g CO g NO g H O g Q2 25 2 12 4 4 188 18 2 2 2 2"+ + + + + +

Motorlu araçlarda yanma ortamı bu zehirli gazların oluşumuna uygundur.

Bu yüzden egzoz gazları karbon monoksit ve azot oksitleri (NOx) içerir.

Petrolde bulunan kükürtlü bileşikler yandığında kükürt dioksit (SO2) oluşur.

( , ) ( ) ( )S s g O g SO g Q2 2$+ +

Motorlu araçların yanma odalarında oluşan ve egzoz gazına karışan SO2,

atmosferde su buharı ile etkileşerek sülfüroz aside (H2SO3), önce oksijen sonra

su buharıyla etkileşerek de sülfürik aside (H2SO4) dönüşür. Asit yağmurlarının

başlıca sebebi budur.



Petrolün BileşenleriHam petrolde bulunan bileşenlerin pek çoğu sadece karbon ve hidrojenden

oluşmuştur. Böyle bileşiklere genel olarak hidrokarbon denir. Petrolde bulunan hidrokarbonlar;

• düz zincirli ve dallanmış alkanlar,

• sikloalkanlar, (naftenler),

• çeşitli aromatik halkalı bileşikler,

• asfaltenler

olabilir. Bu bileşiklerin coğrafi kökeni farklı, çeşitli ham petrollerdeki oranları Tablo 3.3’te verilmiştir.

Tablo 3.3. Petroldeki hidrokarbonların kütlece yüzde bileşimleri

Hidrokarbon Ortalama, % Değişim Aralığı, %

Alkanlar 30 15 - 60

Siklo alkanlar (Naftenler) 49 30 - 60

Aromatikler 15 3 - 30

Asfaltenler 6 Kalan

Az miktarda bulunan diğer organik bileşikler azot, oksijen ve kükürt içerir. Petrolde ayrıca eser miktarda demir, nikel, bakır ve vanadyum gibi anorganik türler de bulunur. Ham petrolün moleküler bileşimi farklı petrol yataklarına bağlı olarak büyük ölçüde değişirken, elementlerin oranı Tablo 3.4’te verildiği şekilde oldukça dar aralıklarda değişmektedir.

Tablo 3.4. Petroldeki elementlerin yüzde bileşimi

Element Kütlece Yüzde Bileşim

Karbon 83 - 85

Hidrojen 10 - 14

Azot 0,1 - 2

Oksijen 0,05 - 1,5

Kükürt 0,05 - 6,0

Metaller < 0,1

Ham petrol kadar olmasa da, petrol ürünlerinin yapıları da karmaşıktır. Ör-neğin; en basit petrol ürünü olan LPG, 1 - 4 karbonlu hidrokarbonların karışımı-dır. Benzin, mazot, jet yakıtı, mineral yağ gibi ürünlerin bileşen sayısı çok daha fazladır.

Ham Petrolün kökeni

Ham petroldeki farklı tür bileşiklerin yüzde oranla-rı ham petrolün kökeni-ne göre değişir. Örneğin; Libya petrolleri alkanlar bakımından, Kafkasya ve Romanya petrolleri halka-lı türler bakımından zen-gindir.




şekil 3.14. Basit alkanlar

Hidrokarbonlar, karbon ve hidrojenden oluşmuş bileşiklerdir. Yapılarındaki karbon atomları arasında sadece tek bağlar varsa alkan; çift bağlar varsa alken; üçlü bağlar varsa alkin adını alırlar. Halkalı yapıda olup dönüşümlü (konjüge) çift bağlar içeren hidrokarbonlara da aromatik bileşikler denir.

Hidrokarbonların yapılarını anlamak için karbon ve hidrojen atomlarının elektron dizilimlerini hatırlamak gerekir.

Atom numarası 6 olan ve periyodik cetvelin 2. Periyodu ve IVA Grubunda bu-lunan karbon atomunun 2. tabakasında 4 tane elektron bulunur (şekil 3.13a). Dış katmandaki elektron sayısını 8’e tamamlamak, yani oktetini tamamlamak için C atomunun 4 elektrona daha ihtiyacı vardır. C atomu ihtiyacı olan bu 4 elektronu, H (şekil 3.13b) veya diğer C atomlarıyla elektron ortaklaşarak sağlar. Her ortaklaşılmış elektron çifti bir kovalent bağ demektir. O halde her C atomu dört kovalent bağ yapar (şekil 3.13c).

C

(a) (b) (c)

Hidrojenden Gelen ElektronKarbondan Gelen Elektron

6 nötron

6 proton

HCH H

H

H

1 proton

AlkanlarMetan (CH4) ve etan (C2H6), alkan sınıfından bileşiklerdir. Alkanlarda, her bir

C atomu, H ve / veya C atomları ile dört tane tekli kovalent bağ yapar. Parafinler olarak da adlandırılan alkanlar, sadece tek bağ içerdikleri için doymuş hidro-karbonlardır. Aşağıda bazı alkan örnekleri verilmiştir (şekil 3.14).

C

HH

H

HC C

H

H

HH

HH

Metan Etan Propan Bütan

CC C

H

H H

H

H H H H

C CC C

H

H

H HH

HH

H H H

şekil 3.13. Karbon ve hidrojen atomlarından metan molekülünün oluşumu

Hidrokarbonlar



Alkanların genel kapalı formülleri CnH2n+2 şeklinde gösterilebilir. İlk dört al-kanın adları özeldir. Beş ve daha çok karbonlu alkanlar adlandırılırken, karbon sayısının Latince adlarından yararlanılır. Aşağıdaki Tablo 3.5’i inceleyiniz.

Tablo 3.5. Alkanlarda adlandırma

Alkan Formülü Latince Sayı Adı Alkan Adı

C5H12 penta pentan

C6H14 hekza hekzan

C7H16 hepta heptan

C8H18 okta oktan

C9H20 nona nonan

C10H22 deka dekan

Dört ve daha az sayıda karbon atomu içeren küçük moleküllü alkanlar oda sıcaklığında gaz halindedirler. Bu dört gaza petrol gazları da denir. Propan ve bütan atmosferik basınçtan biraz daha yüksek basınç altında kolaylıkla sıvılaşa-bilir. Sıvılaştırılmış petrol gazının (LPG) ana bileşenleri bu iki bileşiktir.

Genel olarak 5 - 16 karbonlu alkanlar sıvı, daha yüksek karbonlular katıdır.

SikloalkanlarSikloalkanlar veya naftenler, bir veya daha fazla karbon halkalı, doymuş hid-

rokarbonlardır. Siklohekzan (C6H12) molekülünde 6 C atomu birbirlerine tek ko-valent bağlarla bağlanarak altılı halka oluşturmuştur.

CC

C

C

C CH

H

H H

H

H

H

HHH

H

H

Naftenlerde halka sayısı birden çok olabilir. Tek halkalı naftenlerin kapalı formülleri CnH2n’dir. Halka sayısı kaç tane olursa olsun sikloalkanlar alkanlarla benzer özelliklere sahiptir.

Siklohekzanın açık formülü Siklohekzanın iskelet formülü

Hatırlatma

Oktan molekülü

Petrolde bulunan alkan-lardan oktanın (C8H18) küre-çubuk modeli. Siyah küreler karbon atomla-rını, gri küreler hidrojen atomlarını, küreler arası çizgiler tek bağları temsil eder.



Alkenler

Hidrokarbon moleküllerinde iki C atomu arasında çifte bağ bulunursa, ole-

finler olarak da bilinen alkenler oluşur.

Alkenler, yapılarındaki C atomları, bağlayabilecekleri hidrojen sayısından

daha az hidrojen atomları içerdiklerinden doymamış hidrokarbonlardandır.

Alkenlerin genel formülleri CnH2n’dir. Eten (C2H4) en basit alkendir; etilen olarak

da adlandırılır. Diğer alkenler alkanlara benzer şekilde adlandırılır. Aradaki tek

fark, alkan adının sonundaki “–an” son eki yerine “-en” ekinin geçmesidir. Tablo

3.6’yı inceleyiniz.

Tablo 3.6. Alkenlerde adlandırma

Alken Formülü Latince Sayı Adı Alken Adı

C3H6 - propen

C4H8 - büten

C5H10 penta penten

C6H12 hekza hekzen

C7H14 hepta hepten

C8H16 okta okten

C9H18 nona nonen

C10H20 deka deken

Alkinler

Bir diğer doymamış hidrokarbon türünde iki C atomu arasında bir üçlü bağ

vardır. Bu tip hidrokarbonlara alkinler adı verilir. Genel formülleri CnH2n-2’dir. En

küçük alkin olan asetilen (C2H2)’den dolayı bu grup hidrokarbonlara asetilenler

de denir. Ham petrolde alken ve alkin grubu bileşikler bulunmaz.

Eten (Etilen)

Etin (Asetilen)

HH

H HCC

HH

H HCC

σ - bağı

∏ - bağı

H HCC

Alkenlerdeki çift bağlar-dan birine sigma bağı (σ-bağı), diğerine pi bağı (π-bağı) denir. π-bağları, σ-bağlarından farklı ola-rak kolay açılabilir ve bu bağlar yerine hidrojenler bağlanabilir.

Alkendeki çift bağ sa-yısı birden çoksa ve bu çift bağlar arasında birer bağ varsa, bu çift bağlara konjüge π-bağları denir. Konjüge π-bağları mo-lekül içinde kolayca yer değiştirebilir. Yani bu bağ-lardaki elektronlar sabit olmayıp molekül içinde hareket edebilir.

Alkinlerde ise iki C atomu arasında bir üçlü bağ var-dır. Bu üçlü bağlardan biri σ-bağı, diğer ikisi π-bağı özelliği taşır.




şekil 3.15. En basit aroma-tik bileşik olan benzen altı atomlu düzlemsel halkadan oluşur

Etin (C2H2) en basit alkindir; asetilen olarak da adlandırılır. Diğer alkinler alkenlere benzer şekilde adlandırılır. Aradaki tek fark, alken adının sonundaki “–en” son eki yerine “-in” ekinin geçmesidir. Tablo 3.7’yi inceleyiniz.

Tablo 3.7. Alkinlerde adlandırma

Alkin Formülü Latince Sayı Adı Alkin Adı

C3H4 - propin

C4H6 - bütin

C5H8 penta pentin

C6H10 hekza hekzin

C7H12 hepta heptin

C8H14 okta oktin

C9H16 nona nonin

C10H18 deka dekin

Aromatik HidrokarbonlarAromatik hidrokarbonlar veya arenler, halkalı yapılıdır. Genellikle halkaları

altı atomludur (şekil 3.15). En basit aren olan benzenin açık formülünü yazmak zaman alıcı olduğundan çoğu zaman iskelet formülü kullanılır.

CC

C

C

C CH H

H H

H

H

Benzenin Açık Formülü Benzenin İskelet Formülü

Benzen molekülündeki ikili bağların yerleri sabit değildir. Yani halkadaki elektronlar molekül içinde gezicidir. Sonuçta, mezomer formlar dediğimiz farklı gösterimler kullanılır. Bu yüzden benzen molekülünde üç tane ikili bağa ait altı elektronu bir çemberle gösterme geleneği yaygınlaşmıştır.

Benzen mükemmel altıgen simetrisi ile apolar bir moleküldür. Su ile karış-mayan tipik bir organik sıvı örneğidir.

Aromatik hidrokarbonlar da birden çok konjuge π bağı bulunur. π elekt-ronlarının yerleri sabit değildir. Molekül içinde gezicidir.




Toluen

CH3

Benzenin mezomer formları

Benzen halkasındaki bir H atomu yerine bir metil grubu (CH3) geçerse bir

başka aromatik bileşik olan toluen (C6H5CH3) oluşur. Toluen benzen gibi çözü-

cülük özelliği iyi olan bir sıvıdır. Benzen kanserojen olduğu halde toluenin kan-

serojen özelliği çok daha azdır.

Aromatik bileşikler çift bağ bulundurdukları halde alkenler ve alkinler gibi

kolayca hidrojen bağlamazlar. Başka bir deyişle, aromatik bileşikler alkenlere ve

alkinlere göre daha kararlı bileşiklerdir. Aromatik hidrokarbonlar benzendeki

gibi tek halkalı, naftalindeki gibi iki halkalı ve antrasendeki gibi üç halkalı ola-

bilir.

Halka sayısı daha çok olan aromatik bileşikler de vardır. Kömürdeki ve ham

petroldeki asfaltenler bu türdendir.

Naftalin Antrasen

Bütün aromatik bileşikler, karbon bakımından çok zengin oldukları için isli bir

alevle yanar. Aromatik bileşiklerin bir diğer genel özelliği keskin kokulu olmala-

rıdır. Aromatik kelimesi buradan gelir (aromatik=kokulu). Çok halkalı aromatik

bileşikler de benzen gibi kanserojen özellik taşır.



şekil 3.16. Azot (a) ve oksi-jen (b) atomlarının elektron dizilimi

Piridin

Azot ve Oksijen Bileşikleri

Atom numaraları 7 ve 8 olan azot ve oksijen atomlarının son katmanlarında

sırasıyla 5 ve 6 tane elektron bulunduğundan (şekil 3.16), oktet kuralı gereği

azot atomu 3, oksijen atomu da 2 kovalent bağ oluşturur. Aşağıdaki örnekleri

inceleyiniz.

H

HHN

HH

H

H

CH

NH H

O

H

H

HH

C O

Benzendeki H atomlarından biri yerine –OH grubu geçerse fenol (C6H5OH),

-NH2 grubu geçerse anilin (C6H5NH2) türer.

OH NH2

Halkadaki bir H yerine –OH veya –NH2 grubunun geçmesi, benzene göre çok

farklı özellikler ortaya çıkarır. Örneğin; benzen asit/baz özelliği göstermezken,

fenol zayıf asit, anilin ise zayıf baz karakterlidir. Bu bileşiklerde oksijenin ve azo-

tun sırasıyla iki ve üç kovalent bağ yaptığına dikkat ediniz.

Benzen halkasındaki bir C atomunun azot atomu ile yer değiştirmesi sonucu

piridin (C5H5N) molekülü ele geçer. Piridin, benzen gibi aromatik bir bileşiktir

ve zayıf baz karakterlidir.

N

(a)

O

(a)

Amonyak Metil Amin Su Metanol

Fenol Anilin

NPiridin



1) Kok nasıl elde edilir? Bu işlem sırasında ele geçen diğer ürünler nelerdir?

2) Kömürün yanması ile açığa çıkan ve havayı, toprağı, suyu kirleten gazlar ne-

lerdir? Bu gazların oluşum tepkimelerini yazınız.

3) Ham petroldeki hidrokarbon türleri nelerdir? Bu türlerden hangileri doymuş,

hangileri doymamış hidrokarbonlardır? Açıklayınız.

4) Petrolde bulunan bazı hidrokarbonların normal kaynama sıcaklıkları tabloda

verilmiştir. Bu değerleri kullanarak aşağıdaki soruları cevaplandırınız.

Tür kaynama Noktası (°C)

Bütan 0

Benzen 80

Heptan 100

Toluen 110

Oktan 126

A. En uçucu hidrokarbon hangisidir? Neden?

B. Petrol damıtma kulesinde bu alkanlardan hangisi diğerlerine göre daha alt-

tan alınır? Neden?

c. Sizce benzinde bu hidrokarbonlardan hangileri daha çok bulunur? Neden?

(Benzinin kaynama sıcaklık aralığını kullanınız).




şekil 3.17. Hidroelektrik enerji üretimi.

Temiz enerji, kirletici atıkları olmayan veya kükürt dioksit, azot oksitler, kar-bon dioksit gazlarını ve sıvı veya katı parçacıkları gibi kirleticileri çevreye en az düzeyde veren enerji türüdür. Bu enerji türüne alternatif enerji veya yenilenebi-lir enerji de denir.

Temiz enerji kaynakları bu adları, az kirletme özellikleri yanında, doğal olarak yenilenebildikleri ve fosil yakıtlara alternatif oldukları için alırlar. Hâlbuki yaygın olarak kullanılan fosil yakıtlar, yakılınca biten ve yenilenemeyen enerji kaynak-larıdır. Temiz enerji, gelecek nesillerin kaynaklarını tehlikeye atmadan mevcut imkânlarımızla yaşamamızı ve kalkınmamızı sağlar.

Temiz enerji kaynakları arasında başlıca;

• hidroelektrik,

• güneş,

• rüzgâr- dalga,

• jeotermâl,

• hidrojen,

• bitki kökenli yakıtlar

sayılabilir.

Bu kaynakları kısaca gözden geçirelim.

Hidroelektrik Enerji

Hidroelektrik enerji, barajlarda birikmiş suların potansiyel enerjisinden veya akarsuların kinetik enerjisinden yararlanılarak elde edilen elektrik enerjisidir. Akarsuların kinetik enerjisinden yararlanılarak hidrolik türbinler döndürülür; türbinlerin hareket enerjisi de jeneratörde elektriğe dönüşür (şekil 3.17). Baraj-ları besleyen yağışlar güneş enerjisi ile mümkün olduğu için, hidroelektrik enerji depolanmış güneş enerjisidir (potansiyel enerji).

Hidroelektrik enerji hemen hemen hiç çevre kirliliğine yol açmaz ve üretim maliyeti düşüktür. Bu bakımdan temiz ve çevre dostu sayılır. Barajların inşası doğada bir değişiklik anlamına geldiği için bazı çevresel endişeler söz konusu olabilir.

BÖLÜm2. TEmİZ ENERJİ kAYNAkLARI

• Fermentasyon• Yenilenebilir enerji• Hidroelektrik• Güneş pili• Güneş kollektörü• Rüzgâr - dalga• Jeotermâl• Hidrojen• Bitki kökenli yakıtlar• Biyokütle• Biyoreaktör• Biyogaz

kavramlar

1

2

3

4 5 6

7

8

1

2

3

4

5

6

7

8

Potansiyel Enerji

Baraj Suyu

Baraj Seti

Su Kanalı

Türbin

Elektrik Jeneratörü

Trafo

Yüksek Gerilim Hattı

Su Tahliye Kanalı

Kinetik Enerji

Elektrik Enerjisi



şekil 3.19. Güneş enerjisin-den elektrik üreten güneş pillerinin çalışma ilkesi

şekil 3.20. Rüzgardan elektrik enerjisi elde eden aygıtın çalışma ilkesi.

şekil 3.21. Dalga enerjisiy-le çalışan türbin

şekil 3.18. Güneş enerjili su ısıtma sistemi

Güneş Enerjisi

Güneşten dünyamıza 1 saniyede gelen enerji, m2 başına 1120 Watt kadar-dır. Bu enerji tamamen elektriğe dönüştürülebilseydi, 1 m2’den elde edilen gü-neş enerjisi 20 Watt’lık 56 ampulün yakılmasına yeterdi. Ancak güneş enerjisini %100 verimle elektriğe dönüştürmek mümkün değildir. Bitkiler güneş enerjisini fotosentez ile kimyasal enerjiye dönüştürürken verim yaklaşık %20 ‘dir. Güneş enerjisini elektriğe ve ısıya dönüştüren aygıtların verimleri ise %5’i geçmez.

Güneş enerjisini ısıya dönüştüren aygıtlar ışın soğurucu yüzeylerden (güneş kollektörü) yararlanır (şekil 3.18). Bu yüzeyler, üzerine düşen ışıma enerjisini ısıya dönüştürür ve yüzeyin altındaki su, bu ısıyı alarak ısınır.

Güneş enerjisini doğrudan elektriğe dönüştüren aygıtlara güneş pili (foto-voltaik pil) denir. Güneş pili yüzeyleri ışığa duyarlı, çok katmanlı bir sistemdir. Yüzeye gelen güneş ışınları iki yüzey arasında bir potansiyel farkı oluşmasını sağlar. Bu potansiyel farkı, bir elektrik akımına yol açar (şekil 3.19). Güneş ener-jisinin çevreye olumsuz bir etkisi yok sayılır. Ancak güneş pillerinin kurulum ve bakım maliyetleri yüksek olduğu için yaygınlaşması gecikmektedir.

Rüzgar - Dalga Enerjisi

Rüzgarın kinetik enerjisi bir türbini döndürmek için kullanılabilir. Bu türbinin hareket enerjisi de bir jeneratörle elektriğe dönüştürülür (şekil 3.20). Rüzgar enerjisi gelecek vadeden ve her yıl biraz daha yaygınlaşan bir temiz enerji tü-rüdür. Çevre dostu olmakla birlikte görüntü ve ses kirliliğine yol açtığı görüşleri tartışılmaktadır.

Ayrıca rüzgarların her zaman aynı güçte esmemesi, çok estiği zaman üre-tilen elektriğin hemen kullanılamayışı gibi sorunların aşılması gerekmektedir. Aslında rüzgar enerjisini, başka kaynaklardan sağlanabilen elektrik enerjisinde yakıt tasarrufu sağlayan bir alternatif gibi düşünmek gerekir.

Rüzgâr enerjisi, açık denizlerde dalga enerjisine dönüşür. Dalgaların ener-jisinden elektrik elde etmek için çeşitli düzenekler geliştirilmiştir. Bunlardan birinde, dalgaların sürüklediği sular deniz yüzeyinden yüksekte bir haznede toplanır. Haznede biriken suyun denize aktığı kanala yerleştirilen türbin döner; türbinin enerjisi jeneratörde elektriğe dönüşür (şekil 3.21).

Güneş Enerjili Su Isıtıcı

Basınç Kontrolü

Isı Değiştiricisi

Güneş EnerjisiKollektörleri

SıcakSu

SoğukSu

Negatif Kutup

Soğurucu Yüzey

Pozitif Kutup

Elektrik Akımı

Güneş Işınları

Rüzgar Enerjisi(Kinetik Enerji)

Rüzgar Türbini Kanadı

Türbini Direği

Elektrik Enerjisi

Elektrik Jeneratörü

Rüzgar

Eksen

Su HaznesiGelen Dalga

Türbin Jeneratör



şekil 3.22. Jeotermal ener-jiden elektrik üretim tesisi

Jeotermal Enerji

Yer kabuğunun altındaki akışkan ve sıcak magma, bazı yörelerde yüzeye

doğru sokulur ve yakınındaki yer altı sularını ısıtır. Bu yolla yer altında oluşan

çok sıcak su buharı kuyular açılarak yer yüzeyine çıkarılıp, buhar türbinlerini

döndürmede kullanılabilir. Buhar türbinlerinin hareket enerjisi de jeneratörde

elektrik enerjisine dönüşür (şekil 3.22).

Buhar türbininde kısmen soğuyan buhar yoğuşturularak sıcak su elde edilir

ve bu sıcak su şehir ısıtmasında kullanılabilir. Aydın Germencik’te bir jeotermal

enerji santralinin yapımı halen devam etmektedir.

Hidrojen Enerjisi

Hidrojen, yanınca sadece su buharı oluşturduğu için en temiz yakıttır. Ancak

H2 gazını doğada hazır bulabildiğimiz bir kaynak yoktur. Ucuz elektrik enerji-

si üretebilen ülkeler bu enerjiyi kullanıp, suyu elektroliz ederek hidrojen gazı

elde etmeyi ve taşıtlarda bu yakıtı kullanmayı planlamaktadır. Ancak, hidroje-

nin üretimi, nakliyesi, depolanması ve yakıt olarak kullanımı için ucuz ve uygun

teknolojiler henüz araştırma safhasındadır. Bu bakımından hidrojene geleceğin

yakıtı gözüyle bakılabilir. Uzun yıllardan beri ham madde olarak kullanılmak

üzere kömürden ve petrolden (CH4 gazından), bilinen teknolojilerle hidrojen

üretilmektedir.

Bitki kökenli Yakıtlar

Bitkisel kaynaklardan elde edilen enerjiye biyoenerji denir. Odun, talaş,

kuru meyve kabukları ve bitkisel atıklar, bitki kökenli yakıtların başlıcalarıdır. Bu

yakıtlara topluca biyokütle de denir. Hayvan gübreleri ve çöpler bile biyogaz

haline dönüştürülerek yakıt elde edilebilir(şekil 3.23). Bu dönüşüm için kullanı-

lan tesislere biyoreaktör denir.

metan ve DünyamızMetan (CH4), en basit ya-pıdaki hidrokarbondur. Jupiter, Saturn, Uranus ve Neptun gezegenlerinin atmosferlerinin ana bile-şenidir. Yer atmosferin-deki derişimi ise yaklaşık 1,88 ppm’dir.

Metan, biyolojik atık ve artıkların oksijensiz or-tamda bozunması CH4

ile oluşur. IR ışınları so-ğurduğu için yeryüzünün soğumasını geciktirir yani sera etkisi gösterir. Bu gaz, CO2’den 72 kat daha etkili bir sera gazıdır. Ancak at-mosferdeki derişimi CO2 ‘nin 200’de birine azdır..


Isı Değiştirici

Ilık SuEnjeksiyonu

Buhar ÜretimKuyusu

Jeneratör

Soğutma Suyu

Şehir Isıtmasına

Sıcak Su Tankı

YoğuşmaKulesi



Biyogaz Çıkışı

Gaz Depolama Tankı

Karıştırma Tankı

Giriş Borusu

Giriş Tankı

Bozunma TankıAra Bölme

Çıkış Borusu

Basınç Kontrol Tankı

şekil 3.23. Biyogaz üretim reaktörü

Biyogaz, organik atıkların havasız ortamda mikroorganizmalar yardı-mıyla parçalanmasından oluşan CH4 (% 50 - 75) yanında, CO2 (% 25 - 50) ve N2 (<% 10) gazları da içerir. Az miktarda H2S (< % 3) ve H2 (< % 1) gazları da bulunabilir.

Bitki atıklarının ısı etkisiyle yanıcı ürünlere dönüşebileceğini siz de basit bir deneyle görebilirsiniz (2. Etkinlik).

NOTLARIm:

150Kimya 10 Sınıf



Ne Öğreneceğiz?

Odundan gaz yakıt elde edilebileceğini öğreneceğiz.

Araç-Gereç:

• Odun talaşı (10 g)

• Deney tüpü (çap; 2,4 cm, boy: 15 cm), tüp maşası, tek delikli lastik tıpa, cam boru (şekle uygun), cam baget

• Bek veya ispirto ocağı, kibrit


Adımlar-Yorumlar:

1. Odun talaşını deney tüpüne koyunuz, gerekliyse bagetle sıkıştırınız.

2. Lastik tıpayı takıp cam boruyu tıpadaki delikten geçiriniz (cam boru-

nun ucu odun talaşına değmemelidir).

3. Deney tüpünü maşa ile tutup bek alevinde gezdirerek ısıtınız. Bu iş-

lemi yaklaşık 10 dakika sürdürünüz.

4. Kibrit yakarak yaklaşık 2 cm uzaklıktan cam borunun ucuna tutunuz.

Alevde bir değişiklik oldu mu? Çıkan gaz hakkında ne söylenebilir?

Yorumlayalım:

Odun talaşı ısıtıldığında önce tüp içindeki hava kullanılır ve kısmi yanma olur; CO2 gazı ve H2O buharı

çıkar. Tüpteki hava tükenince yanma sona erer; ısı etkisiyle, odunun yapısındaki selüloz ve lignin bozunarak

uçucu/yanıcı maddelere dönüşür. Çıkan gazın tutuşması yanıcı gazlar içerdiğini gösterebilir.

Bitki kökenli Yakıt Elde EdelimEtkinlik 2

GÜVENLİk İÇİN DİkkAT!


kARIşImLAR

Fermantasyon

Bitkilerde depolanmış enerjiyi dolaylı yollardan yakıta dönüştürmek için

başka yollar da mevcuttur. Örneğin; ucuz ve bol bir tahıl olan mısırdan elde edi-

len nişasta (C6H10O5)n , enzimler aracılığıyla kolayca glikoza (C6H12O6) dönüştü-

rülebilir:

( )C H O nH O nC H On6 10 5 2 6 12 6$+

Elde edilen glikoz, hazır gıdalara katıldığı gibi, yakıt olarak kullanılan

etanole de dönüştürülebilir. Bunun için enzim üreten mayalardan faydalanılır.

Doğal maddelerin mayalar aracılığıyla daha basit moleküllere dönüştürülmesi

olayına fermantasyon (mayalanma) denir.

C H O C H OH CO2 2fermantasyon

6 12 6 2 5 2+

Siz de sınıfta bir fermantasyon gerçekleştirebilirsiniz (3. Etkinlik)

NOTLARIm:

152Kimya 10 Sınıf


Ne Öğreneceğiz?

Ekmek mayası glikozu fermantasyon ile parçalarken CO2 gazı çıkışını gözlemleyeceğiz.

Araç-Gereç:

• Kuru maya(1 g), glikoz veya şeker (5 g), ılık su (36 - 38 0C.

• Su ısıtıcı, tüplük

• Erlen (250 mL), beher (600 mL su banyosu için, 2 adet), lastik tıpa (tek delikli), cam boru (U şeklinde), deney tüpü (20 mL), termometre, spatül, terazi, eldiven, gözlük

• Ca(OH)2 çözeltisi (kireç suyu): 100 mL suya 0,56 g CaO (ki-reç) konup karıştırılır. Kısa süre dinlendirilip üstteki duru kısım kapaklı bir şişeye alınır. Hazırlandığı gün kullanıl-malıdır.

Adımlar-Yorumlar:

1. Her iki behere yaklaşık 100 mL kaynar su alıp soğuk su ile

sıcaklığını 36-38 °C arasına ayarlayınız.

2. Erlen içerisine 100 mL 36-38 °C su ve 5 g glikoz koyup, çözünüz. Çözeltiye 1 g toz maya döküp karış-

tırınız.

3. Erleni, sıcaklığı 36-38 °C arasına ayarlanmış su banyosuna yerleştiriniz.

4. Erlenin ağzına delikli lastik tıpayı takarak tıpa içerisinden cam boruyu geçiriniz.

5. Deney tüpüne 10 mL kadar kireç suyu koyup tüplüğe yerleştiriniz.

6. Cam borunun diğer ucunu içerisinde kireç suyu bulunan deney tüpünün içerisine daldırınız.

7. 10 dakika bekleyiniz ve kireç suyunda oluşan değişimi gözlemleyiniz. Bir değişim gözlemlediyseniz

bunun sebebini açıklayınız.

Yorumlayalım:

Şekerin fermantasyonu sonucunda etanol ve CO2 gazı oluşur:

C H O C H OH CO2 26 12 6 2 5 2$ +

Bu tepkimede oluşan CO2, Ca(OH)2 çözeltisiyle temas ederse, suda çözünmeyen CaCO3 çökeleği oluşur.

Bu çökeleğin oluşturduğu beyaz bulanıklık CO2 gazının varlığını gösterir.

şekerin FermantasyonuEtkinlik 3

Kireç Suyu

Mayalı Şeker Çözeltisi

37˚ CSu Banyosu





Mayalar, glikozu ve diğer şekerleri etanol, asetik asit, karbon dioksit gibi

daha basit moleküllere dönüştürebilen enzimler salgılarlar. Mayalanma ürün-

leri, kullanılan maya tipine ve mayalanma ortamına göre değişir. Örneğin; şe-

kerler havasız ortamda mayalanırsa etanol, oksijenli ortamda mayalanırsa ase-

tik asit oluşur. Glikozu etanol ve karbon dioksite dönüştüren mayalar yanında

başka ürünlere dönüştüren mayalar da vardır. Asetik asite dönüşüm tepkimesi

aşağıda verilmiştir.

C H O O CH COOH CO H O2 2 2 2fermantasyon

6 12 6 2 3 2 2+ + +

Fermentasyon işlemi ile elde edilen etanol, 78 °C’ta kaynayan, su ile her

oranda karışabilen renksiz bir sıvıdır. Yanıcı olduğu için otomobil yakıtlarına ka-

tılabilir.

C H OH O CO H O Q3 2 32 5 2 2 2$+ + + Q = 1360 kJ / mol (325,4 kcal / mol)

Bu tepkimede açığa çıkan ısı, alkanlardaki kadar yüksek değildir (2 karbonlu

bir alkan olan etanın yanma ısısı 1560 kj / mol (373,2 kcal / mol)). Dolayısıyla

etanol katılmış otomobil yakıtının birim kütle başına enerji verimi biraz düşer.

Etanolün mol başına yanma enerjisinin alkanlara göre düşük olması mole-

külün kısmen oksijenlenmiş olmasından kaynaklanır. Diğer alkollerin yanma

enerjileri de karşılıkları olan alkanlarınkine göre daha düşüktür. Etanolün ve

otomobil yakıtlarına karıştırılan diğer alkollerin mol başına yanma enerjileri,

Tablo 3.8’de alkanlarla karşılaştırılmıştır.



Tablo 3.8. Alkollerin ve alkanların yanma ısılarının karşılaştırılması

Bileşik Formülü Yanma Isısı (kcal / mol)

Metanol CH3OH 173,7

Metan CH4 212,9

Etanol C2H5OH 325,4

Etan C2H6 373,2

Propanol C3H7OH 483,3

Propan C3H8 531,1

Bütanol C4H9OH 598,6

Bütan C4H10 688,3

1) Fosil yakıtlar yenilenemez enerji kaynakları olduğu halde güneş ve rüzgâr enerjileri yenilenebilir kabul edilmektedir. Nedenini açıklayınız.

2) Glikozun etanole ve asetik asite dönüşüm tepkimelerini yazınız.

3) Hidroelektrik santrallerde enerjinin farklı formları arasındaki dönüşümleri açıklayınız.

4) Bitki kökenli yakıtları ve bunlardan dolaylı yararlanma yollarını anlatınız.

5) Güneş enerjisi elektrik enerjisine nasıl dönüştürülür? şekil 3.19 üzerinde gösteriniz.




Canlıların hayatlarını devam ettirmesi için enerji gerektiren bazı süreçlere ihtiyaçları vardır. Bu süreçlerden;

• Kasların kasılıp gevşemesi anlamına gelen mekanik hareketler;

• Vücut içinde çeşitli maddelerin taşınması;

• Düşünme, algılama gibi beyin faaliyetleri;

• Dokular için yeni madde sentezleme (anabolizma),

enerji gerektirir. Bu enerji, gıdalarımızda depolanmış olan kimyasal enerjiden karşılanır. Gıdalardan solunum (yanma) sonucunda elde edilen enerjinin yakla-şık %20’si beyin faaliyetleri için kullanılır. Geri kalan enerjinin büyük bir bölümü vücut içindeki kimyasal reaksiyonların (metabolizma) yürütülmesi ve sindirim süreci için harcanır. Bir kısım enerji de iskelet kasları tarafından vücudu dik tut-mak ve hareket etmek için kullanılır.

Bu bölümde, ana besin maddelerinin yapılarını ve bu maddelerdeki kimya-sal enerjinin vücut içindeki dönüşümlerini ele alacağız.

Gıdalardaki besin maddelerini başlıca üç grupta toplayabiliriz:

1. Karbonhidratlar

2. Yağlar

3. Proteinler

Karbonhidratlar ve yağlar vücutta enerji elde etmek için kullanılırken, prote-inler daha çok büyüme, gelişme ve onarım için gerekli moleküllerin sentezinde işe yarar. Yani proteinler, vücudun yapı taşlarını temin eder. Ancak, organizma enerji için yeterli karbon hidrat ve yağ bulamıyorsa, proteinleri de enerji üreti-minde kullanabilir. Bu üç besin maddesi sınıfının gram başına sağladığı enerji miktarları için Tablo 3.9’u inceleyiniz.

Tablo 3.9. Başlıca besin maddelerinin enerji değerleri

Besin Maddesi Yanma Enerjisi (kcal/g)

Karbohidrat 4,1

Yağ 9,1

Protein 4,1

BÖLÜm3. CANLILARDA ENERJİ

• Karbonhidrat• Hidroliz• Monosakkarit• Disakkarit• Hidroliz• İnvert şeker• Polisakkarit• Enerji değeri • Yağ• Yağ asiti• Protein • Aminoasit

kavramlar

Gıdalarımızın Enerji Değerleri

Gıdalar vücudumuzda enerji üretmek için yakı-lırlar. Bir gıdanın kalori değeri, o gıdanın birim miktarının yanarken açığa çıkardığı enerji miktarıdır. Aşağıda bazı besin mad-delerinin kalori değerleri verilmiştir.


Besin Maddesi (100 g)

Kalori Değeri, Cal

Ekmek (beyaz) 350

Peynir (beyaz) 275

Peynir (kaşar) 400

Yoğurt 100

Elma 50

Muz 70

Çikolata 600

Yumurta 140

Dondurma 300

Pirinç lapası 125

Biftek 220

Karpuz 20



Bilimsel araştırmalara göre, dinlenme durumundaki bir insan için günlük

enerji ihtiyacı, yaklaşık olarak aşağıdaki bağıntı ile bulunabilir:

( ) /V cut k tlesi kg x kj kg96ü üG nl k enerji ihtiyacü ü ı =

, /kj kcal4 18

Bu bağıntıya göre kütlesi 65 kg olan bir yetişkinin dinlenme durumunda iken

günlük kalori ihtiyacı yaklaşık 1500 kcal’dir. Bu kadar enerji, 366 g karbon hidrat

veya 165 g yağdan karşılanabilir. Fiziksel enerji harcamayı gerektiren işlerde ça-

lışanların enerji ihtiyaçları, işin ağırlık derecesine göre hesaplanan bu değerlerin

iki katına çıkabilir. Örneğin;

saatte 12 km hızla 1 saatlik

koşma, fazladan 800 - 900

kcal gerektirir. Saatte 7 km

hızla yürüme ve 1,5 km hızla

yüzme daha az enerji ister

(saatte 300 - 400 kcal). So-

nuç olarak her bireyin enerji

ihtiyacı yaptığı işe göredir.

Sağdaki grafiği inceleyiniz.

İhtiyacı olan enerjiden daha fazla gıda tüketen bireylerin vücutları, fazladan

enerjiyi yağa dönüştürerek depolar. Aşırı gıda tüketiminin fazla kiloya yol açma-

sı bu yüzdendir.

Öte yandan gıdalardaki besin maddelerini vücudumuz doğrudan alıp kul-

lanamaz. Her besin maddesi, sindirim sürecinde daha basit yapılı moleküllere

dönüşür ve bu haliyle kana karışır. Kana karışan nispeten basit yapılı besin mad-

deleri kan ile dokulara ve oradan hücre içine kadar taşınır. Bu maddeler hücre

içinde, solunumla gelen oksijen ile çok basamaklı bir tepkimeler zinciri sonun-

da yanar. Bu olaya hücre solunumu denir. Hücre solunumu ve diğer metabolik

olaylar sonucunda oluşan atık maddeler, kan, deri (terleme), solunum sistemi ve

boşaltım sistemi aracılığıyla vücut dışına atılır.

Şimdi çeşitli besin maddelerinin yapılarını ve sindirim / solunum süreçlerin-

de uğradıkları değişimleri gözden geçirelim.

Farklı Meslek Gruplarının Günlük Enerjiİhtiyaçları (Cal / Gün)

6000

2850

Büro ça

lışanı

Öğretmen

Futbolcu

Jimnasti

kçi

İnşaat iş

çisi

33503850 4200

5500

5000

4000

3000

2000

1000

0

Solunum Yaparken

Bir insan her nefeste ciğerlerine yaklaşık 500 mL hava alır. Dinlenme durumunda bir insanın dakikada nefes sayı-sı 15 - 16, toplam hava hacmi de yaklaşık olarak 7 - 8 L’dir. Bu bir günde 11000 L hava demektir.

Akciğerlere giren hava-daki O2 derişimi hacimce %21, CO2 derişimi 400 ppm’dir. Dışarı verilen ka-rışımda ise O2 derişimi ha-cimce %15, CO2 derişimi 40.000 ppm’dir (%4).

Birçok insan “solunum-da O2 alır CO2 veririz” der-ken, alınan havada CO2

bulunmaz, verilen havada da O2 kalmaz zanneder. Gerçekte, aldığımız hava oksijence verdiğimiz ha-vaya göre daha zengindir. Aynı şekilde verdiğimiz hava karbon dioksit bakı-mından aldığımıza göre daha zengindir.




Karbonhidratlar, yeşil bitkilerin güneş enerjisini kullanarak, fotosentez süre-ci sonunda, karbon dioksit ve sudan sentezlediği maddelerdir. Formülleri ka-baca Cx (H2O)y şeklinde yazılabildiği için bu grup maddeler, kimyanın gelişme çağında olduğu dönemlerde hidratlaşmış karbon zannedilmiş; bu sebeple de karbon hidrat adı verilmiştir.

monosakkaritlerBasit karbon hidratlar genelde altı karbon atomludur ve halkalı yapıdadır. En

basit örnekleri glikoz ve fruktozdur. Glikoz ve fruktoz gibi tek halkalı şekerlere monosakkarit denir. Glikoz molekülündeki altılı halkanın köşelerinden birinde O atomu, diğerlerinde C atomları vardır (a) Bu molekülün açık formülü olarak-çoğu zaman (b) formülü tercih edilir. Bu formülde atom yazılmamış köşelerde C atomlarının bulunduğu unutulmamalıdır.

Fruktozun açık formülünde halka beşlidir (c).

Fruktozun formülü de benzer şekilde yazılır. Fruktozda halkanın 5 üyeli, hal-ka atomlarından birinin O, diğer dördünün C olduğuna dikkat ediniz. Glikoz ve fruktoz birçok meyvede bir arada bulunur. Bu iki şekerin karışımına meyve şekeri denir. Örneğin; üzümde ve balda glikoz ve fruktoz yaklaşık aynı oranda bulunur.

Glikoz ve fruktoz, vücutta çok kademeli bir tepkimeler zinciriyle yanar, CO2 ve H2O molekülleri yanında enerji oluşur. Yanma olayı açık havadaki yanmaya benzemez, ancak toplam tepkime aşağıdaki gibi yazılabilir.

C H O O CO H O Q6 6 66 12 6 2 2 2$+ + +

O OH

OHHO

OH

HH

H

H

CH2OH

O

CC

C

C C

OH

OHHO

OH

HH

H

HH H

CH2OH

(a) Glikoz (b) (c) Fruktoz

karbonhidratlar



Sakkaroz

Monosakkaritlerin yanma enerjileri birbirine çok yakındır (Q ≈ 650 kcal/mol).

Başka bir deyişle glikoz ve fruktozun besin olarak değerleri birbirinden çok farklı

değildir.

Besinlerin enerji değerlerini, mol başına kilojoule yerine mol başına kiloka-

lori olarak ifade etmek gelenek haline gelmiştir. Özellikle beslenme uzmanları

kilokalori birimini kullanırlar. Kilokalori birimi kcal veya Cal şeklinde kısaltılır.

Disakkaritler

Karbohidrat türü bazı şekerler iki halkalıdır. İki halkalı karbon hidratlara di-

sakkarit denir. Piyasada satılan çay şekerinin kimyadaki adı sakkarozdur. Sak-

karoz, glikoz ve fruktoz halkalarının aralarından bir H2O molekülü ayrılarak bir-

birine bağlanması ile oluşur. Disakkaritlerin kapalı formülleri aynıdır (C12H22O11).

Sütteki laktoz (süt şekeri) ve arpadaki maltoz (malt şekeri) diğer disakkarit ör-

nekleridir.

Laktoz ve maltozda yapısal farkın, halkaların birbirine bağlandığı karbon atomlarının ve bağ konumlarının farklı olması ile ilgili olduğuna dikkat ediniz.

Her üç disakkarit, vücutta çok kademeli bir tepkimeler zinciriyle yanar, CO2 ve H2O molekülleri yanında enerji oluşur. Yanma olayı açık havadaki yanmaya benzemez. Ancak toplam tepkime aşağıdaki gibi yazılabilir.

C H O O CO H O Q12 12 1112 22 11 2 2 2$+ + +

Disakkaritlerin yanma enerjileri birbirine çok yakındır (Q = 1350 kcal / mol). Başka bir deyişle disakkaritlerin besin olarak değerleri birbirinden çok farklı de-ğildir.

O

O

H

OHOH

OH

H

H

HH

CH2OH

O H

H

H

HO

OH

CH2OH

CH2OH

OO

OHH

H

OH

HH

H

HO

HOCH2

O

OOH

OH

H

OH

H

H

H H

CH2OH

O

OHH

OH

OH

H

H

H H

CH2OH

O

OHH

OH

OHH

H

H H

HOCH2

Laktoz

Maltoz

OO

OHH

H

OH

HH

H

HO

HOCH2

O

OOH

OH

H

OH

H

H

H H

CH2OH

O

OHH

OH

OH

H

H

H H

CH2OH

O

OHH

OH

OHH

H

H H

HOCH2

Laktoz

Maltoz



Bu şekerler, su ortamında asit, baz ve enzim aracılığıyla bir molekül su bağ-layarak kendilerini oluşturan monosakkaritlere dönüşürler, yani hidroliz olurlar. Bir mol sakkaroz hidroliz olunca bir mol glikoz ve bir mol fruktoz oluşur. Eşit oranda glikoz ve fruktoz içeren bu şeker karışımına invert şeker denir.

Maltoz ve laktoz da sakkaroz gibi hidroliz olabilir. Bu şekerlerin hidrolizinden sadece glikoz elde edilir.

PolisakkaritlerBitkiler fotosentezle ürettikleri şekeri çok halkalı polimerlere dönüştürerek

depolar. Monosokkarit halkalarının polimerlerine polisakkarit denir. En yaygın iki polisakkarit olan nişasta ve selüloz, glikoz birimlerinden oluşmuştur. Nişasta ve selülozda, glikoz halkalarının birbirine bağlandığı C atomlarına ve bağların konumlarına dikkat ediniz.

O

OOH

OH

H H

HH

H

H

CH2OH

O

OOH

OH

CH2OH

O

OOH

OH

CH2OH

O

Nişasta

O

OOH

OH

OH

CH2OH

CH2OH

OOH

O

OO

OH

OH

CH2OH

O

Selüloz

karbonhidratların Hidrolizi

Birden çok halkalı karbon hidratlar, su ortamında ve uygun şartlarda kendi-lerini oluşturan monosakkaritlere dönüşürler. Karbonhidratların su ile etkileşe-rek basit şekerlere dönüşmesi olayı bir tür hidrolizdir. Bu hidrolizde su ortamının asitlik / bazlık durumu ve sıcaklığı önemlidir. Ayrıca canlı organizmalarda üreti-len amilaz enzimi nişastanın hidrolizini, selülaz enzimi ise selülozun hidrolizini kolaylaştırır. İnsan vücudunda selülaz enzimi bulunmadığı için selüloz sindirim sisteminde basit şekerlere dönüştürülemez. Bu yüzden selüloz insan besini de-ğildir. Buna karşılık amilaz enzimi sindirim sistemimizde bol miktarda vardır. Ni-şastanın bir enerji kaynağı olması, insan vücudunda amilaz üretimi ile yakından ilgilidir. Nişastanın hidrolizi ağızda başlar. Tükürükteki amilaz enzimi, nişastadan glikoz açığa çıkarır. Midedeki asitli ortam, nişasta hidrolizini hızlandırır. Besin-lerdeki nişastanın büyük bir kısmı ince bağırsağa ulaşmadan glikoza dönüşür.

Laktoz Duyarlılığı

Sütteki şekere laktoz adı verilir. Anne sütü yaklaşık olarak %7 - 8, inek sütü ise %4 - 5 laktoz içerir. Birçok insan için laktozun sindi-rimi sorun oluşturur. Bu problem laktoz duyar-lılığı olarak adlandırılır. Laktoz duyarlılığı vücudu-muzdaki laktaz enziminin eksikliğinden kaynaklanır. Laktaz, laktozun mono-sakkaritlere hidrolizini ko-laylaştıran enzimdir.

Laktoz H O MonosakkaritlerLaktaz

2+

Laktozun seviyesi yetersiz ise laktoz tamamen hidro-liz olmaz; kalın bağırsağa kadar ulaşır. Laktoz kalın bağırsaktaki bakteriler tarafından mayalanır ve hidrojen gazı açığa çıkar. Bu olayların sonucu ola-rak karında şişlik, kramp-lar ve ishal gibi belirtiler ortaya çıkar.

Ülkemiz nüfusunun yak-laşık yarısında değişen derecelerde laktoz duyar-lılığı görülür. Bazı bireyler laktoz duyarlılığı nedeniy-le süt içemez. Böyle birey-ler için laktozu giderilmiş sütler üretilmektedir.




Yağ

Selülozun hidrolizi için midenin asitliği yetmez. Selülaz enzimine ihtiyaç

vardır. Bu enzim otobur hayvanların sindirim sistemlerinde üretildiği için bu

hayvanlar selülozu besin olarak kullanabilir. Endüstride mide suyuna göre daha

asidik ortamlar kullanarak ve / veya selülaz enzimi aracılığı ile selüloz basit şe-

kerlere dönüştürülmektedir.

Piyasada satılan glikoz şurupları mısır nişastasından elde edilir. Mısır nişas-

tası hidroliz edilirken, kullanılan ortamın sıcaklığı yüksek olduğundan oluşan

glikozun yarıdan fazlası fruktoza dönüşür. Glikoz şurubu glikozdan çok fruktoz

içerir. Fruktoz glikozdan daha tatlı bir şeker olduğu için ilk bakışta bu dönüşüm

faydalı gibi de görünür (Bkz. yandaki grafik). Ancak glikoz ve fruktozun vücutta

enerjiye dönüşüm mekanizmaları birbirinden farklıdır. Bazı bireylerin karaciğer-

lerinin fruktozu yakarken çok yorulduğuna işaret eden bilimsel bulgular vardır.

Ayrıca aşırı fruktoz tüketiminin normal üstü şişmanlığa (obeziteye) yol açtığını

gösteren bilimsel araştırmalar vardır. Sonuç olarak; normal şeker yerine glikoz

şurubu kullanımından olabildiğince kaçınılmalıdır.

Gıdalardaki nişastadan sindirim sonucu oluşan glikozun vücut tarafından

kullanılmayan kısmı karaciğerde glikojen adı verilen bir tür nişastaya dönüştü-

rülür. Glikojen vücudun ihtiyaç duyduğu anda hızla glikoza hidroliz edilip kulla-

nılabilir. Karaciğerin glikojen depolama kapasitesi aşılırsa, glikozun fazlası yağa

dönüşür ve bu formda depolanır.

Yağlar, gliserinin çok karbonlu organik asitlerle oluşturduğu büyük mole-

küllü bileşiklerdir (soldaki formüle bakınız). Bu bileşiklerdeki R grupları uzun

hidrokarbon zincirleridir. Bu zincirlerdeki karbon sayısı çoğunlukla 17’dir. 15, 13,

11 karbonlu olan R grupları daha az olsa bile yaygındır. Aşağıda 17 karbonlu R

grubu içeren stearik asit için verilen formülü inceleyiniz.

200180160140120100

80604020 16

3350

7497 100

173

Laktoz

Şekerlerin Tatların Karşılaştırması(Sakkarozun tatlılık özelliği, standart

olarak 100 kabul edilmiştir.)

Maltoz

Invert Şeker

Glikoz Bal

Sakkaroz

Frukto

z0

H

H

H

H

H

O

O

O

C

C

C

C

C

C

R1

R2

R3

O

O

O

Yağ

HO C

OCH2

CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

CH2 CH2 CH2

Steraik Asit, C17H35COOH

Uzun Hidrokarbon Zinciri (R)Karboksil

Grubu

CH2 CH2 CH2 CH2

Yağlar



Aminoasit

Yağların HidroliziYağlar hidroliz edildiğinde (su ile etkileştiğinde) yağ asitleri ve gliserine dö-

nüşür.

H

H

H

H

H

O

O

O

C

C

C

C

C

C

R1

R2

R3

O

O

O

Yağ

+ 3H2O +

Gliserin Yağ Asiti

H

H

H

H

H

O

O

O

C

C

C

H

H

H

HO

HO

HO

C

C

C

R1

R2

R3

O

O

O

Büyük yağ molekülleri ince bağırsaklardan kana karışamadığı için gıdalarda-ki yağ, önce hidroliz olarak yağ asitlerine dönüşür, bu yağ asitleri kana karışır ve vücut kendi yağını yeniden sentezler. Vücudun enerji ihtiyacı için yeterli şekerin bulunmadığı durumlarda yağlar yakılarak enerjiye dönüştürülür. Yağların vü-cuttaki yanması da karbon hidratlarınki gibi çok kademeli ve karmaşıktır. Ancak yağların yanma ürünleri de CO2 ve H2O molekülleridir. Bu olayda 1 g yağ başına açığa çıkan enerji, karbon hidratların ve proteinlerin 1 gramının yanmasıyla açı-ğa çıkan enerjinin 2 katından daha büyüktür.

Proteinler, aminoasit adı verilen bileşiklerin karışık polimerleridir. Amino-asitlerin genel yapıları yanda verilmiştir. Aminoasit molekülündeki −NH2 gru-buna amino, −COOH grubuna da karboksil denir. İnsan vücudundaki protein-lerde 20 kadar farklı aminoasit vardır. Aminoasitler R grubu değiştikçe farklanır. Örneğin; glisin adı verilen aminoasitte R, hidrojen atomudur. Alaninde ise R, metil grubudur.

Bir aminoasidin NH2 grubu ile diğer bir aminoasidin COOH grubu arasından bir molekül H2O ayrılarak aminoasitler birbirine bağlanır ve proteinler oluşur.

H O

R1H

N CC

H O

R2H

N CC

H O

R3H

N CC

Protein Zincirinden Bir Bölüm

Aminoasit

NH2

H

R COOHC

Proteinler



Yukarıda görülen protein parçasında her renk ayrı bir aminoasidi gösterir. Proteinlerde birbirine bağlanan aminoasit sayısı, proteinin türüne göre on bin-leri geçebilir. Proteinin özellikleri ve işlevi yapısındaki aminoasitlerin cinsine, sa-yısına ve diziliş sırasına bağlıdır.

Vücudumuzdaki deri, kas, sinir gibi farklı dokuların proteinlerinde amino-asitlerin cinsi, sıralanma tarzı ve sayıları farklı olduğu için bu dokular çok farklı görevler üstlenebilmektedir. Kısaca proteinler vücudun yapı malzemesini oluş-turur.

Normalde insan vücudundaki proteinler, enerji ihtiyacını karşılamak üzere kullanılmaz. Ancak uzun süreli açlık ve metabolik hastalık gibi vücudun şeker ve yağ bulamadığı durumlarda proteinler yıkılıma uğrar ve enerjiye dönüşür.

Proteinlerin HidroliziProteinler de yağlar ve karbon hidratlar gibi uygun ortamlarda hidrolizlene-

rek yapı taşları olan amino asitlere dönüşür. Bu olayda da, aşağıda şekilde görül-düğü gibi, protein polimeri, su etkisiyle daha basit moleküllere dönüşmektedir.

H O

R1H

NH OH(n-1) H-OH

(n-2)

CC

H O

RiH

N CC

H O

RnH

N CC

Protein Molekülü

OHOH+(n-2)HOH + H

H O

RnH

NH CC

H O

R1H

N CC

H O

RiH

N CC

Amino Asitler

Proteinlerin hidrolizi de sindirim açısından önemlidir. Çok büyük boyutlu protein molekülleri bağırsak çeperinden geçerek kana karışamaz. Sindirim sis-temindeki proteaz enzimleri, protein molekülünün aminoasitlere dönüşümü-nü hızlandırır.

Besinlerde protein olup olmadığını anlamak için proteinlerin verdiği çeşitli tepkimelerden yararlanılır. Örneğin; Cu2+ iyonları proteinlerle mavi renkli bir bi-leşik oluşturur. Nitrik asit ise proteinlere etki ederek sarı renkli ürünler oluşturur (4. Etkinlik).



Ne Öğreneceğiz?

Yumurta akında proteinlerin varlığını iki ayrı tepkime yardımıyla göz-lemleyeceğiz.

Araç-Gereç:

• Deney Tüpü (2 adet), beher, huni

• Süzgeç kağıdı, damlalık, cam baget, kaşıklı spatül, eldiven, gözlük

• %10’luk NaOH çözeltisi

• %1’lik CuSO4 çözeltisi

• Derişik HNO3 çözeltisi

Yumurta akı çözeltisi: Bir yumurtanın sarısından ayrılmış akını behere koyarak spatül ile çır-

pınız. Hacminin yaklaşık 5 katı su ilave ediniz. Karışımı süzgeç kâğıdından süzerek, süzülen çözeltiyi protein aramada kullanınız.


1. Deney tüplerine 3’er mL yumurta akı çözeltisi koyunuz.

2. 1. Deney tüpünün içerisine 3 mL NaOH çözeltisi ve 1-2 damla CuSO4 çözeltisi ilave ederek cam baget

ile karıştırınız. Tüpteki renk değişimlerini gözlemleyiniz.

3. 2. deney tüpünün içerisine 3 mL derişik HNO3 çözeltisi ilave ederek cam baget ile karıştırınız. Tüpteki

renk değişimlerini gözlemleyiniz.

Yorumlayalım:

Bakır sülfat, yumurta akındaki proteinler ile etkileşerek menekşe rengi bir ürün verir. Bu ürün bazik or-

tamda kararlı olduğu için ortam pH’sı NaOH ile ayarlanır. Derişik HNO3 ile proteinlerin etkileşiminden ise

sarı renkli bir ürün oluşur. Bu reaktifler, yapısında protein bulunan başka besinlerin çözeltileri ile de benzer

renkler oluşturur.

Yumurta Akında Protein Var mı?Etkinlik 4





Özel Proteinler

İnsan vücudunda 100 000’i aşkın farklı protein türü olduğu tahmin

edilmektedir. Bu proteinlerin büyük bir kısmı enzimdir. Enzimler,

vücuttaki anabolik ve katabolik metabolizma tepkimelerini hızlan-

dıran çok özel moleküllerdir. Birçok enzimdeki protein zinciri, başka

proteinlere göre kısadır.

Bazı proteinler bağışıklık sistemine yardımcı olur; bazıları vücudu-

muzdaki iyonların ve küçük moleküllerin taşınmasında görevlidir.

Kaslarda, deride ve kemiklerde destek görevi üstlenen proteinler

vardır. Genel olarak, tüm biyolojik süreçlerde proteinler bir şekilde

görev alır.

Kanda bulunan hemoglobin çok büyük moleküllü proteinlere örnek-

tir. Her hemoglobin molekülü 4 tane hem grubu içerir ve her hem

grubunda bir demir iyonu vardır. Bir hemoglobin molekülü 4 tane O2

molekülü bağlayabilir. Kanda O2 taşınmasında hemoglobin molekü-

lü görev alır.

Okuma Parçası



1) Glikoz ve sakkaroz moleküllerinin açık formüllerini yazınız; yapıları arasında ilişki kurunuz, yanma tepkimelerini gösteriniz.

2) Vücutta enerji üretiminin solunumla ilişkisi nedir? Solunum sonunda hangi atık maddeler kana karışır? Açıklayınız.

3) İnsan vücudu nişastayı glikoza dönüştürebildiği halde selülozu dönüştüre-mez. Neden?

4) Karbohidrat bakımından zengin gıdaların aşırı tüketimi şişmanlığa yol açtığı halde proteince zengin gıdalar bu açıdan endişe duymadan tüketilebilir. Sebe-bini açıklayınız.

5) Proteinlerin özellik ve işlevleri bakımından çok çeşitli olabilmelerini yapıları ile ilişkilendiriniz.


NOTLARIm:

166Kimya 10 Sınıf


1. Aşağıda verilen cümlelerdeki boşluklara tablodaki kelimelerden uygun olanları yerleştiriniz.

gıda LPG petrol

kinetik enerji ısıl değeri doğal gaz

hidrokarbon kömürleşme karbon hidrat

turba alkan fosil yakıtlar

A. Kömür, petrol ve doğal gaza topluca ………………………….. denir.

B. Sadece tek bağlar ile oluşan hidrokarbonlara ………………………… denir.

C. Hareket enerjisi ……………………………………. olarak da bilinir.

D. Kömürün ……………………. birim kütlede (1 kg) kömür yakılınca açığa çıkan ısı miktarıdır.

E. Kömürleşme sürecinin ilk evresinde ………………….. oluşur.

F. İnsanların enerji ihtiyaçlarını karşıladığı doğal ve işlenmiş maddelere ……………….. denir.

G. Bitkisel organizmaların milyonlarca yılda yüksek basınç altında, turba, linyit, alt bitümlü kömür, taş

kömürü, antrasite dönüşmesine ………………………….. denir.

H. Ham petrolün ayrımsal damıtmasında kullanılan kolonun en üst kısmından ……………………..

yakıtı alınır.

I. Sadece karbon ve hidrojenden oluşan bileşiklere genel olarak ………………………….. denir.

2. Aşağıdaki ifadeleri doğru ise (D) yanlış ise (Y) ile işaretleyiniz; yanlış bulduğunuz ifadenin doğ-

rusunu alttaki satıra yazınız.

A. […..] Fosil yakıtlar, yer altındaki ölü organizmaların oksijen ile doğal süreçler sonucu bozunmaların-

dan oluşur.

………………………………………………………………………………………………………

B. […..] Kömür açık havada yakılınca geride kalan anorganik maddeler karışımına kül denir.

………………………………………………………………………………………………………

C. […..] Doğal gaz; metan, etan, propan gibi uçucu hidrokarbonlar karışımıdır.

………………………………………………………………………………………………………

Ünite Değerlendirme Soruları



D. […..] Kömürün C bileşeni, elementel karbon şeklinde olabileceği gibi karmaşık C bileşikleri halinde de olabilir.

………………………………………………………………………………………………………

E. […..] Yeraltındaki jeolojik katmanlara gömülü büyük miktarlardaki organik maddelerin ham petro-le dönüşmesinde yüksek sıcaklık ve basınç etkili olur.

………………………………………………………………………………………………………

F. […..] Ham petrolde bulunan sikloalkanlar (naftenler) doymamış aromatik hidrokarbonlardır.

………………………………………………………………………………………………………

G. […..] Petrolün ayrımsal damıtmasında; kaynama noktaları daha düşük olan asfalt, katran, mum, yağlama yağları ve diğer ağır yağlar damıtma kulesinin tabanından alınır.

………………………………………………………………………………………………………

H. […..] Bitkisel kökenli yakıtlar (biyokütle) denince kömür, petrol gibi organik maddeler anlaşılır.

………………………………………………………………………………………………………

I. […..] Vücutta kullanılmayan glikoz, karaciğerde glikojene dönüştürülerek depolanır.

………………………………………………………………………………………………………

3. Aşağıdaki tabloda bazı hidrokarbonların formülleri verilmiştir. Verilen soruları tablodaki kutu-cuk numaralarını kullanarak cevaplandırınız.

1C3H8

2C2H2

3 4C2H6

5 6C10H8

7C2H4

8

9C3H4

10 11C5H10

12C6H12

13 14C5H12

15C3H6

16C4H6

168Kimya 10 Sınıf

11.sınıfkİmYA .Ünite3.ÜnitekİmYA sınıf

10. 3

A. Hangileri doymuş hidrokarbondur?

B. Hangileri doymamış hidrokarbondur?

C. Hangileri alkandır?

D. Hangileri alkendir?

E. Hangileri alkindir?

F. Hangileri sikloalkandır?

G. Hangilerinin kapalı formülleri aynıdır?

4. Aşağıdaki enerji türlerinden hangisi temiz enerji grubuna girmez?

A. Hidroelektrik enerji

B. Güneş enerjisi c. Fosil yakıt enerjisi

D. Rüzgâr enerjisi E. Jeotermal enerji

5. Aşağıdakilerden hangisi / hangileri bitkisel organizmaların kömürleşmesinde etkendir?

I) Zaman

II) Sıcaklık

III) Basınç

A. I ve II B. II ve III c. I, II ve III D. Yalnız II E. Yalnız III

6. Aşağıdakilerden hangisi kömürün kalitesine olumlu veya olumsuz yönde katkı yapmaz?

A. Kömürün ısıl değeri

B. Kömürdeki kar-bon oranı

c. Kömürdeki kül oranı

D. Kömürdeki kükürt oranı

E. Kömür damarı-nın yer yüzeyine

göre derinliği

7. Aşağıdakilerden hangisi bitkilerden fermantasyonla elde edilen yakıttır?

A. Doğal gaz B. Mazot C. Etanol D. Fuel oil E. LPG



8. Aşağıdaki kömür türlerinden hangisi yakıldığında en yüksek miktarda ısı açığa çıkarır?

A. Linyit B. Turba kömürü C. Taş kömürü D. Kok kömürü E. Antrasit

9. Aşağıda sayılanlardan hangisi kömürün avantajları arasında değildir?

A. Dünya üzerinde çok miktarda rezervi vardır.

B. Yüksek enerji verimine sahiptir.

C. Kömür hem bir yakıt hem de önemli bir ham maddedir.

D. Kömürün yakılması çevre kirliliğine yol açar.

E. Kömürün nakli ve depolanması güvenlik bakımından sorun çıkarmaz.

10. Aşağıdaki ürünlerden hangisi petrolün rafinasyonu sonucunda elde edilmez?

A. Benzin B. LPG C. Etanol D. Kerosen E. Nafta

11. Aşağıdaki kömür bileşenlerinden hangisi asit yağmurlarının oluşumunda önemli rol oynar?

A. Aromatik hidrokarbonlar

A. Oksijenli bileşikler

C. Naftenler D. Kükürtlü bileşikler

E. Parafinler

12. Fosil yakıtlardan SO2 kirliliğine yol açmayan tür hangisidir? Neden?

13. Rafineriden elde edilen bir jet yakıtının kaynama noktası 190 °C, başka bir ürünün kaynama

noktası ise 285 °C‘tur. Bu yakıtlardan hangisindeki moleküllerde C atomlarının sayısı daha azdır?

Neden?

14. Etan, eten ve etin moleküllerinin açık formüllerini yazarak, hangilerinde tekli / ikili / üçlü bağ

bulunduğunu belirtiniz.

170Kimya 10 Sınıf


15. şekerden etanol elde etme yöntemini betimleyiniz.

16. Aşağıdaki bileşiğin adını yazarak oda şartlarında hangi fiziksel halde olduğunu belirtiniz?

H

H

H

H

H

H

H HCC

H

H

C C

17. CnHx formülü alkanların genel formülü olarak verilmektedir.

A. “x” yerine gelecek ifadeyi yazarak genel formülü tamamlayınız.

B. 18 H içeren alkanın formülünü ve adını yazınız.

18. Fosil enerji kaynakları ile temiz enerji kaynaklarını avantaj / dezavantajlarına göre karşılaş-

tırınız.

19. Glikoz ve sakkarozun yanma tepkimeleri aşağıda verilmiştir.

/

C H O O CO H O kcal

C H O O CO H O kcal

6 6 6 650

12 12 11 1350

6 12 6 2 2 2

12 22 11 2 2 2

$

$

+ + +

+ + +

Her iki bileşiğin 1’er gramının yanmasından oluşacak enerji miktarlarını karşılaştırınız. (Element-

lerin mol kütleleri: C 12 g / mol; H 1 g / mol; O 16 g / mol)


KİMYA HER YERDE

20. Tabloda 1 dilim beyaz ekmek ve 1 bardak sütün içerdiği besin miktarları verilmiştir.

Besin 1 dilim beyaz ekmek 1 su bardağı süt

Karbohidrat 13,2 g 8,0 g

Yağ 0,2 g 7,0 g

Protein 2,0 g 6,8 g

A. Bu besinlerin ortalama enerji değerlerini (Tablo 3.9.‘a bakınız) kullanarak 1 dilim ekmek ve 1 bar-

dak süt tüketen bir kişinin toplam ne kadar besin kalorisi (Cal) alacağını hesaplayınız.

B. Ortalama ağırlığa sahip bir insan saatte 12 km hızla koşarken 850 Cal / saat enerjiye gereksinim

duyduğuna göre bu kişi 30 dakika koşmak için gerekli enerjiyi ne kadar ekmek ve sütten karşılayabilir?

NOTLARIM:


172

KimyaHeryerde

✓ Su ve hayat

✓ Evde kimya

✓ Okulda kimya

✓ Sanayide kimya

✓ Çevre kimyası

Endüstrinin üretip hayat konforumuz için bize sunduğu ürünler hayatımızın her safhasında karşımıza çıkmaktadır. Su bile artık do-ğal hâliyle değil, bir arıtım sürecinden geçtikten sonra evlerimize ulaşır. Doğal olarak birçok ürün, paketlenmeden önce, kimyayı yakından ilgilendiren işlemler görür. Bu ürünler arasında gıdalar, temizlik malzemeleri, inşaat malzemeleri, gübreler ve ilaçlar sayı-labilir. Örneğin; 50 yıl kadar önce insanımızın çoğu tükettiği süt ve süt ürünlerini kendi sağmal hayvanlarından sağıp doğal haliyle kullanırken bu hayat tarzını şehirlerde sürdürmek, bugün müm-kün değildir. Artık süt bile üretildiği yerden tüketildiği noktaya ulaşmadan önce bir seri işlemden geçerek süt ve süt ürünlerine dönüşmektedir.

Bu ünitede çevremizde gördüğümüz ve kullandığımız birçok ürü-nün kullanılmaya hazır hâle getirilme sürecindeki kimyasal işlem-ler hakkında temel bilgiler edineceğiz.

Kimya 10. Sınıf

Babiller sabuna benzer karışımlar kullandı.

Romalılar kireç harcını icat ettiler.

BÖLÜMLER

M.Ö. 2800 M.Ö. 400

Bu ÜNİTE NEDEN ÖNEMLİ?

Bu Ünite;

✓ Hayat için vazgeçilmez olan su-yun ve gıdaların gördüğü kimya-sal işlemler ile bilinçli tüketiciler olarak akılcı seçimler yapma,

✓ Evde, okulda ve endüstride yaygın kullanılan malzemelerin kimyasını anlama, bireyler olarak çevremizde olup bitenleri kavra-ma,

✓ İnsan-çevre ilişkisine kimyasal bakış, hava-toprak-su kirliliğini anlama ve çevre koruma bilinci edinme,

açısından önemlidir.



İlk çimento İngiltere’de kullanıldı.

Almanya ilk sentetik deterjanı üretti.

İlk sentetik yapıştırıcı icat edildi.

1820 1916 1930

KİMYA HER YERDE



Kimya, içtiğimiz su, yediğimiz gıdalar, kullandığımız temizlik maddeleri, eş-yalarımız, ilaçlarımız ve kozmetik ürünlerle kişisel hayatımıza girmiş bir bilim dalıdır. Sularımız arıtma ister, besinlerimizin bilinçli tüketimi, onların üretim sü-reçleri ve muhafaza koşulları hakkında bir eğitim gerektirir. Temizlik maddeleri-ni tanımadan temizliği ve hijyeni bilinçli uygulayamayız. Plastikleri tanımadan gündelik hayatımıza girmiş birçok ürünün bilinçli tüketicileri bile olamayız. İlaç-ların ve kozmetik ürünlerin karmaşık kimyasına da bir yerlerden başlamalıyız.

Okulda kullandığımız kağıdın, kalemin, silginin, mürekkebin, ve yapıştırıcıla-rın işlevleri bir şekilde onları oluşturan malzemenin atom/molekül boyutunda yapılarıyla ilgilidir. Bu gereçlerden akılcı şekilde yararlanmak ve onların zararla-rından kaçınmak için öğrenmemiz gereken kimya konuları vardır.

Bunların yanında, verimli tarımın kaçınılmaz girdileri olan gübreler, inşaat-ların başlıca malzemeleri olan; kireç, harç, cam boya, seramik, porselen vb. hep kimyasal işlemler içeren süreçlerde hazırlanır.

Çevre sağlığı, düzeni ve çevre kirletici maddeler/süreçler ayrı bir dikkat ge-rektirir. Çünkü çevremiz bir yönüyle bize mirastır, diğer yönüyle de bir yükümlü-lüktür. Çevremizi devraldığımız gibi hatta daha sağlıklı olarak gelecek nesillere bırakma sorumluluğumuz vardır.

Bu ünite bir bakıma, şimdiye kadar öğrendiğimiz kimyanın hayatta ne işe yaradığının bir açıklamasıdır. Buradaki konuları işlerken öğrendiğimiz kimya ko-nularının sadece bir bellek yükü olmadığını, onları bir yerlerde işimize yaradığı için öğrendiğimizi sezeceksiniz. Kısacası; bu ünite kimya bilimine dönüp bir de hayat penceresinden bakmanıza yardımcı olacaktır.

Tek kullanımlık plastik bardaklar kolaylık ve hijyen sağladığı için yaygın ola-rak kullanılmaktadır.

GİRİŞ


KİMYA HER YERDE

BÖLÜM1. Su VE HAYAT

Su, balıkların ve diğer su canlılarının yaşama ortamı, başka canlıların ise hem

besini, hem de avlanma ortamıdır (Şekil 4. 1). Çöllerdeki sular, su ile hayat ara-

sındaki ayrılmaz ilişkinin en canlı göstergesidir. Su olmazsa hayat olmaz (Şekil

4.2).

Bu bölümde su kaynaklarını kullanılabilirlik açısından sınıflandıracağız ve

doğal suların yeterli olmadığı durumlarda yapılan arıtma işlemlerini gözden ge-

çireceğiz.

Dünyadaki Sular

Dünyadaki toplam su miktarı yaklaşık 1,4.1018 m3’tür (1,4 milyar km3). Farklı

görünümlerde karşımıza çıkan suların yaklaşık %97,5’i okyanuslarda ve deniz-

lerde tuzlu su olarak, %2,5 kadarı ise tatlı su hâlinde bulunmaktadır. Zaten az

olan tatlı su kaynaklarının da yaklaşık %90’ı kutuplarda ve yer altındadır. İnsa-

noğlunun kolaylıkla yararlanabileceği elverişli tatlı su miktarının çok az olduğu

anlaşılmaktadır. Bu konuda ayrıntılı bilgi için Tablo 4.1’deki verileri inceleyelim:

Tablo 4.1. Dünyada suların dağılımı

Dünyadaki Sular Bulunma Oranı(Hacimce %)

İçilebilir Sular İçindeki Payı(Hacimce %)

Okyanuslar ve Denizler 96,5 -

Buzullar 1,76 69,6

Göller 0.013 0,1769

Akarsular 0.00015 0,0061

Yeraltı suları 1,69 30,1

Bataklık 0,00083 0,033

Topraktaki nem 0,0012 0,047

Havadaki nem 0,00093 0,037

Tablo 4.1 ‘de yer alan okyanus ve deniz suları tuzlu olduğu için içilmez. Bu-

zullar da yerleşim yerlerine çok uzaktır ve şimdilik oralardaki tatlı suları kullan-

mak mümkün değildir. Topraktaki ve havadaki nem ise, sıvı hâle dönüştürme

güçlüğü yüzünden içmeye ve kullanmaya hazır sayılamaz. Geriye tatlı su gölleri,

akarsular ve yer altısuları kalır ki bu suların bir kısmı kullanılmadan önce bir arıt-

ma işlemi gerektirir.

• Su döngüsü• Arıtım• Sert/yumuşak su• Sertlik giderme• Dezenfeksiyon• Koagülasyon• Aktif kömür• İyon değiştirici reçine

Kavramlar

Şekil 4.1. Su ortamını ya-şam alanı olarak kullanan canlılar.

Şekil 4.2. Su, çöllere hayat verir.



Doğrudan kullanılabilir kaynak suları ve diğer tatlı sular, doğadaki su döngü-

sü sayesinde sürekli yenilenir. Yer yüzeyinden ve okyanuslardan buharlaşan su,

yeniden yağışa dönüşüp yeryüzüne dönerken yapısındaki safsızlıklardan büyük

ölçüde arınmış olur (Şekil 4.3). Yağışlar karalara yağarsa akarsuları besler veya

yer altı sularına karışır. Okyanusa yağan yağışlar ise yeniden tuzlu su olur.

Yer altı sularının bir bölümü, kaynak suyu olarak yeniden yeryüzüne çıkar ki

içmeye en elverişli su budur. Yağışla yeryüzüne inen sular saf su sayılabilir. İçin-

de çözünmüş halde oksijen (O2), azot (N2) ve başka bazı gazlar (CO2, N2O5, SO2

vb.) bulunur ve bunların oranı binde birden daha azdır. Sular toprak ve kayalar

ile temas edince bunların yapısındaki bazı tuzlar ve organik bileşikler az da olsa

çözünüp suya karışır.

Suyun temas ettiği toprak ya da kayaların türü değiştikçe çözünen madde

türleri de değişir. Örneğin; magmatik kayalar, element çeşitliliği bakımından

zengin ve çözünürlüğü az minerallerden oluşur. Böyle kayalardan çıkan kaynak

sularında (Şekil 4.4) çözünmüş katyon ve anyonlar çok çeşitlidir ve bu iyonla-

rın derişimleri sağlığa zararlı sınır değerlerin altındadır. Bunlar içmeye en uygun

sulardır. “Su Kalitesi” başlıklı okuma parçasında, konu hakkında geniş bilgi veril-

miştir.

Şekil 4.4. Su, magmatik bir kayaçtan çıkıyorsa mineral maddeler tür bakımından çeşitlidir, derişimleri de sağ-lığa zararlı sınır değerlerinin altındadır.

Şekil 4.3. Doğadaki su döngüsü aynı zamanda bir arıtma işlemidir.

DOĞADA SU DÖNGÜSÜ

RüzgarlaTaşınma

Yoğuşma

HavadaYükselme

Buharlaşma

Yüzey Akıntısı

Akarsu

Göl

Toprağa Sızma

Yüzey Akıntıları

Süblimleşme

Su Birikimi

Kar Erimesi

Rüzgarla Taşınma

Kar


KİMYA HER YERDE

İÇME SuYuNDA NELER VAR?

Bir kaynak suyunun kalitesi, üç temel ölçüte dayandırılır: 1. İçim esnasında bıraktığı genel izlenim (suyun lezzeti).2. Sindirime olumlu/olumsuz katkısı.3. Kaynaktan çıkış anındaki sıcaklığı.

Bu ölçütlerden ilk ikisi, suda çözünmüş hâlde bulunan mineral ve organik maddelerle yakından ilgilidir. Çözünmüş maddeler, suyun içim kalitesine olumlu/olumsuz katkılar yapabilir. Katkının olumlu ya da olumsuz olması, çözünen maddenin hem cinsine hem de sudaki derişimine bağlıdır. İçme suyu ambalajlarında bu oranlar çoğu zaman litrede miligram (ppm) olarak belirtilir.

Genel olarak suyun kaynaktan çıkışındaki sıcaklığının 7-12 oC arasında olması istenir. Su yer altında kayalardan süzülürken çeşitli mineraller çözer ve her mineralin suya geçen derişimi, suyun sıcaklığına bağlıdır. Deneyimler sözü geçen sıcaklık aralığının hem içim kalitesi, hem de zararlı mikroorganizma-ların fazla ürememesi açısından uygun olduğunu göstermiştir.

Su sıcaklığı çok düşük olunca, ağız-geniz dokularının lezzet algılaması zorlaşır. Ayrıca bu sular, mi-dede ve bağırsakta aşırı soğumaya yol açar, sindirimi zorlaştırır. Ilık ve sıcak sular ise lezzetinden kaybe-der, vücut sıcaklığına yakın ve daha sıcak suların mide bulantısına yol açabildiği bilinmektedir.

Kaynak sularında ve içme/kullanma amaçlı sularda ölçülebilir bazı fizikokimyasal özellikler, doğal suya başka kaynaklardan karışma olduğuna işaret sayılır. Örneğin; suda amonyum ve nitrit iyonlarının belli bir sınırın üstünde bulunması, suya organik atık karıştığına işaret eder. Türk Standartları Enstitüsü (TSE) bu özellikler için tabloda görüldüğü gibi üst sınırlar belirlemiştir. Kaynak suları ve kullanma suları bu şartlara uymalıdır.Tablo Kaynak sularında ve içme/kullanma amaçlı musluk sularında çeşitli kimyasal türler için TS 266 belgesinde öngörülen sınır değerler

Parametre Birim İçme ve Kullanma Suları Kaynak Suları

Arsenik mg / L 0-0,01 0,01

Florür mg / L 1-1,5 1

Toplam demir mg / L 0,05-0,2 0,05

Amonyum mg / L 0,05-0,5 0,05

Nitrit mg / L 0,1-0,5 0,1

Klorür mg / L 30-250 3

Kurşun mg / L 0-0,01 0,01

Cıva mg / L 0-0,001 0,001

pH mg / L 6,5-9,5 6,5-8,5* Saf suyun pH’sı 7 ‘dir. Sudaki H+ derişimi 10 kat azalırken ortamın pH değeri 1 birim artar.

Kaynak suları ve diğer içme/kullanma suları, yukarıdaki şartları sağlamanın yanısıra hastalık yapıcı mikroorganizma da içermemelidir.

Okuma Parçası



Suda Sertlik

Kaynak sularındaki safsızlıklar, yer altında içinden geçtikleri kaya değiştikçe

değişir. Magmatik kayalar, element bileşimi bakımından yer kabuğunun orta-

lama bileşimine yakındır. Bu kayalardaki minerallerin çoğu, silikat (SiO32-), oksit

(O2-), florür (F-) gibi anyonların metallerle verdiği bileşiklerden oluşur. Bu bile-

şikler suda çok az çözündüğü için magmatik kayalardan çıkan kaynak sularında

çeşitli elementler miktarca az, sayıca çoktur.

Tortul kayalar ise, çoğu zaman su ortamında oluşan kalsiyum karbonat

(CaCO3), magnezyum karbonat (MgCO3), dolomit (MgCO3 · CaCO3) gibi çökelleri

bol miktarda içerir. Bu kayalardan süzülüp gelen kaynak sularında Ca2+ ve Mg2+

katyonları ile bikarbonat (HCO3–) anyonu çok bulunur. Çünkü; yağmur suları,

havadan aldığı karbon dioksitin de yardımıyla, tortul kayalardaki karbonatları

(CaCO3, MgCO3 vb) kolayca çözer.

CaCO H O CO

MgCO H O CO

Ca HCO

Mg HCO

2

2

3 2 22

3

3 2 22

3

$

$

+ +

+ +

+

+

+

+

-

-

Tortul kayalar, Al3+, Fe2+, Fe3+, Ti3+ gibi yer kabuğunda bol bulunan katyon-

ların çözülebilir bileşiklerini de içerdiği için, Ca2+ ve Mg2+ bakımından zengin

sularda bu katyonlar da bulunur. Böyle sulara sert su denir. Bu tür katyonları

içermeyen veya çok az içeren sular da yumuşak su olarak bilinir.

Fransız sertlik tanımına göre; kaynak sularının sertliği, çoğu zaman 4 birim-

den daha küçüktür. Daha sert sular da içilebilir; ancak sertlik arttıkça suyun içim

kalitesi azalır. Hatta sertlik, 50 birimi aşınca su lezzeti içilemeyecek kadar bozu-

lur. Bazı şehirlerin musluk sularının sertlikleri bu sınıra yakın olduğu için, kesin

bir kural konulmamış olsa bile, bu sular sadece temizlik amaçlı kullanılır. Sularda

aşırı sertlik, içim kalitesine olumsuz etkisi yanında bazı uygulamalarda da sorun-

lar çıkarır. Bu sorunların başlıcaları aşağıda özetlenmiştir:

1. Sularda yüksek sertlik, Pb2+, Zn2+, Ni2+, As3+ gibi zehirli iyonların var olması

ihtimalini artırdığı için, güvenli kullanım açısından olumsuzluk işaretidir.

Ayrıca, sularda Ca2+ iyonlarının yüksek derişimlerde bulunması, bazı birey-

lerde böbrek taşı oluşum riskini artırır.

Fransız Sertlik Derecesi

Suların sertliği, çözün-müş hâldeki katyonların çöktürebileceği karbonat (CO3

2–) kütlesi ile ilgilidir. 100 mL’deki katyonlar 0,6 mg CO3

2– çöktürebi-liyorsa, bu suyun sertliği 1,0 birim (Fransız sertlik birimi) kabul edilir. Örne-ğin; 100 mL sudan 1 mg CaCO3 çökeliyorsa, bu su-yun sertliği 1,00 birimdir. Çünkü 0,6 mg karbonatın çökelmesi için 0,4 mg kal-siyum gerekir.

Benzer şekilde 100 mL’sinden 0,84 mg MgCO3 çöken suyun sertliği de 1 birimdir. Çünkü 0,6 mg CO3

2–, 0,24 mg magnez-yum çöktürür.

Yeri Gelmişken

Şekil 4.5. Kireçli sular kay-nayınca, suda çözünmüş Ca2+ ve HCO3

− iyonları etki-leşerek suda çözünmeyen bir madde oluşturur. CaCO3 dediğimiz bu madde halk arasında “kireç” olarak bili-nir.


KİMYA HER YERDE

2. Sert sular, sabun ile temas edince adına sabun taşı denilen bir çökelek oluştururlar. Bu çökelek (lavabo kiri) boruları tıkayabilir; kumaş dokusuna yapışarak sertleşmeye neden olabilir, hatta deri dokusunda tüy diplerini tıkayarak vücudun hava almasını kısmen engelleyebilir.

3. Isıtma sistemlerinde ve çamaşır makinelerinde ısınan sert sular, suyu ta-şıyan borunun iç yüzeyinde, karbonat ve silikat tipi tuzlardan oluşan bir çökeltiye yol açabilir. Mutfak kaplarında da benzer çökelmeler olur (Şekil 4.5). Bu çökelmeler, kap veya boru içerisinde ısı iletkenliği çok az olan bir katman oluşturur ve enerji kaybına yol açar. Daha da önemlisi, ısı iletimi azalınca aşırı ısınmalar ve sonuçta patlama tehlikesi ortaya çıkar. Buhar ka-zanlarında zaman zaman karşılaşılan patlamalar bu yüzdendir.

4. Sert sular, kâğıt, boya, tekstil ve gıda endüstrilerinde kullanım için uygun değildir. Çünkü suda sertliğe yol açan katyonlar kâğıdın, boyanın, kumaşın ve gıdanın kalitesini bozar.

İçme Suyunda İstenmeyen Özellikler

Suyun sertliği yanında, bulanıklık, renk, koku, iletkenlik, pH değeri gibi

özellikler belli sınırları aşarsa suyun içim kalitesini olumsuz etkilerler. Ayrıca

suda bulunabilir mikroorganizmalar, tifo, dizanteri, kolera gibi bazı salgın has-

talıklara yol açar.

Bulanıklık, içme suyuna kil bakımından zengin sel sularının karışmasının bir

sonucudur ve içme suyunda bulanıklık istenmez. Şehir suları dinlendirilince bu-

lanıklığı oluşturan katı taneciklerin büyük bir kısmı dibe çökerek ayrılabilir; fakat

çok küçük boyutlu (koloidal) kil tanecikleri çökmeden kalır.

Renk ve koku, içme suyuna atık suların veya organik bileşeni yüksek toprak-

lardan renkli maddelerin karıştığını akla getirir. Bu yüzden, içme sularının renkli

ve kokulu olması da istenmeyen bir durumdur.

İletkenlik, içme suyunda çözünmüş tuzların toplam miktarı hakkında yakla-

şık bir fikir verdiği için önemlidir. Çözünen tuzlardan gelen iyonlar su ortamında

elektrik akımının taşınmasına yardımcı olur. İyon derişimleri arttıkça iletkenlik

de artar. Bu yüzden suyun iletkenliğini ölçerek tuz içeriği hakkında çabucak fikir

edinebiliriz.

Su Arıtımı Neden Gerekli?

İstanbullular, 4 kişilik bir aile başına ayda 20 ton su tüketir. Buna göre, 2013’teki nüfusu yakla-şık 14 milyon olan İstan-bul’daki 3,5 milyon ailenin günlük su tüketimi top-lam 2,33 milyon ton’dur. Bu su bir ırmaktan sağla-nırsa, bu ırmağın debisi-nin saniyede 27000 litre-den az olmaması gerekir. Debisi Seyhan nehrinin yaz aylarındaki debisi-ne yakın olan bir nehrin suyunun tamamı İstan-bul’un su ihtiyacını ancak karşılar.

Bu kadar suyun arıtma gerektirmeyen su kay-naklarından karşılanması mümkün değildir. İstan-bul’da, çok sayıda çay ve dere önüne kurulan barajların ve yer altı ku-yularının suları arıtılarak kullanılır.

Şehir büyüdükçe ve israf arttıkça su ihtiyacını karşı-lamak güçleşir. Bu yüzden İstanbul gibi metropol şehirlerin büyümesi kont-rollü olmalı ve ayrıca su israfından kaçınılmalıdır.

Yeri Gelmişken



Sularının pH değeri, süzülüp çıktıkları kayaç ve toprak hakkında fikir verir. Organik topraklardan süzülen suların pH değeri, topraktan gelen asidik mad-delerin (hümik asit) etkisiyle 7’nin altına düşebilir. Kireçli kaynak sularının pH değeri, çözünmüş bikarbonat (HCO3

−) iyonlarının etkisiyle 7’nin üzerine çıkar. Doğal kaynak sularının pH değeri, 6,5 - 8,5 aralığında olmalıdır.

Mikroorganizmalar, içme sularında ne kadar az bulunursa o kadar iyidir. Escherichia coli (eşerihiya koli), enterococcus (enterokokus) ve pseudomonas aeruginosa (psödomonas aeruginosa) gibi zararlı mikropların içme suyunda hiç bulunmaması gerekir. Bu mikroorganizmalar kolera, tifo ve dizanteri gibi sal-gın hastalıklara yol açabilir; daha da önemlisi bu mikropların varlığı içme suyuna lağım karıştığını gösterir. Söz konusu mikropların karıştığı sular içilmemelidir.

Şehir Suları Nasıl Arıtılır?Şehirlerin içme/kullanma suyu ihtiyacı çok büyüktür ve ırmak, göl, yer altı

suyu gibi içme suyu kaynaklarından yararlanmayı gerektirir. İçme sularının kul-lanımdan önce, yukarıda sözü geçen istenmeyen özelliklerinden kurtarılması gerekir. Bu sürece arıtma veya arıtım denir. Su arıtım sürecindeki başlıca işlem-ler (Şekil 4.6) ’da görülmektedir.

Depo

Klorlama

Süzme

Ham Su Girişi

Karıştırma Klor Soda ŞapKimyasal Maddelerin Eklenmesi

SU ARITIMI

İşlenmiş Su Dağıtım

Dinlendirme Koagülasyon

Karıştırma

Şekil 4.6. Şehir suyu arıtım sürecinde uygulanan temel işlemlerin akış şeması.


KİMYA HER YERDE

Şekil 4.7. Suların alttan üf-lenerek havalandırılması.

Şekil 4.8. Suların akış halin-de temas sağlanarak hava-landırılması.

Şehir sularının arıtımında uygulanan başlıca işlemler aşağıda listelenmiştir. Her işlem ile ilgili kısa açıklamaları okuyup öğreniniz.

• Dinlendirme ve havalandırma• Sertlik (kireç) giderme• Ön klorlama / ozonlama• Koagülasyon - dinlendirme• Süzme son klorlama (dezenfeksiyon)• Depolama dağıtım

Dinlendirme ve Havalandırma Arıtım sistemine gelen sular havuzlarda dinlendirilir. Bu süreçte bulanıklık

oluşturan kaba katı tanecikleri yer çekimi etkisiyle dibe çöker. Bu işlem hafta-larca sürebilir. Bulanıklığı kısmen giderilen ham su havalandırılır. Havalandırma işlemi, ya alttan hava üflenerek (Şekil 4.7) ya da akış hâlindeki su hava ile temas ettirilerek yapılır (Şekil 4.8). Böylece, oksijen fakirliğinden kaynaklanan içim ka-litesi sorunları giderilir. Ayrıca su havalandırılırken, çözünmüş haldeki Fe2+ iyon-ları Fe3+ haline dönüşür ve bu iyon, Fe(OH)3 oluşturarak dibe çöker.

( )Fe O H O Fe OH H4 10 4 82 2 32 $ .+ + ++ +

HavaPompası

HavaPompası

Ham Su Havalandırılmış Su

Suda YükselenHava Kabarcıkları

Hava

Havalandırılmış Su

Ham Su

Kademeli Havalandırma

Sertlik GidermeSudaki aşırı sertlik, bazı kimyasal maddeler eklenerek kabul edilebilir sınırla-

ra çekilir. Sertlik giderimi evresinde, sudaki kalsiyum (Ca2+), magnezyum (Mg2+) ve bikarbonat (HCO3

−) iyonlarının aşırısını çöktürüp sudan ayırmak gerekir.

Ham sudaki kalsiyum ve magnezyum katyonları başlıca bikarbonatlar hâ-linde bulunur. Bikarbonatlardan ileri gelen sertliğe geçici sertlik denir. Geçici sertliği, kaynatma gibi basit bir işlemle gidermek mümkündür.

( )Ca HCO CaCO CO H Oı ıs

3 2 3 2 2+ +Kaynatıp sertlik giderme, ancak küçük ölçekte uygulanabilir. Sudaki bikar-

bonat tuzlarından gelen katyonlar, Ca(OH)2 (sönmüş kireç) eklenerek çöktürü-lebilir:

( ) ( )( ) ( ) ( )

Ca HCO Ca OH CaCO H OMg HCO Ca OH CaCO Mg OH H O CO

2 23 2 2 3 2

3 2 2 3 2 2 2

$ .

$ . .

+ ++ + + +

Suda, Ca2+ ve Mg2+ iyonlarının klorür ve sülfatlar tuzları da bulunabilir, bun-ları çöktürmek için Na2CO3 (soda) kullanılır:

( )CaCl Na CO CaCO Na ClMgCl Na CO H O Mg OH CO Na Cl

2 22 2

2 2 3 3

2 2 3 2 2 2

$ .

$

+ + ++ + + + +.

+

+

--

Sertlik giderim işleminde sudaki iyonların gerektirdiği kadar soda ve kireç kullanılırsa, suyun sertliği tamamen giderilebilir. Ancak bu her zaman mümkün olmaz ve musluktan akan sular az da olsa serttir.

Geçici sertlik hakkında deneyim edinmek için 1. Etkinlik yardımcı olabilir.



Ne Öğreneceğiz?

Çaydanlığın iç yüzeyinde oluşan gri-beyaz çökeltinin bileşimini tanı-maya çalışacağız.

Araç-Gereç:

• Çaydanlık (dibi tortu tutmuş),

• Maden suyu

• Derişik HCl çözeltisi,

• Deney tüpü (2 adet, 20 mL), beher (50 mL),

• Spatül, cam baget,

• Platin veya çelik tel (2 - 3 cm, cam bagete tutturulmuş; ucu 2 - 5 mm çaplı halka şeklinde kıvrılmış)

• Maşa, damlalık, sacayak, tel kafes, porselen kapsül, eldiven, gözlük

• Bunzen beki.

Adımlar-Yorumlar:

1. Porselen kapsüle 50 mL kadar maden suyu koyup, hafif hafif ve dikkatle ısıtarak buharlaştırınız.

2. Porselen kapsülün ve çaydanlığın dibindeki tortuları spatülle kazıyarak ayrı ayrı deney tüplerine alı-

nız. Her iki deney tüpündeki tortuların görünümlerini karşılaştırınız. Bu tortuların oluşum süreçleri arasında

bir benzerlik kurulabilir mi? Nasıl?

3. Behere 5 mL kadar derişik HCl çözeltisi alınız. Tüplerin her ikisine de bir damlalık ile bu çözeltiden

beşer damla ilave ediniz.

4. Tüpleri sallayarak ve gerekiyorsa baget ile karıştırarak tortuların çözünmesini gözlemleyiniz. Çözün-

me esnasında bir gaz çıkışı gözleyebildiniz mi? Bu gaz sizce ne olabilir?

5. Platin/çelik teli, tüplerin birindeki çözeltiye daldırıp aleve tutunuz ve alevin rengini gözlemleyip kay-

dediniz. Aynı işlemi diğer tüpteki çözelti için de yapınız.

6. Gözlemlediğiniz alev renkleri tortuların bileşimi hakkında ipucu veriyor mu? Nasıl?

Çaydanlıktaki Tortuda Ne Var?Etkinlik 1

GÜVENLİK İÇİN DİKKAT



KİMYA HER YERDEKİMYA HER YERDE

Yorumlayalım:

Çaydanlıkların ve su ısıtıcılarının dibinde zamanla oluşan

gri/beyaz tortu, halk dilinde kireç olarak bilinir. Bu tortu aslın-

da kireç (CaO) değil kireç taşıdır (CaCO3) ve suda çözünmüş

bikarbonat tuzlarından ileri gelir.

( )Ca HCO CaCO CO H O3 2 3 2 2$ + +

Maden suyunda çözünmüş Ca(HCO3)2 derişimi normal su-

lara göre çok daha yüksek olduğu için maden suları buhar-

laşınca daha fazla tortu bırakır. Bu tortular asitte çözülünce,

tortudaki CaCO3 tuzundan CO2 oluşur ve gaz çıkışı gözlemle-

nebilir. Oluşan çözelti aleve tutulunca alevin kiremit kırmızısı

renk alması, kalsiyumun varlığını gösterir.

Kalsiyumun alev denemesiyle tayini.

NOTLARIM:



Ön Klorlama-Ozonlama

Ham suya karışmış mikroorganizmalar, dinlendirme esnasında çoğalır ve bu

mikroorganizmaların bazıları insan sağlığı için tehlike teşkil eder. Klorlama adı

verilen işlem, sudaki zararlı mikroorganizmaların büyük bir çoğunluğunu berta-

raf eder. Bu işlem için suya sınırlı miktarda klor gazı (Cl2) veya suda Cl2 oluşturan

bir hipoklorit tuzu (NaClO gibi) ilave edilir. Aşağıdaki tepkimede de görüldüğü

gibi, hangi kimyasal tür kullanılırsa kullanılsın, bunlar su ortamında birbirine dö-

nüşür.

( )Cl g H O HCIO HCI2 2 D+ +

Böyle bir ortamda var olan Cl2 ve HClO (hipokloröz asit) türlerinin her ikisi

de tepkimeye çok yatkın olup mikroorganizmaları öldürür. İnsan vücudundaki

dokulara da zarar verebildiği için su arıtımında kullanılan klorun sınırlı miktar-

da (0,2 - 0,5 mg/L arasında) tutulması esastır. Suya katılan klor gazı, su dağıtım

borularından suya karışacak kirliliklerdeki mikroorganizmalara karşı da koruma

sağlar. Ancak, suda kalıcı olan klor kokusu nedeniyle aşırı klor kullanımından

kaçınılmalıdır.

Klor gazı yerine, onun gibi mikroorganizma öldürücü özellikte olan ozon

gazı da (O3) kullanılabilir. Ozonun mikrop öldürme özelliği klora göre daha yük-

sektir. Ozon, zamanla oksijene dönüştüğü için su ortamında koku da bırakmaz.

( ) ( )O suda O suda2 33 2D

Pıhtılaştırma (Koagülasyon)

Suda koloidal halde dağılan kili pıhtılaştırmak için ortama ( )KAI SO H O124 2 2

(şap), ( )Fe SO H O122 4 3 2 (demir-III-sülfat dodekahidrat) gibi tuzlar katılır. Bu tuz-

lardan gelen Al3+ ve Fe3+ iyonları su ortamında büyük hacimli Al(OH)3 ve Fe(OH)3

bileşikleri oluşturur:

( )

( )

Al H O Al OH H

Fe H O Fe OH H

3 3

3 3

32 3

32 3

$ .

$ .

+ +

+ +

+ +

+ +


KİMYA HER YERDE

Şekil 4.9. Koku ve renk ve-ren moleküllerin aktif kar-bon yüzeyine tutunması (adsorpsiyon).

Şekil 4.10. Suyu süzmek amacıyla kullanılan siste-min şematik gösterimi.

Oluşan Al(OH)3 ve Fe(OH)3 çökelekleri koloidal boyutlu kil taneciklerini de

beraberinde çöktürür. Bu işleme pıhtılaştırma (koagülasyon) denir. Pıhtılaşan

katılar dinlendirilirken, sertlik gideriminde oluşan CaCO3 ve Mg(OH)2 katıları da

büyük ölçüde dibe çöker.

Süzme

Pıhtılaştırma-dinlendirme evresinde hâlâ ayrılmayıp suda dağılmış hâlde

kalan katı tanecikler süzülerek sudan uzaklaştırılmalıdır. Ayrıca suyun, renk ve

koku oluşturan organik maddelerden de olabildiğince arınması gerekir.

Süzme amaçlı sistemde (Şekil 4.9) üst üste yerleştirilmiş tabakalar hâlinde

süzme ortamları yer alır. Süzme sistemindeki çakıl-kaba kum ortamı, hem alttaki

katmanları korur, hem de sudaki kaba boyutlu katıları süzer. Bir alttaki katman

çok ince kum ortamıdır ve asıl süzme görevini üstlenir. 3. katman gözenekli kö-

mür taneleri (aktif karbon) ile doludur. Bu katmanda, suda eser miktarda bulu-

nan renkli ve kokulu maddeler kömür yüzeyinde tutulup bertaraf edilir (Şekil

4.10).

Modern süzme sistemlerinde, suyun mineral içeriğini ayarlamak için de ön-

lem alınır. Şekil 4.9’de en alt katmandaki dolgu granit gibi magmatik bir kayadan

elde edilmiş ince çakıl katmanıdır. Süzülen içme suyu bu katmandan geçerken

kayadaki pek çok elementi çok az da olsa çözer ve kaynak suyu bileşimine yakın

bir mineral içeriği suya karışır. Siz de bir filtre yapabilisiniz (2. Etkinlik).

NOTLARIM:

Su Girişi

Volkanik Çakıl

Çakıl - Kaba Kum

İnce Kum

Aktif Kömür

Süzülmüş Su

Gaz Molekülleri

Aktif Karbon



Ne Öğreneceğiz?

Kirli suyun arıtım işlemlerinden olan çöktürme ve aktarma teknikleri-ni kullanacağız. Daha sonra kum, çakıl ve kömür tozundan oluşan bir su filtresi modeli yaparak süzme tekniği ile suyun nasıl temizlendiğini göz-lemleyeceğiz.

Araç-Gereç:

• Beher (100 mL; 2 adet), köpük bardak, ,

• Küçük çakıl taşları (temiz), kum (temiz), aktif kömür, pamuk

• Kirli su (çamurlu su olabilir).


Adımlar-Yorumlar:

1. Köpük bardağın altına bir kalem ucuyla 8-10 tane delik açınız. Bardağın dibine bir miktar pamuk

yayınız.

2. Pamuğun üzerine 1 cm kadar yükseklikte çakıl, onun üzerine de 1 cm kum doldurunuz.

3. Kumun üzerinde 2 cm kalınlıkta aktif kömür tabakası oluşturunuz.

4. Aktif kömürün üstüne 1 cm kadar kum, onun üzerine de 1 cm çakıl yayınız.

5. Önceden hazırlanmış ve beherlerden birinde 1 saat kadar bekletilmiş kirli suyu, dibe çökmüş olan

maddeleri hareket ettirmemeye özen göstererek diğer behere aktarınız. Aktarılan suyun bulanıklığını baş-

langıçta aldığınız su ile karşılaştırınız.

6. Şimdi birinci beheri yıkayarak filtrenin altına tutunuz ve ikinci behere aktardığınız suyu üstten yavaş

yavaş dökünüz. Model filtreden süzülen suyun berraklığını kirli su ile karşılaştırınız.

Yorumlayalım:

Su arıtımının ilk aşamasında kullanılan çöktürme ve aktarma teknikleri ile sudaki iri taneli safsızlıklar

(toz, çamur vb.) uzaklaştırılmış olur. Daha sonra yapılan filtreleme işlemi ile sudaki diğer bazı tortular, askı-

da kalan maddeler ve bazı mikroorganizmalar giderilebilir. Ancak bu etkinlikte kullandığımız işlemler içme

suyu elde etmede yeterli değildir. Örneğin; bu işlemler bakteri ve virüslerin sudan tamamen uzaklaşmasını

sağlamaz.

Bir Su Filtresi Modeli YapalımEtkinlik 2




KİMYA HER YERDE

Şekil 4.11. Kaynak suları doğal haliyle içilebilir.

Son Klorlama (Dezenfeksiyon)Su arıtımının son evresinde, nihaî bir klorlama işlemi yapılır. Bu işlemde

amaç, depolama ve evlere dağıtım yapılmadan önce, ön klorlama sonrası oluşa-bilecek muhtemel mikroorganizmaları bertaraf etmektir. Su ortamında klorun insan sağlığına zarar vermeyecek ölçekte fazlası bırakılır ve böylece su tesisatın-dan gelebilecek mikrobik kirlenmelere karşı önlem alınır.

Kaynak Suları Arıtılır mı?

Şişelenmiş hâlde satılan kaynak suları, aşırı sertlik, bulanıklık, renk ve koku gibi istenmeyen özellikler taşımaz. Bu yüzden, şehir suyunun arıtımı için yapı-lan işlemler kaynak suları için gerekli değildir. Şişelenmiş içme sularının doğal göze suyundan (Şekil 4.11) tek farkı, şişeleme öncesinde çok az miktarda ozon gazı (O3) ile dezenfekte edilmeleridir. Bu sular, zamanla bozunup gaz ürünler oluşturmayan özel polimer malzemelerden (polietilen tereftalat-PET) üretilmiş sızdırmaz kapaklı kaplarda şişelenir.

Evlerde ve Endüstride Su Arıtımı

Şehir sularının arıtımı, çok büyük ölçekte yürütülen bir işlem olduğu için

musluktan akan suların içim kalitesi ve diğer özellikleri (örneğin sertlik gibi)

doğrudan kullanım için ideallikten uzak olabilir. Özellikle, mevsime göre farklı

kaynaklardan su temin eden şehirlerin su arıtım süreçleri düzenli çalışmayabilir.

Bu yüzden musluk suları her zaman aynı kalitede olmaz. Ayrıca, köy gibi küçük

yerleşim yerlerine arıtım tesisi kurmak zor olabilir. Hatta suyun temin edildiği

araziden arsenik, siyanür gibi tehlikeli türler suya karışabilir. Böyle suları evlerde

kullanmadan önce, küçük ölçekli arıtma işlemi uygulamak gerekir.

Evler gibi çeşitli endüstri kuruluşları da kullandığı suları arıtma ihtiyacı du-

yabilir. Örneğin; ilaç, kozmetik ve akü üretim endüstrileri musluktan akan suları

doğrudan kullanmaz, kendi amaçlarına uygun bir ön arıtma yaparlar. Küçük öl-

çekli arıtma sistemlerinde aşağıdaki yöntemlerden biri kullanılır:

• Basınç altında filtreleme

• Damıtma

• İyon değiştirme



Şekil 4.13. İyon değiştirme ilkesine göre çalışan arıtma sistemleri.

Şekil 4.12. Damıtma esa-sına göre çalışan su arıtma cihazı.

SoğutmaBorusu

Soğutma Fanı

Soğuk HavaGirişi

Kirli Su Çıkışı

Isıtıcı

Ham Su Girişi

Hava Çıkışı

Damıtık Su

Safsızlıklar

Basınç altında filtreleme, ikinci ünitede işlenen ters osmoz ilkesine da-

yanır. Tuz oranı yüksek taban suları ve kurak iklim ülkelerinde deniz suları bu

yöntemle arıtılır.

Damıtma ilkesine göre çalışan arıtma sistemlerinin çok farklı tasarımları

olabilir. Şekil 4.12’de bunlardan biri görülmektedir. Bu sistemler evlerden çok

endüstride kullanılır. Bu cihazlarda direnç telleri ile ısıtılabilen hazneye konulan

su buharlaşır; oluşan buharlar üstteki spiral biçimli soğutma borularının içinden

geçerken dıştan hava ile soğutulur ve yoğuşarak dışarı akar. Damıtılarak arıtılan

sularda anyon veya katyon yok denecek kadar azdır; ancak karbon dioksit gibi

çözünmüş gazlar ve uçucu organik safsızlıklar bulunabilir.

İyon değiştirme ilkesine göre çalışan bir su arıtım sistemi Şekil 4.13’te gö-

rülmektedir. Bu sistemde su, üstteki ortamdan (A) geçerken bir ön süzme işle-

mine uğrar. Bir alttaki tabakaya (B) iyon değiştirici reçine doldurulmuştur. İyon

değiştirici, sudaki Ca2+ ve Mg2+ iyonlarını alır; onların yerine kendi yapısındaki

Na+ veya H+ katyonlarını verir. Reçine faydalı mineralleri de tuttuğundan bu mi-

neralleri dengeli oranlarla yeniden suya kazandırmak için en alt tabakadaki (C)

dolgudan yararlanılır. Bu dolgu, kaliteli kaynak sularının çıktığı magmatik kaya-

lara benzer malzemeden kırılmış çakıllardan oluşur. Üstten giren musluk suyu

alttan içime hazır olarak çıkar. Bu tip arıtma gereçlerine, mikroorganizmaları ve

virüsleri de süzen özel membranlı filtreler de eklenebilir. Bu sistem evlerde kul-

lanım için uygundur.

Deniz Suyu Kullanılabilir mi?

Doğrudan kullanılabilir kaynak suları ve diğer tatlı suların azlığından dolayı

içme suyunun temini çoğu zaman problemli olabilmektedir. Buna çözüm bula-

bilmek için insanoğlu, okyanus ve deniz sularından (Tablo 4.1) içme suyu elde

etme yollarını araştırmıştır. Bu konuda yapılanları kısaca gözden geçirmek için

önce deniz suyunun içeriğini tanıyalım.

Dünyadaki denizlerin ve okyanusların tuzluluk oranları değişkenlik göster-

mektedir. Örneğin; Karadeniz’ in sularında tuz oranı %1,8 civarında iken İsken-

derun Körfezinde bu oran %4’e yaklaşır.

A

Musluk Suyu

Filtreleme Sistemi

Ön SüzmeOrtamı

İyon Değiştirici Reçine

Magmatik Kayaç Çakılı

Arıtılmış Su

B

C


KİMYA HER YERDE

Deniz suyunda en bol bulunan iyonlar, Na+ ve Cl− iyonlarıdır. Bunların yanın-da Mg2+, Ca2+, K+ , HCO3

−, SO42− iyonları da vardır. Deniz ve okyanuslardan içme

suyu elde etmek için çözünmüş haldeki bu iyonların kısmen de olsa giderilmesi gerekmektedir. Bu amaçla kullanılan en yaygın yöntem ters osmoz yöntemidir.

Endüstriyel ters osmoz yönteminde, deniz suyu ile arıtılmış su, bir yarı-ge-çirgen membran yardımıyla birbirinden ayrılmış durumdadır (Şekil 4.14). Bu membranlar, selüloz asetat veya poliamid tipinde polimer malzemeden yapılır. Bu membranların gözeneklerinin çoğu nanometre (10 - 9m) boyutundan daha küçüktür. Su molekülleri bu gözeneklerden geçebildiği hâlde, çözünmüş hidra-tize anyonlar ve katyonlar büyük oranda tutulur. Normal osmoz olayının aksine (bkz. 2. Ünite), dışarıdan uygulanan osmotik basınç sayesinde, su moleküllerinin membrandan arıtılmış su tarafına geçişi sağlanır.

Deniz sularını bu yöntemle arıtmak, diğer yöntemlere göre daha ekonomik-tir ve bu yüzden ters osmoz yaygın olarak kullanılmaktadır. Deniz suyu için çok yüksek basınç (~50 atm) uygulamak gerekir. Evlerdeki musluk suyu için daha düşük basınçlar (5 - 6 atm) yeterli olabilir. Ülkemizde yer altından çekilen suların (taban suları) arıtımında kullanılan ters osmoz, az yağış alan sıcak deniz iklimle-rinde (Basra Körfezi gibi) deniz suyu arıtımında da kullanılmaktadır.

Çözelti

Basınç

Su

Yarı Geçirgen Zar

Şekil 4.14. Ters osmoz olayında, deniz suyundaki H2O molekülleri dıştan uygulanan hid-rolik basıncın etkisiyle deniz suyundan, arıtılmış su ortamına geçer.



Şekil 4.15. İyon değiştirici reçinelerin su arıtım ilkesi.

Endüstride Kullanılan Yarı Geçirgen Membranlar

Arı Su Akış Yönü

Arı SuAkış Yönü

Arı Su Akışı

Metal Dış Katman

(Boru Cidan)

Su Girişi

Su Girişi

Arıtılmış SuArıtılmış Su Çıkışı

suyun İlerlediği Ortam

Suyun İlerleme Yönü



Membran

Suyun İlerlediği Ortam

Suyun İlerlediği Ortam

Membran Koruyucu Çelik Kafesler

Membran

Arıtım sistemlerinde kullanılan yarı-geçirgen membranların ta-sarımı yukarıdaki şekle benzer. Bu tasarımda, ince yarı-geçirgen membran, 30 - 80 bar (araba lastiklerin iç basıncından daha büyük) basınca dayanıklı olması için, çok katlı koruyucu plastik ve çelik taba-kalarla desteklenmiştir. Deniz suyu merkezdeki borudan girer. İçten dışa doğru ilerlerken zardan geçer ve tuzlardan arınır. Sonra silindirin diğer ucundan merkeze yönelip dışarı çıkar. Kısmen su kaybederek tuz oranı yükselen atık su ise ayrı bir borudan çıkar.

Tek kademede ters osmoz işlemi, deniz suyunu tamamen arıtma-ya yetmez. Çünkü; yarı-geçirgen membranın bazı gözenekleri iyon-ları da geçirebilecek kadar büyük boyutludur. Arıtılan suda aranan saflık derecesine göre çok kademeli ters osmoz uygulanır.

Deniz sularının arıtımı için ilke olarak iyon değiştirme yöntemi de kullanılabilir. Bu yöntemde, deniz suyundaki istenmeyen katyonlar ve anyonlar bertaraf edilirken, katyonların yerine H+ iyonları, anyon-ların yerine ise OH− iyonları geçer (Şekil 4.15)

Okuma Parçası

İyon Değişimi

Katyon Değiştirici Katyon Değiştirici

Anyon Değiştirici Anyon DeğiştiriciOH–

OH–

H2ONaCl

H+

Na+H+

Cl– Cl–


KİMYA HER YERDE

Şekil 4.16. İçme suyu baraj göllerinin çevresinde yerle-şim uygun değildir; çünkü evsel atık sular içme suyunu kirletir.

Su Göründüğü Kadar Bol Değil!

Tatlı su temin etmenin zorluğu hesaba katılırsa, buradan su kullanım alışkan-lıklarımız ile ilgili bazı sonuçlar çıkarabiliriz. Her şeyden önce, dünyamızda içile-bilir/kullanılabilir su miktarının sınırlı olduğunu unutmamak gerekir. Ekvatora yakın coğrafyalarda yaşayan yüz milyonlarca insan içme/kullanma suyu kıtlığı ile yüz yüzedir.

Afrika’daki Somali, Moritanya, Sudan, Nijerya gibi Büyük Sahra’ya yakın ül-kelerle Asya’daki Özbekistan, Türkmenistan ve Taklamakan Çölü gibi kurak iklim bölgeleri, su sıkıntısı çeken yörelerin başında gelmektedir.

Bizim ülkemiz de su bakımından yakın gelecekte sıkıntılarla karşılaşmaya adaydır. Bu yüzden su kullanırken olabildiğince az ve ölçülü kullanmaya dikkat etmeliyiz. Ayrıca, tatlı suların kirlenmemesi için önlem alınmalı veya hayat tarzı bu kirlenmeyi önleyecek şekilde düzenlenmelidir.

Suyun kirlenmemesi ve ziyan olmaması için alınacak başlıca önlemleri şöyle sıralayabiliriz:

• Tatlı su kaynaklarının veya yataklarının yakınına yerleşim yerleri kurulma-malı (Şekil 4.16),

• Yeraltı sularından yararlanılan yerlerde, kirli suların yeniden toprağa karış-mamasına dikkat edilmeli,

• Evsel ve endüstriyel atık sular, sızdırmasız kanalizasyon sistemleri ile arıtım tesislerine sevk edilmeli ve arıtılmalı,

• Evlerde su kullanırken, tutumlu olmaya azami dikkat gösterilmelidir.

Bir evde, saniyede 1 damla su ziyan olursa, o evde yılda en az 1 ton su boşa harcanmış olur.

Türkiye’nin, bu yolla or-taya çıkan yıllık su israfı, 80 000 nüfuslu bir şehre 1yıl yeter.

Biliyor musunuz?

1) Şehir sularının arıtımında uygulanan işlemleri sırasıyla yazınız.

2) Sert su nedir? Geçici sertlik içeren sular ısıtıldığında ne olur?

3) Sabunla temizlik yapılırken sert su kullanmanın sakıncaları nelerdir?

4) Şehir sularının arıtılmasında son klorlama işlemi neden yapılır?

5) Sert suların sağlık açısından olumsuz yönlerini açıklayınız.

6) Deniz suyundan tuzu ayırmak için kullanılan ters osmoz yöntemini açıklayınız.




Şekil 4.17. Kimyayı evimize taşıyan tüketim maddeleri.

Şekil 4.18. Bazı hazır gıda-ların etiketlerinde, doğal gıdaya yapılan katkıların isimleri belirtilir.

BÖLÜM2. EVDE KİMYA

Bundan 200 yıl önceki insanın hayat tarzı bugünkünden çok farklıydı. Örne-ğin; o günün insanı besinlerini, temizlik malzemelerini, ilaçlarını, süs ve güzellik malzemelerini doğadan doğrudan alıp kullanıyorken günümüzde, bu tüketim maddeleri, bir ön işlemden geçer (Şekil 4.17). Bu ön işlemlerin çoğu kimya ile yakından ilgilidir.

Bu bölümde, gıdaların, temizlik maddelerinin, plastiklerin, kozmetik ürünle-rin ve ilaçların kimyası ana hatları ile gözden geçirilecektir. Burada öğrendikleri-niz ile, evde, okulda, işte kullandığınız malzemelerin üretim ve tüketim süreçleri hakkında yararlı bilgi, beceri ve tutumlar edineceksiniz.

Bitki ve hayvan kökenli besinlerin, uzun süre bekletilmeden tüketilmesi ter-cih edilir. Çünkü uzun süre bekleyen besin zamanla bozunabilir. Besinlerin bo-zunması, birbirinden farklı gelişen üç ayrı olayın sonucudur.

• Hava oksijeni ile oksitlenme (yükseltgenme);

• Mikroorganizma faaliyetleri sonucunda çürüme/kokma;

• Besindeki yağ ve su benzeri farklı fazların birbirinden ayrılması.

Bu olayları geciktirmek için, doğal besinlere birtakım fiziksel ve kimyasal iş-

lemler uygulanır. Böyle işlemler uygulanarak ambalajlanmış gıdalar hazır gıda

adını alır. Bu yolla elde edilen hazır gıdaların raf ömürleri, doğal gıdalara göre

çok uzun olabilir. Uzun raf ömrü, besin depolama imkânı verdiği için önemlidir.

Konserveler, ezmeler, marmelatlar, reçeller, pekmezler, turşular, bisküviler,

şekerlemeler, çikolatalar, dondurulmuş gıdalar ve işlenmiş sütler hazır gıda ör-

nekleridir. Bu gıdaları üretenler ambalaj etiketlerinde, gıdayı işlerken ekledikleri

katkıları belirtirler (Şekil 4.18). Ayrıca, hazır gıdanın üretim ve son tüketim tarihi

ile tercih edilen muhafaza şartları (sıcaklık, ışık ve nemden koruma vb.) yazılır.

Hazır gıdaların raf ömürleri uzun olsa bile sınırlıdır, çünkü zaman içinde gıda

bozunabilir, ambalajından zararlı maddeler bulaşabilir, uygun olmayan muhafa-

za şartlarından olumsuz etkilenebilir. Örneğin; uzun süre bekleyen sütte maya-

lar glikozu laktik asite dönüştürür.

• Hazır gıda• Gıda katkı maddeleri• Yüzey aktif madde• Polar uç• Apolar grup• Monomer/-mer/

polimer• Antimikrobiyal• Nemlendirici• Ağartıcı• Hijyen

Kavramlar

Hazır Gıdalar


KİMYA HER YERDE

Şekil 4.19. Hazır gıda eti-ketlerinde katkı kodları.

Kaynak suyu şişelerinin malzemesi olan PET poli-meri, en güvenli gıda am-balaj malzemelerinden biridir. Fakat bu malzeme bile, yüksek sıcaklık ve ışık etkisiyle, zaman içinde bozunur. Bozunma ürün-leri arasında CO ve ase-taldehit (CH3 - CHO) gibi zararlı maddeler vardır. Bu yüzden içme sularının bile son kullanım tarih-lerini aşmamaya özen gösterilmelidir. Asetalde-hitin solunum yollarını tahriş edici etkisi yanında kanser ve alzheimer has-talıklarının gelişmesine de katkı yapma şüphesi vardır.


Laktoz Laktik asit

fermantasyon( )C H O CH CH OH COOH412 22 11 3 - -

Oluşan laktik asit bir yandan sütün tadını bozar; bir yandan da sütteki kazein

proteinini çöktürür. Sonuçta süt, süt olarak tüketilebilir olmaktan çıkar.

İçme suyu gibi kolay bozunmayan bir işlenmiş ürün bile, ışık ve sıcaklık şart-

larından kolaylıkla etkilenebilir. Çünkü, su ambalajlamada kullanılan plastiğin

bozunmadan kalabildiği sınırlı bir ömrü vardır. Bu yüzden, içme sularının amba-

lajlarında üretim ve son tüketim tarihleri arasındaki süre bir yılı geçemez.

Hazır gıdalar, öngörülen süre içerisinde tüketilmemiş ise, bu gıdalar üretici

firmalara iade edilir. Alışveriş yapılırken satın alınan hazır gıdaların son tüketim

tarihlerine dikkat edilmeli, süresi geçmiş ürünler satın alınmamalıdır.

Gıda Katkı Maddeleri

Hazır gıdaların işlenme evresinde, doğal besin maddesine ilave edilen bin-

lerce katkı maddesi vardır. Katkı maddelerinin tek tek adlarını ve formüllerini

öğrenmek zordur. Onun yerine, başlıca katkı sınıflarını tanımak daha pratiktir.

Avrupa Birliği (European union), gıda katkı maddelerini kısa yoldan göster-

mek için bir kodlama sistemi geliştirmiştir. Bu sistemde her katkının kodu, “Euro-

pean” kelimesinin ilk harfi olan “E” ile başlar ve üç veya dört rakamdan oluşan

bir sayı ile tamamlanır (E220 gibi). Koddaki sayının ilk rakamı, kimyasal katkı sı-

nıfını, son iki rakamı ise hangi bileşik olduğunu belirtir. Birçok hazır gıdanın am-

balaj etiketinde, o gıdaya katılan maddelerin adları yerine kodları yazılır (Şekil

4.19). Tablo 4.2’de başlıca katkı sınıfları ve bu sınıfların kod aralıkları verilmiştir.

Gıda Tarım ve Hay-vancılık Bakanlığının http://www.tarim.gov.t r / M ev z u at / Tu rk- G i -da-Kodeksi adresindeki sitesine giderek Türk Gıda Kodeksini inceleyiniz. Ara-nızda iş birliği yaparak her sınıftan katkı maddelerini araştırıp, bir sunum hazır-layınız.

Araştıralım



Katkı Kod Aralığı

Katkı Maddesi Sınıfı Katılma Amacı Yaygın Örnek

E100-E199Renklendirici

(gıda boyaları)Görünüme çekicilik

kazandırmakTartrazin

(Limon sarısı, E102)

E200-E399Koruyucu ve pH

düzenleyici

Raf ömrünü uzatmak, gıdanın

oksitlenmesini önleyip, pH değerini

ayarlamak

Benzoik asit (E210)Sodyum benzoat (E211), Askorbik asit (C Vitamini,

E300)Sitrik asit (E330).

E400-E499

Kıvam düzenleyiciler, emülsiyonlaştırıcılar

(emülgatörler) ve jelleştiriciler

Gıdanın akıcılığını ve kıvamını ayarla-mak, farklı sıvıların ve katıların ayrılıp, faz oluşturmasını

önlemek

Soya Lesitini (E322), Sodyum Alginat (E401)

E500-E599Asitlik düzenleyiciler ve topaklanma önle-

yiciler

Gıdanın ekşiliğini ayarlamak, katı gı-danın topak hâline gelmesini önlemek

Sodyum karbonat (E500), Silis (E551)

E600-E699 Lezzet geliştiricilerGıdanın lezzetini

geliştirip çeşni katmak

Monosodyumglutamat (E621),

Sodyum glisinat (E640)

E700-E899 Antibiyotikler

Tüketen canlıyı hastalıktan koru-

mak (hazır gıdalara konması özel izin gerektirir; hayvan yemlerine katılır)

Spiramisin (E710) Tilosin (E713)

E900-E999Parlatıcı / tatlandırıcı

maddeler

Gıdanın su kaybını önlemek, görünü-

me parlaklık vermek ve tat geliştirmek

Balmumu (E901), Glikoz şurubu (E965)

E1000- Diğer katkılarGıdaya özgü özel

amaçlarla kullanılırDekstrin (E1400)

Tablo 4.2 Hazır gıda katkı maddeleri


KİMYA HER YERDE

Şekil 4.20. Çilek aromalı yoğurdun içine çilek çağrış-tıran renk katıldığında, çilek aroması iyi hissedilir.

E100-199 Renklendiriciler (Gıda Boyaları)

Birçok insan, gıdayı tadarken algıladığı lezzeti, gıdanın rengi ile az veya çok

ilişkilendirir. Başka bir deyişle, gıdaların renginin, algılanan lezzet üzerinde psi-

kolojik bir etkisi vardır. Örneğin; çilek rayihası (aroma) katılmış doğal yoğurda

kırmızı renklendirici eklenince tadının çileğe daha çok benzediği algısı uyana-

bilir (Şekil 4.20). Ayrıca, birçok gıdanın doğal rengi zaman içerisinde değişir.

Örneğin; etler bekledikçe doğal rengi gider. Hazır gıda üreticileri, raf ömrü bo-

yunca doğal rengin değişimini istemezler. Bu yüzden birçok hazır gıdaya renk-

lendiriciler katılır. Bu renklerin doğal gıdaya benzetme veya özendirme amaçlı

olduğu unutulmamalıdır. Örneğin, siyah zeytin kendi doğal rengini tam alma-

mışsa, uygun renklendiriciler katarak zeytini doğal gibi gösterme yoluna giden

üreticiler olabilir (3. Etkinlik)

NOTLARIM:



Ne Öğreneceğiz?

Siyah zeytine renklendirici madde katılıp-katılmadığını araştıracağız.

Araç-Gereç:

• Siyah zeytin (farklı markalardan; 3-4’lü gruplar),

• Etanol-su karışımı (hacimce %50’lik),

• Kapaklı kavanoz, kılcal cam boru, beher (250 mL; 2 adet), baget, tel çengel (Şekil b)

• Makas, süzgeç kâğıdı (sık dokulu), eldiven, gözlük

Adımlar-Yorumlar: 1. Kapaklı kavanozun dibine 1 cm yükseklik kazanacak şekilde etanol-su karışımı koyup dinlenmeye

bırakınız.2. İki farklı markadan alınmış siyah zeytin tanelerini beherlere koyup üzerine 25-30 mL etanol-su karışı-

mı ilave ediniz. Zeytinleri zedelemeden bagetle karıştırıp, çözücünün renklenmesini bekleyiniz (5-6 dakika).3. Süzgeç kâğıdından Şekil-a’daki gibi 3 cm eninde ve kavanoza uygun boyda şeritler kesiniz. Şe-

kil-b’deki gibi, şeritlerin bir ucundan 2 cm yukarıya yatay bir çizgi çiziniz. Çizgi üzerine, kurşun kalem kulla-narak, şeridin kenarından itibaren 1’er cm arayla iki ayrı nokta işaretleyiniz.

4. Kılcal boruyu kullanarak, ikinci adımda elde ettiğiniz çözeltilerden azar azar (kılcalda 0,5-1 cm yüksek-lik) çekip, bu numuneleri şeritler üzerindeki noktalara dokundurup emdiriniz. Şerit üzerinde oluşan renkli dairelerin çapının 2 mm’yi geçmemesine dikkat ediniz.

5. Kâğıtların serbest ucunu tel çengele takınız. Diğer ucu kavanozdaki sıvıya dolacak şekilde yerine yer-leştiriniz.

6. Kavanoz kapağını kapatıp şeritte yükselen sıvının üst kenara 3 cm kalıncaya kadar yükselmesini bek-leyiniz.

7. Uyguladığınız her numunenin hizasında, kâğıt üzerindeki renkli lekeleri inceleyip yorumlayınız.

Yorumlayalım:Siyah zeytinin rengi, doğru ve yeterli işlemden geçtiğini gösterir. Yani, zeytin salamura edilirken tuz ora-

nı, rutubet, sıcaklık, süre gibi faktörler doğru ayarlanmamışsa siyah zeytinde renk gelişimi yetersiz olur. Bazı üreticiler, iyi işlem görmemiş zeytinleri normal göstermek için dıştan boyama yoluna başvururlar.

Doğal zeytinin boyası dış kabuğunun içindedir ve zeytin bütün kaldığı sürece renkli maddeler çözücü-ye (alkol - su karışımı) geçmezler. Dıştan katılan boyar maddeler ise, çözücüde çözünüp onu renklendirir. Çözünen boyaları, kâğıt üzerinde yürüterek birbirinden ayırıp yürüme uzaklıklarından boya cinsi hakkında fikir edinebiliriz.

Zeytinde Boya Var mı?Etkinlik 3

Şekil a Şekil b




KİMYA HER YERDE

Gıdaların boyanması her zaman bir hile yolu gibi algılanmamalıdır. Katılan boyanın doğal ve zararsız olması şartıyla gıdanın görünümünü güzelleştirmesi kabul edilebilir. Zararsız olan yapay boyalar da vardır. Gıdalara hangi boyaların katılabileceği Türk Gıda Kodeksi adı verilen bir belge ile düzenlenmiştir. Bu belge yeni bilimsel bulgular ışığında gerektiğinde yenilenerek hazır gıda katkı-larının kurala bağlanmasına bir temel oluşturur.

E200-399 Koruyucu ve pH Düzenleyici

Gıdalar hava oksijeni ile etkileşerek renk, lezzet ve koku değişimine uğrarlar. Ayrıca, gıda ortamında mikroorganizmalar üreyebilir ve bu mikroorganizmalar zehirli maddeler üretebileceği gibi, gıdanın kokuşup bozunmasına yol açar-lar. Oksitlenme yoluyla gıdanın bozunmasını önlemek için katılan maddelere antioksidan denir. Antioksidanlar kendileri oksitlenirken gıdadaki değerli bile-şenlerin oksitlenmesini geciktirir. Benzoik asit, benzoat tuzları, sorbik asit, sor-bat tuzları ve sülfit tuzları en yaygın antioksidan katkılardır.

pH Düzenleyiciler, hem mikroorganizma üremesi için elverişsiz bir ortam oluşturur; hem de pH’sı ayarlanan ortamda oksitlenme olayının hızı azalır. Bu yüzden pH düzenleyiciler, antioksidanlara destek olarak kullanılırlar.

E400-499 Kıvam Düzenleyiciler, Emülsiyonlaştırıcılar (Emülgatörler) ve Jelleştiriciler

Bu maddelerin, hazır gıdadaki birbiri ile karışmayan sulu ve yağlı maddeleri bir arada tutma özellikleri vardır. Böyle maddelerin moleküllerinin ortak özelliği, hem su ile hem de yağ ile kolay karışan yan gruplar içermeleridir (benzer-ben-zeri çözer kuralını hatırlayınız). Örneğin, lesitinin bir ucu (hidrofil uç) su ile karı-şırken diğer uçlar (hidrofob uçlar) yağ ile karışır.

Bu türden bazı maddeler de çok büyük moleküllü olup, su ortamında kolloid oluşturarak viskoziteyi artırırlar. Böylece gıdadaki yağın hareketi zorlaşır; yağın sudan ayrılması önlenir. Sodyum alginat (NaC6H7O6)n bu türden bir maddedir.

E500-599 Asit Düzenleyiciler ve Topaklanma Önleyiciler

Bu maddeler, ince toz hâlinde, su çekme özelliği olan, sodyum karbonat (Na2CO3), silis (SiO2) gibi katı maddelerdir. Hazır gıdanın tanelerinin dışına yapı-şırlar; ortamın nemini çekip tanelerin birbirine tutunmasını yani topaklaşmayı önler. Böyle maddeler çoğu zaman gıdanın asitliğinin düzenlenmesine de kat-kıda bulunur.


OO

O

O

O

O

Na

Na

Sodyum benzoat

Sodyum sorbat

Benzoik asit

OH

OH

Bazı Koruyucu Gıda Katkıları

MERAK EDENLER İÇİN

Sorbik asit



Şekil 4.21. Bal mumu.

E600-699 Lezzet Geliştiriciler

Monosodyumglutamat (MSG) ve sodyum glisinat (SG) gibi bazı maddelerin kendilerinin tadı pek hoşa gitmediği hâlde, bu maddeler özellikle etli hazır gıda-lara katıldığında gıdanın lezzetini olumlu yönde geliştirirler.

Böyle maddelerin kendileri protein kökenli oldukları için gıdanın besleyici değerine de katkıda bulunabilir. Ancak her yapay katkı gibi lezzet geliştiricilerin de aşırı tüketiminden kaçınılmalıdır.

E700-899 Antibiyotikler

Antibiyotikler, çok az miktarları bile mikroorganizmaların üreyip çoğalması-nı engelleyen maddelerdir. Ancak bu maddelerin yüksek dozlarda alınması za-rarlı olabilir. İhtiyaç olmadıkça antibiyotik tüketiminden kaçınmak gerekir. Hazır gıdalara antibiyotiklerin katılması halk sağlığı açısından zararlı sayılmaktadır. Bu yüzden çok özel bir ihtiyaç sebebiyle özel izin alınmadıkça insan tüketimi için üretilmiş gıdalarda antibiyotik bulunmaz.

Ancak hayvan yemlerinde antibiyotik kullanımı yasaklanmış değildir. Özel-likle tavuk ve mandıra yemlerinde bu maddeler kullanılmaktadır. Hayvanlar her-gün antibiyotik aldıkları için etlerinde de yüksek dozda antibiyotik bulunması şüphesi vardır. Bu hayvanların kesiminden belli bir süre önce antibiyotikli yem kullanımını kesip piyasaya sürülen etteki antibiyotik derişimini en aza indirmek mümkündür.

E900-999 Parlatıcı / Tatlandırıcı Maddeler

Bal mumu (Şekil 4.21) gibi aslında besin değeri taşımayan bazı doğal mad-deler alkol gibi uygun bir çözücüde çözülüp, gıdalar bu çözeltiye daldırılırsa, gıda yüzeyi ince bir koruyucu film ile kaplanır. Bu film gıdaya akıcılık verir; su kaybını önler ve görünüme albeni katar. Mercimek, pirinç gibi paketlenmiş gıdalarda ve ayrıca, portakal elma gibi meyvelerde böyle katkılar bulunabilir. E900’den başlayan kodlarla gösterilen bu türden parlatıcılar, zararlı olmadığı de-neyimle bilinen maddelerdir.

Tatlandırıcı katkılar, gıdalara şeker tadına yakın lezzet veren fakat vücuda herhangi bir enerji veya yapı malzemesi sağlamayan maddeler olup, yapay tat-landırıcı adıyla da bilinirler. Sakkarin, aspartam ve siklamat bu türden maddeler-dir. Bu maddelerin 1 gramı 300 - 400 g şekerin verdiği tadı verir.


KİMYA HER YERDE

Şekil 4. 22. Kir yağların toz, toprak ile karışmasından oluşur.

E1000-1599 Diğer Katkılar

Yukarıdaki genel katkı sınıflarından hiç birine dâhil edilemeyen ve özel amaçlarla kullanılan maddelerdir. Aşağıda birkaç örnek verilmiştir.

E1100 Amilaz: Gıdalardaki nişastayı parçalamaya yardımcı olan bir tür en-zimdir. Mantar tipi mikroorganizmalardan ve memelilerden elde edilir. Katıldığı gıdanın hazmını kolaylaştırır.

E1400 Dekstrin: Mol kütlesi küçük bir tür nişastadır. Suda koloit oluşturur. Katıldığı gıdanın akışkanlığını azaltır.

E1503 Hint Yağı: Mercimek ve benzeri baklagillerin raf ömrünü uzatmak için kullanılır.

E1520 Propilen Glikol: Nem çekici bir sıvıdır. Krem kıvamındaki gıdalara ku-rumayı önlemek için katılır.

Bedenimiz, kullandığımız araç-gereçler ve yaşadığımız mekanlar zamanla kirlenir. Kir, suda çözünmeyen, yağ ve benzeri maddelerin toz, toprak vb. ile karışımıdır. Bu karışımdaki suda çözünmeyen bileşen çoğu zaman bitkisel ve hayvansal kökenlidir; ancak petrol kökenli de olabilir (Şekil 4.22).

Kiri temizlemek için, yapısındaki suda çözünmez maddeleri çözünür hale dönüştürmek gerekir. Bu da iki şekilde mümkündür:

1. Kirdeki yağ vb. bileşenler kimyasal bir dönüşüme uğratılarak çözünür tür-lere dönüştürülür. Bazların kir çıkarma özelliği böyle bir süreç ile ilgilidir.

2. Yağ hidrofob özellikli büyük bir moleküldür, suda çözünmez. Ancak yağın baz ile tepkimesinden oluşan gliserin ve yağ asidi tuzu suda çözünür. Bazın kir temizleme özelliği buradan gelir (Şekil 4.23)

H

H

H

H

H

C

C

C

O

H OH

OH

OH O

O

H

H

H

H

C

C

C

O

O3

GliserinYağYağ asidi tuzu

3 NaOH Na+

Şekil 4.23 Yağ suda çözünmez; ama yağdan oluşan gliserin ve yağ asiti tuzu suda çözünür.

Temizlik Malzemeleri



Bir ucu ile suya karışırken diğer ucu ile yağa karışan uzun zincirli bir mo-

lekül bulunabilirse, bu molekül su ile yağın birbirine karışmasını sağlayabilir.

Şekil 4.24’teki yağ asiti tuzu böyle bir maddedir.

O

O NaHidrofil uç Hidrofob Kuyruk

Şekil 4.24. Yağ asidi sodyum tuzunun oksijenli ucu hidrofil, hidrokarbon zinciri olan

kuyruk kısmı hidrofobdur.

Bu molekülün oksijenli ucu polar karakterli olup su molekülleri tarafından

kolayca sarılır. Uzun hidrokarbon zinciri olan hidrofob kuyruk ise yapı bakımın-

dan yağ molekülüne benzer ve bu yüzden yağ ile kolayca karışır.

Molekülünü incelediğimiz bu maddeye sabun denir. Sabuna benzer özellik-

ler taşıyan başka pek çok madde vardır. Bu maddelere kısaca göz atalım.

Sabunlar

Kimya dilinde yağ asidi tuzlarına genel olarak sabun denir. Piyasada yaygın

olarak bulunan sabun, yağın NaOH ile etkileşmesinden elde edilir. Yani kalıplar

halinde satılan sabun yağ asidi sodyum tuzu şeklinde tanımlanabilir.

Tabiatta hazır bulduğumuz yağlardaki yağ asitleri çoğunlukla 18 karbonlu-

dur. 16, 14, 12 ve 10 karbonlu yağ asitleri de, daha az olmakla birlikte bulunur.

(Bkz. Merak Edenler İçin). Bu yüzden sabunlar aslında yapıları birbirine benzer

birçok maddenin karışımıdır. Her sabunun bileşimi, elde edildiği bitkiye göre az

çok değişir. Ayrıca, sabun elde ederken, NaOH yerine KOH bazı da kullanılabi-

lir. Bu şekilde elde edilen potasyumlu sabunlar (Arap sabunu, Şekil 4.25) suda,

yaygın kullanılan sabuna göre daha iyi çözünür. Ancak su çekici olduğundan

kalıp halinde değil jel halinde ambalajlanır.

Şekil 4.25. Arap sabununda ana bileşen, 18 karbonlu yağ asidinin potasyum tuzudur.

Zeytin yağındaki yağ asitlerinin çoğu 18 kar-bonludur. Ayçiçek, pa-muk, soya ve hayvan yağları da karbon sayısı bakımından zeytin yağına benzer.

Bu yağlardan elde edi-len sabunlar suda az çö-zünür. Ayrıca bu sabunlar özellikle sert sularda iyi köpürmez; çünkü 18 kar-bonlu yağ asitlerinin Ca2+ ve Mg2+ tuzları çöker.

Defne, hurma ve çit-lembik bitkilerinin yağla-rında 12, 14 ve 16 karbon-lu yağ asitleri daha çoktur. Bu yağlardan elde edilen sabunlar, kireçli suda daha iyi köpürdüğü için tercih edilirler.


O

O KHidrofil uç Hidrofob Kuyruk


KİMYA HER YERDE

Hangi tür sabun olursa olsun, temizleme et-kisi açıklanırken, sabun molekülü basitleştirile-rek Şekil 4.26’daki gibi gösterilir. Bu gösterimde mor renkli olan baş kısmı, su molekülleri tarafın-dan kuşatılan iyonik kısımdır. Böyle moleküller, su ortamında küçük bir yağ damlacığıyla karşıla-şınca hidrofob kuyruklar yağ içine çekilirken iyo-nik uç suya yönelir ve Şekil 4.27 ’dekine benzer bir düzen oluşur. İçi yağ dolu, dışı suya yönelmiş gruplardan oluşan bu düzenleniş biçimine misel denir. Miseller dış yüzeyleri yüklü olduğu için bir araya gelemezler; su ortamında koloidal halde kalırlar.

Sonuç olarak yağ, su ortamında dağılmış mi-sellere dönüşür. Böylece yapıştığı yüzeyden ayrı-lıp suya karışan yağ, temizlenmiş olur.

Deterjanlar

Deterjan, “temizleyici” anlamına gelir. Bu ad altında piyasaya sürülen ürün-lerde, sabundakine benzer şekilde, bir ucu hidrofil, diğer ucu hidrofob olan uzun zincirli moleküller bulunur. Yüzey aktif madde veya emülgatör de denilen bu maddelerden ikisinin yapıları aşağıda verilmiştir.

Na

O O

OOS

Sodyum lauril sülfat

o

oo Nas

Sodyum lauril benzen sülfonat

Şekil 4.26. Sabun molekü-lünün basit gösterimi.

CHC

H C

H C

H C

H C

H C

H C

H C

H C

CH

CH

CH

CH

CH

CH

CH

CH

2

2

2

2

3

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

o o-

Na+

Hidrofil Uç

Hidrofob Kuyruk

Şekil 4.27. Sabun molekül-leri hidrofob uçlarıyla yağa karışırken, hidrofil uçlar suya yönelir.

Yağ asidi anyonu

Kir

Misel



Bu moleküllerin her ikisinde de temizliği sağlayan molekül anyoniktir. Sod-

yum lauril sülfat, defne yağı gibi doğal kaynaklardan elde edildiği için sağlığa

olumsuz etkisi yok denecek kadar azdır. Diş macunlarına, traş sabunlarına ve

bebek şampuanlarına katılır.

Sodyum lauril benzen sülfonat, petrol kökenlidir. Çamaşır ve bulaşık deter-

janlarının aktif maddesi genelde bu maddedir. Halk arasında alkil benzen sülfo-

nat teriminin baş harfleri alınarak ABS kısaltmasıyla tanınır.

Deterjan türü maddelerin temizleme özellikleri sabun ile aynıdır. Ancak bu

maddeler sert sulardan sabun kadar etkilenmez. Sabunu da deterjanların ayrı

bir sınıfı olarak düşünebiliriz. Tablo 4.3’te sabun ile deterjan arasındaki başlıca

farklar verilmiştir.

Tablo 4.3 Sabunlar ile deterjanlar arasındaki farklar

Deterjanlar SabunlarÇoğu petrol kaynaklı kimyasal maddeler-

den üretilir.

Doğal kaynaklardan üretilir. Ham madde-

leri bitkisel ve hayvansal yağlar ile soda

ve sudkostik gibi bazlardır.

Ciddi ölçekte çevre kirliliğine neden

olurlar.

Çevreye zararları çok fazla değildir.

Su canlıları için çok tehlikelidirler. Su kirliliğine neden olmazlar.

Cildi tahriş eder ve alerjiye yol açar. Cilde zararı deterjanlara göre azdır.

Sert sulardan çok az etkilenir. Sudaki minerallerle çözünmeyen tuzlar

oluştururlar.

Doğada kolay parçalanamayan madde-

lerden oluşurlar

Doğada kolay parçalanabilen maddeler-

den oluşurlar.

Sabunların ve deterjanların aktif maddeleri suyun yüzey gerilimini değiştirir.

Yüzey aktif madde denmesi bu sebeptendir. Aşağıdaki 4. Etkinlik’te sabunlar-

da ve deterjanlarda bulunan yüzey aktif maddelerin su ortamındaki özellikleri

karşılaştırılmıştır.


KİMYA HER YERDE

Ne Öğreneceğiz?

Sert ve yumuşak sularda sabunun ve deterjanın yağ (kir) çözme özel-liklerinin nasıl değiştiğini gözlemleyeceğiz.

Araç-Gereç:

• Sabun (rendelenmiş), sıvı bulaşık deterjanı, sıvı yağ, damıtık su ve musluk suyu,

• Deney tüpü (20 mL; 4 adet), spatül, etiket, deney tüplüğü, damlalık, eldiven, gözlük

• Cetvel


1. Deney tüplerini 1’den 4’e kadar numaralayınız.

2. 1 ve 2 nolu deney tüplerine 1/3 yüksekliğe kadar musluk suyu, 3 ve 4 nolu deney tüplerine ise aynı

yükseklikte damıtık su ilave ediniz.

3. 1 ve 3 nolu deney tüplerine spatül ucuyla yaklaşık 0,5 g rendelenmiş sabun, 2 ve 4 nolu deney tüp-

lerine ise 0,5 g kadar deterjan ilave ediniz. Eldiven takarak deney tüplerinin her birini parmakla kapatıp 2-3

dakika çalkalayınız.

4. Deney tüplerini tüplüğe koyup 30 s beklettikten sonra her tüpteki köpük yüksekliğini ölçüp tabloya

yazınız. Sert sularda sabun ve deterjanın oluşturduğu köpük yüksekliğinin farklı olmasını nasıl açıklarsınız?

Sizce sert sular ile yıkama işlemi için sabun ve deterjandan hangisi daha uygundur?

5. Her deney tüpüne 2 damla sıvı yağ ilave ederek 2-3 dakika çalkalayınız, tüplerde oluşan bulanıklıkları,

kaba bulanık ve sisli bulanık şeklinde niteleyip tabloya yazınız.

6. Bu deneyde elde ettiğiniz sonuçlar, sabun ve deterjan arasındaki farkları (Tablo 4.3), doğruluyor mu? Na-

sıl?

1.Deney tüpü 2.Deney tüpü 3.Deney tüpü 4.Deney tüpü

Köpük yüksekliği (4. adım)

Bulanıklık (5. adım)

Yorumlayalım:Sert sularda özellikle Mg2+ ve Ca2+ iyonları vardır. Sabunlardaki anyon kısmı bu katyonlarla bileşik oluştura-rak çökerler. Bu sebeple sabunun önemli kısmı çökmüş olur. Yumuşak sularda sabun daha iyi temizlik sağlar.

Deterjan ve Sabunun Temizleme Özelliklerine Su Sertliğinin EtkisiEtkinlik 4





En önemli deterjan aktif maddeleri olan sodyum lauril sülfat ve sodyum

lauril benzen sülfonat deterjanlarda tek başına bulunmaz. Bunların yanına

Na2SO4, Na2SiO3, Na5P3O10 (sodyum trifosfat), ağartıcılar, selüloz türevleri, yağ

hidroliz edici enzim (lipaz), koku maddeleri gibi katkılar katılır. Bu maddelerin

görevleri kısaca şöyle özetlenebilir:

Yüzey aktif madde, yağın suya karışmasını sağlar. Her yüzey aktif maddenin

molekülleri sabunlarda olduğu gibi, yağ damlacıklarını kuşatarak adına misel

denilen koloidal boyutta tanecikler oluşturur.

Sodyum sülfat (Na2SO4), deterjanda en yüksek oranda bulunan maddedir.

Temizlikte bir işlevi yoktur. Deterjana, aktif maddeyi seyreltmek için katılır. Toz

deterjanı beyaz gösterir; ayrıca akıcılığı artırır.

Sodyum silikat (Na2SiO3), hem sert suların kısmi yumuşatılmasını sağlar

hem de kumaştan ayrılan kirin geri dönmesini önler. Na2SiO3 su ortamında jel

oluşturur (silika jel) ve bu jel, kir misellerini hapseder.

Sodyum trifosfat (Na3P3O10), deterjanın aktif maddeden sonraki en önemli

bileşenidir. Bazik olduğu için yağların hidrolizine yardımcı olur. Ayrıca sudaki

Ca2+ ve Mg2+ iyonları ile etkileşerek onları suda çözünen türlere dönüştürür.

Böylece sertliğin olumsuz etkisini en aza indirir.

Ağartıcılar, temizlenen kumaşların yüzeyindeki renkli maddelere etki ede-

rek onları renksiz türlere dönüştüren özel katkılardır. Bunların en önemlisi sod-

yum perborattır (NaBO3).

Selüloz türevleri, sodyum silikatın işlevine benzer görevler üstlenir.

Enzimler yağların (ve / veya proteinlerin) hidrolizini kolaylaştırarak çok sıcak

su kullanma zorunluluğunu ortadan kaldırır.

Koku maddeleri ise yıkanan eşyada hoşa giden bir koku oluşmasını sağlar.

Çam reçinelerinden elde edilen hoş kokulu terebentin sıvısı bu amaçla kulla-

nılır.


KİMYA HER YERDE

Hijyen

Temizlik iki anlamda düşünülebilir; kirlerden arınma ve mikroplardan arın-ma. Mikroplardan arındırma amacıyla vücudun; mekanların, giysilerin, ve döşe-melerin temizlenmesine hijyen denir.

Sabun ve deterjanların dolaylı yoldan mikrop temizleme özellikleri de vardır. Çünkü mikropların bazıları kirli yüzeylere tutunmuştur; kir temizlenirken mik-rop da gider. Bazı deterjanlara ağartıcı olarak katılan sodyum perborat (NaBO3) aynı zamanda hijyen de sağlar. Ayrıca bazı mikroplar, sabunun ve deterjanın su ortamına sağladığı yüksek pH’larda ölür.

Ancak, normal deterjanlarla mikroplardan tam bir arınma sağlanamaz. Hij-yen amacıyla kullanılan deterjanlar da vardır. Böyle deterjanların aktif maddesi katyonik bir moleküldür. Katyonik yüzey aktif maddelerden birinin formülü aşa-ğıda verilmiştir.

Katyonik yüzey aktif maddeCH3

CH3

Br

Bu maddenin sulu çözeltisinin hem kirleri temizleme hem de hijyen sağla-ma gibi bir üstünlüğü vardır. Mikrop öldürme amacıyla kullanılan maddelere dezenfektan denir. Dezenfektanlarla mikrop giderme işlemi de dezenfeksi-yon adını alır.

Dezenfeksiyon maddelerinin başlıcaları aşağıda listelenmiştir;

Çamaşır suyu NaClO

Kireç kaymağı Ca(ClO)2 + CaCl2

Gümüş sitrat (C6H7O7)- Ag+

Klor amin H2N - Cl

Hidrojen peroksit çözeltisi (%3 H2O2)



Şekil 4.28. Tıbbi aletleri hij-yeni UV ışınlarla sağlanır.

Bu maddelerin sulu çözeltileri temizlenecek yüzeylere uygulanınca, bazı

mikropların sporları hariç birçok mikroorganizma ölür.

Temizlenecek yüzeyleri UV (ultraviyole; mor ötesi) ışınlara maruz bırakarak

mikrop temizlemek de mümkündür. Özellikle metal yüzeylerini temizlemede

bu yöntem çok yararlıdır. Doktorlar, diş hekimleri ve kuaförler kullandıkları alet-

lerin hijyenini bu yöntemle sağlarlar (Şekil 4.28). Canlı dokulara ve kumaşlara

zarar verdiği için UV ışınlarla doğrudan temasın sınırlı tutulması önerilir.

Polimerler, aynı maddenin çok sayıda basit moleküllerinin birbirine bağlan-

masıyla oluşan uzun zincirli moleküllerdir. Birbirine bağlanan basit moleküllere

monomer, bu bağlanma sürecine de polimerleşme denir. Aşağıdaki şekli ince-

leyiniz.

Monomerler

Polimerleşme

Polimer

Polimerler


KİMYA HER YERDE

Şekil 4. 29. Dallanmış zin-cirli polimer modeli

Bazı polimerler farklı monomerlerden oluşabilir. Aşağıda bir örnek model

verilmiştir.

Monomerler

Polimerleşme

Polimer

Çoğu polimer yukarıdaki şekilde olduğu gibi düz zincir halindedir. Fakat

bazı polimerlerde farklı zincirler birbirine çapraz bağlanmış durumdadır (Şekil

4.29). Böyle polimerlere dallanmış zincirli polimerler denir. Dallanmış zincirli

polimerlerde birbirine çapraz bağlanan zincirler farklı polimerlere ait de olabilir.

Monomerleri hangi türden olursa olsun bütün polimer maddelerin ortak bir

yönleri vardır. Bu maddeler esnektir ve kolayca farklı şekillere girebilirler. Esnek

olan ve kolay şekil verilebilen maddelere plastik madde denir. Gündelik hayatı-

mızda yer alan plastik maddelerin çoğu polimerlerdir. Siz de plastik bir malzeme

elde edip özelliklerini keşfedebilirsiniz (5. Etkinlik).



Ne Öğreneceğiz?

Sütü bir asit (sirke) etkisi ile plastik özellikleri taşıyan kazein katısına dönüştüreceğiz.

Araç-Gereç:

• Kulplu bardak (yaklaşık 200 mL; ölçek olarak kullanmaya elverişli), beher (400 mL), porselen kupa

• Bek veya ispirto ocağı, saçayak; tel kafes

• Süt (yağı alınmış, 500 mL), sirke (50 mL) veya asetik asit çözeltisi (% 5’lik)

• Kevgir(ince tel elekli), plastik leğen (2 L veya daha büyük hacimli)

• Kâğıt havlu, kaşık, eldiven, gözlük

Adımlar-Yorumlar:

1. Kulplu bardağı kullanarak, behere 200 mL kadar süt alıp bek üzerinde, taşmamasına dikkat ederek

kaynayıncaya kadar ısıtınız.

2. Porselen kupaya 4 kaşık dolusu sirke atıp üzerine kulplu bardak ile bir ölçek kaynar süt ilave ediniz ve

kaşığı kullanarak 15 saniye kadar dikkatle karıştırınız. Sütte beyaz pelteler oluşup oluşmadığını not ediniz.

3. Porselen kupadaki kesilmiş sütü, biraz soğuduktan sonra plastik leğen üzerinde kevgirden süzüp,

beyaz süzüntüyü masa üzerine serilmiş 4-5 kat kâğıt havlu üzerine alınız.

4. Kâğıt havlunun uçlarını kazein yığını üzerinde birleştirip, 2-3 tane fazlada kâğıt havluyu dıştan sararak

kazein içine hapsolmuş suyu havluya emdiriniz.

5. Aşırı suyu alınmış kazeine el ile şekil vermeyi deneyiniz. Bu plastik malzemenin kolay şekil alma özel-

liği ile molekül yapısı arasında ilişki kurulup kurulamayacağını irdeleyiniz.

Yorumlayalım:

Kazein, sütte bulunan protein türünden bir polimerdir. Bu polimerin molekülleri doğal sütte, miseller

oluşturarak koloidal boyutta dağılmıştır. Süt ısıtılıp ortam asidik yapılınca koloitteki kazein molekülleri da-

ğılır; sonra uç uca eklenip daha uzun protein zincirleri oluşturur ve suda çözünmez hale geldiği için çöker.

Isıl işlem ve asit etkisi ile molekülleri büyütülen kazein, plastik karakter kazanır. Plastik karakter polimer-

lerin genel özelliğidir.

Sütten Plastik Bir Madde Elde EdelimEtkinlik 5




KİMYA HER YERDE

Kazeinden Aksesuar

Kazein, sentetik poli-merlerin bugünkü gibi bol ve çeşitli olmadığı dö-nemlerde (1945’ e kadar) tarak, fırça, düğme, süs eşyası, boncuk ve hatta kumaş yapımında kulla-nılmış; daha sonra yerini petrol ürünü polimerlere bırakmıştır.

Merak Edenler İçinMonomerlerden polimerler oluşurken, monomerdeki bütün atomlar yerle-rinde kalabilir veya aradan bazı atomlar ayrılabilir. Sonuçta ele geçen polimerde küçük yapı birimleri ardarda birbirine bağlanmış halde görünür Bu küçük yapı birimlerine “mer” denir. Her polimer çok sayıda “mer”den oluşur. “Mer” sayısı 2 tane ise ürün dimer adını alır. 3 tane merden trimer, 4 tane merden tetramer… türer.

Normal polimerlerde “mer” sayısı onbinleri bulabilir. Eten ve ondan türeyen polietilen örneği üzerinde monomer, polimer ve “mer” kavramlarını inceleyelim.

C C CC C

H

H

H

H

C

neten (etilen)(monomer)

polietilen(kısaltılmış gösterim)

polietilen (açık yapı)(polimer)

H H H2

H2

CC

H2

H2

CC

H2

H2

CC

H2

H2

CC

H2

H2

CC

H2

H2

CC

H2

H2H H

n

“mer”

Bazı polimerlerin yapısı polietilene göre daha karmaşıktır. Örneğin¸mutfak ve giyim eşyası yapımında kullanılan poliamid, iki ayrı monomerden elde edilir. Bu polimerdeki “mer”, her iki monomerden gelen parçalardan oluşur. Aşağıdaki formülleri inceleyiniz. Bu formüllerde ( ) işaretiyle gösterilen kısımlar mole-küllerin, bu düzeyde bizi ilgilendirmeyen ayrıntılarıdır.

n HO C

O

C

O O

OH + nH2N NH2 C

O H

C N

H

N–(n–1)H2Omonomerler

poliamid polimeri n

Polimerlerin birçoğunun ana zincirinin temel bileşeni karbon atomudur. An-cak, poliamidde olduğu gibi bazı polimerlerde ana zincirde karbon atomları yanında azot, silisyum, oksijen, fosfor, kükürt gibi başka atomlar da bulunabilir. Ana zincirinde karbon atomu bulunan polimerlere organik polimer, zincirinde hiç karbon atomu bulunmayanlara (yan gruplarda olsa bile) anorganik poli-merler denir. Biz gündelik hayatımızda en yaygın kullanılan organik polimerlere ağırlık vereceğiz. Bu polimerlerin başlıcaları aşağıda ele alınmıştır.

Kauçuk Aynı adla bilinen ve tropik iklimlerde yetişen bir ağacın salgısından elde edilir. Bu doğal polimerin monomeri izopren adını alır.



Şekil 4.30. Ameliyat eldi-venleri, katkısız kauçuktan yapılır.

HC C

CH2 CH2

CH3

HC C

CH2 H2C

CH3

3n HC C

CH2 H2C

CH3

HC C

CH2 H2C

CH3

n

“mer” “mer” “mer”

Monomer Doğal kauçuk

İzoprenin bitki bünyesinde polimerleşmesi sonucu oluşan ham kauçuk kü-kürt ve başka kimyasal maddelerle muamele edilerek fiziksel özellikleri geliştiri-lir. Taşıtların lastikleri, ameliyat eldivenleri (Şekil 4.30), silgiler ve ambalaj lastik-leri kauçuktan yapılırlar.

Polietilen (PE)Polietilen eten moleküllerinin birbirine katılmasıyla oluşmuştur. Yapay (sen-

tetik) bir polimerdir. Mol kütlesi genellikle 100.000–300.000 g/mol aralığındadır. Çok sık kullandığımız naylon poşetler, çocuk oyuncakları, ayakkabı tabanları vb. polietilenden yapılır.

Polietilen teraftalat (PET)Polietilen teraftalat iki ayrı monomerden elde edilir.

n

n HO CH2 CH2 OH C C

O O O

n HO OH CH2 CH2 O OC–(2n – 2) H2O

+ C

O

etilen teraftalat “mer”

PET polimeriMonomerler

Özellikle ışığa karşı çok kararlı olan bu polimer, su şişelerinin malzemesidir.KevlarKevlar da PET gibi iki ayrı monomerden elde edilir.

O

O

NH

CI

CI

- 2n HCIn n

H N2

2

N

N

H

H

H

H

O

O

O

Kevlar polimeriMonomerlernn


KİMYA HER YERDE

Şekil 4.32. Kapı ve pencere profillerinde PVC kullanımı.

Bu polimerin, darbelere karşı yüksek dayanım; uzama kuvvetlerine karşı

direnç; çok düşük sıcaklıklarda mekanik özelliklerini kaybetmemesi gibi olağa-

nüstü özellikleri vardır. Kevlardan yapılmış bir halat, aynı kalınlıktaki bir çelik ha-

latın beş katı yük çekebilir.

Bu özellikleri sebebiyle, ateşe dayanıklı giysi (Şekil 4.31), kurşun geçirmez

giysi, askeri zırhlı araç gövdesi, uçak kanadı, gemi halatı, paraşüt ve dağcılık ip-

leri, yüksek sıcaklığa dayanıklı yalıtımlı elbisesi, fren balatası vb gereçlerin yapı-

mında kullanılır.

Poli vinil klorür (PVC)

Polivinil klorür (PVC) polimerinin yapısı polietileninki ile çok benzerdir. Ara-

daki tek fark, yapıdaki hidrojen atomlarından birinin yerine klorun geçmesidir.

H H

HC C

CC

C

C

H H

H I nMonomer

nI

Vinil klorür “mer”

Polivinil klorür polimeri

Yapıdaki bu değişiklik, polimerin özelliklerinde de önemli farklar getirir. PVC,

özellikle mekanik dayanımı, ısı ve elektrik yalıtkanlığı bakımından PE polimerin-

den çok üstündür.

PVC, fiziksel özellikleri sayesinde oldukça geniş kullanım alanı olan bir plas-

tikdir. Dünyada üretilen PVC’nin %50’den fazlası yapı sektöründe kullanılır. Kapı

ve pencere profilleri (Şekil 4.32), cephe kaplamaları, borular, elektrik kablo ya-

lıtımlar, yer kaplamalarında PVC yaygın olarak kullanılır. Ayrıca kan ve kan ürün-

lerinin torbaları ve diğer tıbbi malzemeler de PVC’den üretilmiştir.

Şekil 4.31. Kevlardan yapıl-mış ısıya dayanıklı giysi.



Politetrafloreten (PTFE)

PTFE polimeri de yapısal bakımdan PE polimerine benzer. Ancak burada bü-

tün hidrojen atomlarının yerine flor atomları geçmiştir.

PTFE polimeri

n

n

F

F F

F

F F

FF

C C C C

Monomer

=

PTFE ürünler arasında piyasada en çok tanınan ticari marka teflondur. Bu po-

limerin kendine özgü olağanüstü özellikleri vardır. Bu özellikler arasında;

• PTFE ile kaplı yüzeylerin sürtünme katsayılarının çok düşük olması (bilinen

malzemeler arasında sürtünme katsayısı en düşük …),

• PTFE kaplanmış yüzeylerin hidrofil malzemelere hiç yapışmaması,

• PTFE malzemenin -200 ⁰C sıcaklıkta bile elastiklik özelliklerini koruyabil-

mesi; +300 ⁰C’ta bozunmadan kararlı kalabilmesi,

• PTFE’nin elektrik ve ısı yalıtkanlığının mükemmel olması,

• PTFE borularda sıvıların çok kolay akabilmeleri (sıvı sürtünme katsayısının

düşük olması

sayılabilir.


KİMYA HER YERDE

Şekil 4.33. PTFE’den üre-tilmiş mutfak gereçlerinin yüzeyleri yapıştırmaz.

Şekil 4.34. PTFE’den üretil-miş su tesisatı sızdırmazlık bantları.

Şekil 4.35. Polistirenden yapılmış tek kullanımlık ge-reçler.

PTFE, eşsiz özelliklerine bağlı olarak çok özel kullanım alanları bulmuştur. Örneğin;

• Mutfak gereçlerinin iç yüzeyleri PTFE ile kaplanır. Böyle gereçler hidrofil olan hiçbir şeyi yapıştırmaz (Şekil 4.33).

• Bilye yataklarının (rulman) iç yüzeyleri PTFE ile kaplanarak sürtünme en aza indirilir.

• Uçakların ve uzay araçlarının çok soğuk atmosfer şartlarında elastik kalma-sı gereken kabloları boruları ve diğer parçaları PTFE’den yapılır.

• Su tesisatında boru bağlantılarının sızdırmazlığını sağlayan hazır bantlar PTFE’den yapılır (Şekil 4.34).

• Bilgisayarların hassas kabloları PTFE ile kaplanır.

Polistiren (PS)Polistiren (PS), petrolden elde edilen ve stiren adı verilen bir monomerden

elde edilir.

=C C C C

H

H H H

H

H

n

n

“mer”

MonomerPolistiren polimeri

Düşük sıcaklıklarda eriyen ve doğada kendiliğinden bozunma süresi çok uzun olduğu için ciddi çevre sorunları doğuran bu polimer, çok ucuz olduğu için geniş kullanım alanı bulmaktadır. Yumurta ve meyve ambalajları, plastik köpükler, tek kullanımlık tabak, çatal, kaşık, bıçak vb. gereçler PS polimerinden yapılır (Şekil 4.35).



Akrilik PolimerlerAkrilik polimerler, akrilik asit türevlerinin polimerleşmesiyle oluşur. Akrilik

asit, etilendeki hidrojenlerden biri yerine COOH grubu geçmesiyle oluşmuştur. (H2C = CH - COOH) bu asitte çift bağın sağ tarafındaki hidrojenler yerine başka grupların (örneğin; CH3 grubunun) geçmesiyle çeşitli monomerler oluşturula-bilir. Bu monomerlerden birisi metil metaakrilattır. Bu maddeden türetilen po-limere PMMA denir.

H

HH H

H

HO O O OCCCC C

C CC

C

Cn

“mer”

n3

3

3

3

2 2

Monomer PMMA polimeri

Akrilik polimerlerden, ışığı camdan daha iyi geçiren ve cama göre darbe di-

renci çok daha iyi olan akrilik camlar yapılır. Ayrıca sentetik kumaş ipliği yapmak

için uygun bir ham maddedir. Piyasada orlon ticari adıyla satılan ürünler akrilik

polimerlerden yapılmıştır.

Yağlı boya endüstrisinde, boyaya katılan suda çözünebilir karakterli akrilik

monomerler, polimerleşmeyi başlatan bir madde ile karıştırıldıktan sonra, boya

ile birlikte yüzeylere kaplanır. Monomer, sürüldüğü yüzeyde polimerleşerek

ince bir film oluşturur ve boyayı korur.

Poliamidler

Oluşum denklemi daha önce verilen poliamidler çok geniş bir polimer gru-

budur. Yün, ipek, örümcek ağı ve yapay bir polimer olan naylon bu gruptan po-

limerlerdir. İplik ham maddesi olarak çok işe yararlar.


KİMYA HER YERDE

Plastik Malzemelerin Olumlu ve Olumsuz YönleriGündelik hayatımızda kullandığımız polimerlerin avantaj ve dezavantaj sa-

yılabilir özellikleri vardır.

Avantajları:

• Polimerlerin çoğu metal, cam ve toprak malzemeye göre çok daha esnek, hafif ve dayanıklıdır.

• Polimerlerin kökeni petrol olduğu için ahşap yerine polimer malzeme kul-lanımı, ormanların imhasını büyük ölçüde önlemiştir.

• Metaller yerine polimer malzeme kullanımı motorlu araçların kütlelerini azaltarak yakıt tasarrufu sağlamıştır.

• Polimer malzemeler tıpta ve dişçilikte protez imkânlarını çok geliştirmiş; teşhis ve tedavide yeni kapılar açmıştır.

• Polimerlerden çok düşük yoğunluklu köpük tipi ambalaj malzemeleri üre-tilmiş; bu sayede taşıma ve depolama alanlarına yenilikler gelmiştir.

• Taşıt lastiği, conta, hortum, plastik torba gibi gereçlerin üretiminde poli-merler rakipsizdir.

• Isı ve elektrik yalıtkanı olarak polimerler büyük imkânlar sunmaktadır.

Dezavantajları:

• Polimer malzemenin yoğunluğunun küçük olması, bazı kullanımlarda olumsuz bir özellik olarak karşımıza çıkar. Örneğin; tek kullanımlık çatal, kaşık, tabak ve diğer gereçler metal ve porselenin yerini tutmazlar.

• Her polimer zamanla bozunur; kendini oluşturan monomere veya başka ürüne dönüşür. Bu, özellikle gıda ambalajlamada plastik kullanımından caydıran bir özelliktir. Örneğin; cam şişelerde ambalajlanmış içecekler, plastik ambalajlılara tercih edilir.

• Bazı plastik ambalaj malzemelerinin turşu ve konserve gibi gıdaların am-balajlanmasında kullanımı ciddi bir endişe kaynağı olabilir. Özellikle geri dönüşüm malzemesinden üretilmiş kaplar, ilk kullanımından kalan kirlilik-ler taşır. Ayrıca kalitesiz plastiklerin bozunup monomere ve başka zararlı maddelere dönüşmesi mümkündür.

• Tek kullanımlık plastik malzemelerin ucuzluğu sebebiyle çevreye atılması ciddi bir kirlilik sebebidir. Bu kirlenmeyi en aza indirmek için her tür poli-mer malzemeyi çevreye atmayıp biriktirmek ve ısıl işlem ile başka bir ürü-ne dönüştürmek mümkündür. Bunun için bir geri dönüşüm süreci gerekir.



Şekil 4.36. Termoplastik polimer atıkları.

Şekil 4.37. Geri dönüşüme elverişli polimer malzeme-lerin genel sembolü.

Polimerlerin Geri Dönüşüm Süreci

Bazı plastik malzemeler ısıtıldığında yumuşamadan bozunur veya yanar.

Böyle polimerlere termoset polimerler denir. Termoset polimerlerden yapılmış

malzemenin yeniden kalıba dökülmesi mümkün değildir. Yani böyle polimerler

endüstri tarafından ikinci defa kullanılamaz.

Birçok polimer ise ısıtıldığında yumuşar; akışkanlaşır ve yeniden kalıba dö-

külebilir. Böyle polimerlere termoplastik polimer denir (Şekil 4.36). Termop-

lastik polimer malzemeler ilk kullanımdan sonra geri toplanıp yeniden işlenerek

başka bir ürüne dönüştürülebilir.

Örneğin; boya veya sertleştirici madde katılmamış plastik torba gibi ürünler

yeniden ısıtılıp sandalye veya ambalaj malzemesi yapılabilir. İlk kullanımda plas-

tik kısmen kirlendiği için geri dönüşen malzeme ikinci kullanımda aynı ürünün

yapımına uygun olmaz. İkinci ürün özellikle sağlık açısından daha az önemli bir

ürün olmalıdır.

Geri dönüşüme uygun polimer ürünleri üzerinde Şekil 4.37’de verilen sem-

bol bulunur. Bu sembolü taşıyan plastikler toplanır ve polimerin türü hakkında

bilgi veren başka sembollere göre sınıflandırılır. Sınıflandırmada kullanılan ev-

rensel geri dönüşüm sembollerinin başlıcaları, anlamları ve örnekleriyle birlikte

Tablo 4.4’te verilmiştir.

NOTLARIM:


KİMYA HER YERDE

Tablo 4.4 Polimer geri dönüşümünde sınıflandırma sembolleri

Sembol Polimerin Adı Özellikleri Örnekler

Polietilen teraftalatGenellikle yeşil renkli ya da renksiz, suda batar berktir,

gaz ve nem sızdırmaz.

Alkolsüz içecek ve su şişeleri, sıvı yağ şişeleri ve reçel

kavanozları.

Yüksek yoğunluklu polietilen

Kısmen berk, suda batar, nemden etkilenmez, gaz

sızdırabilir.

Su, süt, meyve suyu şişeleri, çamaşır suyu kabı, şampuan

kapları, plastik torbalar.

Polivinil klorürKısmen berk; yüzeyi par-

lak, suda batar.Deterjan kapları, streç film, PVC

borular.

Düşük yoğunluklu polietilen

Esnek, kolay kırılmaz, işlenmesi kolay, nem

geçirmez.

Ekmek, sandviç ve donmuş yiyecek torbaları, streç film, vakum torbaları, plastik şişe

kapakları.

Polipropilen

Kısmen berk, yüzeyi az parlak, ısıya, kimyasallara ve yağlara dayanıklı, nem

yalıtımına uygun.

İçecek kamışları, vidalı şişe kapakları, mikrodalga fırın

kapları, yoğurt kapları,.

PolistirenKırılgan, yüzeyi parlak, kolay şekil verilebilir.

Strafor, ambalaj yongaları, yumurta kartonları, tek

kullanımlık çatal, bıçak ve kaplar.

Diğer polimerler (Polikarbonatlar;

akrilik polimerler; ABS polimerleri, karışık

plastikler)

Polimer tipi ve bileşimine bağlıdır.

İçecek kapları, bazı oyuncaklar, mama şişeleri, elektronik devre

kartları.

Polimerlerin yol açtığı kirlilik konusuna ünite sonunda değinilecektir.



Kozmetik ürünler, antik çağlardan beri güzelleşme amacı ile kullanılan mad-delerdir. Bundan 4000 yıl önce antik Mısır kadınlarının kaş ve gözlerinde bir tür sürme ve rastık kullandıkları bilinmektedir.

Modern zamanlarda kozmetikleri, sağlıkla ilgili hususları da hesaba kata-rak net bir ifade ile tanımlama zorunluğu doğmuştur. Ülkemiz mevzuatına (24/3/2005 tarih ve 5324 sayılı Kozmetik Kanunu) göre kozmetik ürünler aşağı-daki gibi tanımlanabilir:

Kozmetik ürün: Vücut dışındaki herhangi bir kısmın (dişler dahil) temizlen-mesi, güzelleştirilmesi veya görünümünün değiştirilmesi veya hoş koku katmak amacıyla üretilmiş hazır ürünler veya bunların hazırlanması için kullanılan ara maddeleri içine alan genel bir terimdir. Bu ürünler dökme, serpme, ovma, fırça ile sürme veya başka herhangi bir yöntem ile uygulanır.

Kepek şampuanı ve diş macunu gibi ürünler kısmen bireyin genel izlenimi-ni iyileştirme amacını güderken kısmen de vücudun işleyişine katkı yaptığı için hem kozmetik hem de ilaç gibi düşünülebilir. Sabun, temizleyici bir madde ol-duğu halde geleneksel olarak kozmetik sayılmazken, kokulandırıcı ve nemlen-dirici gibi maddeler katıldığında kozmetik ürün sayılır.

Kozmetiklerin SınflandırılmasıHer kozmetik ürün bir karışımdır. Bu karışım, genellikle bir çözücü sıvı yanın-

da, emülsiyonlaştırıcı, koruyucu, antimikrobiyal, kıvam düzenleyici, renk/koku verici, pH düzenleyici vb bileşenler içerir.

• Çözücü olarak kullanılan su ve/veya yağ, makyaj malzemesinin uygulan-

dığı cilt dokusunun nemini ve doğal yağ ihtiyacını karşılamak yanında

karışımın ana maddesini oluşturur. Bu amaçla kullanılan yağlar arasında,

hindistan cevizi yağı, hurma yağı ve hint yağı başta gelir.

• Emülsiyonlaştırıcı, karışımdaki hidrofil ve hidrofob bileşenlerin birbiri

içinde dağılmasını sağlar. Kozmetik ürünlerde en yaygın kullanılan emülsi-

yonlaştırıcı, sodyum lauril sülfattır (Sayfa 201).

• Koruyucu madde, cildi gün ışığındaki UV ışınlardan ve atmosferdeki SO2

gibi zehirli gazlardan korur. Örneğin; paraamino benzoik asit ve benzofe-

non, UV ışınlara karşı koruma sağlar.

Kozmetikler

COOH

NH

O

Paraaminobenzoik asit

Benzofenon


KİMYA HER YERDE

• Antimikrobiyal maddeler, uygulandıkları ciltte mikroorganizmaları ge-çici bir süre için öldürür. Alkoller, benzoil peroksit ve çinko oksit (ZnO) bu maddelere örnektir.

• Kıvam düzenleyiciler (nemlendiriciler), kozmetik ürünün amacına uy-gun akışkanlık kazanması için gereklidir. Bu türden maddelerin bazıları akışkanlığı az sıvılardır. Poli (etilenglikol) böyle bir sıvıdır. Bazıları ise içine su alarak jel oluşturur ve bu yolla akışkanlığı azaltır. Selüloz ve türevleri bu türdendir. Bu maddeler, su tutucu oldukları için cildin nemli kalmasını da sağlarlar.

• Renk maddeleri, kozmetik ürünün uygulandığı dokunun rengini değiş-tirme amacı ile kullanılır. Ten, dudak, tırnak, saç, kirpik ve kaş boyaları bu sınıfa girer.

Kozmetik ürünlerde kullanılan boyalar, gıdalara katılmasına müsaade edi-

len zararsız maddeler olmalıdır. Bunların başlıcaları Fe2O3 (kırmızı) gibi mineral

maddeler ve indigokarmin (E132), tartrazin (E102), eritrosin (E127) boyalarıdır.

• Koku maddeleri (aroma maddeleri), kozmetik ürünün kabul edilebilirli-

ğini artırmak için kullanılır. Bu maddeler genellikle turunçgillerden, çam-

lardan vb. elde edilmiş doğal uçucu yağlardır.

Kozmetik ürün, içine katılan bileşenlerin oranlarına bağlı olarak farklı fiziksel

görünümlerde hazırlanabilir. Kozmetik ürünleri, fiziksel görünüme göre 6 ayrı

grupta düşünebiliriz:

1. Toz ürünler

2. Süspansiyonlar

3. Emülsiyonlar

4. Çözeltiler

5. Mum kıvamında ürünler

6. Kozmetik sabunlar

• Toz ürünler, pudra adı ile de bilinir. Bu tip ürünler, ciltteki teri soğurarak

akmayı ve boyaların bozulmasını önler.

OHHO

Poli (etilenglikol)



Şekil 4.38. Cilt temizliğinde kullanılan kozmetik ürünle-rin çoğu çözelti tipi karışım-lardır.

• Süspansiyon tipi kozmetikler, bir katının sudaki süspansiyonudur. Gere-

kiyorsa, yüzey aktif madde katılarak süspansiyon kararlı hale getirilir. Ama

çoğu zaman çalkalamak yeterlidir. Ciltte kaşınmayı önlemek için makyaj

altına uygulanan kalamin losyonu (%5 - 8 ZnO veya ZnCO3 süspansiyonu)

bu tür kozmetiklere örnektir.

• Emülsiyon tipi kozmetikler, yağın sudaki veya suyun yağdaki emülsiyo-

nu şeklinde olabilir. Fondöten, nemlendirici, cilt temizleme sütü/ losyonu/

kremi bu türden kozmetiklerdir.

• Çözelti halinde kozmetikler, cilt temizliği ve nemlendirme amacı ile kul-

lanılan ürünlerdir. Örneğin, “su + emülsiyonlaştırıcı + gliserin + salatalık

bitki özü” karışımı çözelti halindedir ve temizleme, nemlendirme amacı ile

kullanılır. (Şekil 4.38)

• Mum kıvamında ürünler, çözücü oranı az olduğu için akışkanlığı çok

azalmış, küçük boy çomak halinde kalıplanan kozmetiklerdir. Rujlar bu tip

ürünlere örnektir.

• Kozmetik sabunlar, safsızlıkları ve katkıları bakımından normal sabun-

dan farklıdır. Normal sabun üretilirken içinde az miktarda baz (soda veya

NaOH) kalır ve bu kalıntı baz, cildi az da olsa tahriş eder. Kozmetik sabun-

larda bu fazlalık baz giderilerek cilt pH’sının aşırı yükselmesi önlenir. Ayrıca

sabuna, antiseptik, nem tutucu ve hoş kokulu katkılar konabilir.

Saç Kozmetikleri

Saçın rengini ve görünümünü değiştirmek amacıyla kullanılan saç boyaları,

briyantinler, jöleler ve saça kalıcı şekil veren diğer kimyasallar (perma) saç koz-

metiklerinin başlıcalarıdır. Saç temizliği için kullanılan şampuanlar da bu sınıfa

dâhil edilebilir.

Saç boyaları, saçı oluşturan keratin proteinine tutunarak kendi rengini saça

veren veya saça tutunduğu için yeni bir renk oluşturan maddelerdir. Bitkisel kö-

kenli veya sentetik olabilirler. Kına ve papatya özü bitkisel boyalardır. Yaygın

kullanılan boya öncülerinden alfa naftol ve rezorsin ise sentetik maddelerdir. Bu

maddeler saçtaki proteinlerle etkileşerek kendilerine özgü yeni renkler oluştu-

rurlar.

OH

OHOH

Alfa naftol (kırmızı saçlar için)

Rezorsin (sarı saçlar için)


KİMYA HER YERDE

Saçlar boyanmadan önce doğal renklerini yok etmek için hidrojen peroksit

(H2O2) maddesinin %3’lük çözeltisi (oksijenli su) ile yıkanır. Bu madde saç telleri

içindeki doğal renk verici moleküllerle etkileşip onları renksiz ürünlere dönüş-

türür. Bu işlem saçın doğal yapısının bozulması anlamına gelir. Renksiz saçlara

daha sonra istenen renk verilir.

Saç boyalarının sürekli kullanımı, saç dökülmesi, deride allerji ve dermatit

gibi sağlık sorunlarına yol açabilir. Saç boyalarına, Pb2+, Bi3+, Hg2+, gibi katyonla-

rın katılması, ağır metal zehirlenmesine yol açacağı için daha da çok dikkat ister.

Briyantinler, saçın parlak görünmesi ve şeklini koruması için uygulanan

karışımlardır. Başlıca bileşenleri, yağlar, ağır hidrokarbonlar (vazelin), yağ türev-

leri, yüzey aktif maddeler, polietilenglikol gibi nem tutucular vb dir. Briyantin

kullanımının sakıncaları arasında, saçın aşırı toz çekip kirlenmesi ve briyantin

karışımına zararlı maddelerin katılmasıdır.

Saç jöleleri, katyonik yüzey aktif madde (Sayfa 205) katılmış vazelin + mum

karışımıdır. Vazelin ve mum saçın dışını kaplayarak kayganlık ve tarama kolaylığı

sağlar. Katyonik yüzey aktif maddenin hidrofil ucu, saç yüzeyindeki amino asit-

lerin serbest COO- gruplarına tutunur. Dışa uzanan uzun hidrokarbon zincirleri,

saç tellerinin birbirine tutunmasını önler. Böylece saç daha hacimli yani daha

gür görünür.

Saç jölelerinde, ana bileşenleri olan vazelin, mum ve katyonik yüzey aktif

madde yanında, saçın su kaybını önleme, saçı güneşten koruma, saçın protein

içeriğini zenginleştirme gibi olumlu etkileri olduğu iddia edilen onlarca çeşit

kimyasal maddeler vardır. Bu maddeler saçlı ciltte allerji veya dermatit gibi sağ-

lık sorunları doğurabilir.

Saça şekil veren diğer maddeler (perma maddeleri), saç kozmetikleri ara-

sında en çok kimyasal değişime yol açan maddelerdir. Bu maddelerden bazıları,

saç telindeki keratin proteini zincirlerini birbirine bağlayan bazı çapraz bağları

koparır. Örneğin; bu bağlar saçı kıvırcık yapan bağlar ise, kimyasal madde uy-

gulanınca saç düzleşir.



Aksine keratin zincirleri arasındaki bağlar saçları düz olmaya zorluyorsa, kim-yasal madde, bağları kopararak saçın düz olma eğilimini yok eder. Saç silindir bi-çimli gereçlere (bigudi) sarılıp, şekil verildikten sonra başka bir kimyasal madde ile protein polimerleri arasında yeni kimyasal bağlar oluşturulur. Sonuçta düz saç kıvırcık hale dönüşür ve saç yenileninceye kadar bu halini korur.

Saça şekil vermek için en yaygın kullanımda olan iki madde, tiyoglikolik asit tuzları ve hidrojen peroksittir. Tiyoglikolik asit saç tellerinin doğal yönelme eği-limini (kıvırcık veya düz olmasını) belirleyen polimerler arası çapraz bağları ko-parır. Hidrojen peroksit ise istenen şekil verilmiş saçlarda yeniden çapraz bağlar oluşturur; saçın verilen yeni şekle göre yönelmesini sağlar.

Saçın doğal yapısına dıştan müdahele anlamına gelen şekil verme işlemleri, saç dökülmesini hızlandırabilir.

Şampuanlar, pH değeri cildin pH değerine yakın olacak şekilde ayarlanmış; yüzey aktif madde olarak sodyum lauril sülfat ve/veya onun gibi cilde zararsız bir madde kullanılan saç ve cilt temizleme karışımlarıdır. Bazı şampuanların yapısına, pH düzenleyici ve yüzey aktif madde yanında, nemlendirici, köpük ayarlayıcı, akışkanlık sağlayıcı ve koruyucu maddeler katılır. Hoş koku bırakma amaçlı aroma katkıları da vardır.

İlaçlar, canlıların vücudunda gerçekleşen kimyasal/biyolojik olayları etkile-

yen; bu olayların seyrini değiştiren maddelerdir. Bu özellikleri sebebiyle ilaçlar,

hastalıkların teşhisini ve/veya tedavisini mümkün kılar veya ağır seyreden bir

hastalığı hafifletir. Hastalıktan koruyucu etkileri olan maddeler de ilaç sayılır.

Besinlerin ilaçlarınkine benzer özellikleri var olmakla birlikte besinler ilaç

kabul edilmez. Başka bir deyişle ilacın besin olarak bir değeri var olsa bile ilaç

bu özelliği için kullanılmaz. İlaç, organizmanın doğal işleyişi dışındaki biyolojik

olayları etkilemek içindir.

İlacın vücuda veriliş tarzı, vücutta hedeflenen dokunun ve etken maddenin

özellikleri ile doğrudan ilgilidir. Örneğin; mide antiasitleri ağızdan alınmalıdır;

çünkü kullanılacağı yer midedir. Buna karşılık insülin hormonunu ilaç olarak kul-

lanan hastalar bu ilacı ağız yoluyla alamazlar, çünkü insülin besinlerin proteini

gibi midede sindirilir.

O

OHHS

Tiyoglikolik asit

İlaçlar


KİMYA HER YERDE

İlaç Tipleri (İlaç Formları)İlaçlar genel olarak karışım halinde üretilir. Bu karışım katı, sıvı (çözelti) veya

dispers halde (emülsiyon ve süspansiyon) olabilir. Solunum sisteminde kullanı-lan ilaçlar gaz (aeresol) halinde de verilebilir. Hangi fiziksel halde olursa olsun ilaçlar, bir seferde kullanılacak ilaç miktarı (doz) kolay ayarlanacak şekilde üreti-lirler. Örneğin her ilaç tabletinde belli miktarda etken madde bulunur.

Etken madde ile hazırlanmış karışımın fiziksel haline ve ilacın ulaşacağı dokunun vücuttaki yerine bağlı olarak farklı ilaç tipleri (formülasyonlar) geliş-tirilmiştir. Piyasada 20 civarında farklı ilaç formu bulunmaktadır. Bunlardan en yaygınları, ampuller, tabletler, kapsüller, drajeler, şuruplar, kremler, merhemler, damlalar, spreylerdir.

Ampuller, doğrudan kana veya deri altına veya kaslara verilecek ilaçların kapalı cam ambalajlarıdır. Genelde bir ampul içine bir kullanımlık etken madde konur. Ampuldeki etken madde, su, yağ gibi bir çözücü içinde çözünmüş veya çok küçük boyutta dağılmış haldedir. Ayrıca ampul içine, çözeltinin osmotik ba-sıncını vücut sıvılarınınkine eşit yapacak kadar NaCl tuzu eklenir.

Tabletler, ağız yoluyla alınan katı ilaç formlarının en yaygınıdır. Tabletler-deki etken madde oranı genelde % 10’u geçmez. Etken madde, TiO2 ve CaCO3 gibi vücuda zararı olmadığı bilinen bir mineralin tozu ile karıştırılıp seyreltilir. Seyreltme amaçlı bu katıya dolgu maddesi denir. Tabletteki dolgu maddesi ile yutma kolaylaştırıcı (kayganlaştırıcı), tatlandırıcı, renklendirici vb. maddelerin toplam oranı genelde %80 civarındadır. Geri kalan kısım, tabletin midede dağıl-masını/çözünmesini kolaylaştırıcı maddelerdir.

Bazı tabletlerin dış yüzeyi, etken maddenin kötü tadını örtmek için şeker ile kaplanır. Böyle tabletlere draje denir. Tabletin midede çözünmesini önleyip en-zim etkisiyle bağırsaklarda parçalanan protein veya karbon hidrat filmlerle kaplı tabletler de vardır.

Kapsüllerde, katı etken madde, diğer bileşenlerle birlikte küçük boyutlu silindirik bir kap (kapsül) içine doldurulmuştur. Kapsülün dışındaki malzeme, maksada göre midede veya bağırsakta çözünür.

Şuruplar, diğer formlarda ilaç alması zor olan çocuklar ve solunum yolu ra-hatsızlığı olan hastalar için geliştirilmiş bir ilaç formudur. İlaç dozunu ayarlamak için standart bir kaşık ölçek kullanılır. Şuruptaki etken madde, su, tatlandırıcı ve diğer yardımcı bileşenlerle bir arada çözülmüştür. Genelde çözelti halindedir ancak süspansiyon ve emülsiyon halinde şuruplar da vardır



Kremler, etken maddenin diğer bileşenlerle birlikte su ortamında yüksek

derişimde dağılarak, oluşturduğu yarı akışkan dispers sistemlerdir. Deri üzerine

uygulamak için kullanılır.

Merhemlerin, kremlerden tek farkı, dağıtıcı ortam olarak su yerine yağ içer-

mesidir. Bu ilaç formu da deri üzerine uygulanır.

Damlalar, genelde göz, kulak ve burun için uygun ilaç formudur. Etken

madde, damlatılacağı dokuya zarar vermeyen kimyasallarla osmotik basıncı

ayarlanmış su içinde çözülmüşdür.

Spreyler, özellikle solunum sistemi ilaçları için yararlı bir ilaç formudur. Ör-

neğin; astım hastaları solunum rahatlatıcı olarak ya buharları doğrudan akciğer-

lerine çekerler, ya da ilaç spreyde aeresol haline getirilerek akciğerlere ulaştırılır.

Hangi ilaç formunu kullanalım?

Bazı ilaçlar eczanelerde farklı formlarıyla bulunabilir. Örneğin; antibiyo-

tikleri tablet, şurup (süspansiyon) ve ampul formunda bulabiliriz (Şekil 4.39).

Böyle ilaçları kullanırken, doktor hangi formu önerdiyse o formu kullanmak çok

önemlidir. Çünkü; ilaçlar birden çok hastalık için deva olabilir ve her hastalığın

gerektirdiği doz ve form farklı olabilir.

Şekil 4.39. Penisilin; ampül, tablet ve şurup formunda bulunabilir


KİMYA HER YERDE

1) Birçok hazır gıdanın ambalaj etiketinde bulunan E102, E300 ve E965 gibi kod-

lar ne anlama gelir? Açıklayınız.

2) Hazır gıdaları korumak amacı ile kullanılan antioksidan ve pH düzenleyicilerin

işlevlerini karşılaştırınız.

3) Sabunun temizleme etkisini açıklayınız. Bir sabun molekülü çizerek hidrofil

ve hidrofob grupları gösteriniz.

4) Deterjanların ana maddesi olan yüzey aktif maddelerin temizleyici etkisini

molekül yapıları ile ilişkilendiriniz ve kir giderme sürecini açıklayınız.

5) Polimer, monomer, dimer ve mer kavramlarını bir polimer örneği üzerinde

açıklayınız.

6) Kozmetik ürünlerde kullanılan başlıca bileşenleri listeleyiniz; her bir sınıf için

örnekler veriniz.

7) İlaç formlarından tablet, ampul, kapsül ve şurup tipleri için dörder ilaç örne-

ğini eczanelerden araştırıp listeleyiniz.


NOTLARIM:



Şekil 4.40. Okulda kullan-dığımız kırtasiye malzeme-leri

Şekil. 4.41. Eski Mısır’daki papirüs üretimi geleneği turistik ölçekte de olsa hala sürdürülmektedir.

BÖLÜM3. OKuLDA KİMYA

Defter, kâğıt, kalem, silgi, tahta kalemi, mürekkep, tebeşir, yapıştırıcı vb. malzemeler okulda en çok kullandığımız kırtasiye malzemeleridir (Şekil 4.40). Kırtasiye malzemelerinin çeşitliliği arttıkça, içerdikleri kimyasal maddeler çeşit-lenmekte ve bu maddeler insan sağlığını tehdit eder hale gelmektedir.

Hepimiz için kırtasiye malzemelerinin kimyasal yapısını bilmek ve onların zararlı etkilerinden korunmak gereklidir.

KâğıtKâğıt, M.Ö 3. yüzyıldan beri üretildiği bilinen ve üzerine yazı yazmakta kul-

lanılan çok faydalı bir malzemedir. Başta odun olmak üzere selüloz oranı yüksek bitki kısımlarından üretilir.

Kâğıda benzeyen ve adına papirüs denilen ürün kâğıttan daha eski olup, tahminen M.Ö 2000’lerde bilinen bir malzemeydi. Eski Mısırlı’ların icadı olan bu malzeme, Nil Nehri kıyısındaki papirüs sazlarından yapılıyordu (Şekil 4.41) ve ham maddesi sınırlı olduğu için yaygınlaşmamıştı. Kâğıdın yaygın hale gelmesi, ham maddesinin her yerde bulunuyor olması ile ilgilidir.

Günümüzde kullanılan kâğıtlar hala selülozdan üretilmektedir. Ancak kâğı-dın yüzey özelliklerini, sağlamlığını ve dayanım süresini geliştirmek için çeşitli katkılar kullanılmaktadır. Örneğin; üretim sürecinde kâğıt hamuruna katılan kil ve alüminyum hidroksit, Al(OH)3, selüloz lifleri arasındaki boşlukları doldurarak gözenekleri azaltır. Kağıt hamuruna katılan sentetik polimerler ise kağıdın sağ-lamlığını geliştirir.

Araştırma Ödevi:Kâğıt üretimi ile ilgili ansiklopedileri ve internet kaynaklarını kullanarak;

• kâğıt üretiminde en çok hangi bitkilerin kullanıldığını,

• odundaki selülozun, kabuk ve benzeri kısımlardan nasıl ayrıldığını,

• odunun nasıl ince lifler haline getirildiğini,

• odun liflerinin nasıl beyazlatıldığını,

• beyazlatılmış liflerin nasıl kâğıda dönüştürüldüğünü,

• kâğıda katılan yardımcı maddelerin üretim sürecinin hangi aşamasında nasıl katıldığını

öğreniniz ve öğrendiklerinizi rapor haline getiriniz.

Kırtasiye Malzemeleri


KİMYA HER YERDE

Şekil 4.42. Grafitteki C atomları düzlemler oluş-turur. Bu düzlemler birbiri üzerinden kolayca kayabilir.

Kâğıtlar ve SağlığımızKâğıtlar, yazılı belgelerde binlerce sene saklandığı için zamanla bozunup,

sağlığa zararlı ürünlere dönüşebilirler. Bozunmanın başlıca sebebi, üretim sü-recinde kâğıdın içinde kalan Al2(SO4)3 tuzu (bu tuz asidik özellik taşır) ve kâğıt üzerinde üreyen mantar ve bakteri tipi mikroorganizmalardır. Kâğıtta selüloz-la birlikte bulunan lignin, asit etkisi ile bozunup renkli ürünlere dönüşür, kâğıt renklenir.

Kâğıtta mikroorganizmaların üremesi, sağlık açısından sorunlar çıkarır. Bu mikroorganizmaların sporları ve salgıladıkları toksinler, solunum yollarında ve sinir sisteminde rahatsızlıklara sebep olabilir. Bu yüzden eski kitap ve belgeleri açarken dikkatli olmak gerekir.

Kalemler

Kurşun Kalem, karbon elementinin allotroplarından biri olan grafit ile kilin karışımından yapılır. Eski dönemlerde grafit yerine kurşun kullanıldığı için gele-neksel olarak bu adla anılır.

Grafit, düzlemsel katmanlardan oluşan bir maddedir (Şekil 4.42). Bu mad-denin tozları kil ile karıştırılıp basınç altında ince çubuk haline getirilir. Bu çu-bukların uçları kâğıt gibi düz bir yüzeye sürülünce, uçtaki karbon atomu düz-lemlerinden 20-30 kadarı koparak kâğıda yapışır. Yani kurşun kalem izi, üst üste grafit düzlemlerinin verdiği rengi almaktadır.

Kurşun kalemlerdeki kil oranı arttıkça, kalemin sertliği (H) artarken kalem izinin siyahlığı (B) azalır. Kalem üzerindeki HB harfleri, kalem ucunun normal sertlikte ve kalem izinin normal siyahlıkta olduğunu gösterir (H: hard; B: black).

Kurşun kalemlerin yapısındaki kimyasalların sağlık açısından bir zararı yok-tur. Ayrıca kurşun kalem lekeleriyle kâğıt arasında kimyasal bağlar oluşmadığı için, bu lekeleri silgilerle silmek çok kolaydır.

Tükenmez kalemler, az akışkan mürekkebini iç haznesinden ucundaki dö-nebilir çelik bilyeye dağıtarak, mürekkebin yüzeye aktarılmasını sağlayan basit düzeneklerdir (Şekil 4.43). En yaygın mürekkep renkleri mavi, siyah ve kırmızı-dır. Uçtaki bilyenin boyutu değişken olup, genellikle çelik veya pirinç alaşımın-dandır.

Tükenmez kalem mürekkepleri kâğıda ve kumaşa kimyasal bağlarla bağlan-dığı için bu kalemlerin izleri silgilerle silinemez. Bu mürekkepleri iyi çözen ase-ton gibi çözücüler bile kumaşlardaki lekeleri çıkarmada tam başarı sağlamaz. Şekil 4.43 .Tükenmez kale-

min çalışma ilkesi

Çelik bilye

Mürekkep



Şekil 4.44. Mürekkep bo-yası (sarı) suda çözünürken, pigment (siyah) suda çö-zünmez.

Silgiler

Silgiler, kurşun kalem izlerinin silinmesinde kullanılır. Doğal kauçuk veya

sentetik kauçuktan yapılır. Bu polimerler hidrofob karekterli olduğu için, kurşun

kalem izindeki karbon halkalarına etkili London kuvvetleriyle bağlanırlar. Bu

bağlar kâğıdı kalem lekesine bağlayan kuvvetlerden daha güçlüdür.

Mürekkepler

Mürekkebin esası, renklendirici bir madde ve bir çözücü/dağıtıcı ortamdan

oluşur. Renklendirici maddeye, çözücü/dağıtıcı sıvıda çözünüyorsa boya, çö-

zünmeyip mikrometre boyutlu tanecikler halinde dağılmışsa pigment denir

(Şekil 4.44). Mürekkebin uygulandığı yüzeye tutunması için bir bağlayıcı, akış-

kanlığını ayarlamak için de başka katkılar kullanılır.

Örneğin; yüzyıllardan beri kullanılan bir tür mürekkep, FeSO4 tuzu (zaç) ile

meşe palamutundan elde edilen tannik asidin birlikte suda çözülmesiyle elde

edilir. Bu çözeltiye kemikten elde edilen bir tür tutkal (hayvan tutkalı) katılır-

sa, kâğıt üzerinde iz bırakma özelliği gelişir. Aşırı akıcılığını önlemek için başka

maddeler de katılınca divitli açık uçlarla (cibre) yazmaya elverişli bir mürekkep

ele geçer. Dolma kalemlerde kullanılan mürekkepler ciddi bir sağlık sorununa

yol açmaz; ancak cilde temasından sakınılmalıdır.

Matbaa ve bilgisayar yazıcı mürekkeplerinin bileşimi daha karmaşıktır. Bu

mürekkeplere boya ve/veya pigmentlerin yanı sıra yayılma kolaylaştırıcı yağlar;

emülsiyonları kararlı kılan yüzey aktif maddeler vb. katılır. Katkıları çok olduğu

için matbaa mürekkeplerinin tahmini zor sağlık sorunları çıkarabileceği unutul-

mamalıdır. Özellikle matbaalarda çalışanlar, bu mürekkeplerin çözücü buharla-

rından kaçınmalıdır. Ayrıca matbaa mürekkeplerinin cilde zarar verebildiği bi-

linmektedir.

Mürekkep ne demek? Mürekkep, Arapça / Os-manlıca bir kelime olup “bileşik“ anlamına gelir. Simyacılar, bileşikle karı-şım arasındaki farkı bilmi-yorlardı.

Yeri Gelmişken

Kauçuk silgiler gelişti-rilmeden önce, kağıttaki kurşun kalem ve kömür izlerini silmek için mum kullanılırdı. Kabuksuz ek-mek de silgi olarak kulla-nılmıştır.

Parşömen filmler ve pa-pirus üzerindeki mürek-kep izleri ise kum taşı ya da ponza taşı ile silinirdi.



KİMYA HER YERDE

Beyaz tahta kalemlerinin mürekkeplerinin çözücüleri, kolay kuruması

için, su yerine uçucu organik sıvılardan seçilir. Benzen, ksilen ve toluen gibi kan-

serojen sıvıların bu mürekkeplere katılması yasaktır. Yasaklı olmayan çözücüler

de aşırı solununca baygınlık dahil çeşitli sağlık sorunlarına yol açabilir. Bu ka-

lemlerle tahtaya yazarken çok yaklaşmamak ve 2 - 3 dakikada bir ara verip temiz

hava solumak önemlidir. Bu kalemler kullanıldıktan sonra ucunu açık bırakma-

mak gerekir.

Tebeşirler

Tebeşir, büyük oranda kalsiyum karbonat, az miktarda kil ve kum tozu içerir.

Tebeşirde kullanılan kalsiyum karbonat doğal kireç taşından değil özel deniz

dibi çökellerinden elde edilir. Bu çökeller, jeolojik zamanlar boyunca deniz dibi

canlılarının kabuklarının birikmesiyle oluşmuştur.

Okullarda kara tahtalarda yazı yazmak için kullanılan tebeşir, ince tebeşir

tozunun renk maddeleri ve suda çözülen yapıştırıcılarla karıştırılıp, kalıplara dö-

külmesiyle elde edilir. Bu tebeşirlere nemlendirici maddeler ve az miktarda yağ

katılarak tozsuz tebeşirler de yapılmaktadır.

Yapıştırıcılar

Doğal yapıştırıcılar, nişasta (dekstrin), doğal reçine, kazein ya da başka bir

protein polimerinden yapılır. Örneğin, un hamur yapılıp bu hamur tuzlu su ile

yıkanırsa, basit bir yapıştırıcı olan gluten elde edilir (6. Etkinlik).



Ne öğreneceğiz?

Undaki proteinlerden glüteni ayırarak yapıştırma özelliklerini keşfedeceğiz.

Araç-Gereç:

• Un (Ekmeklik, yaklaşık 100 g)

• Kâse (porselen veya cam; 1L)

• Tuz çözeltisi (3 L suda 30 g NaCl çözülür).

• Plastik kova (20 L; atıklar için)

Adımlar-Yorumlar:

1. Unu kâseye alarak üzerine ½ bardak su koyup hamur haline getiriniz.

2. Her seferinde yaklaşık 100 mL su kullanarak hamuru 8 - 10 kez yoğurup yıkayınız ve yıkama sularını

kovaya boşaltınız. Nişasta, albümin tipi proteinler ve undaki mineral maddeler su ile kolayca karışırken glü-

ten polimerleri suya karışmaz; hamur halinde kalır. Yıkama sularında nişasta bulunduğunu gösteren gözle-

miniz nedir?

3. Hamurdan geri kalan katıyı 2 - 3 kez de tuzlu su ile yıkayınız.

4. Elde ettiğiniz glüteni son olarak su ile yıkayıp, kâğıt havlu içinde kurutunuz. Islaklığı alınmış gluteni

kâğıt parçalarını yapıştırma özelliklerini deneyerek keşfediniz.

Yorumlayalım:

Hamur yoğrulurken undaki bazı proteinler birbirine bağlanır ve çok uzun zincirli glüten polimerini oluş-

turur. Gluten molekülleri, undaki diğer bileşenlerin aksine suda dağılmaz, birbirine tutunarak bütün katı

halinde kalır. Glutenle kalan bazı safsızlıklar tuzlu suda çözünerek ayrılıp gider.

Gluten polimeri, yapısındaki COO- ve NH2 gibi polar gruplar sayesinde selüloz yüzeyindeki OH- grupla-

rıyla hidrojen bağları yapar. Yapıştırma özelliğinin temeli budur.

undan Tutkal YapalımEtkinlik 6


KİMYA HER YERDE

Şekil 4.45. Sentetik yapıştı-rıcılardaki polimer molekül-leri, London kuvvetleriyle yüzeylere tutunur.

Nişasta ve proteinler, yapılarında çok sayıda polar grup olduğu için bu po-

lar gruplardan bazıları ile bir yüzeye, bazılarıyla da başka bir yüzeye tutunurlar.

Böylece iki yüzey birbirine yapışmış olur. Nişasta esaslı yapıştırıcılar, geçmişte

kese kâğıdı üretiminde, duvar kâğıdı yapıştırmada vb. kullanılmıştır. Hayvansal

yapıştırıcılar ise kitap ciltlemede ve ahşap yapıştırmada vb. işe yaramıştır.

Günümüzde, doğal tutkalların yerini büyük ölçüde sentetik yapıştırıcılar

almıştır. Sentetik yapıştırıcılar, herhangi bir organik sıvı içinde çözünmüş sente-

tik polimerden oluşur. Örneğin; lastik (kauçuk) yüzeyleri yapıştırmak için kauçu-

ğun toluendeki çözeltisi kullanılır.

Piyasadaki sentetik yapıştırıcılar, polivinil asetat, poliester, akrilik, sentetik

kauçuk gibi bir veya birkaç polimerin etil asetat, aseton, tolüen, metil etil keton

gibi sıvılarda çözülmesiyle elde edilir. Yapıştırıcının sürüldüğü yüzeyde çözücü

buharlaşırken polimer, yapışacak yüzeyle temas eder ve aradaki van der Waals

kuvvetleri, polimeri yüzeye bağlar (Şekil 4.45).

Sentetik yapıştırıcıların hem polimerleri hem de çözücüleri zararlı maddeler

olduğu için bu ürünleri dikkatli kullanmak gerekir. Çözücüleri nefesle ciğerle-

re çekmekten özellikle kaçınılmalıdır. Bu sıvıların buharları solunum yollarında,

akciğerlerde ve özellikle sinir siteminde geri dönüşü olmayan hasarlar bırakır.

Yapıştırıcıları cilde ve özellikle göze bulaştırmamak gerekir. Çünkü bu ürün-

lerdeki polimerlerin ciltten ve gözden temizlenmesi zordur, alerjik reaksiyonlara

yol açabilir.

1) Kurşun kalem izlerinin nasıl oluştuğunu açıklayınız.

2) Doğal ve sentetik yapıştırıcıların bileşimlerini karşılaştırınız.

3) Kâğıdın zamanla renk değiştirmesinin nedenini yazınız.

4) Eski kâğıtta insan sağlığına zarar veren etkenler ve etkileri nelerdir? Açıklayınız.

5) Mürekkeplerde kullanılan boya ve pigment arasındaki fark nedir?

6) Sentetik yapıştırıcıların yapıştırma mekanizmasını açıklayınız.




BÖLÜM4. SANAYİDE KİMYA

Gübreler

• Birincil besin elementi

• Makro element• İkincil besin

elementi• Eser besin elementi• Mikro element• Yapay gübre• Ötrofikasyon• Popülasyon• Harç• Dolgu malzemesi• Kristal cam• Sır• Pişirme• Bağlayıcı madde• Yüzey örtücü madde• Su bazlı boya• Yağlı boya• Tiner• Selülozik tiner • Sentetik tiner

Kavramlar

Tarımsal üretimin sürdürülebilirliği, ancak uygun tarım yöntemleri ile müm-kündür. Bitkilerin beslenme ortamı topraktır. Tarımda istenen verim ve kalitede ürün elde etmek için birinci şart, toprağın verimliliğini artırmaktır. Bitkilerin ha-vadan ve sudan aldığı C, H ve O elementlerinin toprak verimliliği ile ilgisi yoktur. Toprak verimliliğini arttırmada en önemli faktörler ise topraktaki birincil, ikincil ve eser besin elementleridir. Toprakta birincil besin elementleri (makro ele-mentler) denince,

• N, azot

• P, fosfor

• K, potasyum

akla gelir. İkincil besin elementleri de üç tanedir:

• Ca, kalsiyum

• Mg, magnezyum

• S, kükürt

Eser besin elementleri aşağıda listelenmiştir.

• B, bor

• Cl, klor

• Mn, mangan

• Fe, demir

• Zn, çinko,

• Cu, bakır,

• Mo, molibden

• Ni, nikel Bitkiler birincil besi elementlerini çok kullandığı için toprak, zamanla bu

elementler bakımından fakirleşir. Topraktaki birincil besin elementi azalmaları yapay gübreler ile telafi edilir.

İkincil besi elementleri çoğu toprakta yeterince vardır. Bazı topraklar Ca ba-kımından fakir olabilir ve böyle topraklar Ca içeren bir gübre gerektirebilir.


KİMYA HER YERDE

Eser besin elementleri (mikro elementler), ürüne ve toprağa bağlı olarak, bazı gübrelere katılarak toprağa verilebilir; veya çözelti halinde ayrı uygulanır.

Bu bölümde, toprağın makro besin elementlerini içeren amonyum sülfat ve diamonyum fosfat gübrelerini ele alacağız. Pek çok toprak potasyum bakımın-dan yeterince zengin olduğu için potasyumlu gübreler konumuzun dışındadır.

Amonyum sülfat ((NH4)2(SO4)) kristal yapısı nedeniyle çiftçiler arasında “şe-ker gübre” olarak da bilinir. Amonyak ve sülfürik asitten elde edilir:

( )NH H SO NH SO2 3 2 4 4 2 4$+

Bu gübre, bitkinin hem azot hem de kükürt ihtiyacını karşılar. Bitkinin gelişi-mini hızlandırır, kök ve sapların incelmesini engeller, dayanıklılığını arttırır. Özel-likle kurak geçen yıllarda toprakta kükürt noksanlığı daha fazla göründüğünden bu dönemlerde kullanılabilir.

DAP, diamonyum fosfat, (NH4)2HPO4 gübresinin kısaltılmış adıdır. Dia-monyum fosfat tuzu, amonyak ve fosforik asitten elde edilir.

( )NH H PO NH HPO2 3 3 4 4 2 4$+

Gübreye, seyreltici ve kalsiyum sağlayıcı olarak CaCO3 katılır. Bu gübre bit-kinin azot ve fosfor ihtiyacını karşılar. Bitki besini olarak fosfor, bitkinin ilk geliş-me dönemlerinde kök gelişmesi için çok önemlidir. Yeterli miktarda veya uygun derinliğe uygulanmaması durumunda bitkide fosfor noksanlığı görülür, verim-de ve kalitede büyük düşüşler olur. DAP gübresi hububat için uygun bir gübre olup, İç Anadolu’da yoğun şekilde tercih edilmektedir. Ayrıca fosfor eksikliğinin yoğun hissedildiği topraklarda birçok üründe başarı ile uygulanabilmektedir.

Gübreler ve Çevre

Gübrelerin yapısındaki katyon ve anyonların tamamı bitkiler tarafından kul-

lanılmaz. Kullanılmayan iyonlar, yağmur sularıyla yıkanarak yer altı ve yer üstü

sularına karışırlar. Irmak ve göllerde biriken azot ve fosfor, su ortamını yosunla-

rın ve diğer su bitkilerinin aşırı çoğalması için elverişli hale getirir.

Sonuçta balıkların ve diğer su canlılarının yaşam alanları daralır ve doğal

denge bozulur. Bu sürece ötrofikasyon adı verilir. Ötrofikasyon birçok akar su

ve gölde balık ve kerevit popülasyonlarını olumsuz etkilemektedir.



Aşırı gübre kullanımı ovalardaki yer altı sularının (taban suları) içim kalitesini

ve sulama suyu olarak kullanımını olumsuz etkiler. Çünkü; yer altı suyunda do-

ğal olmayan kaynaklardan gelen tuzlar çoğaldıkça, içim kalitesi azalır ve suyun

toprağı çoraklaştırma etkisi artar.

Yapay gübrelerin toprak üzerine de olumsuz etkileri vardır. En çok kullanılan

gübreler asidik karakterli olduğu için toprağın pH değerini düşürürler. Toprağın

kendini yenilemesine yardımcı olan bakterilerden bazıları asidik ortamlarda ço-

ğalamadığı için, topraktaki canlı dengesi (toprak faunası) bozulur. Ayrıca gübre-

ler, topraktaki tuz oranını doğrudan yükseltmektedir.

Sonuç olarak; yapay gübreleri ihtiyaç olduğu kadar kullanmak, aşırısından

kaçınmak gerekir. Bu aynı zamanda gübre israfının da önüne geçecektir.

NOTLARIM:


KİMYA HER YERDE

Bitkilerin İhtiyaç Duyduğu Elementler ve İşlevleriElement İşlevi Eksikliği halinde sorunlar

Makro

Element

COrganik moleküllerin en önemli yapı taşlarıdır. (Bitkiler bu elementleri

havadan ve sudan karşılayabilir)Büyüme olmaz ve bitki ölür.H

O

N

Bitkilerde yaprak ve gövde oluşumunu sağlar. Proteinin ana maddesi

olup güneş enerjisini bitki için faydalı enerji haline dönüştüren klorofil

molekülünde yer alır.

Büyüme olmaz ve bitki ölür.

PBitkilerde özellikle çiçeklenme, kök gelişimi, tohum ve meyve oluşu-

munda önemli rol oynamaktadır.Büyüme olmaz ve bitki ölür.

KÜrünün kalitesini arttırır, meyvenin tadına, aromasına ve rengine katkıda

bulunur. Bitkinin su dengesini düzenler.

Su dengesi bozulur. Bitki sapla-

rında kolay kırılmalar gözlenir.

SÜrün miktarını ve ürünün kalitesini etkiler. Bitkilerde protein, enzimler ve vitaminlerin işlevlerine yardımcı olur.

Verimlilik düşer.

Ca

Bitkide hücre duvarlarını güçlendirir ve dolayısıyla çevresel etkilere kar-

şı bitkinin direncini artırır. Kök gelişimi, hücre bölünmesi ve hücrelerin

büyümesine yardımcı olur.

Kök sistemi çok zayıflar, gelişme

yavaşlar veya tamamen durur,

meyvelerin raf ömrü azalır.

MgKlorofilin yapısında yer alır, fotosentez için çok önemlidir. Bitkide şeker,

yağ ve nişasta oluşumuna katkıda bulunur.

Bitkilerde gelişme yavaşlar, to-

hum ve meyve verimi azalır.

Mikro

Element

Fe

Bitkilerde klorofil oluşumu için mutlak gereklidir. Fotosenteze, prote-

in ve karbonhidrat oluşumuna, solunuma ve çoğu enzimin faaliyetine

yardımcı olur.

Gelişme yavaşlar, kalite ve verim

azalır.

MnKlorofil oluşumuna yardım eder. Bitkilerde çeşitli enzimlerin işleyişinde

etkilidir. Protein ve karbonhidrat oluşumunda rol oynar.Bitki gelişimi bozulur.

CuBitkilerde klorofil üretimi için gereklidir ve fotosenteze yardımcı olur.

Bitkide su hareketinin dengelenmesine yardımcı olmaktadır.Gelişme ve verim azalmaktadır.

MoAzotun bitkiler tarafından alımı ve kullanımında etkilidir. Demir ve fos-

forun kullanılmasında rol oynar.

Çiçekler solar, bitki uzamaz. C vi-

tamini oluşumu azalır.

BBitkinin çiçek ve meyve tutmasına, meyvelerin olgunlaşmasına katkıda

bulunur.

Çiçeklenme, tohum ve meyve

verimi azalır.

ZnKlorofil oluşumu ve gelişmeyi teşvik eden hormonların faaliyetleri için

gereklidir. Bitkinin su almasında ve taşımasında görev alır.

Bitki gelişiminde gerileme, yap-

rak boyunda azalma ve şeklinde

bozulma olur.

ClBitkinin kökleriyle topraktan oksijen alımını kolaylaştırır. Ayrıca bitkinin

hava azotundan yararlanmasını kolaylaştırır.

Yapraklarda beyaz leke oluşumu,

yaprak uçlarında kuruma ve kıv-

rılmalar.

Okuma Parçası



Şekil 4.46. Kireç fırını.

Yapı Malzemeleri

Yapı malzemeleri, anorganik ve organik olmak üzere iki ayrı başlık altında

incelenebilir. Anorganik yapı malzemelerinin başlıcaları; kireç, kum, harç, cam,

porselen ve seramiktir. Organik yapı malzemeleri arasında, boyalar ve ahşap sa-

yılabilir.

Kireç, kireçtaşı denilen kalsiyum karbonat (CaCO3) mineralinden elde edilir.

Bu mineral, 850 - 950°C’de kalsiyum oksit (CaO) ve karbon dioksit (CO2) vererek

bozunur (ayrışır). Buradan elde edilen CaO bileşiğine halk arasında kireç denir.

ı ıCaCO s CaO CO3 2$+ +

Bu reaksiyon, kireç fırını denilen taş yapılar içinde gerçekleştirilir (Şekil

4.46). Kireç fırınından elde edilen kalsiyum oksit (CaO), sönmemiş kireç olarak

da bilinir. CaO üzerine bol miktarda su ilave edildiğinde, Ca(OH)2 (sönmüş ki-

reç) oluşur.

( ) ı ıCaO H O Ca OH s2 2$+ +

Kireç, hacminin üç katı kum ile karıştırılarak harç yapılır. Harçtaki kum, karı-

şım donarken, dolgu ve taşıyıcı iskelet malzemesi görevi üstlenir. Harçtaki sön-

müş kireç:

( )Ca OH CO CaCO H O2 2 3 2$+ +

tepkimesine göre havadaki karbon dioksit ile birleşir ve kalsiyum karbonata dö-nüşerek sertleşir. Aynı tepkimeden yararlanarak kumdan yapay taş elde edilir. Bunun için kireç, kum (SiO2) ile karıştırılıp, ısıl işlem uygulanır; CO2 li ortamda bir yandan CaCO3 oluşurken bir yandan da kireç, SiO2 ile etkileşip CaSiO3 oluşturur.

( )Ca OH SiO CaSiO H O2 2 3 2$+ +

Kireç harcının sertleşmesinde bu son tepkimenin de katkısı vardır.


KİMYA HER YERDE

CamlarCam denince, kristalleri olmayan, homojen saydam katılar akla gelir. Pencere

camı, plastik cam, kuartz camı gibi çok farklı tipleri vardır.

Pencere camı, (soda camı) kum ve sodyum karbonattadan yapılır. Bu iki maddenin karışımı yüksek sıcaklığa ısıtılınca erir. Eriyen kum, SiO2 birimlerinden oluşan üç boyutlu bir polimer meydana getirir. Polimerdeki, eksi yüklü uçlara sodyum iyonları tutunmuştur (Şekil 4.47).

Pencere camının polimer örgüsünde Na+ iyonları yerine Ca2+, Ba2+, Pb2+ gibi başka iyonlar geçince camın özellikleri değişir. Farklı özelliklerde cam yapmak için Na2CO3 + kum karışımına istenen katyonun oksit, karbonat veya sülfat tuzu ilave edilir. Örneğin; kristal camlar bu yolla üretilir.

Kısacası; camın ana maddesi SiO2 polimeridir. Bu polimerin anyon uçlarına

tutunan katyonlar değiştikçe camın tipi de değişir.

Bazı camlarda Si atomlarının bir kısmı yerine B atomları geçmiştir. Böyle camları yapmak için cam harmanına boraks Na2B4O7 eklenir. Borosilikat camı adı verilen bu camlar, ısıl genleşme katsayıları düşük olduğu için, yüksek sıcak-lığa iyi dayanır.

Seramik

Topraktan elde edilen ve ana bileşeni kil olan pişirilmiş malzemelere seramik

denir. Seramik yapılırken, topraktan çıkarılan kile, CaF2 gibi kolay eriyen madde-

ler katılır. Kil çamuruna şekil verilip malzeme elde edildikten sonra, bir pişirme

işlemi uygulanır.

Pişirme sürecinde kolay eriyen katkı sıvılaşıp karışımdaki diğer zerreleri bir-

birine yapıştırır. Pişirme sıcaklığı ve süresi iyi ayarlanırsa eriyen maddenin akıp

uzaklaşması önlenmiş olur. Pişirilen karışım bu haliyle soğutulunca, karışımı

oluşturan zerrreler birbirine tutunarak taş gibi sertleşir. Seramiğin yapısındaki

kil az miktarda FeO içerir. Pişirme esnasında bu bileşik, Fe2O3 ve Fe3O4 haline

dönüşür. Bu oksitler renkli olduğu için seramiğe de kendi rengini verir. Serami-

ğin rengi kilin içerdiği FeO ve diğer renkli metal oksitlerinin türüne ve miktarına

bağlıdır.

Şekil 4.47. Pencere camı-nın moleküler yapısı.

O O

O O

O

O

O

OO

O

O O O

O

O

O

O

O

O

OSi

Si

SiSi

Si

Si

Si Si

SiSi

Si

Na

NaNa



Pişirilmiş seramikler, metal oksitleri karışımından oluşan, yüksek sıcaklıkta eritilmiş bir sıvıya daldırılıp çıkarılırsa yüzeylerinde sert ve düzgün bir film ta-bakası oluşur. Buna sır denir. Sırlanmış seramiklerin görünümleri daha parlaktır. Suyu da sızdırmazlar.

Seramik malzeme için hazırlanan harçtaki kil saf ve beyaz ise (Fe içermiyor-sa), pişirme sırasında renklenme olmaz. Böyle seramik malzemelere porselen denir. Porselenler çoğu zaman sır kaplanarak kullanılır.

BoyalarBoyalar, mekânların ve eşyaların yüzeyini kaplayan koruyucu ve güzelleş-

tirici karışımlardır. Çok çeşitli boya karışımları mümkündür. Bunların hepsinin bileşiminde aşağıdaki maddeler bulunur:

• Pigment veya boyar madde

• Çözücü /dağıtıcı sıvı

• Bağlayıcı madde

• Yüzey örtücü madde

Pigmentler ve boyar maddeler, yüzey kaplamasına renk veren bileşen-lerdir. Renk veren madde boyanın sıvısında çözünmeden dağılıyorsa pigment, bu sıvıda çözünüyorsa boyar madde adını alır. Pigmentler, Fe3O4 (kiremit ren-gi) Pb3O4 (turuncu), CdS (sarı) gibi renkli bir doğal mineral olabilir. Organik pig-mentler çok daha çeşitlidir ve her türden renk imkânı sağlar.

Çözücü/dağıtıcı sıvı, su veya organik sıvı olabilir. Çözücü/dağıtıcı ortam su ise boya, su bazlı boyadır. Çözücü/dağıtıcı ortam organik sıvı ise boya yağlı bo-yadır. Boyalarda kullanılan organik sıvılar genelde karışımdır ve bu karışımlara tiner denir. Bazı yağlı boyaların tineri, kâğıt üretimi esnasında yan ürün olarak elde edilir. Bu tiner selülozik tiner adını alır. Petrol ürünleri karışımı olan tiner-lere ise sentetik tiner denir.

Bağlayıcı madde, boya yüzeye sürüldükten sonra polimerleşip, bir film oluşturan doymamış bir organik maddedir. Örneğin; keten tohumu yağı (bezir yağı) hava oksijeni etkisiyle polimerleşerek cila gibi bir film oluşturur. Yağlı bo-yanın başlıca bağlayıcısı bezir yağıdır. Bezir yağı polimerleşirken bir yandan bo-yanan yüzeye, bir yandan da uygulanan boyaya tutunarak yüzeyi boyaya bağlar.


KİMYA HER YERDE

Hem su bazlı hem de yağlı boyalar için birçok bağlayıcı madde geliştirilmiş-tir. Örneğin; poliamid bağlayıcılar su bazlı boyalar için uygundur. Akrilik bağ-layıcıların bazıları da su bazlı boyalarla kullanılır. Yağlı boyalara katılan akrilik bağlayıcılar da vardır.

Sentetik bağlayıcılar, boyaya katılırken polimerleşme başlamamıştır. Boya çözücü/dağıtıcı ile karıştırılırken ortama polimerleşme olayını başlatacak bir ka-talizör konur. Böyle boyalar karıştırıldıktan sonra uzun süre bekletilemez.

Yüzey örtücü madde, boyanın uygulandığı yüzeyi kapatıp beyaz bir zemin oluşturmak için boyaya katılır. Yüzey örtme özelliği iyi olan katıların başlıcaları, TiO2, BaSO4, ZnO ve CaCO3 ‘tır. Bu maddeler toz edildikten sonra dağıtıcı ortam-da süspansiyonları yapılır. En iyi boyalarda kullanılan örtücü TiO2 ‘dir; ucuz bo-yalarda ise CaCO3’tır.

Hangi Boyayı Nerede Kullanmalı?Yağlı boyalar, bağlayıcıları ve pigmentleri suda dağılmadığı için dış cephe-

lerde kullanıma daha uygundur. Çünkü dış cephelerin yağışlardan etkilenmesi daha muhtemeldir. Sık temizlenen iç cepheler de yağlı boya ile boyanır.

Su bazlı boyalar daha ucuz ve organik çözücü içermediği için boyama süreci daha sağlıklıdır. Ancak bu boyalar yağlı boyalar kadar düzgün yüzey oluşturmaz ve temizlenmeleri daha zordur. Su bazlı boyaların dayanım süresi yağlı boya-lardan daha kısadır. Bu yüzden dış cephe ve ahşap boyamada kullanılmazlar, iç mekânlara uygulanır.

1) Gübreleme işlemlerinde kullanılan besin elementlerini sınıflandırınız.

2) Gereğinden fazla ve uzun süreli gübre kullanılmasının toprağa ve suya etki-

lerini irdeleyiniz.

3) Kireç harcının bileşenlerini yazınız ve bileşenlerinin işlevlerini belirtiniz.

4) Seramik malzeme yüzeylerinin sırlanması işlemini açıklayınız.

5) Farklı özelliklerde camlar nasıl oluşur? Genel cam formülü üzerinde açıklayınız.

6) Boyaların başlıca bileşenlerini görevleriyle betimleyiniz.




Şekil 4.48. Bir şehrin üzeri-ni örten hava kirliliği.

Şekil 4. 49. Küresel ısınma etkisiyle buzulların erimesi.

BÖLÜM5. ÇEVRE KİMYASI

ÇEVRE; bizi kuşatan evrendir. Bastığımız toprak, soluduğumuz hava, su küre; iletişim kurduğumuz insanlar, doğal dengenin birer parçası olan hayvanlar, bit-kiler, mantarlar, mikroorganizmalar, vb. çevremizi oluştururlar.

Saydığımız ögeler arasında hava, su ve toprak çevrenin fiziksel unsurlarını teşkil eder.

Çevrenin bir eğitim- öğretim ve araştırma konusu olmasının başlıca sebepleri:

• Kalabalık yerleşim yerlerinin ve sanayi bölgelerinin hava, su ve toprak kirli-liği sebebiyle yaşanamaz hale gelmesi (Şekil 4.48),

• Yeryüzünün ortalama sıcaklığının son 100 yılda 0,8 °C kadar artması,

• Atmosferin üst katmanlarındaki ozon tabakasında ozon derişiminin azal-ması,

• Kanser ve benzeri hastalıkların artması,

• Doğal kaynakların hızla tüketilmesi,

• Kutuplardaki buz dağlarının erimesi (Şekil 4.49).

Çevre Kimyası; hava, su ve topraktaki kimyasal türlerin değişimlerini ince-leyen kimya dalıdır. Hava, su ve toprakta doğal olarak bulunan bazı maddelerin derişiminin insan faaliyetleri sonucu artması, bazı yeni maddelerin de bu faali-yetler sonucu çevreye yayılması, kirlilik olarak bilinir. Kirlilik, hava, su ve toprak için ayrı ayrı ele alınır.

Atmosferin yeryüzünden yaklaşık 500 km öteye kadar uzandığı kabul edilir. Atmosferi oluşturan gazlar yeryüzünden uzaklaştıkça seyrelir. Hava dediğimiz karışım atmosferin en alt bölgesinde yer alır. Atmosferin yeryüzünden itibaren 10 - 16 km yüksekliğe kadar, havadan oluştuğu kabul edilir.

Deniz seviyesinde kuru havanın hacimce bileşimi:N2 : % 78,08 He: 5,24 ppm(V/V)O2 : % 20,95 CH4: 1,79 ppm(V/V)Ar : % 0,934 Kr: 1,14 ppm(V/V)CO2 : % 0,04 H2: 0,55 ppm(V/V)Ne: 18,18 ppm(V/V)

Normal hava, mevsime ve coğrafi konuma göre % 0,001 - %5 arasında H2O içerir.

• Çevre• Kirlilik• Kirletici• Sera etkisi• Küresel ısınma• Ozon azalması• Geri dönüşüm

Kavramlar

Hava Kirliliği


KİMYA HER YERDE

Havada bulunan gazları 3 kısımda incelemek mümkündür;

• Azot, oksijen, ksenon, argon, neon gibi havada devamlı bulunan ve derişi-mi pek değişmeyen gazlar;

• CO2 , su buharı, ozon, NO, N2O gibi havada devamlı bulunan ve kirlilikle derişimi artan gazlar;

• Doğal havada bulunmayan kirleticiler iki grupta incelenir: partiküler maddeler ve kirletici gazlar.

Partiküler madde denince 10 mikrometreden daha küçük boyutlu tanecikler akla gelir. Yağmur, kar, sis, dolu, çiğ gibi partiküler maddeler doğaldır. Duman, is, toz, aeresol gibi insan faaliyetleri sonucu atmosfere karışan türler de vardır.

Kirletici gazlardan en önemlileri, CO, SO2 , NO ve NO2 gazlarıdır. Bu gazlar fosil yakıtların yakılmasıyla atmosfere karışırlar.

COKarbon monoksit yetersiz oksijenle yakılan fosil yakıtlardan oluşur ve atmos-

fere karışır. Ayrıca yanardağ, yangın ve başka doğal süreçlerden CO gazı gele-bilir. Atmosferdeki CO derişimi 0,1 ppm civarındadır. CO kararlı bir gaz değildir. Atmosferde kalma süresi 36 - 110 gün arasındadır.

Yerleşim bölgelerinde CO derişiminin normalden yüksek olması, motorlu taşıtlardan ve ısınma amacıyla fosil yakıtların yanmasından kaynaklanmaktadır. Kalabalık şehirlerde, günün hareketli saatlerinde CO derişimi 50 - 100 ppm ara-lığına yükselebilmektedir.

CO soluma yoluyla alınarak akciğer-lerden kana karışır. Kandaki hemoglo-binle tepkimeye girerek oksihemoglo-bini karboksihemoglobine çevirir.

O Hb CO COHb O2 2$+ +Karboksihemoglobin oksihemog-

lobinden daha kararlı olduğundan he-moglobinin oksijeni vücut dokularına taşıması engellenmiş olur (Şekil 4.50).

SO2

SO2 renksiz, keskin kokulu kolay tepkime veren (reaktif ) bir gazdır. Kömür, fuel-oil gibi kükürt içeren yakıtlar yanarken, soda, sülfürik asit ve kağıt (selüloz) üretimi sırasında, maden işleme süreçlerinde ve petrol rafinasyonunda oluşarak atmosfere karışır.

Şekil 4.50. Karbon monoksit kana

karışarak toksik etki gösterir.



SO2 gazının uzun süreli solunması, solunum hastalıklarına yol açar; akciğerin savunma mekanizmalarına zarar verir. Ayrıca kalp hastalıklarının da kötüleşme-sine sebep olur.

NO ve NO2NO ve NO2 gazları NOx olarak da bilinir. NO renksiz ve kokusuz; NO2 ise kır-

mızı-kahve renkli ve keskin kokuludur. Her iki gaz da zehirli olup önemli hava kirleticilerdir.

Bu gazlar atmosfere, hem doğal kaynaklardan hem de insan faaliyetlerinden karışır. Doğal NOx gazları en çok şimşeklerle oluşur. Elektrik boşalmasının sağla-dığı enerji ile, havadaki azot ve oksijen tepkimeye girer:

N O NONO O NO

22 2

2 2

2 2

$

$

++

Yanardağlardan çıkan gazlarda da NOx bulunur.

İnsan faaliyetlerinden kaynaklanan NOx fosil yakıtların yakılmasıyla atmosfe-re karışır. Ayrıca motorlu taşıtlardaki yanma olayları esnasında yüksek sıcaklıkta, şimşeklerin yol açtığına benzer NOx oluşumu gerçekleşir.

NO, NO2 ‘den daha az toksik ve biyokimyasal olarak daha az aktiftir. Karbon monoksitten daha az da olsa NO da hemoglobinin O2 taşıması olayını engeller.

Fosil yakıtların yakılmasıyla atmosferdeki CO2 , CH4 , N2O gazlarının derişimi artmaktadır. Bu gazların dünyamızın iklimine olumsuz katkılar yaptığı bilimsel olarak gösterilmiştir. Bu konuya daha yakından bakalım.

Sera Etkisi

Şekil 4.51. Dünyamızın enerji dengesi.

Güneş

Yeryüzünden yayılan IR ışınları

Uzaya yansıtılanIR ışını

Atmosferdesoğurulan IR

Atmosferden yansıyan ışınlar

Yerden yansıyanışınlar

Atmosferdesoğurulan ışınlar

Yerin soğurduğu güneş ışınları


KİMYA HER YERDE

Şekil 4.52. Sera etkisine çe-şitli gazların katkıları.

Dünyamızın güneşten aldığı ve uzaya yaydığı ışınların enerjileri biribirine

eşit olursa, dünyamızda ne aşırı ısınma ne de soğuma olur. Bu durumda dünya-

nın enerji dengesi yerleşmiştir. Gezegenimizin enerji dengesindeki temel girdi,

güneş ışınlarıdır (Şekil 4.51). Güneş enerjisinin bir kısmı atmosferden, bir kısmı

da yeryüzünden uzaya yansır. Havada soğurulup IR ışınlarına dönüşen enerjinin

bir bölümü de tekrar uzaya verilir. Dünyamızın güneş enerjisinden aldığı pay,

yeryüzünde soğurulan ışınlar ve atmosferde IR haline dönüşen enerjinin bir kıs-

mıdır.

Dünyanın aldığı güneş enerjisi, yer yüzeyinden ve atmosferden uzaya yayı-

lan IR ışınlarıyla dengelenir. Sonuç olarak, son yüzyılda insan faaliyetlerinden

kaynaklanan 0,8 ⁰C’luk sapmayı hesaba katmazsak, dünyamızın ortalama sıcak-

lığı yüz yıllardır 15 ⁰ C civarında sabitlenmiştir.

Atmosferdeki H2O , CO2 , CH4 , N2O gibi moleküller, IR ışınlarını çok soğururlar.

Bu gazların atmosferdeki derişimi arttıkça, yer yüzeyinden yayılan IR ışınlarının

atmosferde tutulan kesri (Şekil 4.51) büyür. Yani bu gazlar, dünyanın soğuma-

sını önleyen bir sera örtüsü gibi davranır. Bu özellikleri sebebiyle H2O, CO2 , CH4

, N2O gazlarına sera gazları denir.

Dünya atmosferindeki H2O buharı derişimi, buharlaşma - yoğuşma dengesi

ve iklim olaylarıyla kendiliğinden ayarlanır. Bu yüzden sera gazları bir problem

olarak ele alınırken H2O buharının çoğu zaman sözü geçmez. Örneğin Şekil

4.52 ‘de çeşitli sera gazlarının atmosferdeki sera katkıları hesaplanırken su bu-

harının katkısı hariç tutulmuştur.

Başlıca 3 sera gazı (CO2 , CH4 , N2O) yanında, kloroflorokarbonlar adı verilen,

CF2Cl2 , CCl3F gibi gazlar da dünyamızın ısınmasında pay sahibidir. Bu gazların

tamamı, CFC olarak kısaltılır. Sera etkisinin yaklaşık % 80’ inin CO2 katkısıyla

oluştuğu tahmin edilmektedir.

Sera gazlarnı artıran insan faaliyetleri arasında fosil yakıtların yakılması, or-

manların yok edilmesi ve petrol rafinerileri gibi endüstriyel faaliyetler sayılabilir.

Küresel ısınma dünya yüzeyinin ortalama sıcaklığını giderek artıracağı için, uzun

vadede ciddi iklim değişiklikleri ve buna bağlı olarak buzulların erimesi, sahil

kentlerinin su altında kalması ve tarım alanlarının verimsizleşmesi gibi çok ciddi

sorunlar bizi beklemektedir.

CO %772

CH %15

4

N O %7

2

Diğer sera gazları %1

Ormanlar ve CO2 Dengesi

Atmosferdeki CO2 , ok-yanus sularında çözüne-rek ve bitkilerin fotosen-tez sürecinde harcanır.

Ormanlar azaldıkça fo-tosentez tepkimesinde harcanan CO2 miktarı da azalır. Bu da atmosferdeki derişimin artması anlamı-na gelir.

Yeri Gelmişken

CO H O s k

C H O O

6 6

6

ı ıklorofil

2 2

6 12 6 2

+ +

+



İlk olarak 1970 li yıllarda Güney Kutbun-

da ozon tabakasındaki ozon derişimin kış

aylarında %50 civarında azaldığı gözlen-

miştir. Bilim dünyası bunu bir tehlike olarak

algılayıp, CFC içeren ürünlerin kullanımın-

da kısıtlama önermiştir. Yapılan araştırma-

lar 1989-2010 arasında Güney Kutbundaki

ozon tabakasının yaklaşık sabit kaldığını

göstermektedir. Yandaki şekli inceleyiniz.

Bu şekilde koyu lacivert lekeler, ozon derişimi azalmasını ifade etmektedir.

Güney Kutbu gibi Kuzey kutbunda da, ozon derişiminde % 30 civarın-

da azalma tespit edilmiştir. Bu bölgedeki ozon azalması güneydeki kadar

tehlikeli görünmemektedir.

Buzdolaplarında soğutma sıvısı, plastik köpük üretiminde çözücü,

basınçlı teneke kutularda ise itici gaz olarak yaygın bir şekilde kullanılan

CFC’lar, atmosferdeki O3 azalımının başlıca sebebidir. Aşağıda CFC türü bir

bileşiğin ozona etki mekanizması verilmiştir.

ı ı ıCFCI UV s nlar CFCL CI3 2$+ +

Cl O CIO O3 2$+ +

CIO O CI O2$+ +

Cl CFCl CFCl2 3$+

Net tepkime: O O O23 2$+

CFC tipi bileşikler kararlı olduklarından, atmosferde çok uzun süre ka-

labilirler ve stratosfere difüzlenirler. Stratosferde yüksek enerjili UV ışınları

çok yoğundur ve yukarıdaki tepkimeler dolayısıyla O3 harcanır.

Ozon derişiminin azalması, güneşten gelen zararlı UV ışınlarının yer-

yüzüne ulaşması demektir; bu da çeşitli kanserlere yol açabilir ve yeryüzü-

nün aşırı ısınmasının sebeplerinden biridir.

Okuma Parçası


KİMYA HER YERDE

Hava Kirliliği Nasıl Azaltılır?

Büyük şehirlerdeki hayatı tehdit eden hava kirliliğini azaltmak için alınabilir önlemler arasında,

• fabrikalardan çıkan baca gazlarının filtre edilmesi,

• yakıtların ıslahı,

• yakma sistemlerinin geliştirilmesi,

• motorlu araçlarda tam yanmanın sağlanması,

• planlı yapılaşma

başta gelir. Bu önlemleri gözden geçirelim.

Fabrikalardan çıkan baca gazlarının filtre edilmesiFabrikalardan çıkan baca gazlarının ve tozların tutulması, endüstriyel kay-

naklı hava kirliliğini azaltmada önemli katkıda bulunur. Baca filtrelerinde tozları ve zehirli gazları tutmak için uygun süzme ortamları ve ayrıca elektrostatik toz filtreleri kullanılır.

Yakıtların Islahı Katı yakıtların en yaygını olan linyit yüksek oranda kükürt ve kül içerdiği için

bu iki bileşenin linyitteki oranını düşürecek işlemler gereklidir. Linyit yıkanarak kül oranı düşürülebilir. Kükürt oranını düşürmek için de özel işlemler gerekir. Ayrıca kömür yakılırken havaya karışan SO2 oranı, yakma sistemi ile kontrol edi-lebilir.

Yakma sistemlerinin geliştirilmesiYakma sistemleri, yakıtın tam yanması için gerektiği kadar hava kullanımını

mümkün kılmalıdır. Hava az olursa, yakıttan CO oluşma ihtimali artar. Az hava kullanımına bağlı CO zehirlenmeleri özellikle lodoslu havalarda hala önleyeme-diğimiz bir ölüm sebebidir. Hava fazla olunca da bir gaz karışımını boşuna ısıt-mış oluruz.

Kömürden oluşan SO2 , yanma ortamındaki kömüre katılan kireç ile katı bir ürüne dönüştürülür. Aşağıdaki tepkimeyi inceleyiniz.

( )CaO SO CaSO k2 3$+



Motorlu araçlarda tam yanmanın sağlanmasıMotorlu araçlarda yakıt-hava oranının tam stokiyometrik olması gerekir.

Hava az ise egzozdan çıkan is ve CO oranı yükselir. Onun için benzinli arabalar-da karbüratörler, dizel motorlarda ise yakıt enjeksiyon sistemleri çok düzenli çalışmalıdır.

Yanma sistemi ne kadar mükemmel olursa olsun, motorlu araçlar CO ve NOx gazlarını üretirler. Araç egzozlarına bu gazları daha fazla oksijenle etkileştirip daha zararsız türlere dönüştüren katalitik konvertörler takılır.

Katalitik konvertörler motorlu araçlarda CO ve NO çıkışını azaltır. Bu sistem-lerde platin veya rodyum içeren katalizörler kullanılır. Platin yanmamış hidro-karbonların oksijenle tam yanmasını sağlar. Rodyum ise CO ve NO gazlarını CO2 ve N2 haline dönüştürür:

C H O CO H OCO NO CO N

8 5 62 2 2

Pt

Rh

5 12 2 2 2

2 2

+ ++ +

Planlı Yapılaşma:Hava kirliliğinin diğer nedenleri arasında,

• aşırı yüksek yapılaşma,

• rüzgar / güneş yönünün hesaba katılmaması,

• topografik yapının kalabalık kentleşmeye elverişli olmamasısayılabilir.

Çok yüksek binalar, şehrin yerleştiği arazinin topografyasını değiştirir. Şe-hir üzerindeki kirlilikleri dağıtan rüzgârların yönü değişir; hızı azalır. Havası ye-nilenemeyen kent te kirlilik kaçınılmazdır. Bu yüzden şehir planlamasında bina yüksekliklerini ve çok yüksek binaların sayısını makul ölçülerde tutmak esastır.

Rüzgar/güneş yönü, bina inşaatında hesaba katılması gereken önemli bir faktördür. Binanın güneş ışınlarından en fazla yararlanacak şekilde konumlandı-rılması, hatırı sayılır yakıt tasarrufu sağlar. Ayrıca, kent mekânlarında yer alan ye-şil alanlar hem O2 kaynağı görevi üstlenir, hem de binaların güneşten yeterince enerji almasına imkan sağlar.

Topografya, hava kirliliğiyle yakından ilgilidir. Kentsel alan planlamasında doğru yer seçimi, muhtemel hava kirliliğinin azaltılmasında önemli rol oynar. Büyük şehirler dar vadilere ve çanak şeklinde ovalara kurulursa hava kirliliğin-den etkilenme kaçınılmazdır.


KİMYA HER YERDE

Şekil 4.53. Şehirleşmenin en olumsuz getirisi kirlen-miş sular .

Su Kirliliği

Büyük şehirlerin atık suları, endüstri atıkları ve atmosferden suya geçen za-

rarlı maddeler, sularda giderilmesi zor kirlenmelere yol açmaktadır (Şekil 4.53).

Kirliliğe yol açan maddeler arasında lağımlar, yağlar, plastikler ve Hg, Pb, Cd, As

gibi elementler başta gelir.

Suyun kokusu ve tadının kaynağı sularda çözünen anorganik / organik mad-

deler ile mikroorganizmalardır. İçme sularında koku istenmez. Genellikle amon-

yak, sülfürler, siyanürler, fenoller, serbest klor, petrol atıkları, bitki ve hayvan

atıkları suya hoş olmayan kokular verir.

Bu ünitede su kirleticiler arasında başta gelen organik maddeleri, ağır metal-

leri ve endüstriyel atıkları ele alacağız.

Organik maddeler

Organik kirleticiler, mikroorganizmalar yardımıyla, sularda çözünmüş olan

oksijen ile tepkimeye girerek su canlılarının solunum imkânını kısıtlar. Örneğin

suya karışan petrol atıklarındaki fenoller aşağıdaki tepkimeyle sulardaki oksijeni

tüketir.

C H OH O CO H O7 6 3mikroorganizma

6 5 2 2 2+ +

Ayrıca yağlar ve petrol atıkları, sudan daha hafif olduklarından su yüzeyini

kapatıp, havadaki oksijenin suda çözünmesini önler. Böyle yüzey kirlilikleri aynı

zamanda güneş ışınlarının su ortamına girişini kısıtlayıp fotosentez imkânını

azaltır. Suları kirleten organik maddelerin en önemlileri aşağıda listelenmiştir.

• organik çözücüler,

• plastikler,

• pestisitler,

• deterjan aktif maddeleri,

• yağlar, yağlı boyalar,

• canlı doku atıkları.



Hekzaklor siklohekzan

Organik çözücüler, boya, ilaç, petrokimya ve kimya sanayii kuruluşlarının başlıca atıklarıdır. Hidrokarbonlar, alkoller, aseton, klorlu hidrokarbonlar, etil asetat gibi çözücüler önemli su kirleticileridir. Petrol taşıma sırasındaki kazalar sonucu su yüzeyini kaplayan hidrokarbonlar da bu sınıftan sayılabilir.

Plastikler ve onların parçalanma ürünleri önemli su kirleticilerindendir. Plastik malzemelerin sulardaki biyolojik parçalanma ömrünün uzun oluşu, kir-lenmenin kendiliğinden ortadan kalkmasını geciktirir. Plastik tipi su kirleticileri-nin en olumsuz yönlerinden biri de yol açtıkları görüntü kirliliğidir.

Pestisitler, tarımsal mücadelede kullanılan kimyasal maddelerdir. Pestisit-lerden, mantarlara karşı kullanılanlar fungisit; yabani otları kurutanlar herbisit; böceklere karşı kullanılanları ise insektisit adını alır. Başka pestisit tipleri de var-dır. Bu maddelerin çoğu klorlu hidrokarbon veya fosforlu bileşiklerdir. Örneğin hekzaklor siklohekzan bir insektisittir.

Pestisitler, yağışlarla topraktan yer altı sularına geçebilir veya yer üstü suları-na karışabilir. Su canlıları için toksik etki gösterir.

Deterjan aktif maddeleri, kimyasal yapısına bağlı olarak su ortamında parçalanmadan çok uzun süre kalabilir. Özellikle dallanmış zincirli alkil benzen sülfonatlar (ABS), bakterilerden etkilenmezler ve yıllarca sularda kalabilir. Bu yüzden deterjanlara katılan ABS aktif maddelerinin düz zincirli olması kanuni bir zorunluluktur.

Yağlar/ yağlı boyalar, grubundaki maddeler arasında, kullanılmış yemeklik

yağlar ve mineral yağlar iki önemli sınıftır. Bu maddeler hem mikroorganizma

etkisiyle bozunurlarken sulardaki oksijeni tüketirler; hem de görüntü kirliliği

meydana getirir.

Canlı doku atıkları, adından da anlaşılacağı gibi, canlı vücutlarından kalın-

tıların mikroorganizmalar etkisiyle bozunmasından oluşan maddelerdir. Bunlar

arasında, amonyak, aminler, H2S, alkoller, karbon hidratlar ve bunların türevleri

sayılabilir.

Şeker fabrikaları, deri tabakhaneleri, mezbahalar, gıda işleme fabrikaları vb.,

suya karışan canlı dokuları içeren atıklar üretir. Bu atıklardan oluşan maddelerin

çoğu, kokulu ve/veya renkli olduğu için sularda giderilmesi zor biyolojik kirlilik

sebebidirler. Ayrıca çözünmüş oksijen azalmasına neden olurlar.

Hekzaklor Siklohekzan


KİMYA HER YERDE

Anorganik Kirleticiler

Anorganik madde atıkları da suları önemli ölçüde kirletir. Bu atıkların başlı-caları arasında;

• ağır metaller,

• mineral asitler / bazlar,

• tuzlar,sayılabilir. Bu maddeler sularda,

• doğal asitlik/bazlık dengesinin bozulmasına,

• tuzluluk oranının artmasına,

• su canlılarının yaşam ortamlarının bozulmasına neden olur. Bu madde gruplarını gözden geçirelim:

Ağır metallerSularda bulunan toksik ağır metallerin başlıcaları aşağıda sıralanmıştır.

Kadmiyum, genelde maden drenejlarından ve metal işleme fabrika atıkla-rından sulara karışır. Toksik bir metaldir, sudaki balıkların ölümüne neden olur.

Kurşun, genelde boya, metal işleme fabrika atıklarından, madenlerden ve akü fabrikalarından sulara karışır. Toksik bir metaldir, sulardaki canlı hayatı olumsuz etkiler.

Cıva, doğal olarak kayaçlarda, kömür, bakır cevherinde bulunur. İnsan faali-yetleriyle bu cevherlerin işlenmesi sırasında suya geçer. Bazı boya fabrikalarının atıkları da cıva içerir.

Cıvanın sularda en toksik formu anaerobik ve aerobik şartlarda bakteriler ve kimyasal reaksiyonlarla dönüştüğü dimetil cıvadır. Bu madde küçük orga-nizmalar (planktonlar gibi) tarafından absorbe edilir ve planktonlarla beslenen balıkların vücutlarına geçer. Balıkların dokularında biriktiğinden insanlar için de tehlike oluştururlar. Bazı balık zehirlenmeleri balıkta birikmiş cıva bileşiklerin-den ileri gelir.

Arsenik, doğal kayaçlarda ve bazı kömürlerin yapısında bulunur. Bu kayaç-ların sularla temasıyla ve kömürlerin yakılmasıyla doğrudan veya dolaylı sulara karışır. Bazı tekstil atıklarında da As vardır.

Suların arsenikten arındırılması çok zordur. Toksik bir element olan arsenik, sulardaki canlı hayat için çok zararlıdır.

HH

H

H

H

HH

g CC

Dimetil cıva



Mineral asitler / bazlar

Endüstri atığı mineral asitler ve bazlar, sularda ağır kirliliğe yol açarlar. Aşağı-

da bazı örnek durumlar verilmiştir.

• Suni gübre fabrikalarının atıklarında H2SO4 ve H3PO4 bulunur.

• Kâğıt endüstrisi atıkları H2SO3 ve H2SO4 içerir.

• Elektrolizle metal kaplama atıklarına HCl, HNO3, H2SO4 asitleri karışmıştır.

• Maden işleyen tesislerin atık suları da asitlidir.

• Deri tabakhanelerinin atıkları yüksek oranda Ca(OH)2 içerir.

• Tekstil ve kimya endüstrisi atıklarında, uygulanan işleme göre mineral asit

veya baz bulunması sık karşılaşılan bir durumdur.

Bu atıklar işlenmeden sulara karışırsa suyun pH değeri çok düşer veya yük-

selir.

Metal işleme tesisleri, elektrokaplama atelyeleri ve altın madenleri, büyük

miktarda HCN (hidrosiyanik asit) atığı üretir. Mineral asitler gibi, bu asidin de

sulara karışması çok tehlikelidir. Asitliği yanında zehir özelliği endişe kaynağıdır.

Tuzlar

Bir çok fabrikanın atıklarında yüksek derişimde tuzlar bulunur. Aşağıda bazı

örnekler verilmiştir.

• Gübre fabrikaları, yan ürün olarak yüzbinlerce ton CaSO4 tuzu üretir ve bu

kadar tuzu kullanacak bir endüstri dalı yoktur. Bu yüzden CaSO4, yüzlerce

dönüm araziyi kullanılmaz hale getirecek şekilde toprağa bırakılır.

• Kâğıt fabrikalarının atıklarında Al2(SO4)3 ve NaHSO3, deri tabakhane atıkla-

rında Na2S, tekstil fabrika atıklarında NaCl tuzları bol bulunur ve bu atıklar

arıtılmazsa sularda tuzluluğa ve kötü kokuya yol açarlar.

Endüstrinin yol açtığı tuz kirliliğine karayolu bakım çalışmaları da katkıda

bulunur. Kış aylarında buz tutmaması için yollara dökülen NaCl, CaCl2, MgCl2

gibi tuzların bir kısmı yağışlarla yer üstü ve yer altı sularına karışırlar.


KİMYA HER YERDE

Şekil. 4.54. Bir tekstil fab-rikasının arıtım tesislerinde mikroorganizma faaliyetle-rinin gerçekleştiği havuzlar.

Su Kirliliğinin Giderilmesi

Suların kirlenmesini en aza indirmek için, evsel ve endüstriyel atıkların sulara

karışmadan önce bir arıtma işleminden geçmesi gerekir. Büyük fabrikalar atık-

larını kendileri arıtırken küçük sanayi kuruluşlarının atıklarını belediyeler arıtır.

Atıkların arıtımında kimyasal süreçlerden ve mikroorganizmaların kimya-

salları parçalama yetilerinden yararlanılır. Örneğin atıktaki asidi gidermek için

ucuz bir baz olan kireç, bazları gidermek için de ucuz bir asit olan HCl kulla-

nılır. Mikroorganizmalar da, basit kimyasal işlemlerle giderilemeyen kirlilikleri

CO2, H2O gibi zararsız basit ürünlere dönüştürür. Sonuç olarak mineral asit ve

baz grubundan atıkların sulara karıştırılmadan önce arıtma tesislerinde zararlı

katkılarından kurtarılması gerekir.

Şekil 4.54’te, büyük bir sanayi kuruluşunun atık arıtım tesisleri görülmekte-

dir. Bu tesislerin kuruluşu oldukça masraflıdır; işleyişleri de zaman alır.

Çok çeşitli sebeplerle toprağa kimyasal maddeler karışır. Bu sebepler arasın-

da en önemlileri aşağıda listelenmiştir:

• Kimyasal maddelerin döküldüğü kazalar

• Asit yağmurları

• Yoğun gübreleme/ilaçlama yapılan tarım faaliyetleri

• Kanun dışı yollarla toprağa atık bırakılması/gömülmesi

• Maden işleme atıkları

• Çöpler

Toprakların fiziksel, kimyasal ve biyolojik dengesinin çeşitli kirletici unsurlar-

la bozulması durumuna toprak kirliliği adı verilir. Çeşitli şekillerde katı ve sıvı

atıkların topraklara boşaltılması/bırakılması bu toprakların doğal yapısını bozar.

Toprak kirliliği



Toprağın dış etkenlerin yol açtığı hasarı telafi gücü havaya ve suya göre daha yüksektir. Şekil 4.55 ‘te toprağa bırakılan bir kimyasal maddenin uğradığı deği-şimler şematik olarak gösterilmiştir.

KİRLETİCİ

KİRLETİCİ

KİRLETİCİ

KİRLETİCİKİRLETİCİ

KİRLETİCİ

KİRLETİCİ

KİRLETİCİ

KİRLETİCİKİRLETİCİ

KİRLETİCİ ürünlere geçerışık etkisiyle

bozunur

bitkiye geçer

buharlaşır

topraktan soğuruluptekrar ortama salınır

kil tarafından soğurulur KİRLETİCİmikroorganizmalar

tarafından parçalanır

Akarsularla yıkanma

oksitlerine dönüşürAtık

KİRLETİCİKimyasal yoldan bozunur

çözünüpderine iner

kılcallık etkisiile yüzeye çıkar

Yeraltı su seviyesi

Şekil 4.55. Toprağa atılan kimyasal maddelerin uğradığı değişimler.

Şekil 4.56. Kimyasal atıklar toprağı kullanılmaz hale getirebilir.

Bu şekilde anlatılan süreçler sonunda toprak kendini büyük ölçüde yeniler. Ancak toprağa verilen kirleticiler, çok uzun ömürlü ve tespiti zor türden ise top-rağın eski haline dönüşmesi gecikebilir hatta imkânsız hale gelebilir (Şekil 4.56).


KİMYA HER YERDE

Suları kirleten her şey toprağı da kirletir. Bazı kirleticiler, hem ortama verdiği

zarar hem de görüntü çirkinliği bakımından toprakta suya göre daha çok endişe

yaratır. Bunların başlıcaları,

• plastikler,

• piller ve aküler,

• endüstri atıkları

şeklinde sınıflandırılabilir.

Plastikler, toprağa çöp olarak atılan PET şişelerin, plastik torbaların ve di-

ğer polimer malzemelerin ham maddesidir. Bu maddeler biyolojik parçalanma

ömürlerinin yüksekliği nedeniyle kirlilik meydana getirir.

Piller ve aküler, yapılarında Hg , Cd , Ni , Zn , Pb , Mn , Li , Co gibi toksik ağır

metaller bulunan gereçlerdir. Çöpe atılan pillerdeki ağır metal bileşikleri, pilin

bırakıldığı yörede çok yoğun bulunacağı için bitkilere ve oradan ürünlere geçe-

bilir. Ayrıca bu maddeler yağışlarla yer altı sularına ve akarsulara karışır.

Birçok ülkenin kanunları, pillerin açık alanlara bırakılmasını ve toprağa gö-

mülmesini yasaklamıştır. Bu atıklar uzman kuruluşlarca toplanır ve içerdikleri

metal bileşikleri başka ürünlere dönüştürülür.

Endüstriyel atıklar, su kirliliği konusunda da ele aldığımız toprak kirletici-

leridir. Özel olarak,

• toprağa dökülen, gömülen veya bırakılan çözücüler ve endüstri yan ürün-

leri (CaSO4 , CaCl2 gibi),

• suni gübreler,

• tarımsal mücadele ilaçları,

• katı atıklar ve çöpler

sayılabilir.



Atıkların DeğerlendirilmesiKatı atıklardan hiç değilse bazılarını geri kazan-

ma, ilk bakışta cazip bir iştir. Katı atıkların geri ka-zanılması işlemi,

• ham madde israfını önler;

• çevre kirliliğini azaltır;

• ekonomik gelir sağlar.

Geri kazanım süreci, her zaman mümkün olmadığı için, çevre kirliliği meydana getiren mad-delerin, gereğinden fazla tüketilmemesi, mümkün olduğunca çevreye atılmaması, kullanılacak durumda olan gereçlerin atılmaması esastır.

Geri kazanım sürecinin başlıca evreleri, atıkların toplanması, tasnifi ve yeniden mamul ürüne dönüştürülmesidir. Özellikle geri dönüşen atığın ham madde olarak kullanılabileceği bir ürün be-lirlemek çoğu zaman zordur. Çünkü geri dönüşen atıklar, ilk üretimde kullanılan ham maddeler kadar saf değildir. Örneğin, plastik mutfak gereçleri geri dönüşüme girince tekrar mutfak gereci yapılmaz; kirlenmiş malzemeye uygun yeni bir ürün tasarlanır (polimerler konusunu hatırlayınız).

Geri kazanım süreci için uygun olan maddeler başlıca beş grupta toplanabilir:

• Metaller

• Camlar

• Kağıtlar

• Plastikler

• Organik maddeler

Metaller: Birçok metal eşya demir-çelik esaslı olduğu için bunların atıkları, diğer katı atıklar-

dan mıknatıslar yardımıyla kolaylıkla ayrılabilir. Bu yolla ayrılan demir-çelik ürünlerine hurda de-

mir denir. Hurda demirden elde edilen çeliklerin kalitesi cevherden elde edilen çeliğe göre düşük-

tür. Çünkü safsızlık içerirler ve çoğu zaman bu safsızlıkların türünü ve miktarını bilmek çok zordur.

Onun için pek alıcı bulamamaktadır. Fakat gene de bir kısmı iyi çeliklerle karıştırılarak ikinci kalite

çelik olarak alıcı bulabilmektedir.

Okuma Parçası


KİMYA HER YERDE

Alüminyum atıkları, geri dönüşüm için daha uygundur; çünkü

alüminyum gereçler yapılırken metale başka elementler fazla ka-

tılmaz. Bu yüzden geri dönüşümle elde edilen alüminyum olduk-

ça iyi bir pazar bulabilmektedir.

Camlar

Camlar, geri kazanılması en kolay maddelerdir. Ayrıca miktarları da çoktur. Ancak, burada da

bir handikap vardır. O da yeni bir şişenin fiyatıyla geri kazanılmış camlardan yapılan bir şişenin

fiyatı arasında önemli bir farkın olmamasıdır. Böyle olunca da geri kazanılmış camdan yapılan

şişeler tercih edilmemektedir. Bu durumun gelecekte de büyük ölçüde bir değişme göstereceği

zannedilmemektedir. Zira cam yapmada kullanılan doğal maddeler pek çoktur. Bitmesi ve azal-

ması da pek düşünülemez. Cam gelmiş geçmiş en iyi ambalaj maddesidir. Onun kadar güvenilir

bir başka ambalaj maddesi henüz bulunamamıştır.

Kağıtlar

Geri kazanılmış bir ton kağıt demek, ortalama 17 çam ağacının

baltadan kurtulması demektir. Bu bilince rağmen geri kazanılan

kağıt miktarı sınırlıdır. Zira doğrudan elde edilen kâğıtlar ucuzdur.

Bu nedenle halk, doğrudan elde edilen kâğıdı tercih etmektedir.

Geri kazanılmış kâğıtlar halen, yumurta ambalajı, çimento torbası,

duvar kağıdı, yalıtım malzemesi vb. yapımında kullanılmaktadır.

Plastikler

Plastiklerin geri kazanılması ve işlenerek ikincil malzeme ola-

rak kullanılması diğer atık maddelere göre daha kolaydır. Geri ka-

zanılan plastikler hijyen gerektirmeyen pis su boruların yapımında

ve ambalaj malzemesi olarak kullanılabilmektedir.

Organik maddeler

Çeşitli evsel atıkların ve gıda endüstri atıklarının diğer malzemelerden ayrıldıktan sonra kom-

post gübre yapımında değerlendirilmesi mümkündür. Bu amaçla oksijenli ve nemli ortamda mik-

roorganizmalarca parçalanmaya bırakılan organik atıklardan kompost gübre üretilir. Kompost

gübreler bitkilerin organik madde ihtiyacını karşılamak için kullanılır.



1) Hava kirletici gazları formülleriyle listeleyiniz.

2) NOx gazları doğal süreçlerle oluşur mu? Nasıl?

3) Hava kirliliğinin azaltılmasına yönelik alınabilecek önlemler nelerdir?

4) Küresel ısınmanın varlığı nereden anlaşılmıştır? Uygarlığın küresel ısınmaya yol açma sürecini açıklayınız.

5) Ozon tabakasındaki derişim azalmasının muhtemel sonuçlarını belirtiniz.

6) Gübrelerin su kirliliğine yol açması nasıl olur? Açıklayınız.

6) Toprak kirliliğine sebep olan başlıca etkenler nelerdir?


NOTLARIM:


KİMYA HER YERDE

1. Aşağıdaki kutucukta yer alan kavramları verilen ifadelerde bırakılan uygun boşluklara yerleş-

tiriniz.

hidrojen sert CF2CI2 ve CCI3F sodyum karbonat

klorlama NO ve CO2 yumuşak lignin

ozon tabakası ters osmoz fosil yakıtlar bağlayıcı

hazır gıda koruyucu hidrofobik/hidrofilik yüzey gerilimi

A. ………………………………yakılınca havayı kirleten CO, NO ve SO2 gazları oluşur.

B. Güneşten gelen zararlı UV ışınlarının yeryüzüne ulaşmasına …………………………… engel olur.

C. Buzdolaplarında soğutucu, plastik köpük üretiminde çözücü olarak kullanılan

……………………………, O3 ile verdikleri tepkimeler dolayısıyla ozon tabakasında derişim azalmasına ne-

den olurlar.

D. Mg2+ ve Ca2+ derişimi yüksek sulara ………………..sular denir.

E. Deniz suyundan içme suyu elde etmek için ……………………….. yöntemi kullanılabilir.

F. Suyun dezenfeksiyonu amacıyla yaygın olarak ………………………. yöntemi kullanılır.

G. Pencere camının üretiminde …………………………………..kullanılır.

H. Boyanın bileşiminde; içerisindeki katı dolgu maddelerini bağlayarak kurumuş boya filminin oluş-

masını sağlayan ve yüzeye yapıştıran ………………………………. maddelerin kullanımı zorunludur.

I. Kağıdın yapısında bulunan ………………………………. selülozdan daha hızlı bozunarak kağıdın

sararmasına neden olur.

İ. Doğal besinlere birtakım fiziksel ve kimyasal işlemler uygulanarak elde edilen raf ömürleri daha

uzun ürünler …………………………… adını alır.

J. Oksitlenme yoluyla gıdanın bozunmasını önlemek için katılan maddelere ……………………….

adı verilir..

K. Yüzey aktif maddeler …………………….. ve …………………………….. kısımlardan oluşur.

I. Suya yüzey aktif maddeler katılınca, suyun………………………… azalır; temizlenecek yüzeyin

ıslanması kolaylaşır.

Ünite Değerlendirme Soruları



2. Aşağıda verilen ifadeleri Doğru (D) / Yanlış (Y) ile işaretleyiniz; yanlış bulduğunuz ifadenin doğ-

rusunu alttaki satıra kısaca açıklayınız.

A. […….] Plastikler, doğada kolay çözünmedikleri ve bozunmadıkları için çevre kirliliğine neden olur.

Bu kirliliği önlemenin en iyi yolu plastiklerin geri kazanılmasıdır.

…………………………………………………………………………………………………………

B. […….] O3 gazı CFC gazları ile tepkimeye girerek O2 oluşturur. Bu durum ozon tabakasını etkiler.

…………………………………………………………………………………………………………

C. […….] Kurşun kalemler, grafit ve kurşunun karıştırılıp fırınlanmasıyla elde edilir.

…………………………………………………………………………………………………………

D. […….] Katalitik dönüştürücüler egzoz gazlarında CO2 ve H2O oranlarını azaltır.

…………………………………………………………………………………………………………

E […….] Mürekkeplerin içerdiği çözücüler sağlığa zarar verebilir.

…………………………………………………………………………………………………………

F. […….] Hazır gıdalardaki kıvam düzenleyiciler, emülsiyonlaştırıcılar ve jelleştiriciler, gıdadaki yağın

kolay hareket etmesini ve yağın sudan ayrılmasını sağlar.

…………………………………………………………………………………………………………

G. […….] S, Mg, Ca, bitkilerin eser miktarda kullandığı mikroelementlerdir.

…………………………………………………………………………………………………………


KİMYA HER YERDE

3.

I- Yeni ürünlerin ekonomiye kazandırılması

II- Çevre kirliliğinin azaltılması

III- Doğal ham madde israfının önlenmesi

Yukarıdakilerden hangisi / hangileri atıkların geri kazanılmasının faydalarındandır?

A. Yalnız II B. Yalnız III C. I ve II D. II ve IIII E. I, II ve III

4. “Sert” sudan dolayı çaydanlıkların dibinde oluşan ve halk arasında “kireç” olarak bilinen

gri-beyaz tortu aşağıdakilerden hangisidir?

A. Kalsiyum karbonat

B. Magnezyum oksit

C. Sodyumklorür

D. Sodyumbikarbonat

E. Kalsiyum iyonları

5. Su arıtımında en son işlem aşağıdakilerden hangisidir?

A. Süzme B. Havalandırma C. Koagülasyon - dinlendirme

D. Klorlama(dezenfeksiyon)

E. Kireçgiderme

6. Aşağıdakilerden hangisi su arıtım aşamalarından biri değildir?

A. Koagülasyon B. Havalandırma C. Damıtma D. Klorlama(dezenfeksiyon)

E. Dinlendirme

7. Sert sular aşağıdaki hangi iyon çiftini en fazla miktarda içerir?

A. Ca2+, Cr3+ B. Mg2+, Zn2+ C. Na+, K+ D. Ca2+, Mg2+ E. K+, As3+

8. Aşağıdakilerden hangisi bir sabunun formülüdür?

A. C18H37COONa B. C3H8O3 C. C17H35C6H4SO3Na D. CH3COONa E. CH3(CH2)10COOH



9. Sabun moleküllerinin hidrofob uçlarıyla yağ molekülleri arasında aşağıdaki etkileşimlerden

hangisi meydana gelir?

A. Dipol-dipol etkileşimleri

B. Kovalent bağlar

C. Hidrojen bağları

D. London etkileşimleri

E. İyon-dipol etkileşimleri

10.

S O

O

O

NaCH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH

CH

2

3

Şekilde görülen madde aşağıdakilerden hangisidir?

A. Anyonik yüzey aktif madde

B. Sabun

C. Katyonik yüzey aktif madde

D. Noniyonik yüzey aktif madde

E. Amfoterik yüzey aktif madde

11. Bir sabun olan CH3(CH2)16COONa (sodyum stearat) sert suya katıldığında aşağıdaki çökelek-

lerden hangisi oluşabilir?

A. CH3(CH2)16COONH4

B. (CH3(CH2)16COO)2Ca

C. CaCO3

D. CH3(CH2)16COOK

E. NaOH


KİMYA HER YERDE

12. Aşağıdakilerden hangisi bir polimer değildir?

A. Selüloz B. Naylon C. Nişasta D. Cam E. Glikoz

13. Aşağıdakilerden hangisi doğal bir polimer değildir?

A. Selüloz B. Naylon C. Nişasta D. Protein E. İpek

14. Aşağıdakilerden hangisi bitkilerin kullandığı mikro elementlerden biridir?

A. Azot B. Fosfor C. Hidrojen D. Potasyum E. Bor

15. Su arıtımında bakteriler ozon ile daha etkili bir şekilde öldürülebildiği halde daha yaygın

olarak klor kullanılmasının sebebi nedir?

16. Kömürün yakılması sırasında atmosfere SO2 karışmasını engellemek için ne yapılır? Denkle-

miyle açıklayınız.

17. Ca(OH)2 kullanarak suların sertliği nasıl giderilir? Denklem yazarak açıklayınız.

18. Aşağıda verilen tepkimede monomer , mer ve polimeri gösteriniz.

19. Magmatik kayaçlardan çıkan sular yumuşak olduğu halde, birçok tortul kayaç, içinden geçen

sulara sertlik verir. Sebebini açıklayınız.

20. Plastiklerin geri dönüşüm sürecinde üç evreden ikisi, toplama ve tasnif işlemleridir. Üçüncü

evreyi ve bu evreye ilişkin sorunları açıklayınız.

21. Gıda katkı maddesi olarak kıvam düzenleyicilerin görevi nedir?

22. Misel nedir? Şekil çizerek açıklayınız.

23. Sabun ve deterjanın benzer ve farklı yönlerini açıklayınız.

24. Sera gazlarınının küresel ısınma ile ilişkisini açıklayınız.


Sembol Güvenlik Önlemleri

Bu sembolün kullanıldığı durumlarda, cam malze-menin kırılmamasına özen göstermek, aşırı ısınma-ması ve ani ısınıp soğumaması konusunda dikkatli olmak gerektiği anlaşılır.

Bu sembol, yapılacak işlemde bir ısıtıcı ya da sıcak bir yüzeyin söz konusu olduğunu; el, ayak ve diğer organların yanmaması için özel dikkat gerektiğini ifade eder.

Bu sembol, uygulanacak işlemde kimyasal madde-nin kullanıldığını ve o madde kullanılırken amba-lajında yer alan ve zarar grupları başlıkları altında anlamı açıklanan sembolün gerektirdiği önlemlerin alınacağını ifade eder.

Bu sembol, yapılacak işlemlerde kesici/delici gereç-lerin kullanıldığını ve bu işlemler sırasında olabildi-ğince dikkatli olunması ya da bir uzman rehberliğin-de çalışılmasının esas olduğunu ifade eder.

Bu sembol, çalışma ortamındaki buhar, toz, şiddet-li ışık, yüksek sıcaklık veya başka bir sebeple yüz ve gözün zarar görebileceğini ifade eder.

Bu sembol, yapılacak işlemler sırasında yangın çık-maması için gereken duyarlılığın gösterilmesi ge-rektiğini ifade eder.

Bu sembol, yapılacak işleme başlamadan önce göz-lük takmak gerektiğini, gözlüksüz çalışmanın tehli-keli olduğunu ifade eder.

GÜVENLİK İŞARETLERİ


Bu sembol, işlemlerde kullanılan malzemelerin muhtemel zararlı etkilerinden korunmak için kau-çuk eldiven kullanılmasının uygun olacağını göste-rir.

Bu sembol, işlemlerde kullanılan malzemelerin el-biseler üzerindeki aşındırıcı etkilerinden korunmak için önlük/tulum kullanılmasının uygun olacağını gösterir.

Bu sembol, yapılacak işlemlerde şehir hattından elektrik enerjisi kullanmak gerektiğini; devre kurar-ken ve bağlantı sağlarken, iletken kısımlara dokun-manın tehlikeli olacağını ve bağlantı noktalarında kıvılcım oluşabileceğini ifade eder.


1. ÜNİTE 1. (A) nötralleşme tepkimesi; (B) soy metaller; (C) asidik; (D) turnusol kağıdı; (E) 7; (F) elektrik akımını;

(G) renksiz / pembe; (H) titrasyon; (I) amfoter

2. Sırasıyla, Y,D, Y, Y, Y, Y, Y, D, D

3. A

4. C

5. E

6. D

7. D

8. A

9. A

10. E

11. D

12. B

13. D

14. C

15. D

16.

Madde pH Renk

Doğal maden suyu 3,0 Kırmızı

Limon suyu 2,4 Kırmızı

Süt 6,5 Mor

Çamaşır suyu 12,5 Sarı

Deniz suyu 8 Mavi

17. Bu tuzların hepsi suda çözünür.

A) NH H O NH H O4 2 3 3D+ + + tepkimesinde görüldüğü gibi, tepkimeden hidronyum iyonu oluştuğun-

dan asidiktir. NO H O3 2 $+- tepkime oluşturmaz. NH4NO3 tuzu asidiktir.

B) Na H O2 $++ tepkime oluşturmaz, F H O HF OH2 $+ +- - tepkimesinden hidroksit oluşturduğun-

dan, NaF tuzu baziktir.

C) NO H O3 2 $+- tepkime oluşturmaz, K H O2 $+ tepkime oluşturmaz, KNO3 tuzu nötraldir.

ÜNİTE SONu DEĞERLENDİRME SORuLARININ CEVAP ANAHTARI


18. ( ) ( )CH COOH Ca OH Ca CH COO H O2 3 2 3 2 2$+ + tepkimesine göre 1,5 mol kalsiyum hidroksitle 3

mol asetik asit tepkimeye girer, 0,5 mol asetik asit artar, dolayısıyla ortam asidiktir.

19. H C O NaOH Na C O H O2 22 2 4 2 2 4 2$+ +

: , / ( / ) ,: / ( / ) ,

H C O g g mol molNaOH g g mol mol

12 6 126 0 110 40 0 25

2 2 4 ==

Tepkimeden görüleceği gibi, 1 mol okzalik asit ile 2 mol sodyum hidroksit tepkimeye girmekte-

dir. Buna göre 0,1 mol okzalik asitle de 0,2 mol sodyum hidroksit tepkimeye girer. Tepkime sonucunda,

0,25 - 0,20 = 0,05 mol NaOH artar. Ortamın bazlığını artan NaOH belirler, çözelti baziktir.

20. Nötralleşme tepkimesi aşağıdaki gibidir, KOH için mol kütlesi 56 g/mol, benzoik asit için 122 g / mol

dür.

C H COOH KOH C H COOK H O6 6 5 4 25 $+

: , / ( / ) ,: , / ( / ) ,

C H COOH g g mol molKOH g g mol mol

2 44 122 0 025 6 56 0 1

6 5 ==

Yukarıdaki denk tepkimeye göre 1 mol benzoik asit ile 1 mol potasyum hidroksit tepkimeye girdiğine

göre 0,02 mol benzoik asitle de 0,02 mol sodyum hidroksit tepkimeye girer. Tepkimede 0,10-0,02= 0,08 mol

sodyum hidroksit artar. Ortamın bazlığını artan KOH belirler. Fenolftalein indikatörü bazik ortamda pembe

renge dönüştüğünden çözelti pembe renkli olur.


KİMYA

2. ÜNİTE 1. a)homojen, b) karışım, c) çözelti, d) çözücü, e) çözücü, f) çözünen, g) çözünen, h) derişim, ı) süs-

pansiyon, i) emülsiyon, j) benzer, k) polar, l) apolar, m) polar, n) çekim, o) polar

2.

Homojen Karışım Heterojen Karışım Emülsiyon Süspansiyon

• Şekerli su (şerbet) x

• Hava x

• Kolonya x

• Granit x

• Sirke x

• Maden suyu x

• Türk kahvesi x x

• Deniz suyu x

• Gazoz x

• Sis x

• Yoğurt x

• Kan x

• Mayonez x x

• Aşure x x

• Sütteki yağ x

• Yumurta akı (çiğ) x

• Naftalin-su x


3.

A. % iyot = iyot miktarı / çözelti miktarı x 100 = 12 / 400 x 100 = 3

B. % KI = KI miktarı / çözelti miktarı x 100 = 60 / 400 x 100 = 15

4. 50 gram bal örneğinde;

A. Fruktoz miktarı = 50 x 39 / 100 = 19,5 gram

B. Toplam şeker miktarı = 50 x 71 / 100 = 35,5 gram

5.

A. % derişim = 80 / 230 x 100 = 34,8

B. % derişim = 40 / 90 x 100 = 44,4

C. % derişim = 50 / 150 x 100 = 33,3

D. % derişim = 20 / 120 x 100 = 16,6

% Derişimlerin sıralanması: B > A > C > D

6. Çözelti seyreltik olduğundan yoğunluk l g/mL alınabilir. Bu durumda çözeltinin litresinde 200 mg Na+

var demektir.

A. 1 mg / L = 1 ppm ise 200 mg = 200 ppm

B. n (mol) = m (g) / Ma (g / mol) formülünden önce mol sayısı bulunur.

nNa+ = ( 200 x 10-3 g) / (23 g / mol) = 8,70 x 10 - 3 mol (Bu aynı zamanda NaCl nin mol sayısıdır).

mNaCl= 8,70 x 10-3 x 58,5= 0.509 gram

7. 100 gram kanda 0,1 gram glikoz bulunuyor ise;

1000 gram kanda = 1 gram glikoz bulunur. 1 gram= 1000 mg ise 1 gram glikoz= 1000 ppm’dir.

8.

A. 1. çözeltinin %derişimi = 3/103 x 100 = 2,9

2. çözeltinin %derişimi = 10/110 x 100 = 9,09

3. çözeltinin %derişimi = 15/115 x 100 = 13,04

4. çözeltinin %derişimi = 25/125x100 = 20

B. En derişik tuz çözeltisi aynı miktar suda çözünen tuz miktarı en çok olan 4. Çözeltidir.(%20’lik)

C. 5 nolu çözeltinin hacimce %derişimi = 2/102 x 100 = 1,96 6 nolu çözeltinin hacimce % derişimi = 5/105 x 100 = 4,76 7 nolu çözeltinin hacimce % derişimi = 12/112 x 100 = 10,71 8 nolu çözeltinin hacimce % derişimi = 20/120 x 100 = 16,67

D. En seyreltik etanol çözeltisi aynı hacim su içerisinde hacimce en az miktarda olan 5 nolu etanol çözel-tisidir.


9. a) D, b) Y, c) Y, d) Y, e) Y, f ) D, g) Y, h) Y

11. a) enerji veren b)enerji alan c) enerji alan

12.

Reçine Ca2+ Mg2+ SO42– HCO3–

H+ formundaki reçine X X

OH– formundaki reçine X X

Na+ formunda reçine X X

Yüzeyine (-COO–) bağlanmış reçine

X X

Yüzeyine (–NR3+) bağlanmış

reçineX X

13. a) katyon değiştirici reçine; yüzeyindeki hidrojen iyonları sert sudaki Ca2+, Mg2+ gibi katyonlar ile yer

değiştirir.b) Anyon değiştirici reçine; yüzeyindeki Cl- iyonları ile sert sudaki HCO3

–, SO42– gibi anyonlar yer değiş-

tirir.

14. A-7, B-4 C-2, D-2, E-6, F-4, G-4, H-3, İ-5

15. A-3, B-5, C-6, D-8, E-1

17. D

18. A

19. B

20. D

21. D

22. E

23. B

24. C


3. ÜNİTE 1. a)Fosil yakıt, b) Alkan, c) Kinetik enerji, d) Isıl değeri, e) Turba, f) Gıda

g) Kömürleşme, h) LPG, ı) Hidrokarbon

2. a) Y, b) D, c) D, d) D, e) D, f) Y, g) Y, h) Y, ı) D

3. a) 1, 3, 4, 5, 8, 10, 14

b) 2, 6, 7, 9, 11, 12, 13, 15, 16

c) 1, 4, 14

d) 6, 7, 11, 12, 15

e) 2, 9, 16

f) 3, 5, 8, 10

g) 3-12, 8-15, 10-11

4. C

5. C

6. E

7. C

8. E

9. D

10. C

11. D

12. Doğal gazdır. Çünkü doğal gazın yapısında kükürtlü bileşikler yoktur.

13. Jet yakıtındaki moleküllerde C sayısı daha azdır. Çünkü moleküldeki C sayısı arttıkça kaynama nok-

tası yükselir.

14.

Etan tekli bağ, eten ikili bağ, etin üçlü bağ içerir.

C CH

H

HH

HH

Etan Eten Etin

HH

H HCC H HCC


16. C4H10 = Bütan (Gaz hâldedir)

17. a) X = 2n+2 CnH2n+2 b) C8H18 = Oktan

19. C6H12O6 nin molekül kütlesi = 6 x 12 + 12 x 1 + 6 x 16 = 180 g / mol C12H22O11 nin molekül kütlesi = 12 x 12 + 22 x 1 + 11 x 16 = 342 g / mol 180 g C6H12O6 yanmasından 650 k. cal açığa çıkarsa 1 g C6H12O6 yanmasından kaç k.cal açığa çıkar= 650 / 180 = 3,61 k.cal açığa çıkar. 342 g C12H22O11 yanmasından 1350 k.cal açığa çıkarsa 1 g C12H22O11 yanmasından kaç k.cal açığa çıkar= 1350 / 342 = 3,95 k.cal açığa çıkar.

Sonuçta 1 g C12H22O11 in yanması C6H12O6 göre daha fazla enerji açığa çıkarır.

20.

a) Ekmek:

Karbohidrat: 13,2 x 4,1 Cal / g = 54,1 CalYağ: 0,2 g x 9,1 Cal / g = 1,8 CalProtein: 2,0 g x 4,1 Cal / g = 8, 2 CalToplam = 64,1 Cal

Süt:

Karbohidrat: 8,0 x 4,1 Cal / g = 32,8 CalYağ: 7,0 g x 9,1 Cal / g = 63,7 CalProtein: 6,8 g x 4,1 Cal / g = 27, 9 CalToplam = 124,4 Cal

Toplam kalori = 188,5 Cal

b) 30 dakika koşma için gerekli kalori = 850 Cal/2 = 425 Cal

2 dilim ekmek = 64,1 Cal x 2 = 128,2 Cal425 – 128,2 = 296,8 Cal (kalan)

296,8 Cal / 188,5 Cal/bardak = 1,6 su bardağı süt

1 su bardağı 200 mL olduğuna göre 1,6 x 200 mL = 320 mL süt,

SONuÇ: 2 dilim ekmek ve 1,6 su bardağı (320 mL) süt tüketmesi gerekir


4. ÜNİTE 1.

a) Fosil Yakıtlar

b) Ozon Tabakası

c) CF2 ve CCl3F

d) Sert

e) Ters Osmoz

f) Klorlama

g) Sodyum Karbonat

h) Bağlayıcı

ı) Lignin

i) Hazır Gıda

j) Koruyucu

k) Hidrofobik / Hidrofilik

l) Yüzey Gerilimi

2.

a) Doğru

b) Doğru

c) Yanlış (Kurşun kalemler grafit ve kilin karıştırılıp fırınlanmasıyla elde edilir)

d) Yanlış (Katalitik dönüştürücüler egzoz gazlarında CO ve NO oranlarını azaltır)

e) Doğru

f) Yanlış (Hazır gıdalardaki kıvam düzenleyiciler olan emülsiyonlaştırıcıların ve jelleştiricilerin sulu

ve yağlı maddeleri bir arada tutma özelliği vardır)

g) Yanlış (S, Mg, Ca ikincil makro elementlerdendir. Toprakta yeterince bulunur ve bitkiler tarafın-

dan kullanılır)


3. D

4. A

5. D

6. C

7. D

8. A

9. D

10. A

11. B

12. E

13. B

14. E

15. Ucuzluğu

16. Yanma ortamına kireç katılarak, kömürden oluşan SO2 , yanma ortamındaki kömüre katılan kireç ile katı bir ürüne dönüştürülür.

( )CaO SO CaSO k2 3$+

17.

( ) ( )

( ) ( ) ( )

Ca HCO Ca OH CaCO H O

Mg HCO Ca OH CaCO Mg OH H O CO

2 23 2 2 3 2

3 2 2 3 2 2 2

$ .

$ . .

+ +

+ + +

18.

CH = C CH = CH2 222

3 3CH

n nCH CH CH

CH

C =

CH = C CH = CH2 222

3 3CH

n nCH CH CH

CH

C =

Monomer

Polimer

mer


19. Tortul kayalar CaCO3, MgCO3 içerir. Yağmur suları havadan aldıkları CO2’nin de yardımıyla tortul ka-

yaçlardaki karbonatları kolayca çözer. Böylece çözünen Mg2+ ve Ca2+ iyonları sulara sertlik verir.

20. Geri dönüşen atıklar, ilk üretimde kullanılan ham maddeler kadar saf değildir. İlk kullanımda plastik

kısmen kirlendiği için ikinci kullanımda aynı ürünün yapımına genelde uygun olmaz. Kirlenmiş malzemeye

uygun yeni bir ürün tasarlanır. İkinci ürün özellikle sağlık açısından daha az önemli bir ürün olmalıdır.

21. Gıdanın akıcılığını ve kıvamını ayarlamak, farklı sıvıların ve katıların ayrılıp faz oluşturmasını önlemek

kıvam düzenleyicini görevidir.

22. Sabun veya deterjan molekülleri, su ortamında küçük bir yağ damlacığıyla karşılaşınca hidrofob

kuyruklar yağ içine çekilirken iyonik uç suya yönelir. İçi yağ dolu, dışı suya yönelmiş gruplardan oluşan bu

düzenleniş biçimine misel denir.

23. Sabunlar; doğal kaynaklardan üretilir, ham maddeleri bitkisel ve hayvansal yağlar ile soda ve sudkos-

tik gibi bazlardır, çevreye zararları çok fazla değildir, su kirliliğine neden olmazlar, cilde zararı deterjanlara

göre azdır, sudaki minerallerle çözünmeyen tuzlar oluştururlar, doğada kolay parçalanabilen maddelerden

oluşurlar.

Deterjanlar; çoğu petrol kaynaklı kimyasal maddelerden üretilir, ciddi ölçekte çevre kirliliğine neden

olurlar, su canlıları için çok tehlikelidirler, cildi tahriş eder ve alerjiye yol açar, sert sulardan çok az etkilenir,

doğada kolay parçalanamayan maddelerden oluşurlar.

24. Dünyamızın güneşten aldığı ve uzaya yaydığı ışınların enerjileri biribirine eşit olursa, dünyamızda ne

aşırı ısınma ne de soğuma olur. Dünyanın aldığı güneş enerjisi, yer yüzeyinden ve atmosferden uzaya

yayılan IR ışınlarıyla dengelenir. Sera gazları adı verilen H2O, CO2, CH4, N2O moleküller, IR ışınlarını çok soğu-

rurlar. Bu gazların atmosferdeki derişimi arttıkça, yer yüzeyinden yayılan IR ışınlarının atmosferde tutulan

kesri büyür. Yani bu gazlar, dünyanın soğumasını önler, küresel ısınmaya neden olur.


SÖZLÜK

- A -Aerobik: Havalı (oksijenli) ortamda, gerçekleşen/büyüyüp gelişen anlamına gelen bir sıfat. Aerobik bak-

teriler ancak oksijenli ortamda yaşar. Aerobik olaylar oksijenli ortamlarda gerçekleşir.

Alg: Suda yaşayan canlılardan bir grup. Fotosentez yapanları bitki, yapmayanları hayvan kabul edilebilir.

Allotrop: Aynı elementin değişik kristal biçimlerine denir. Elmas ve grafit, karbonun allotroplarıdır.

Amorf: Atomlarının/iyonlarının belli bir geometrik yerleşim düzeni olmayan katı. Amorf katılar kristal

oluşturmaz.

Anabolik Olaylar: Canlıların metabolizmasında, protein sentezi, kas gelişmesi ve büyüme gibi küçük

moleküllerden büyük moleküllerin oluşumu ile sonuçlanan ve enerji harcayarak gerçekleşen sentez olayla-

rı. Katabolizmanın tersidir.

Anaerobik: Havasız (oksijensiz) ortamda gerçekleşen/büyüyüp gelişen anlamına gelen bir sıfat. Anae-

robik bakteriler oksijen olmadan gelişip çoğalabilir.Anaerobik olaylar oksijensiz ortamlarda gerçekleşir

Antiasit: Midedeki asitliği ayarlamak için kullanılan içilebilir zayıf baz. Mg(OH)2 bir antiasittir.

Antrasit: Karbon oranı bakımından en zengin (% 92 - 98 C) , kalori değeri yüksek kömür türü.

Asfaltit: Görünümü asfalta benzeyen, hidrokarbonların metamorfik değişimleriyle oluşmuş katı bir fosil yakıt.

- B -Bitümlü şist:İç boşluklarında hidrokarbon bulunan, başkalaşmış kayaç. Bu kayaçlar özütlenerek yakıt

(kaya gazı) elde edilir.

Bozunma: Isı veya mikroorganizma etkisiyle, selüloz, lignin, protein gibi büyük moleküllerin H2O, CO2

gibi küçük moleküllere dönüşüp ayrışması.

- C -Cibre: Divit ucu.

- Ç -Çökel: Deniz veya göl dibinde oluşmuş tortul kütle.

Çökelek (çökelti): Sıvı ortamda çözünmüş bir maddenin başka bir madde ile etkileşerek oluşturduğu

sıvıda çözünmeyen bileşik. NaCO3 ve CaCl2 tuzlarının çözeltileri karıştırılınca CaCO3 çökeleği oluşur.

Çözücü (solvent): Çözeltilerde çözme işlemi için kullanılan madde. Çözücüler çoğu zaman sıvıdır ve

miktarı çözünen madde miktarından daha fazladır.

Çözünen: Çözücü ortamında dağılan madde.

Çözünürlük: Birim miktarda (100g, 100 mL, 1L) çözücüde çözünebilen en fazla madde miktarı. Bir mad-

denin çözünürlüğü sıcaklık ve basınç (gazlar için) ile değişir.


- D -Dağlama: Metali derişik asit çözeltisine daldırıp, bir süre bekleterek yüzeyde aşınma meydana getirme

işlemi.

Damıtma: Buharlaştırma - yoğuşturma yoluyla saflaştırma.

Delokalizasyon (mezomeri): İkili ve üçlü bağlardaki π-bağı elektronlarının belli bir atomun yörünge-

sinde kalmayıp molekül içinde yer değiştirmesi. π-bağı elektronlarına delokalize elektronlar denir.

Derişik: Derişimi bağıl olarak büyük; çözünen madde oranı yüksek.

Derişim: Karışımlarda dağılan maddenin miktarca oranı. Oranlama yapılırken toplam çözelti miktarı

veya çözücü miktarına göre oran verilebilir. Miktarlar kütle, hacim veya mol cinsinden olabilir.

Dermatit: Deride kızarıklık, şişme, kaşıntı gibi belirtilerle ortaya çıkan deri hastalığı.

Dinlendirme - Aktarma (Dekantasyon): Sudan daha yoğun, boyutları 10 - 6 m’den daha büyük katı ta-

neciklerinin dinlendirme sonucu dibe çökmesi ve suyun dikkatlice başka bir kaba alınmasını içeren ayırma

yöntemi.

Dispers sistem: Bir maddenin başka bir madde (ortam) içinde küçük boyutlu tanecikler halinde dağıl-

masıyla oluşan heterojen veya homojen sistem. Çözeltiler, koloitler, emülsiyonlar ve süspansiyonlar dispers

sistemlerdir.

Divit: Hokka adı verilen bir haznedeki mürekkebe batırılarak yazı yazmakta kullanılan bir tür kalem. Di-

vitte dolma kalem gibi mürekkep haznesi bulunmadığından,yazı yazmak için belirli aralıklarla mürekkebe

batırılması gerekir.

Doygun çözelti: Çözünen madde derişimi maksimum değerine ulaşmış çözelti. Doygun çözeltilerde

çözünen maddenin saf hali ile çözelti denge halindedir.

Drenaj: Bir sıvıyı bulunduğu hazneden boşaltma işlemi. Atık su giderlerini oluşturan borular bir drenaj

sistemidir. Ameliyatlı hastaların vücut içinde biriken atık sular drenaj ile vücut dışına atılır.

- E -Ekstraksiyon (özütleme): Bir maddenin farklı sıvılarda farklı dağılmasına dayanan bir ayırma yöntemi.

Ekzotermik olay: Isıverenolay. Yakıtların yanması ekzotermiktir.

Emprenye etme: Ahşabın yapısına çeşitli kimyasal maddeler emdirerek mantar, bakteri, böcek gibi za-

rarlılardan koruma. Örneğin CuSO4 çözeltisi emprenye edilmiş ahşapta mantar üremez.

Endotermik olay: Isıalan olay. Amonyum klorür (NH4Cl)tuzunun suda çözünmesi endotermik bir olaydır.

Eşdeğer: Bir kimyasal tepkimede 1 mol elektron/proton alan veya veren; veya bir mol pozitif/ negatif

yükün karşılığı olan madde miktarı. Bir tepkimede tepkimeye giren maddeler birbirine eşdeğer ise, tepkime

tamamlandığında bu maddelerin her ikisi de tükenir.


- F -Faz: Bir karışımda makro özellikleri (yoğunluk, bileşim, renk vb.) her noktada aynı olanbölgeler. Kapalı

bir kaptaki su-buz karışımı 3 fazlı (buz-su-buhar), zeytinyağı ve su sıvılarının karışımı 2 fazlı, hava ise tek

fazlıdır.

Fermentasyon: Mayaların (fermentlerin) faaliyetleri sonucu bir doğal ürünün başka ürünlere dönüşme-

si. Etanol ve asetik asit, glikozun farklı organizmalar ile fermantasyonundan oluşur.

Fueloil: Büyük moleküllü (ağır) hidrokarbonlardan oluşmuş, isli yanan ve benzin, mazot gibi ürünlere

göre daha çok kirletici gaz oluşturan petrol ürünü. Fueloil kaynama sıcaklık aralığına, akışkanlığına ve yan-

ma özelliklerine göre 1-6 arasında numaralar alan alt sınıflara ayrılmıştır. Sınıfların numaraları büyüdükçe

fueloili yakmak zorlaşır.

- G -Gang: Bir doğal cevherin yapısında asıl maddeye eşlik eden safsızlık.

Gaz yağı: Petrol rafinerilerinde kaynama aralığı benzin ile mazot arasında olan bir damıtma ürünü. Bu

ürün eskiden şehir gazı elde etmekte kullanıldığı için gaz yağı adını almıştır. Günümüzde özelliklerine uy-

gun bir kullanım alanı olmadığı için gaz yağı üretimi çok azalmıştır.

Grafit: Karbon elementinin allotroplarından biri. Kömürleşme sürecinde grafit saf karbon demektir. Gra-

fitteki karbon atomları, altılı halkalarla oluşmuş üst üste levhalar şeklindedir.

- H -Hemoglobin: Kanda bulunan ve akciğerden dokulara oksijen, dokulardan akciğere karbon dioksit taşı-

yan protein. Oksijen hemoglobindeki 2+ değerlikli demir iyonlarına tutunur.

Hidrofob: Su ile karışma özelliği olmayan (madde/grup/uç). Apolar moleküllü maddeler suda çözün-

mez.Moleküllerin apolar uçları sudan kaçma eğilimi gösterir.

Hidrokarbon: Yalnızca karbon ve hidrojen atomlarından oluşan kimyasal bileşiklerin(CxHy) genel adı.

Hidroliz: 1. Protein, karbon hidrat gibi büyük moleküllerin su ile etkileşerek daha küçük moleküllü ürün-

lere dönüşmesi. 2. Al3+, Fe3+, CO32-, PO4

3- gibi iyonların su ile etkileşerek ortamın pH değerini değiştirmesi.

Katyonlar hidroliz olunca pH değeri düşer; anyonlar hidroliz olunca yükselir.

Higroskopik: Nem çekici (madde). Magnezyum klorür (MgCl2) higroskopik olduğu için ısıtılarak nemi

tamamen kurutulamaz; çok ısıtılırsa bozunur.

Hijyen: Sağlığı korumak ve desteklemek amacıyla gerçekleştirilen işlem, süreç veya takınılan tavır. Ye-

mekten önce ve sonra el yıkamak hijyene uyan (hijyenik) bir alışkanlıktır.

Hormon: Vücutta üretilen ve biyokimyasal canlılık olaylarında çok az miktarları bile önemli düzenleme/

yönlendirme işlevleri üstlenen kimyasal madde. İnsülin kandaki şeker düzeyini ayarlayan bir hormondur.


Hücre solunumu: Besinlerin (karbon hidrat, yağ, protein,) hücrelerde oksijen ile tepkimeye girerek

enerji açığa çıkarması süreci. Hücre solunumu, nefes alma ve nefes verme arasında vücutta gerçekleşen

katabolik olaylar toplamı olarak da düşünülebilir.

Humik asit: Kısmen veya tamamı ile çürümüş bitki veya hayvan artıklarının oluşturduğu siyah veya

koyu kahverengi maddeler (humus) içinde bulunan, ligninin parçalanmasından oluşmuş asidik maddelerin

ortak adı. Organik topraklardan çıkan sular humik asit içerdiğinden pH değeri 7 den küçük olabilir.

- İ -İstemli: Kendiliğinden yürüyen (tepkime, olay, değişim).

- J -Jeolojik zaman (Jeolojik çağ): Yer’in 4,5 milyar yıllık tarihi boyunca her birinde farklı doğal şartların

hüküm sürdüğü uzun zaman dilimleri.

- K -Karboksihemoglobin: Oksihemoglobinde oksijenin yerine CO geçmesiyle oluşanbileşik.CO zehirlen-

mesi bu şekilde meydana gelir.

Katabolik olay: Metabolizma sürecinde büyük moleküllerin daha küçük moleküllere parçalanarak

enerji açığa çıkartması

Katalitik konvertör: Taşıt egzozlarına takılan; egzoz gazlarındaki çevreye zararlı bileşenleri daha az za-

rarlı türlere dönüştüren; platinli ve rodyumlu katalizörler kullanan düzenek.

Katalizör: Kimyasal bir olayı hızlandıran fakat kendisi olaydan değişmeden çıkan madde. Enzimler kar-

bon hidratların, yağların ve proteinlerin hidrolizini hızlandıran katalizörlerdir.

Kaya (Kayaç): Yer kabuğunu oluşturan, magma ve tortul çökelti kökenli veya başkalaşmış (metamorfik)

katman.

Kazein: Süt ve süt ürünlerinde yaygın olarak bulunan fosforlu bir protein türü.

Keratin: Tırnak, saç, toynak gibi sert dokuların yapı maddesi olan lif yapılı protein.Keratin proteinlere

bağlı şeker molekülleri ile güçlendirilmiştir.

Kırma İndisi: Işığın boşluktaki hızının herhangi bir saydam ortamdaki hızına oranı, ortamın kırma indisi;

ışığın da o ortamdaki kırılma indisidir.(havanın kırma indisi yaklaşık 1,0003; suyun kırma indisi 1,33; pencere

camınınki ise yaklaşık 1,5’tur).

Kil: Boyutları, 1 - 2 mikrometre veya daha küçük zerrelere ayrışan ve su çekerek şiştiği için toprakta su

geçirmez bir katman oluşturan toprak bileşeni. Saf kil, kaolen adını da alır. Kaolen, alüminyum silikatlar

(m Al2O3·n SiO2·p H2O) karışımıdır.

Kok: Havasız yerde ısıtılarak uçucu bileşenleri alınmış taş kömürü. Kok, uçucu bileşeni olmadığı için issiz

ve kokusuz yanar.


Koloit: Dağılan türü 1 - 1000 nm boyutlu tanecikler halinde olan karışım. Kil suda bir koloit oluşturur.

Koloitlerin özellikleri homojen ve heterojen karışımlar arasında yer alır.

Kompost gübre: Bitkisel ve hayvansal atıkların nemli-oksijenli ortamda bozunarak dönüşmesiyle olu-

şan organik gübre.

Konjüge çift bağ: Bir organik molekülün zincirinde birer atlayarak konumlanan çift bağlar.Butadien

(H2C = CH - CH = CH2) molekülündeki çift bağlar konjügedir.

Konserve: Kısmen pişirilip sterilize edildikten sonra hava sızdırmaz şekilde kapatılıp muhafaza edilen

işlenmiş gıda.

Kömür damarı: Başka türden tortul katmanlar arasında konumlanmış kömür katmanı.

Kromatografi: Bazı katıların yüzeylerinin karışımlardaki farklı maddeleri farklı kuvvetlerle bağlama özel-

liğinden ve farklı maddelerin çözünme eğilimleri farkından yararlanılarak geliştirilmiş ayırma yöntemi.

Kromatografi: Bir karışımdaki farklı türlerin, biri durgun diğeri hareketliiki faz arasında dağılma oranla-

rının farklı olması esasına dayananbir ayırma yöntemi. Ayrılan türlerin sabit faza tutunması, katı yüzeyinde

adsorpsiyon veya katı yüzeyindeki sıvı filmde çözünme yoluyla olabilir. Hareketli faz ise sıvı veya gaz halinde

bir akışkandır.

- L -Linyit: % 25 - 35 arasında C içeren, kül oranı yüksek, kahverengi-siyah, kalori değeri düşük kömür.

- M -Malt: Arpanın çimlendirilip sonra kurutulması ile elde edilen ürün. Başka tahıllardan da malt benzeri

ürünler elde edilir.

Mancınık: Kale kuşatmalarında, ağır taş gülleleri fırlatmakta kullanılan savaş aracı.

Maya (Ferment): Yaşadıkları ortamda bulunan büyük moleküllü besin maddelerini parçalayıp onların

enerjisinden yararlanmak için hücre zarları dışına enzim salgılayan mikroorganizmaların ortak adı. Mayalar

bir tür mantar kabul edilirler.

Mezomer: Aynı molekülün, atom düzeni değişmeden bağlarının yeri değişerek oluşan farklı formları.

Mikroorganizma: Mikroskopla görülebilen, bakteri, mantar, alg ve plankton vb. canlıların ortak adı.Vi-

rüslerin mikroorganizma sayılıp sayılamayacağı tartışmalıdır.

Mineral: Doğada saf veya karışık halde bulunan kristal yapılı anorganik veya kömür gibi organik madde.

Mineral madde: Canlıların bünyesinde oluşmamış, doğal kaynaklardan elde edilmiş madde. Petrolden

elde edilmiş yağ kıvamında maddelere mineral yağ denir. HClO4, H2SO4, HNO3, HCl, HF, H3PO4 vb. asitler

mineral asittir.


- N -Nötr(al): 1. Asit veya baz olmayan (madde). Saf su nötral bir maddedir. 2. Pozitif ve negatif elektrik yükle-

ri taşımayan veya her iki yükten eşit miktarda taşıyan. Cam ipeğe sürtülünce her iki malzeme de nötralliğini

kaybeder; cam pozitif, ipek ise negatif yük kazanır.

- O - Ö -Oksihemoglobin: Hemoglobindeki Fe atomuna O2 bağlanmasıylaoluşan bileşik. Kanda O2 bu şekilde taşınır.

Özütleme (Ekstraksiyon): Bir karışımın bileşenlerinden birini, iyi çözündüğü bir sıvıya çekip ayırma işle-

mi. Yağlı tohumlarda bulunan ve sıkma ile alınamayan yağ, bir organik çözücü ile özütlenir (ektrakte edilir).

- P -Partiküler madde: Havada dağılmış, 10 mikrometre den daha küçükboyutlu sıvı veya katı kirletici ta-

necikler.

Pestisit: Tarım mücadele ilaçlarının genel adı.

Petrol eteri: Rafinerilerde benzin ile LPG arasında yoğuşturulup çözücü olarak kullanılan petrol ürünü.

Petrol eterleri, kaynama aralıklarına göre üç farklı sınıfa ayrılmıştır.

Pik demir: %3-4 karbon, %1-2 silisyum içeren; gerek görüldüğünde %1 kadar mangan katılmış ham

demir alaşımı.

Pişirme: 1. Hamur haldeyken şekil verilmiş seramik malzemeyi yüksek sıcaklıkta ısıtarak sert ve berk

hale getirme. 2. Besinleri yüksek sıcaklıkta muamele edip daha lezzetli ve sindirimi kolay hale dönüştürme.

Besinler pişirilirken besin değerlerinde kayıplar olabilir.

Porselen: Yapısında renkli metal oksitleri bulunmayan saf kilden (kaolen) yapılmış, pişirildiğinde beyaz

kalan, yüzeyi sırlı ve yüksek dayanımlı seramik madde.

Proteaz: Proteinlerin parçalanmasından sorumlu enzim grubu. Proteazlaramino asitler arasındaki bağ-

ları(peptid bağlarını) kopardığı için, peptidaz adıyla da bilinir.

- R -Rafine: Doğal ham halinden daha saf duruma getirilmiş. Petrol ve doğal bitkisel yağ rafine ise bir saflaş-

tırma işleminden geçmiş demektir.

Rafineri: Ham haldeki bir karışımı daha saf ürünlere dönüştüren tesis.

Rejenerasyon: Kullanıldığı için işlev görme yetisi azalan/tükenen bir sistemin, uygun işleme tabi tutula-

rak eski haline/yetilerine dönecek şekilde yenilenmesi. Asidik katyon değiştirici reçineler sertlik gideriminde

kullanıldıktan sonra, HCl sulu çözeltisi ile rejenere edilir.


- S -Sanitasyon: Yerleşim yerlerindeki atıkların hijyen kurallarına uygun şekilde toplanması ve yönetimi.

Sentez: Basit yapılı maddeleri tepkimeye sokarak daha karmaşık yapıda yeni bir ürün elde etme işlemi.

Seramik hamuru: Bazı topraklardanalınan doğalkilin bağlayıcı maddeler ve başka minerallerle karıştırı-

lıp suda yoğrulması ile elde edilmiş uygun kıvamda malzeme.

Seyreltik: Çözünen madde miktarı bağıl olarak az olan (çözelti/ karışım).

Sır: Yüksek sıcaklıkta eritilmiş metal oksitleri karışımının seramik malzeme yüzeyinde oluşturduğu ince,

sert, su sızdırmaz katman.

Silis: SiO2 formülüyle gösterilen bileşiğinfarklı formlarının genel adı. Silis, kristal yapılı (kuartz) olabile-

ceği gibi amorf (silika jel) olabilir.

Simetri: Nesnelerin, dönme, yansıma, evrilme gibi işlemler sonunda ilk ve son görünümlerinin birbirin-

den ayırt edilemez olması durumu. Küre en zengin simetrili geometrik şekildir. Küb, kare prizmadan, kare

prizma da dikdörtgen prizmadan daha simetriktir.

Spor:1. Mikroorganizmaların elverişsiz şartlarda uzun süre canlı kalabilmek için kendi çevrelerine ördük-

leri koza gibi kapalı yapı. Tüberküloz mikropları spor oluşturarak onlarca yıl hareketsiz kalıp bünye zayıfla-

yınca yeniden çoğalmaya başlayabilir. 2. Eşeysiz üreyen canlılarda üreme hücresi. Eğreltiler sporlar oluştura-

rak ürerler. 3. Çiçeklerin erkek organlarında mayoz bölünme ile oluşan ve tozlaşmayı sağlayan hücre.

Stokiyometri: Bir kimyasal tepkimede rol alan maddelerin miktarları üzerinde, reaksiyon denklemi ve

maddelerin mol kütleleri esas alınarak yapılan hesaplama işlemi.

Stokiyometrik: Stokiyometri açısından birbirine eşdeğer.

Stratosfer: Atmosferinyeryüzünden10-50 km yüksekteki katmanı. Ozon tabakası stratosferde yer alır.

- T -Taş kömürü: %60 - 80 arasında C içeren, kalori değeri yüksek siyah renkli kömür.

Teflon: Karbon-flor bileşiklerinden elde edilmiş, yüksek sıcaklığa dayanıklı, ıslanmaz, su tutmaz, kimya-

sal değişime karşı kararlı plastik madde.

Toksik: Canlı organizmalara derişime bağlı olarak zehir etkisi gösteren madde/ iyon/ molekül.

Topografya: Bir arazi yüzeyinin tabii veya yapay ayrıntıları. Bu ayrıntıların kâğıt üzerinde harita ve tablo

şeklinde gösterilmesiyle ilgilenen bilim dalı.

Turba: Henüz kömürleşme sürecinin başlangıcında olan; %90’ı sudan oluşan karbon oranı düşük kayaç.

Turşu: Tuz oranı yüksek su içinde muhafaza edilen sebze veya meyve.Turşularda mayaların etkisiyle or-

ganik asitler oluşur. Tuz oranı yüksek ortamlarda çürükçül bakteri üremediği için turşuların raf ömrü uzundur.


Türev: Bir bileşiği veya ürünü basit bir kimyasal işleme sokarak elde edilen, yapısı başlangıçtaki madde-

ye benzer, özellikleri farklı yeni bileşik veya ürün. Plastik bir petrol türevi, selüloz asetat (asetat saydamları)

ise bir selüloz türevidir.

- V -Vitamin: Vücuttaki biyokimyasal faaliyetlerin mükemmel şekilde düzenlenmesi/yönlendirilmesi için

gerekli ve eser miktarlarda bile etkili olan; ancak vücut tarafından üretilmeyip gıdalarla alınması gereken

madde. Vitaminlerin hormonlardan temel farkı, vücutta vitamin üretilmeyişidir.

- Z -Zooplankton: Yer üstü sularında bulunan, akıntı olmadan hareket edemeyen, fotosentez yeteneği ol-

mayan ve boyutları mikroskopik ölçekten gözle görülebilir ölçeğe kadar değişen organizma. Denizanası

dev boyutlu bir zooplanktondur.


KAYNAKÇAAtkins P.,Jones L.(2012) Genel kimya ilkeler ve içyüzünü kavrama. (Türker A.R., Çev. Ed.). Ankara: Palme Yayıncılık.

Brown, T.L., LeMay, Jr., H.E., ve Bursten, B.E., Murphy, C.J. (2009). Chemistry: The central science (11. baskı). Upper Saddle River, NJ: Pearson Education, Inc.

Chang, R. (2006) Genel kimya temel kavramlar. (İnam R. , Aksoy S. , Uyar T. , Çev. Ed.). Ankara: Palme Yayıncılık.

Ebbing, D.D. (1996). General Chemistry (5. baskı). Boston, MA: Houghton Mifflin Company.

Gıda, Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı, 2007/26 nolu Türk Gıda Kodeksi Tebliği (http://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2007/06/20070615-5.htm)

Manahan, S. (2000) EnvironmentalChemistry,Boca Raton: CRC Press LLC.

Moore, F.J. (1918) A history of chemistry. New York: McGraw Hill Book Company, Inc.

Mortimer, C. E. (1993) Modern üniversite kimyası cilt 1. (T. Altınata, Çev. Ed.). İstanbul: Çağlayan Kitabevi.

Myers, R. (2003) The basics of chemistry. Westport, CT: Grenwood Press.

Petrucci, R. H.,Harwood, W. S. &Herring, F. G. (2010) Genel kimya ilkeler ve modern uygulamalar (2012). (Uyar T., Aksoy S., Çev. Ed.). Ankara: Palme Yayıncılık.

Skoog D.A., West D.M., Holler F.J., Crouch S.R.(2011) Analitik kimya temel ilkeler (Kılıç E., Yılmaz H. , Çev. Ed.) Ankara: Bilim Yayıncılık.

Thompson, M., McLaughlin, C.W., ve Smith, R.G. (1995) Merrill physical science. New York: Glencoe / McGraw-Hill.

Türk Standartları Enstitüsü TS 266 standardı

Türk Standartları Enstitüsü TS 4080/T1 standardı

Whitten, K.W., Davis, R.E., Peck, L.P., ve Stanley, G.G. (2009) General chemistry (9. baskı). Belmont, CA: Cengage Learning.

www.meteoroloji.gov.tr (28.06.2014)

Younger P. L.,Banwart Banwart S.A. , Hedin R.S. (2002) Mine, water; Hydrology, Pollution, Remediation,

Kluwer Academic Publisher,


GÖRSEL KAYNAKÇA

ORJİNAL ÇİZİMLER

Ders kitabında yer alan aşağıdaki şekiller tarafımızdan çizilmiştir.

Sayfa 9, Şekil 1.4, Etkinlik 4 (Sayfa 22), Şekil 1.6 (Etkinlik 4 -Sayfa 23), Sayfa 26 (Etkinlik 5), Şekil 1.11, Şekil

1.13, Sayfa 60 (Ünite Değ. Soruları), Şekil 2.6, Şekil 2.7, Şekil 2.8, Şekil 2.9, Şekil 2.10, Şekil 2.11, Şekil 2.12,

Şekil 2.17, Şekil 2.18, Şekil 2.21, Şekil 2.22, Şekil 2.23, Şekil 2.24, Şekil 2.25, Sayfa 88 (Etkinlik 3), Şekil 2.33,

Şekil 2.34, Sayfa 102 (Etkinlik 6), Sayfa 104 (Etkinlik 7), Sayfa 104 (Etkinlik 7), Sayfa 108 (Etkinlik 8), Şekil 2.44,

Şekil 2.45, Şekil 2.46, Şekil 2.47, Şekil 2.48, Şekil 2.50, Şekil 2.51, Şekil 2.53, Sayfa 120 (Ünite Soruları), Şekil

3.1, Sayfa 129 (Etkinlik 1), Şekil 3.8, Şekil 3.11, Şekil 3.12, Şekil 3.13, Şekil 3.14, Sayfa 140, Sayfa 141, Sayfa 142,

Sayfa 143, Sayfa 143, Sayfa 143, Şekil 3.16, Sayfa 144, Sayfa 144, Sayfa 144, Şekil 3.17, Şekil 3.18, Şekil 3.19,

Şekil 3.20, Şekil 3.21, Şekil 3.22, Şekil 3.23, Sayfa 150 (Etkinlik 2), Sayfa 152 (Etkinlik 3), Sayfa 156, Sayfa 157,

Sayfa 158, Sayfa 158, Sayfa 159, Sayfa 160, Sayfa 160, Sayfa 160, Sayfa 161, Sayfa 161, Sayfa 161, Sayfa 162,

Sayfa 167 (Ünite Soruları), Sayfa 170 (Ünite Soruları), Şekil 4.3, Şekil 4.6, Şekil 4.7, Şekil 4.8, Şekil 4.9, Şekil

4.10, Şekil 4.12, Şekil 4.13, Şekil 4.14, Şekil 4.15, Sayfa 190 (Okuma Parçası), Sayfa 196 (Etkinlik 3), Sayfa 197,

Sayfa 198, Şekil 4.23, Şekil 4.24, Şekil 4.25, Şekil 4.26, Şekil 4.27, Sayfa 201, Sayfa 201, Sayfa 205, Sayfa 206,

Sayfa 207, Şekil 4.29, Sayfa 209, Sayfa 209, Sayfa 210, Sayfa 210, Sayfa 210, Sayfa 211, Sayfa 212, Sayfa 213,

Sayfa 214, Şekil 4.37, Sayfa 217, Sayfa 218, Sayfa 220, Sayfa 220, Sayfa 222, Şekil 4.43, Şekil 4.47, Şekil 4.52,

Sayfa 248, Sayfa 249, Şekil 4.55, Sayfa 260 (Ünite Soruları)


ORJİNAL FOTOĞRAFLAR

Ders kitabında yer alan aşağıdaki şekillerdeki fotoğraflar tarafımızdan çekilmiştir.

Şekil 2.28, Sayfa 94 (Etkinlik 4), Sayfa 94 (Etkinlik 4), Sayfa 97 (Etkinlik 5), Şekil 2.40, Sayfa 163 (Etkinlik 4), Şekil

4.18, Şekil 4.22, Sayfa 244

TELİFİ ÖDENEN ŞEKİLLER

Ders kitabında yer alan aşağıdaki şekillerdeki görseller www.alamy.com/tr sitesinden satın alınmıştır.

Ünite Kapağı, Ünite Kapağı, Şekil 2.2, Sayfa 70 (Etkinlik 2), Şekil 2.16, Şekil 2.20, Şekil 2.26, Sayfa 91 (ilginç

nokta), Şekil 2.30, Şekil 2.31, Şekil 2.36, Şekil 2.37, Şekil 2.41, Şekil 2.43, Şekil 2.52, Şekil 2.54, Sayfa 121 (Ünite

Soruları), Sayfa 121 (Ünite Soruları), Sayfa 121 (Ünite Soruları), Sayfa 121 (Ünite Soruları), Ünite Kapağı, Ünite

Kapağı, Ünite Kapağı, Ünite Kapağı, Ünite Kapağı, Ünite Kapağı, Ünite Kapağı, Şekil 3.2, Şekil 3.3, Şekil 3.4,

Şekil 3.5, Şekil 3.6, Şekil 3.7, Şekil 3.9, Şekil 3.10, Sayfa 135 (Okuma Parçası), Sayfa 135 (Okuma Parçası), Sayfa

135 (Merak Edenler İçin), Şekil 4.1, Sayfa 183 (Etkinlik 1), Şekil 4.16, Şekil 4.17, Şekil 4.17, Şekil 4.31, Şekil 4.32,

Şekil 4.33, Şekil 4.34, Şekil 4.36, Şekil 4.38, Şekil 4.39, Şekil 4.39, Şekil 4.39, Şekil 4.41, Şekil 4.42, Şekil 4.44,

Şekil 4.46, Şekil 4.48, Şekil 4.53, Şekil 4.54, Şekil 4.56, Sayfa 254 (Okuma Parçası), Sayfa 255 (Okuma Parçası),

Sayfa 255 (Okuma Parçası), Sayfa 255 (Okuma Parçası), Şekil 2.49, Sayfa 164 (Okuma Parçası), Şekil 4.50

Ders kitabında yer alan aşağıdaki şekillerdeki görseller www.dijitalimaj.com sitesinden satın alınmıştır.

Sayfa 27 (Okuma Parçası), Ünite Kapağı, Şekil 2.14, Şekil 2.36, Şekil 2.36, Şekil 2.38


Ders kitabında yer alan aşağıdaki şekillerdeki görseller www.gettyimages.com sitesinden satın alınmıştır.

Ünite Kapağı, Ünite Kapağı, Ünite Kapağı, Şekil 1.1, Şekil 1.2, Okuma Parçası (Sayfa 13), Okuma Parçası (Sayfa

13), Şekil 1.3, İlginç Nokta (Sayfa 21), Şekil 1.7, Sayfa 25 (Etkinlik 5), Sayfa 25 (Etkinlik 5), Sayfa 25 (Etkinlik

5), Sayfa 25 (Etkinlik 5), Şekil 1.5, Şekil 1.8, Şekil 1.9, Şekil 1.10, Şekil 1.12, Ünite Kapağı, Ünite Kapağı, Ünite

Kapağı, Ünite Kapağı, Ünite Kapağı, Ünite Kapağı, Ünite Kapağı, Ünite Kapağı, Şekil 2.1, Şekil 2.1, Şekil 2.3,

Şekil 2.3, Şekil 2.4, Şekil 2.5, Şekil 2.6, Şekil 2.7, Şekil 2.13, Sayfa 77 (Biliyor Muydunuz?), Şekil 2.15, Şekil 2.19,

Şekil 2.26, Şekil 2.27, Sayfa 92 (merak edenler için), Şekil 2.29, Şekil 2.32, Şekil 2.35, Şekil 2.35, Şekil 2.42, Şekil

2.43, Şekil 2.54, Sayfa 121 (Ünite Soruları), Şekil 3.15, Ünite Kapağı, Ünite Kapağı, Ünite Kapağı, Ünite Kapağı,

Ünite Kapağı, Sayfa 174, Sayfa 175, Şekil 4.2, Şekil 4.4, Sayfa 177 (Okuma Parçası), Şekil 4.5, Şekil 4.11, Şekil

4.17, Şekil 4.17, Şekil 4.19, Şekil 4.20, Şekil 4.21, Şekil 4.28, Sayfa 4.30, Şekil 4.35, Şekil 4.40, Şekil 4.45, Şekil

4.49, Şekil 4.51, Şekil 2.39


Aaçık gösterim 6adi karışım 66, 90, 91, 93adsorpsiyon 98, 113, 114, 121, 185aerojel 91aerosol 66, 91, 121agar 91ağartıcı 192, 205ağır metal 221, 247, 253akrilik polimer 214, 217, 231, 239aktarma, dinlendirme, dekantasyon 98,107, 109, 111, 122, 181, 184, 185, 186, 259aktif kömür 66, 96, 98, 114, 115, 121, 175, 186aktif metal 56akü asidi 30alçı taşı 50alg 133, 134alkali 7alkali pil 35alkan 124, 127, 138, 139, 140, 141, 145, 153, 154, 166, 168, 170alken 124, 127, 139, 141, 142, 143 168alkil benzen sülfonat (ABS) 202, 248alkin 124, 127, 139, 141, 142, 143, 168alkol 64, 67, 68, 69, 107, 127, 153, 154, 196, 198, 219, 248alt bitümlü kömür 130, 131, 166alüminat 24alüminyum sülfat 48, 53, 54amalgam 67amfoter metal 24amilaz 159,199amino 161aminoasit 103, 155, 161, 162amonyak 6, 7, 11, 12, 29, 39, 43, 52, 66, 128, 144, 233, 248amonyum hidroksit 29amonyum klorür 12, 48, 52anabolik 164

anaerobik 127, 249anilin 128, 144anorganik polimer 209antiasit 36,50, 222antifriz 62, 78, 80, 82, 88antimikrobiyal 192, 218, 219antimikrobiyal maddeler 219antioksidan 197, 225antiseptik 34, 220antrasit 127, 130, 131, 132, 166, 169anyon 8, 24, 43, 47, 73, 99, 100, 112, 113, 114, 176, 178, 188, 189, 190, 202, 203, 233, 237anyon değiştirici reçine 112, 113, 115apolar grup 192apolar 69, 70, 72, 73, 76, 90, 93, 108, 116, 142 arı biti 33arıtım 53, 172, 175, 179, 180, 181, 184, 186, 187, 189, 190, 191, 251aroma 195, 219, 222, 235aromatik bileşik 127, 138, 139, 143, 144asetaldehit 192asetik asit 4, 6, 10, 29, 31, 43, 153, 154, 208asfaltenler 138, 143asfaltitler 127asidik çözelti 7, 8, 9, 14, 15, 18, 21, 28, 48, 59, 61asidik reçine 113, 115asidik tuz 47, 48, 52, 53, 227asit yağmuru 40, 43asit 2-asitlik düzenleyiciler 194, 197askorbik asit 4, 43, 194ayırma 62, 63, 96, 98, 100, 101, 103, 104, 107, 110, 115, 119, 121, 134ayırma hunisi 98, 107, 108, 121, 122ayrımsal damıtma 101, 119, 121, 134, 136, 166, 167Bbağlayıcı madde 228, 232, 238, 239, 257bakteri 51, 87, 159, 186, 227, 261

DİZİN


balmumu 194baryum hidroksit 11basınç 41, 76, 84, 85, 93, 130, 133, 134, 137, 140, 187, 189, 227, 244 basit damıtma 97, 100, 101baz 2-bazik çözelti 8, 9, 12, 14, 15, 28, 48, 51, 56, 61, 97bazik reçine 113, 115bazik tuz 12, 47, 48, 49, 51, 61belirteç 13benzen 75, 90, 128, 142, 143, 144, 145, 229benzer benzeri çözer 72, 116benzin 30, 101, 121, 134, 136, 137, 138, 145, 169, 246benzoik asit 10, 51, 61, 194, 197, 218bileşik kap 84, 85birincil besin elementleri 232bitki kökenli yakıtlar 146, 148, 154, 167bitkisel enerji kaynakları 124bitümlü kömür 130, 131, 132, 166bitümlü şist 127biyodizel 35biyoenerji 148biyogaz 146, 148, 149biyokütle 146, 148, 167biyoreaktör 146, 148bizans ateşi (grejuva ateşi) 133boraks 54, 55, 237borik asit 29, 34, 45, 54, 59borosilikat camı 34, 237boya 238, 239, 247, 248, 249, 257buharlaşma 83, 97, 99, 243buharlaştırma 68, 98, 100, 121bulanıklık 179, 181, 187, 203bulut 66burun spreyi 66buzun erimesi 83büret 18, 19, 20, 88bütan 139, 140, 145, 154 büten 141C

cam 93, 214, 236, 237, 255cam suyu 84camsı porselen 50canlılarda enerji 155cevher 50, 54, 109, 110, 249, 254cibre 228çamaşır suyu 5, 29, 43, 44, 61, 205çinkat 24çökel 178, 229çöktürme 96, 109, 186çöpler 148, 251, 253çözelti kütlesi 77, 81çözelti (5-), (62-)çözücü/dağıtıcı ortam 67-çözünen 67-çözünme olayı 62, 68, 70, 72, 73çözünme 67, 69çözünürlük farkı 98, 108Ddağılan madde 67, 68, 93dağıtan ortam 66, 67, 68dalga enerjisi 146, 147dallanmış zincirli polimer 207damıtık su 97, 203damıtma 68, 96, 97, 98, 100, 121,134, 136, 137, 188damıtma kolonu 101damıtma kulesi 101, 136, 145, 167deiyonize su 96deka 140, 141, 142dekan 140deken 141dekin 142, 201dekstrin 194, 199, 229delokalize elektron 141demir(ııı)klorür 48derişik çözelti 12, 21, 22, 24, 30, 77, 78, 82, 89 derişik 12-derişim 62, 67, 77-dermatit 221deterjan aktif madde 202, 204, 205, 247, 248


deterjan 4, 5, 29, 32, 35, 49, 173, 201, 202, 203, 204, 205, 217, 225, 261dezenfeksiyon 39, 175, 181, 187, 205, 257, 259dezenfektan 33, 90, 205diamonyum fosfat (DAP) 53, 233 dimer 209, 225dinlendirme ve havalandırma 181dinlendirme 107, 109, 111, 122, 181dipol-dipol etkileşimleri 70, 72, 260disakkarit 155, 158dispers sistem 91, 223, 224divit 228diyaliz 63, 96, 98, 103, 106 diyaliz çözeltisi 106dizanteri 179, 180dizel 136, 246doğalgaz 41, 126dolgu maddesi 49, 50, 51, 223dolomit 178donma noktası alçalması 82doymamış hidrokarbon 141, 145, 168doz 223, 224draje 223duman 66, 91, 129, 241 düşük yoğunluklu polietilen 217düz zincir 138, 207, 248Eebulyoskopi 67, 83, 121ekstraksiyon 107, 121ekzotermik 72, 137elektrik enerjisi 126, 136, 146, 147, 148, 154elektroliz 33, 49, 148, 250emprenye 34emülsiyon 66, 90, 91, 92, 94, 95, 116, 194, 219, 223, 228emülsiyonlaştırıcılar (emülgatörler) 1 9 4 , 197endüstriyel atıklar 194, 251, 253endüstriyel ters osmoz 189enerji değeri 155enerji kaynağı 124, 127, 128, 159

enzim 42, 151, 153, 159, 160, 162, 164, 204, 235erime noktası 54, 68, 81, 90eser besin elementi 232eser miktar 80, 138, 185, 258etilen glikol 80, 82, 83, 88, 89evrensel çözücü 67Ffaz ayrılması 91, 92, 108fenol 128, 144, 247fenolftalein 13, 18, 19, 20, 56, 61fermantasyon 146, 151, 152, 153, 168, 193filtre 41, 103, 185, 186, 245fiziksel özellik 81, 91, 210, 211, 212fizyolojik serum 77flotasyon 98, 109, 110, 115, 121 fosforik asit 24, 29, 32, 42, 43, 233fosil yakıt 40, 124, 125, 126, 127, 130, 132, 133, 146, 154, 166, 169, 241, 242, 243, 257fransız sertliği 178fruktoz 78, 117, 157, 158, 159, 160fuel oil 30, 134, 136, 168, 241fungisit 248Ggeçici sertlik 181, 191gıda katkı maddeleri 31, 34, 39, 192, 193, 194glikoz şurubu 160glikoz 78, 81, 85, 86, 117, 118, 151, 152, 153, 154, 157, 158, 159, 160, 165, 167, 170, 192, 261gluten 229, 230granit 62, 64, 66, 117, 185guano 50gübreler 133, 148, 172, 174, 232, 233, 234, 253, 255, 256gümüş ayna 33gümüş sitrat 205güneş enerjisi 41, 124, 126, 146, 147, 154, 157, 168, 235, 243güneş kollektörü 146, 147güneş pili (fotovoltaik pil) 146, 147Hhacimce yüzde derişim 80, 81, 118


ham petrol 30, 101, 115, 127, 133, 134, 135, 136, 138, 141, 143, 145, 166, 167ham yağ 96hamız 7harç 174, 232, 236, 238harp gazı 115hazır gıda 32, 33, 34, 49, 151, 192, 193hekza 140, 141, 142hekzan 140hekzen 141hem grubu 164hemoglobin 164, 242hepta 140, 141, 142heptan 140, 145hepten 141herbisit 248 heterojen karışımlar 62, 64, 65, 66, 68, 69, 91, 93, 94, 95, 103, 109, 117, 123hidrasyon 67, 73, 74hidratize iyonlar 85hidrobromik asit 11hidroelektrik 126, 132, 146, 154, 168hidrofil uç 197, 201hidroflorik asit 10, 24, 29, 32hidrofob uç 197, 201, 260hidroiyodik asit 11hidrojen bağı 74, 75hidrojen peroksit çözeltisi 205, 221hidrokarbon 40, 124, 127, 134, 136, 137, 138, 139, 141, 142, 143, 145, 148, 160, 166, 167, 168, 169, 200, 221, 248hidroklorik asit 6, 11, 12, 18, 29, 31, 43 hidrolik basınç 84hidroliz 155, 159, 160, 161, 162, 204hidronyum 6, 10hijyen 174, 192, 205, 206, 255hint yağı 199, 218homojen karışım 62, 64, 65, 66, 67, 69, 90, 93, 94, 95, 98, 103, 117, 119, 122, 123hücre içi sıvı 86hümik asit 180

IIR ışınları 148, 243ısı enerjisi 124, 126, 136ısıl değer 131, 166, 168ışıma enerjisi 125, 126, 147İikincil besin elementleri 232iletkenlik 179indikatör 13, 14, 15, 18, 19, 43, 56, 60, 61insektisit 248invert şeker 155, 159iyon değiştirici reçine 113, 120, 188iyon değiştirici 96iyonik bağ 70iyonlaşma 6, 8, 10, 17iyot 79, 101, 102, 107, 108109, 117, 121izopren 209izotonik 49, 77Jjelatin 66, 93jelleştiriciler 194, 197, 258jeotermal enerji 41, 126, 148, 168jips 50Kkaba aerosol 66kaba emülsiyon 66, 92kaba köpük 66kaba sôl 66kaba süspansiyon 92kalsiyum hidroksit 11, 29, 36kalsiyum iyodür 48kalsiyum oksit 7, 14, 36, 236kara barut 50karbon hidrat 26, 42, 124, 126, 155, 157, 158, 159, 161, 162, 165, 166, 171, 223, 248karboksihemoglobin 241karbon dioksit 40, 41, 67, 76, 130, 137, 153, 178, 188, 236karbon tetraklorür 70, 71, 72, 94, 108, 121karbonik asit 7, 10, 41, 43karışımların ayrılması 62, 96, 103, 109, 134


katabolik 164katalizör 26, 246katı aerosol 66, 91katı köpük 66, 91, 93katı sôl 66, 91, 93katı süspansiyon 93katran 30, 133, 167katyon 8, 47, 53, 73, 99, 100, 112, 113,114, 115, 176, 178, 179, 181, 188, 189, 190, 203, 233, 237katyon değiştirici reçine 112, 113, 114, 115kauçuk 31, 62, 209, 210, 228, 231kaya gazı 127kaynama noktası yükselmesi 83, 87, 89kazein 66, 92, 193, 208, 209, 229kcal (cal) 131, 132, 158keratin 220, 221, 222kevlar 210, 211kezzap 29, 30, 39kırağılaşma 101kırma indisi 68kısaltılmış gösterim 6kıvam düzenleyiciler 197, 219, 258, 261kinetik enerji (hareket enerjisi) 126, 146, 147, 166kireç kaymağı 205kireç taşı 36, 51, 183, 229, 236kirletici gazlar 400, 41, 128, 241, 256klor amin 205klorlama 181, 184, 187, 191, 257, 259koagülant 111koagülasyon 96, 98, 110, 111, 175, 181, 185, 259kok gazı 128kok kömürü 128, 169kok 128, 145, koku maddeleri 204, 219, kolera 179, 180koligatif özellik 67koloidal aerosol 66koloidal emülsiyon 66, 95koloidal köpük 66koloit 62, 66, 91, 92, 116, 122, 199

konjüge π-bağları 141, 142konjüge 139kostik 38, 182kovalent bağ 139, 144kozmetik 51, 174, 187, 192, 218, 219, 220, 225kömür 40, 114, 115, 124, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 132, 133, 145, 166, 167, 168, 169, 185, 186, 228, 241, 245, 249, 261köpük 66, 91, 110, 203, 215, 222kral suyu 21kristal cam 232kristal 74, 233kristallenme 99kriyoskopi 67, 121kromatografi 68, 98, 112ksilen 128, 229kum 64, 65, 90, 94, 95, 115, 131, 185, 186, 228, 229, 236, 237kuvvetli asit 10, 11, 16, 56, 57kuvvetli baz 10, 58kükürt dioksit 40, 137, 146, kül 2, 127, 128, 131, 132, 133, 153, 166, 168, 245küresel ısınma 240, 243, 261Llaktik asit 43, 193, laktoz duyarlılığı 159lesitin 92, 197liebig soğutucu 97linyit 127, 130, 131, 166, 169, 245lipaz 204lityum hidroksit 11london kuvvetleri 70, 75LPG (sıvılaştırılmış petrol gazı) 41, 101, 115, 134, 136, 138, 140, 166, 168, 169Mmaden suyu 41, 42, 43, 61, 67, 104, 105, 117, 182magma 148magnezya sütü 29, 43makro element 232, 235malik asit 29


maltoz (maltşekeri) 158, 159, 160manyezit 36mer/monomer 107, 206, 209, 225, 261metan 90, 127, 134, 139, 148, 154, 166metanol 74, 75, 144, 154metil oranj 13metilen mavisi 90mikro element 232, 235mikroorganizma 87, 177, 184, 192, 197, 206, 247, 248, 251mineral asitler 249, 250mineral bazlar 249, 250mineral yağ 136, 138misel 201, 204, 261monosakkarit 155monosodyumglutamat (MGS) 194, 198Nnafta 136, 169naftalin 101, 117, 119, 128, 143naftenler 138, 140, 167, 169nemlendirici 192, 218, 220, 222, 229net iyonik tepkime 10nikotin 29nitröz asit 7nm 66, 68, 92nona 140, 141, 142nonan 140nonen 141nötral tuz 47nötralleşme tepkimesi 9, 10, 12, 13, 56, 61nötralleşme titrasyonu 10, 18, 19, 20nükleer enerji (çekirdek enerjisi) 41, 126Oodun kömürü 112odun külü 29okta 140, 141, 142oktan 137, 140, 145okten 141oleum 133organik polimer 209

osmotik basınç 67, 81, 84, 85, 87, 189osmotik denge 84, 86Öön klorlama/ozonlama 181, 184, 187ötrofikasyon 233

Ppapirus 228parafin 134parlatıcı 194, 198partiküler madde 241parts per million 79pasif metal 21, 23, 57pencere camı, (soda camı) 237penta 140, 141, 142pentan 140penten 141pestisit 30, 50, 248petrol eteri 101petrol rafinasyonu 134petrol ürünleri 101, 136, 137, 238pH 6-pH düzenleyici 32, 194, 197, 218, 222pH kağıdı 13pıhtılaştırma (koagülasyon) 98, 110, 111, 184, 185pi bağı (π-bağı) 141pigment 228, 231, 238piridin 144plastik madde 207polar uç 192poli metaakrilat (PMMA) 214poli vinil klorür (PVC) 211poliamid (PA) 189, 209, 239polietilen (PE) 209, 210polietilen teraftalat (PET) 31, 210, 217polipropilen 217polisakkarit 155, 159polistiren (PS) 213, 217politetrafloreten (PTFE) 212


ponza taşı 66, 93, 228potaskostik 35potasyum permanganat 97ppm 1, 67, 77, 79ppm-derişim 77, 79propan 920, 127, 139, 140, 154, 166propen 141protein 35, 53, 66, 93, 102, 103, 155, 161, 162, 163, 164, 171, 198, 208, 221, 222, 261proton 6, 61, 139, pus 66Rrafinasyon 30, 101, 127, 135reçine 112, 113, 114, 115, 120, 188, 229, rejenerasyon 96renklendirici 194, 195, 196, 223, 228rulman 213rüzgar enerjisi 41, 147Ssabun taşı 179santrifüj 63, 110saponin 29selofan 106selüloz 53, 159, 160, 204selülozik tiner 232sentetik tiner 232, 238sentetik yapıştırıcı 173sera gazları 243seramik 237sert su 175sertlik giderme 175, 181serum 49, 67, 77, 78, 85, 86sır 232, 238sigma bağı (σ-bağı) 141sikloalkan 138silika jel 112, 204silis 131, 194, 197sis 66, 91, 117, 241sitoplazma 86sitrik asit 4, 29, 34, 42, 194soda 41, 42, 181, 202, 241

sodyum alginat 194, 197sodyum benzoat 51, 194sodyum bikarbonat 27, 50, 259sodyum bisülfat 48sodyum bor hidrür 54sodyum glisinat(SG) 194, 198sodyum hipoklorit 43sodyum karbonat dekahidrat 27sodyum lauril sülfat 202, 204, 222sodyum perborat 205sodyum silikat 204sodyum sülfat 27, 49, 204sodyum sülfür 48sodyum trifosfat 204sôl 66, 91, 92, 122solvasyon 67sönmemiş kireç 7, 36, 37sönmüş kireç 4, 36, 181, 236spiramisin 194stearik asit 160stokiyometri 12strafor 91, 93, 217su döngüsü 175, 176su kalitesi 176sudkostik 35, 38, 43, 202suni gübreler 253suyun iyonlaşması 6süblimleşme 101, 121sülfüröz asit 6, 7, 40sünger 66süspansiyon 66, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 116, 117, 220, 223, 224süzme 1, 96, 98, 103, 104, 106Şşap 53, 111, 184Ttabakhane 250tartarik asit 29, 33, 42tartrazin 194, 219taş kömürü 127, 128, 130, 132, 169taşıyıcı iskelet 232, 236


teflon 32temiz enerji kaynakları 124, 146temiz enerji 146, 147tentürdiyot 64, 78terebentin 204termoplastik 216termoset 216ters osmoz 85, 188, 189, 190, 191,257tetramer 209tilosin 194tiner 232, 238tinkal 54titrasyon 18, 20, 56tiyoglikolik asit 222toluen 128, 143, 145, 229topaklanma önleyiciler 194, 197toprak kirliliği 240, 251triiyodür 109trimer 209turba 127, 130, 131, turnusol kâğıdı 5, 9tuz ruhu 29, 31, 39, 43, 44, 45tuz 2-tuzla 100türbin 146, 147Türk gıda kodeksi 193, 197Üüre 74, 103, 106, 147, 215Vvan der waals kuvvetleri 231varroa 33vinil asetat 31Yyağ 35, 36, 37, 38, 44, 66, 70, 71, 73, 9, 103, 107, 117, 133,155, 160, 161, 162, 171, 192, 197, 199, 200, 201, 202, 203, 204, 208, 217, 218, 220, 221, 223, 224, 229, 235, 260yağlı boya 51, 91, 214, 232, 239yakıt 54, 126, 128, 131, 132, 133, 136, 137, 147, 148, 150, 151, 169, 215, 245, 246yapay gübre 232

yarı geçirgen zar 81, 84, 85, 106yemek tuzu 72, 94, 119, yenilenebilir enerji 146yenilenemeyen enerji kaynağı 127yoğunluk 68, 98, 107, 108, 119, 123yumuşak su 175yüksek yoğunluklu polietilen 217yüzde derişim 77, 79, 80yüzdürme 1, 98, 107, 109, 115yüzey aktif madde 192, 201, 204, 220, 221, 222, 260yüzey örtücü madde 232, 238, 239Zzaç yağı 29, 30zayıf asit 10, 11, 57, 61, 144,zayıf baz 10, 36, 144zooplankton 33, 134

Documents

Ortaöğretim 10. Sınıf