Madde: Özellikleri ve Ölçümü

... konulu sunumlar: "Madde: Özellikleri ve Ölçümü"— Sunum transkripti:

1 Madde: Özellikleri ve Ölçümü 30.09.2014
Yrd. Doç. Dr. Betül DEMİRDÖĞEN

2 ORTAK ÖZELLİKLERİ NELERDİR?

3 MADDE Kütlesi, hacmi (boşlukta kapladığı yer) ve eylemsizliği olan her şeye madde denir. Madde olmayan şeyler nelerdir? Isı Işık Enerji Elektrik Gök kuşağı (Elektromanyetik spektrum) Gölge

4 MADDE Maddeleri öğrenmek için tüm maddelerin özelliklerini bilmeli miyiz ve bilebilir miyiz? Maddeleri ve özelliklerini öğrenmek için nasıl bir yol izlemeliyiz? Bilim insanları maddeleri belirli özelliklerine göre sınıflandırmışlardır. Fiziksel hallerine göre Maddenin yapısına göre (içerdiği tanecik türüne göre)

5 MADDELERİ ŞEKİL ve HACİM ÖZELLİKLERİ AÇISINDAN AYNI MIDIR?
Her maddenin belirli bir şekli ve hacmi var mıdır? Altın külçenin şekli bir etki yapılmadığı sürece değişir mi? Suyu bardaktan bir sürahiye boşalttığınızda şekli ne olur? Balonun içindeki gazı sınıf büyüklüğündeki bir kapalı bir ortama koyduğunuzda hacmi ne olur? Bazı maddelerin belirli bir şekli ve hacmi varken diğerlerinin şekli ve hacmi bulunduğu ortama göre değişir. Bu özelliklerinden yola çıkarak maddeler fiziksel hallerine göre sınıflandırılmışlardır.

6 MADDE Maddeler fiziksel hallerine göre
Katı, sıvı ve gaz Üç ayrı şırıngada aynı hacimde buz, su ve gaz halindeki buhar olduğunu düşünün. Bu üç şırıngadan hangisinin hacmini daha fazla değiştirebilirsiniz?

7 SUYUN ÜÇ HALİ Katı hal: Maddenin belirli bir şekli ve hacmi olan halidir. Sıvı hal: Maddenin belirli bir hacmi olan ancak hacmi olmayan halidir. Gaz hal: Maddenin belirli bir şekli ve hacmi olmayan halidir.

8 MADDENİN ÜÇ HALİ Maddeyi oluşturan taneciklerin maddenin kendisi gibi fiziksel hali var mıdır? (Örn., katı maddelerin tanecikleri katı mıdır?) Maddeyi oluşturan taneciklerin rengi var mıdır? Madde ile taneciği aynı renge mi sahiptir?

9 MADDE Tek bir taneciğin fiziksel özelliğinden bahsedilemez.
Renk, hal, sertlik-yumuşaklık, erime noktası ve kaynama noktası gibi Fiziksel özellikler belirli bir miktar taneciğin bir araya gelmesi ile oluşan belirli bir miktardaki maddeye has özelliklerdir. 1 kükürt atomunun renginden bahsedemeyiz 6,03x10 tane kükürt atomunun bir araya gelmesi sonucu oluşan 2 g kükürt sarı renklidir. 23

10 MADDELER GÖRÜNDÜKLERİ GİBİ MİDİR?
Maddeler bütünsel yapıda mı? Tanecikli yapıda mı? Tanecikler arasında boşluk var mı? Tanecikler hareketli mi? Maddeler tanecikli, boşluklu ve hareketli yapıya sahiptir. İçinde hava olan bir şırıngayı sıkıştırabiliyoruz. (Boşluk) Suya mürekkep damlatıldığında mürekkep suyun içerisinde dağılıyor (hareket) Mutfakta pişen yemeğin kokusunu nasıl alıyoruz? (Hareket)

11 MADDE Maddenin tüm hallerinde tanecikler aynı hareketleri mi yapar?
Katı halde taneciklerin hareketleri nasıldır? Sıvı halde taneciklerin hareketleri nasıldır? Gaz halde taneciklerin hareketleri nasıldır? Katı halde tanecikler titreşim hareketi yaparlar. Sıvı halde tanecikler titreşim, öteleme (yer değiştirme) ve dönme hareketi yaparlar. Gaz halde titreşim, öteleme (yer değiştirme) ve dönme hareketi yaparlar. Gaz haldeki taneciklerin hareket hızı sıvı haldeki maddelerin taneciklerine göre daha fazladır.

12 MADDE Maddenin halleri simülasyon

13 MADDE KATI SIVI GAZ Kütle Hacim Tanecik Şekil Tanecikler arası boşluk
Hareket

14 MADDE Her maddeyi oluşturan tanecik aynı mıdır?
Maddeyi oluşturan tanecikler neler olabilir? (örn., demir metali, sofra tuzu [NaCl],ve su) Atom İyon Molekül Her madde tek tür tanecik mi içerir? (örn., altın yüzük ve saf altın) Birden fazla türde tanecik içeren maddelerde tanecikler nasıl dağılır? (örn., tuzlu su ve kum su)

15

16 ELEMENT Element, kendine özgü fiziksel ve kimyasal özellikleri olan maddenin en basit birimidir. Bir element sadece tek cins atom içerir. Sembollerle gösterilir. Element bir maddenin en basit birimi olduğundan, fiziksel veya kimyasal işlemlerle daha basit türlere dönüştürülemez. Elementler; Monoatomik (tek atomlu) elementler: Sadece bir tane atom içeren elementlerdir. Örneğin; altın, bakır, argon Diatomik (iki atomlu) elementler: İki atomdan meydana gelen moleküllerden oluşan elementlerdir. Örneğin; azot, oksijen, hidrojen, brom ve klor Poliatomik (çok atomlu) elementler: Üç veya daha fazla aynı cins atomun oluşturduğu moleküllerden oluşan elementlerdir. Örneğin; ozon, kükürt gibi

17 ELEMENTLER

18 BİLEŞİK Farklı cins element atomlarının birbirine kimyasal bağlarla bağlanması sonucu oluşan saf maddelere bileşik denir. Kendisini oluşturan elementlerin özelliğini göstermez. Bileşikler iyonik veya moleküler olabilir. Bileşikler aynı cins molekül veya iyon çifti içeren saf maddelerdir. Formüllerle gösterilir.

19 ELEMENTLER ve BİLEŞİKLER
İçerdiği tanecik Gösterimi Bileşenlerine ayrılması Bileşenlerinin özelliğini gösterme

20 ELEMENTLER ve BİLEŞİKLER

21 KARIŞIMLAR Karışımlar esas olarak iki şekilde sınıflandırılmaktadır:
Fiziksel görünümlerine göre karışımlar. Homojen ve heterojen karışımlar. Tanecik büyüklüğüne göre karışımlar.

22 Heterojen Karışımlar Sıvı-sıvı Katı-sıvı Kolloit

23 Çözelti Nedir? Kendisini oluşturan türlerden birinin diğeri içerisinde atomik, iyonik veya moleküller boyutta dağılması sonucu oluşan homojen karışımlara çözelti denir. Çözelti bileşenleri: Bir çözeltide dağılma ortamı çözücü dağılan madde ise çözünen olarak isimlendirilir. Bir sıvıda gaz veya katının çözünmesi sonucu oluşan çözeltilerde çözücü sıvıdır. Diğer durumlarda (sıvı-sıvı ve gaz-gaz) ise çözücü çözeltide miktarı çok olan bileşendir. Çözeltinin fiziksel hâli çözücünün fiziksel hâline (katı, sıvı veya gaz) bağlıdır. Çözücü ve çözünen için verilen tanım bileşenlerinden biri su olan çözeltiler için geçerli değildir. Böyle bir durumda çözücü sudur ve bu çözeltilere sulu çözeltiler adı verilir.

24 Çözelti Nedir?

25 Çözelti-Fiziksel Hallerine Göre
Çözelti Çeşidi Örnek Gaz-Gaz Hava(O2, N2, Ar ve diğer gazlar) Gaz-Sıvı Karbonatlı su (Suda CO2) Gaz-Katı Palladyum metalinde H2(g) Sıvı-Sıvı Benzin Sıvı-Katı Amalgam (Ag-Hg karışımı) Katı-Sıvı Deniz suyu (NaCl ve diğer tuzlar deniz suyunda çözünmüş haldedir) Katı-Katı Metal alaşımları (925 Ag) (%92,5 Ag ve %7,5 Cu)

26 Çözücü ve çözüneni belirleyiniz.

27 KARIŞIMLARIN AYRILMASI

28 ELEMENT, BİLEŞİK veya KARIŞIM?

29 FİZİKSEL ve KİMYASAL DEĞİŞİM
Ağzı açık olan bir kaptaki su bir süre sonra yok olur? Yiyeceklerimiz belirli bir süre sonra tadı ve görünüşleri değişir. Kabuğu soyulmuş bir elma bir süre sonra kararır. Sür bir süre sonra ekşir. Sonbaharda yapraklar sararır. Cam kırılır. Metaller dövülerek levha haline gelir. BU DEĞİŞİMLERİN HEPSİ AYNI MIDIR? FARKLI MIDIR? BU DEĞİŞİMLERİ BİRBİRİNDEN AYIRAN BELİRLİ BİR ÖZELLİK VAR MI? BU DEĞİŞİMLERDE MADDEYİ OLUŞTURAN TANECİKLERİN YAPISI VE TANECİKLER ARASI UZAKLIK NASIL DEĞİŞMİŞTİR?

30 MADDE ve DEĞİŞİM Maddeler Fiziksel Kimyasal değişime uğrayabilirler.

31 MADDE ve DEĞİŞİM Fiziksel değişim
Maddenin fiziksel özelliklerinde meydana gelen değişimdir. Fiziksel özellikler; renk, koku, erime noktası, kaynama noktası, tat, yoğunluk, (öz kütle) ve sertlik-yumuşaklık gibi Fiziksel özellikler şartlar değiştiğinde (sıcaklık ve basınç gibi) değişir ve fiziksel bir değişim meydana gelir. Fiziksel değişim sonucu maddenin tanecikleri arasındaki uzaklık değişir. Taneciğin yapısı değişmez.

32 MADDE ve DEĞİŞİM- fiziksel değişim

33 MADDE ve DEĞİŞİM Kimyasal değişim
Maddenin kimyasal özelliğinde meydana gelen değişimdir. Kimyasal özellik bir maddenin başka bir madde ile tepkimeye girebilme veya başka bir maddeye dönüşebilme özelliğidir. Kimyasal değişim sonucu maddenin taneciklerinin yapısı değişir. Kimyasal değişimde sadece kimyasal değişim mi gerçekleşir? Her kimyasal değişim fiziksel bir değişim içerir ancak her fiziksel değişim kimyasal bir değişim içermeyebilir Kimyasal değişimin kanıtları: gaz çıkışı, sıcaklık artışı veya azalması, katı oluşumu

34 MADDE ve DEĞİŞİM- kimyasal değişim

35 MADDENİN ÖLÇÜLMESİ-KÜTLE
Bir cisimdeki madde miktarıdır. Uluslararası birimler sisteminde (SI veya metrik sistem) kütle kilogram (kg) ile ifade edilir. Kimyadaki uygulamalar için çok büyük olduğundan yaygın olarak gram (g) kullanılır. Bir cismin kütlesi nerede ve nasıl ölçüldüğüne bağlı olmaksızın aynıdır.

36 MADDENİN ÖLÇÜLMESİ-AĞIRLIK
Ağırlık nedir? Cismin üzerine etkileyen yerçekimi kuvvetinin bir ölçüsüdür. Kütle ile doğru orantılıdır. W=gxm (g=yerçekimi ivmesi, birimi m/s ) Ağırlık birimi kg.m/s =Newton (N) Farklı ortamlardaki yerçekimi ivmesi farklı olduğundan ağırlık bulunulan ortama göre değişiklik gösterir. Aydaki ağırlığımız dünyadaki ağırlığımızın 1/6’sı kadardır. 2 2

37 MADDENİN ÖLÇÜLMESİ-HACİM
Bir maddenin boşlukta kapladığı yerdir. SI daki birimi m tür. Metreküp çok büyük olduğundan genellikle desimetreküp (dm )veya litre kullanılır. 1 litre bir kenar uzunluğu 10cm (1dm) olan bir küpün hacmidir. 3 3

38 MADDENİN ÖLÇÜLMESİ-HACİM
Katıların hacmi genellikle metreküp veya katları ile sıvıların hacimleri genellikle litre veya katları ile ifade edilir. Hacim nasıl ölçülür? Katılar Belirli bir şekli olanlar Belirli şekli olmayanlar Sıvılar: dereceli kaplar ile (mezür, veya dereceli silindir, erlen, beher, balon joje) Gazlar: bulunduğu kabın hacmini alır

39 MADDENİN ÖLÇÜLMESİ-HACİM
Hacim nasıl ölçülür? Katılar Belirli bir şekli olanlar Hesaplama ile; genel hacim formülü=alanxyükseklik Küp=axaxa Dikdörtgenler prizması: axbxc Küre= Belirli şekli olmayanlar (örn., taş) Suya atılarak hacimde meydana getirdiği değişim

40 MADDENİN ÖLÇÜLMESİ-YOĞUNLUK
1 kilo pamuk mu ağırdır yoksa 1 kilo demir mi? Demir ağır diyenler ağırlık ve yoğunluk kavramlarını karıştırıyorlar. Yoğunluk bir maddenin birim hacminin kütlesidir. Suyun 4 C deki yoğunluğu 1g/L dir. Yani 1 litre suyun kütlesi 1 g dır. Yoğunluk (d)=kütle (m)/hacim (V) Yoğunluk madde miktarından bağımsızdır. En çok karşılaşılan yoğunluk birimi g/mL veya g/cm o 3

41 MADDENİN ÖLÇÜLMESİ-YOĞUNLUK
Maddenin cinsi Sıcaklık Maddenin hali Katı>sıvı>gaz Katılar sıvıdan daha yoğunsa buz suda nasıl yüzebiliyor? Buza özel bir durum var. Buzun hacmi sudan daha fazla olduğu için yoğunluğu sudan daha küçüktür.

42 Suyun yoğunluğunun sıcaklıkla değişimi

43 Kaynaklar Petrucci, R.H., Herring , F.G, Madura, J. D., & Bisonnette, C. (2012). Genel Kimya I: İlkeler ve Modern Uygulamalar, 10. Baskıdan Çeviri (Çeviri Editörleri: Tahsin Uyar, Serpil Aksoy, Recai İnam), Ankara: Palme yayıncılık Chang, R. (2011). Genel Kimya: Temel Kavramlar, Dördüncü Baskıdan Çeviri (Çeviri Editörleri: Tahsin Uyar, Serpil Aksoy, Recai İnam), Ankara: Palme yayıncılık Altun, Y. ve Tümay, H., Ortaöğretim Kimya 9 Ders Kitabı, Sözcü Yayıncılık, 2013