Uzayda yer kaplayan, kütlesi ve eylemsizliği olan her şeye "madde" denir. Su, toprak, hava, madeni para… birer maddedir.
*Madde, saf (arı) maddeler ve karışımlar olmak üzere ikiye ayrılır.
*Saf maddeler aynı tür birimden (atom, molekül) oluşan homojen yapılı maddelerdir.
Saf maddelerin genel özellikleri
1. Saf ve homojendirler.
2. Aynı cins (tür) birimlerden oluşurlar.
3. Belirli ayırt edici özellikleri (erime noktası, özkütle, kaynama noktası…) vardır.
*Saf maddeler, elementler ve bileşikler olmak üzere ikiye ayrılır.
*Elementler, kimyasal yöntemlerle (ısı, elektrik akımı ya da kimyasal maddeler kullanarak) daha basit maddelere ayrıştırılamayan ve tek tür atomlardan oluşan saf maddelerdir.
*Elementlerin tüm kimyasal özelliklerini gösteren en küçük yapıtaşı atomdur (H, O, N, Fe …gibi).
*Belirli sayıdaki atomların birbirine bağlanmasıyla oluşan yapılara molekül denir. (H2, O2, H2O, CO2…gibi)
*Farklı elementlerin atomlarından oluşan saf maddelere bileşik denir.
*Elementler, kendi özelliklerini kaybederek ve belirli oranlarda birleşerek bileşikleri oluştururlar.
*Elementlerin ve bileşiklerin genel özellikleri şöyle özetlenebilir.
Elementler
1. Saftır ve homojendirler
2. Sembollerle gösterilirler.
3. Fiziksel ya da kimyasalyöntemlerle daha basitmaddelere ayrıştırılamazlar.
4. Erime noktası, özkütlegibi değerleri sabittir.
Bileşikler
1. Saftır ve homojendirler.
2. Formüllerle gösterilirler.
3. Oluşum ve ayrışmaları kimyasaldır.
4. Erime noktası, öz kütle gibi değerleri sabittir.
5. Tüm özelliklerini gösteren yapı taşları molekül ya da iyonik maddelerdir (CO2, NaCI gibi ).
6. Bileşiği oluşturan elementlerin kütleleri arasında sabit bir oran vardır.
Karışım
İki ya da daha fazla saf maddenin, özelliklerini kaybetmeden, gelişigüzel miktarlarda karışmaları sonucu oluşan madde topluluklarına karışım denir (Tuzlu su, alaşımlar, sis…gibi). Karışımı oluşturan maddelerin her birine bileşen denir. (Tuzlu suyun bileşenleri tuz ve sudur).
Karışımların genel özellikleri
1. Saf değildirler.
2. Homojen ya da heterojendirler.
3. Belirli formülleri ve ayırt edici özellikleri yoktur.
4. Oluşumları ve ayrışmaları fizikseldir.
5. Karışımı oluşturan bileşenler kendi özelliklerini kaybetmezler
6. Karışımı oluşturan maddeler istenilen oranlarda karıştırılabilirler.
*Karışımlar homojen ya da heterojen olabilirler.
*Bileşimi ve özelliği her yerinde aynı olan karışımlara homojen karışımlar yada çözeltiler denir.
*Bütün gaz – gaz karışımları (örneğin hava), alaşımlar (örneğin, lehim, pirinç, çelik, 14 ayar altın…), tuzlu su birer çözelti ya da homojen karışım örneğidir.
*Çözeltiler iki temel bileşenden meydana gelir: çözünen ve çözücü.
*Çözeltide miktarı fazla olan madde çözücü, miktarı az olan madde ise çözünendir. Örneğin tuzlu suda tuz çözünen, su ise çözücüdür.
*İçerisinde su bulunan çözeltilerde miktara bakılmaksızın su çözücü olarak kabul edilir. Örneğin kolonyada alkolün miktarı fazla olmasına rağmen çözücü su, çözünen ise alkoldür.
*Çözücüsü su olan çözeltilere sulu çözelti denir.
| Çözücü | Çözünen | Çözelti örneği |
| Katı | Katı | Alaşımlar (lehim,tunç) |
| Katı | Sıvı | Gümüş - civa |
| Katı | Gaz | Platin - H2 gazı |
| Sıvı | Katı | Tuzlu su |
| Sıvı | Sıvı | Alkollü su |
| Sıvı | Gaz | Gazoz |
| Gaz | Katı | Havadaki iyot |
| Gaz | Sıvı | Havadaki su |
| Gaz | Gaz | Hava |
Metallerin eritilerek karıştırılıp soğutulması sonucu elde edilen homojen karışımlara alaşım denir.
Birbiri içerisinde çözünmeyen maddelerin oluşturduğu, her yerinde aynı özelliği göstermeyen karışımlara heterojen karışımlar denir. Heterojen karışımlar fiziksel açıdan farklı kısımlara sahiptirler.
*Kum–su karışımı, zeytinyağı-su karışımı, mürekkep heterojen karışımlara örnek olarak verilebilir.
*Homojen karışımlar tek faza sahipken, heterojen karışımlar birden fazla faza sahiptir.
Karışımı oluşturan maddelerden biri diğerinin içerisinde dağılıyorsa buna dağılan faz, diğerine ise dağıtan faz denir.
*Homojen karışımlar tek faza sahipken, heterojen karışımlar birden fazla faza sahiptir.
*Kum-tuz gibi dağıtan ve dağılan fazı katı olan heterojen karışımlara adi ya da basit karışım denir.
*Heterojen karışımlar dağıtan ve dağılan fazların fiziksel haline göre şöyle sınıflandırılır:
a) SÜSPANSİYON:
Dağılan fazın katı, dağıtan fazın ise sıvı olduğu karışımlarıdır. Çamurlu su, tebeşir tozu-su karışımı örnek olarak verilebilir.
b) EMÜLSİYON:
Dağılan ve dağıtan fazın sıvı olduğu heterojen karışımlardır. Süt, yağ-su karışımı, su-mazot karışımı örnek olarak verilebilir.
c) AEROSOL:
Dağılan fazın katı veya sıvı olduğu dağıtan fazın ise gaz olduğu heterojen karışımlardır. Sis, kirli hava, duman, böcek ilaçları örnek olarak verilebilir. Sis, bulut, deodorant gibi eğer gaz içinde sıvı dağılmışsa bunlara sıvı aerosol denir. Bacadan çıkan dumanda dağılan faz katı dağıtan faz ise gazdır. Bunlara ise katı aerosol denir.
d) KOLLOİT:
Dağılan faz katı, dağıtan faz ise sıvı ya da gazdır. Kolloitler homojen görünümlüdür, fakat heterojen karışımlardır. Dağılan taneciklerin boyutu çok küçüktür (10–9 – 10–6 m). Sigara dumanı örnek verilebilir.
Katıların bir sıvı içerisinde dağılması ile oluşan koloit yapıya sol denir. Heterojen karışımlar tanecik boyutuna göre de sınıflandırılabilir. Bu sınıflandırmaya göre; tanecik boyutu
a. 10–9 m den küçük maddelerin oluşturduğu karışım çözelti,
b. 10–9 – 10–6 m arası maddelerin oluşturduğu karışım kolloit,
c. 10–6 m den büyük maddelerin oluşturduğu karışım süspansiyondur.
Bir karışımın heterojen olup olmadığı Tyndall etkisiyle de anlaşılabilir. Homojen bir karışımdan bir ışık demeti geçerken görünmezken, heterojen bir karışımdan geçerken ışık demeti görülür. Bu etkiye Tyndall etkisi denir. Sisli havalarda ışığın izlediği yolun görünmesi, güneş ışığında odadaki toz
parçacıklarının görünmesi Tyndall etkisindendir. Aşağıdaki tabloda çözeltiler ile diğer karışım türlerinin özellikleri karşılaştırılmıştır.
Çözelti
|
Kolloit
|
Süspansiyon
| |
Tanecik boyutu
|
...<10-9 m="" span="">
|
10–9 m<....<10 m="" span="">
|
10–6 m<.....
|
Homojenlik
|
Homojen
|
Heterojen
|
Heterojen
|
Tyndall etkisi
|
Işık saçılmaz.
|
Işık saçılır.
|
Işık saçılır.
|
ÇÖZÜNME OLAYI
Bir maddenin başka bir madde içerisinde homojen olarak dağılmasına çözünme denir. Çözünme sırasında çözücü ve çözünen tanecikleri etkileşime girerler. Bir maddenin başka bir maddede çözünebilmesi için çözücü ve çözünen maddelerin tanecikleri arasındaki çekim kuvvetlerinin benzer olması gerekir(Benzer benzeri çözer). Genellikle,
*Polar çözücüler polar yapılı maddeleri çözerler.
*Apolar çözücüler apolar yapılı maddeleri çözerler.
*İyonik maddeler su gibi polar çözücülerde iyi çözünürler.
Moleküller arasındaki zayıf etkileşimler genel olarak London etkileşimi (anlık dipol ya da indüklenmiş dipol), dipol–dipol etkileşimleri ve hidrojen bağı olarak düşünülür.
London Etkileşimleri:
*Apolar olan (CO2, H2, O2, CH4, C2H6 …) moleküller arasında gözlenen ve çekirdek etrafındaki elektron bulutlarının herhangi bir anda simetrilerinin bozulmasıyla oluşan en zayıf etkileşimlerdir.
*Sadece C ve H atomlarını içeren bileşikler apolardır.
*Merkez atomunda ortaklanmamış elektron çifti bulunduran bileşikler polar yapılıdır.
*Molekülleri iki atomlu bileşiklerin tamamı polardır.
Dipol–Dipol Etkileşimleri:
Polar moleküller arasındaki dipol–dipol kuvvetleri London kuvvetlerinden daha güçlüdür
Hidrojen Bağı:
1. H atomu çok elektronegatif olan F, O ve N atomlarından birine bağlanmalıdır.
2. F, O ve N atomlarının en az bir çift ortaklanmamış elektron çifti olması gerekir.
*Hidrojen bağı yapabilen bileşiklerde dipol–dipol etkileşimi de bulunur.
*Aynı türler arasında hidrojen bağı oluşabildiği gibi farklı türler arasında da hidrojen bağı oluşabilir.
●● Hidrojen bağı, dipol–dipol ve London etkileşimlerinden daha güçlüdür.
Hidrojen Bağının Çözünmedeki Rolü
Su polar yapılı ve hidrojen bağı yapabilen bir maddedir. Bu nedenle, hidrojen bağına sahip olan etil alkol, sakkaroz gibi maddeler hidrojen bağı yapamayan maddelere göre suda çok daha fazla çözünürler.
İyonik Maddelerin Suda Çözünmesi:
İyonik katı suya atıldığında iyonik katının (+) yüklü iyonu suyun d– yüklü oksijeni tarafından; iyonik katının (–) yüklü iyonu ise suyun d+ yüklü hidrojenleri tarafından sarılır. Bu etkileşime iyon –dipol etkileşimi denir. İyon–dipol etkileşimi sonucunda kristal yapıdaki iyonlar kristal örgüden ayrılıp çözeltiye geçerler. Çözünen iyonların su molekülleri ile çevrilmesi ile oluşan çözünmeye hidratlaşma (hidratasyon) denir.
ÇÖZÜNMÜŞ MADDE ORANINI VEREN İFADELER
Kültürümüzün önemli içeceklerinden birisi çaydır. Bazılarımız çayı tek şekerli bazılarımız ise birkaç şekerli içer. Yine örf ve adetlerimizde olan baklava tatlısı yapılırken şerbet için çok şekerli su hazırlanır. Evlerimizde yapılan reçellerde de annelerimiz aşırı doymuş şekerli sular hazırlarlar. Çözeltiler çözücü–çözünen oranına göre, doymuşluk durumuna göre, elektrik iletkenliğine göre farklı şekillerde sınıflandırılabilir.
Çözücü–çözünen oranına göre çözeltiler:
2. Derişik çözelti: Çözünen madde miktarının çözelti miktarına oranı yüksek olan çözeltilerdir.
Seyreltik ve derişik sınıflandırması bağıl bir sınıflandırmadır.
Örneğin aynı sıcaklıkta II deki çözelti I'deki çözeltiyegöre derişik çözelti iken çözelti III'e göre seyreltiktir.
Doygunluğa göre çözeltiler:
1. Doymamış çözelti: Çözebileceğinden daha az madde çözmüş olan çözeltilerdir.
2. Doymuş çözelti: Maksimum madde çözünmesiyle elde edilen çözeltilerdir.
3. Aşırı doymuş çözelti: Çözebileceğinden daha fazla madde çözmüş olan çözeltilerdir. Aşırı doğmuş çözeltiler kararsızdır.
Elektrik iletkenliğine göre çözeltiler:
1. Elektrolit çözeltiler: Elektrik akımını ileten çözeltilerdir. Asit, baz, tuz gibi maddeler suda çözündüğünde iyonlaşırlar. Bu nedenle bu maddelerin sulu çözeltileri elektrik akımını iletirler.
2. Elektrolit olmayan çözeltiler: Elektrik akımını iletmeyen çözeltilerdir. Şeker veya alkol gibi suda iyonlarına ayrışmayıp moleküler çözünen maddelerin sulu çözeltileri elektrik akımını iletmezler.
ÇÖZELTİLERDE DERİŞİM
KÜTLECE YÜZDE DERİŞİM
100 gram çözeltide çözünen madde kütlesine kütlece yüzde derişim adı verilir.
%derişim = Çö𝐳ü𝐧𝐞𝐧 𝐤ü𝐭𝐥𝐞𝐬𝐢 / Çö𝒛𝒆𝒍𝒕𝒊 𝒌ü𝒕𝒍𝒆𝒔𝒊 x 100
Örneğin 5 g sofra tuzunu 95 g saf suda çözersek; % derişim =5g / (5+95)𝑔 x 100 kütlece %5 lik çözelti elde edilir.
*Bir çözelti seyreltilirken ya da derişimi artırılırken m1 · %1 = m2 · %2 bağıntısı kullanılabilir. 1; çözeltinin ilk durumunu, 2: çözeltinin son durumunu gösterir.m: çözelti kütlelerini gösterir.,
*Farklı çözeltiler karıştırılırsa; m1 · %1 + m2 · %2 + ........= mT · %T bağıntısı kullanılabilir.
1, 2 . … karıştırılan çözeltileri, T ise son durumdaki çözeltiyi gösterir.
* Çözeltiye saf su eklenirse %derişim sıfır alınır.
* Çözeltiye saf çözünen eklenirse %derişim 100 alınır.
* Çözeltiden su buharlaştırılırsa, toplama işareti yerine çıkarma işareti kullanılır.