6. tek bileşeni ancak iki kısmı olan bir sistem
• Tuzlu suya yerleştirilmiş bir canlı hücresinde hücre içindeki
su ile hücre dışındaki tuzlu suyu ele alalım.
Prof.Dr. İbrahim USLU
7. tek bileşeni ancak iki kısmı olan bir sistem
• O halde
• Kendiliğinden geçiş için Gibbs serbest enerjisi sıfırdan küçük
yada entropinin sıfırdan büyük olması şartını hatırlayalım.
Prof.Dr. İbrahim USLU
14. Çözeltilerin Koligatif Özellikleri
• Koligatif özellikler, sadece çözeltideki çözünen
parçacıklarının sayısına bağlıdır.
• Çözeltide bulunan çözünen parçacıkları (atomlar, iyonlar,
moleküller) çözeltinin buhar basıncının, saf çözücüye göre
daha düşük olmasına neden olurlar.
• Çünkü çözünen parçacıkları; çözeltinin yüzeyinden daha az
sayıda çözücü moleküllerinin ayrılmasına sebep olurlar.
• Buna karşın sıvıya dönen buhar moleküllerinin sayısı
değişmez.
• Bu nedenle derişik çözeltiler, saf çözücüden daha yavaş
buharlaşırlar.
• Buhar basıncının azalması, koligatif özelliğe bir örnektir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
15. Buhar basıncının düşmesi
• Buhar basıncının düşmesi çözeltide aşağıdaki olaylara
sebep olur .
• Donma noktasının düşmesi (Kriyoskopi )
• Kaynama noktasının yükselmesi ( Ebuliyoskopi )
• Ozmoz olayı
Prof.Dr. İbrahim USLU
21. Kaynama noktası yükselmesi
• Bir çözünen etkisi ile buhar basıncı düşürülen bir çözeltinin,
buhar basıncını atmosferik basınca eşit yapabilmek için daha
yüksek sıcaklığa gereksinimi vardır.
• Bu etki çözeltilerde kaynama noktası yükselmesi şeklinde
ortaya çıkar.
• Koligatif bir özellik olan kaynama noktası yükselmesi,
• şeklinde ifade edilir. ΔTb, kaynama sıcaklığındaki değişme;
"m", molalite, "Kb" molal kaynama noktası yükselmesi sabiti
olup çözücünün bir özelliğidir.
• Su için Kb değeri 0,512 (°C) (kgH2O) / mol olarak verilir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
22. Kaynama noktası yükselmesi-Örnek
• 1,0 Molal şekerli-su çözeltisinin bir atmosferdeki kaynama
noktası sıcaklığını bulunuz.
Prof.Dr. İbrahim USLU
24. Donma noktası alçalması
• Donma noktası alçalmasını hesaplamak için, kaynama
noktası yükselmesini hesaplamakta
• kullanılan eşitliğe benzer bir eşitlik
• ΔTf= Kfm
• yazılabilir.
• Burada "ΔTf", donma sıcaklığındaki değişme; "m",
molalite; "Kf", molal donma noktası alçalması sabitidir.
• Kb gibi Kf de çözücünün bir özelliğidir.
• Su için Kf değeri 1,86 (oC) (kg H2O)/mol olarak verilir.
• ( Kf 'deki mol, çözünenin molüdür.)
Prof.Dr. İbrahim USLU
25. Örnek
• 1 molal şeker çözeltisinin bir atmosferdeki donma noktası
sıcaklığını bulunuz.
Prof.Dr. İbrahim USLU
26. Ters Ozmoz Olayına bir Örnek
• Tatlı sularda yaşayan amip, paramesyum, öğlena gibi bir
hücreli canlılar yoğunluk farkından dolayı hücre içerisine
giren fazla suyu kontraktil kofulları ile pompalayarak aktif
şekilde dışarı atarlar.
Prof.Dr. İbrahim USLU
28. Çözeltinin Yüzeyinde Çözücü molekülleri
• Çözünen tanecikleri çözeltinin yüzeyinde, birim yüzeye
düşen çözücü moleküllerin sayısını azaltır.
• Bu nedenle çözücü moleküllerinin buhar haline geçmesi
zorlaşır ve saf çözücüye göre daha az buhar bulunur.
• Bu durum da çözeltinin buhar basıncının düşmesine neden
olur.
Prof.Dr. İbrahim USLU
32. Çözücünün Donma Noktası Alçalması
• Na+ ve CI- iyonlarınca zengin
olan deniz suyu saf sudan 1°C
daha düşük sıcaklıkta donar.
• Kışları soğuk olan
bölgelerde, yollara tuz serpilince
donma gecikir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
35. Etilen glikolun donma ve kaynama
noktalarına etkisi
50/50 70/30
Saf Su
C2H6OH2/H2O C2H6O2/H2O
Donma noktası 0°C -37°C -55°C
Kaynama
100°C 106°C 113°C
noktası
Otomobillerde en çok kullanılan antifriz etilen glikoldür, C2H4(OH)2.
Otomobilin soğutma sistemine, hava koşullarına bakılmaksızın
etilen glikol-su konması yararlıdır.
Etilen glikol kışın donmayı önlediği gibi, yazın da kaynamayı
geciktirerek otomobil motorunu korur.
Prof.Dr. İbrahim USLU
36. Elektrolit Olmayan Bir Çözelti için Donma
Noktası Alçalması
• Donma noktası alçalması, ΔTf = kf x molalite dir
• kf sabiti çözücünün donma noktası sabitidir.
• kf = K.kg.mol-1
• kf herbir çözücü için farklıdır ve deneysel olarak bulunur.
Prof.Dr. İbrahim USLU
37. Elektrolit çözeltilerinde i faktörü
• Elektrolit çözeltilerinde örneğin, sodyum klorür çözünüp Na+
ve CI- iyonları verince toplam çözünen molalitesi NaCl
formül birimi cinsinden olan molalitenin iki katıdır.
• Böyle çözeltilerde:
• ΔTf = i · kf · molalite olarak yazılabilir. kf su için 1.858
K·kg/mol dur.
• Burada i, van't Hoff faktörü olarak bilinir ve deneysel olarak
bulunur.
• CaCl2 için i = 3'tür.
• i = 1 şekerin suda .
• i = 2 NaCl’in suda.
Prof.Dr. İbrahim USLU
38. HCl Çözeltisinde i faktörü
• Seyreltik ve elektrolit olmayan çözeltiler için i = 1' dir.
• seyreltik HCl çözeltisinin toluendeki i faktörü 1, suda ise 2'dir.
• Bu değerler HCI'in toluende veya benzende moleküler
halinde çözündüğünü, ama suda iyonlaştığını gösterir. Suda
% 5 iyonlaşan zayıf asitin i faktörü (0,05 x 2) + 0,95 = 1,05
dir.
• Çünkü iyonlaşmış moleküller iki iyon oluştururlar.
Prof.Dr. İbrahim USLU
39. Kaynama noktasındaki yükselme ya da
düşme
• Kaynama noktasındaki yükselme ya da düşme, çözeltinin
birim hacmindeki çözünmüş taneciklerin sayısı ile orantılıdır
Saf Su 100 oC de kaynar 1.0 M NaCl çözeltisi, 101 oC de kaynar
Prof.Dr. İbrahim USLU
40. Uçaklar için Buzlanma Önleyicisi
Propilen Glikol, CH3CHOHCH2OH uçaklar için tipik buzlanma önleyicisidir. Su
ile seyreltilir. Yüksek basınçta ve sıcak iken püskürtülerek uygulanır.
Prof.Dr. İbrahim USLU
41. Limon - Portakal
Limon ve narenciye yetiştiricileri donma olayları ile karşılaşırlar.
Sıcaklığın 0ºC altına düşmesi haline önlem almaları gerekir.
Meyve suyunda çözünmüş maddeler donma noktasını 1 ya da 2ºC
düşürmesi için yeterlidir.
Üreticiler limonu portakaldan daha çok korumaları gereklidir. Çünkü portakalda
çözünen madde (şeker) derişimi limondan yüksektir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
42. Bitkilerde Donmanın Önlenmesi
• Çözünmüş olan madde miktarı ile suyun donma derecesi
düşer.
• O halde soğuk bölgelerde bitkilerin hücreleri donmamak için
birim hacimde olan su miktarını azaltmaları gerekir.
• Hücre özellikle çok soğuk günlerde (-40 C) zarar görmemek
için içindeki suyu hücreler arası boşluğa çıkarıyor.
• Hücreler arası suyun donmasında hücre zarar görmüyor ve
patlamıyor ancak donan hücreler arası boşluk esneme
kabiliyetiyle bir miktar genişleyebiliyor.
• Bahar mevsimi geldiğinde hücreler arasında donmuş olan su
geri alınıyor. Böylece hücre donmadan bir kış geçirmiş
oluyor.
Prof.Dr. İbrahim USLU
43. Kutup otunda antifriz geni
• Hurriyet (11 Nisan 2006)
Avustralyalı bilim adamları Güney Kutbu’ndaki otlarda "antifriz geni"
buldu. Gen, Antarktika’da bitkilerin eksi 30 derece sıcaklıkta donmadan
yaşayabilmelerine olanak sağlıyor. Gen sayesinde her yıl don yüzünden
milyonlarca dolar değerinde tahıl kaybının önlenebileceği belirtildi.
Victoria Eyaleti La Trobe Üniversitesi’nden Prof. G.Spangenberg, "Bu
gen Antarktik Hairgrass adı verilen bölgedeki çimlerde bulundu. Buz
kristallerinin büyümesini önleyen ikiye katlanmış bir protein sınıfından.
Buz kristallerinin bitkiye zarar vermesini engelliyor" dedi. Bilim adamları
antifriz genini Avustralya’da bir başka bitkiye aşıladılar ve aynı davranışı
bu bitkide de gözlediler. Prof. Spangenberg, "Genin nasıl çalıştığını
anladık ve bu bilgiyi tarım geliştirmekte kullanabiliriz" dedi.
Prof.Dr. İbrahim USLU
44. Donma Noktası Alçalması ve Saflık
• Kimyacılar donma noktası alçalmasını
kullanarak, katı bileşiğin saflığını
kontrol ederler.
• Çünkü safsızlıkların varlığında erime
noktası beklenen değerden daha
düşüktür.
Erime noktası
ölçüm cihazı
Prof.Dr. İbrahim USLU
45. Çözünürlüğe Etki Eden Etmenler (Tekrar)
• Çözücü ve çözünenin Türü:
• Çözünürlük, çözücü ve çözünenin türüne bağlıdır. Örneğin yemek tuzu
suda çözünürken, naftalin suda çözünmez, alkolde çözünebilir.
• Sıcaklık:
• Maddelerin çözünürlükleri sıcaklıkla değişir. Genellikle katıların
çözünürlüğü, birkaç istisna dışında sıcaklıkla artar. Sıcaklığın
yükseltilmesi çözünme hızını artırır. Aynı zamanda çözünürlüğü de
etkiler.
• Tüm gazların çözünürlükleri sıcaklık artışıyla azalır.
• Basınç:
• Katıların sudaki çözünürlüğüne basıncın etkisi ihmal edilecek kadar
azdır. Gazlarda ise çözünürlük, basınçtan çok etkilenir. Gazın sıvıyla
tepkime vermediği, basıncın düşük, çözeltinin seyreltik olduğu
durumlarda; sabit sıcaklıkta bir gazın çözünürlüğü, gazın kısmi basıncı ile
doğru orantılıdır.
Prof.Dr. İbrahim USLU
46. Çözünme Hızına Etki eden faktörler
• Katının Sıvıya Değme Yüzeyi:
• Çözünen maddenin toz haline getirilmesi, çözünen
maddenin çözücüye değen yüzeyini artıracağından
çözünmeye hızlandırır. Ancak birim miktardaki çözen madde
içinde, daha fazla çözünmeyi sağlamaz. Yani çözünürlük
artmaz. Örneğin toz şeker, kesme şekere göre daha hızlı
çözünür. Ancak belirli sıcaklıktaki belirli miktarda suda
çözebileceğimiz şeker miktarı sabittir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
47. Karıştırmak ve çözünme hızı
• Karıştırmak, çözünme hızını artırır.
• Ancak doymuş bir çözeltiyi ne kadar karıştırırsak,
karıştıralım, daha çok çözünmeyi sağlayamayız.
• Yani karıştırmak çözünürlüğü artırmaz.
Prof.Dr. İbrahim USLU
48. Yabancı Maddelerin Etkisi :
• Az çözünen bir bileşiğin çözeltisinde, çözünen maddelerin
iyonlarından başka iyonların varlığı da tuzun çözünürlük
dengesine etki eder.
• Örneğin, Ca(OH)2 az çözünen bir maddedir.
• Ca(OH)2(k) Ca2+(suda) + 2OH-(suda)
Prof.Dr. İbrahim USLU
49. Ortak İyon Etkisi :
• Saf suda az çözünen bir katı madde, yapısındaki iyonlardan
birini içeren bir başka çözelti içerisinde, saf sudaki çözünme
miktarından daha az çözünür.
• Bu duruma “Ortak iyon etkisi” denir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
50. • Örneğin, AgBr tuzu suda az çözünür. Çözündüğü miktara
bağlı olarak da çözeltiye Ag+ ve Br- iyonlarını verir.
• Eğer, KBr tuzu içeren bir çözelti içerisine AgBr tuzu atılır ve
çözünmesi istenirse, AgBr, saf sudakinden daha az Ag+ ve
Br- iyonlarını verecektir.
• Bunun başlıca nedeni, çözücü moleküllerinin daha önceden
doyurulmuş olması ve az çözünen tuzun kristal örgüsünü
kırmaya yetecek serbest moleküllerin az olması ve enerjinin
de azalmasıdır.
Prof.Dr. İbrahim USLU
51. Yarı Geçirgen Zar
• Bazı taneciklerin geçişine izin verirken, diğerlerinin geçişine
izin vermeyen yapılara yarı geçirgen zar denir.
• Saf çözücü ve çözelti arasına, sadece çözücü moleküllerinin
geçmesine izin veren bir yarı geçirgen zar yerleştirilirse,
çözücü derişiminin yüksek olduğu saf çözücüden çözelti
tarafına çözücü geçerek, çözelti tarafında sıvı seviyesi
yükselecek ve çözelti seyrelecektir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
52. Osmoz
• Maddeler derişimleri
büyük olan yerden küçük
olan yere doğru
kendiliğinden geçme
eğilimimdedir ve bu olaya
osmoz denir.
• Aslında, çözücü
moleküllerinin geçişi her
iki yönde de gerçekleşir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
53. Osmotik Basınç
• Çözelti seviyesinin
yükselmesiyle yükselen sıvının
yaptığı hidrostatik basınçtan
dolayı sağ tarafa geçiş hızı
azalırken sol tarafa geçiş hızı
artar ve sonuçta her iki hız da
birbirine eşit olduğunda dinamik
bir denge kurulur.
• Dinamik dengenin kurulduğu
anda sıvı seviyeleri sabit kalır ve
yükselen çözeltinin yaptığı
hidrostatik basınca osmotik
basınç denir
Prof.Dr. İbrahim USLU
54. Osmoz ve Yaşayan Canlılar, İnsan
• Kırmızı kan hücrelerimizi ele alalım. Eğer kırmızı kan hücrelerini
saf suya koyarsak, içlerine osmoz yoluyla su girer, hücreler
genişler ve sonunda çatlar.
• Hücrelerin içindeki sıvının osmotik basıncı NaCl (aq)’un %0,92
(kütle/hacım) lik çözeltisinin yaptığı basınca eşittir.
• Eğer hücreleri %0,92 lik bir NaCI ( aq) sulu çözeltisi içine
koyarsak, hücre çeperinden içe doğru net bir su geçişi
olmayacak ve hücreler sabit kalacaktır.
Prof.Dr. İbrahim USLU
56. İzotonik ve Hipertonik, Hipotonik Çözeltiler
• Hücre, yoğunluğu az olan bir sıvı içerisine (hipotonik)
konursa şişer ve sonunda patlar, buna "Hemoliz" denir
(genellikle alyuvarlarda hemin hücre dışına çıkmasında
kullanılır);
• yoğunluğu fazla bir sıvı içerisine konursa, su kaybederek
büzülür,
• Vücut sıvısı ile aynı osmotik basınca sahip bir çözeltiye
izotonik çözelti denir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
58. Hastaya Beslenme Amacıyla Verilen Su
• Bir hastaya, besleme ya da vücuduna su sağlama amacıyla,
damardan verilecek sıvının kan ile izotonik olması gerekir.
• İzotonik olması için verilen sıvının osmotik basıncı %0,92
(kütle/hacım) luk NaCl çözeltisinin osmotik basıncına eşit
olmalıdır.
Prof.Dr. İbrahim USLU
59. Hipotonik çözeltiler
• NaCl derişimi %0,92 den az ise su geçişi dışarıdan hücre
içine doğru olur ve bu tür çözeltilere hipotonik çözeltiler adı
verilir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
60. hipertonik çözeltiler
• Eğer hücreleri, derişimi %0,92 den fazla olan bir NaCl (aq)
çözeltisine koyarsak, su hücre içinden dışa doğru geçer ve
hücreler büzülür. Böyle çözeltilere de hipertonik çözeltiler
denir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
62. Hücre Zarı
• Başlangıçta bilim çevrelerinde, en küçük canlı birimi olarak
hücre kabul edilmekteydi.
• Ancak daha sonra, hücreyi çevreleyen ve hacim olarak
ondan çok daha küçük olan hücre zarı araştırmacıların
karşısına adeta yeni bir canlı türü olarak çıktı.
• Çünkü hücreyi çepeçevre saran bu zar bir canlının, dahası
şuurlu bir canlının, yani insanın temel özelliklerinden olan
karar verme, hatırlama, değerlendirme gibi özellikler
göstermekteydi.
• 1 mm'nin yüzbinde biri kalınlığındaki bir zar bu özelliklere
nasıl sahip olmuştu?
Prof.Dr. İbrahim USLU
63. Hücre zarı
• Hayatımız boyunca farkında olmadan yaşadığımız bu zardan
100 trilyon tanesi her an vücudumuzda kararlar almakta ve şu
an dahi bunları uygulamaktadır.
• Hücre zarı hücrenin çevresini sınırlayan bir örtüdür.
• Ama görevi sadece hücreyi sarıp kuşatmak değildir. Bu zar,
hem komşu hücrelerle iletişimi, hem de en önemlisi, hücreye
giriş çıkışı çok sıkı bir şekilde denetler.
Prof.Dr. İbrahim USLU
64. Ters Osmoz
• Eğer çözelti tarafına osmotik
basınçtan daha büyük bir
basınç uygulanırsa, çözücü
moleküllerinin çözeltiden
çözücüye geçişi artar ve saf
çözücü tarafındaki sıvı
seviyesi yükselir. Bu olaya
ters Osmoz denir.
• Örneğin geçiş tuzlu çözeltiden
saf suya doğru olur.
Prof.Dr. İbrahim USLU
65. Nanofiltration
• Nanofiltration is a
special process selected
when Revrse Osmosis
and Ultra filtrationF are
not the ideal choice for
separation. NF can
perform separation
applications that are not
otherwise economically
feasible, such as
demineralization, color
removal, and
desalination. In
concentration of organic
solutes, suspended
solids, and polyvalent
ions, the permeate
contains monovalent
ions and low-molecular-
weight organic solutions
like alcohol.
Prof.Dr. İbrahim USLU
66. Ultrafiltration (UF)
• Ultrafiltration is a selective
fractionation process utilizing
pressures up to 145 psi (10
bar). It concentrates
suspended solids and
solutes of molecular weight
greater than 1,000. The
permeate contains low-
molecular-weight organic
solutes and salts. UF is
widely used in the
fractionation of milk and
whey, and also finds
application in protein
fractionation.
Prof.Dr. İbrahim USLU
67. Microfiltration (MF)
• Microfiltration is a low-pressure
cross-flow membrane process
for separating colloidal and
suspended particles in the range
of 0.05-10 microns. MF is used
for fermentation broth
clarification and biomass
clarification and recovery.
Prof.Dr. İbrahim USLU
68. Ters osmoz
• Ters osmoz, acil durumlarda içme suyu elde etmek ya da
kullanma suyu sağlamak için tuzlu suyun tuzunu gidermekte
kullanılabilir.
• Ters osmozun diğer bir kullanılma alanı, kullanma suyu elde
etmek ya da çevre kirliliğini önlemek için, atık suyun
arıtılmasıdır.
Prof.Dr. İbrahim USLU
74. Kolloitler
• Eğer bir çamur numunesi bir beherdeki su içine konur ve
karıştırılırsa, çamur süspansiyon halinde kalabilir.
• Ancak karıştırma olayı durur durmaz büyük parçacıklar
beherin dibine çöker, daha küçük parçacıklar süspansiyon
halinde daha uzun müddet kalabilirler, fakat bir müddet
sonra ekserisi tabana çöker.
Prof.Dr. İbrahim USLU
75. Kolloit
• Bununla beraber bu çamur su karışımında bazı parçacıklar
vardır ki birkaç gün hatta sonsuza kadar süspansiyon
halinde kalabilirler.
• Bu son durumdaki süspansiyondaki parçacıklar normal
mikroskopla görülemez en küçük gözeneğe sahip süzgeç
kağıdından süzmekle ayrılamaz. Süzmekle
uzaklaştırılamayan parçacıkların süspansiyon halinde
bulunduğu karışımlara kolloidal süspansiyon veya kısaca
kolloit adı verilir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
76. Su molekülleri kolloidal parçacıkların batmalarına engel olur
• Çamurun çok küçük parçaları bile
sudan ağırdırlar. Fakat beherin
tabanına çökmezler.
• Su molekülleri devamlı hareket
halindedirler ve süspansiyon
halindeki parçacıklara sık sık ve
devamlı olarak çarparak küçük
parçacıkları devamlı hareket
halinde tutarlar ve batmalarına
engel olurlar.
• Ancak ağır parçaları süspansiyon
halinde tutacak kadar kuvvetli
değildirler.
Prof.Dr. İbrahim USLU
77. hidrofobik ve hidrofilik kolloidIer
• Süt ve mayonez gibi su içinde yağ süspansiyonları hidrofobik
kolloidlerdir. Çünkü yağ molekülleri su moleküllerini çok az
çeker.
• Jöleler ve pudingler , hidrofilik kolloid örnekleridir;
• Jöle içindeki proteinler ve pudingin içindeki nişasta makro
moleküllerdir ve suyu çeken pek çok hidrofilik gruba
sahiptirler. Jöle içindeki dev protein moleküllerinin halkaları
sıcak suda birbirinden ayrılır.
Prof.Dr. İbrahim USLU
79. Sol
• Bir sıvı içinde katıların süspansiyonu olan kolloide ise sol
denir. Bir sıvının bir diğeri içindeki süspansiyonuna
emulsiyon denir.
• homojenize süt, başlıca protein yapısındaki maddeler olmak
üzere, katıların sudaki bir süspansiyonu yani sol örneğidir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
80. Emülsiyonlar
• Mayonez yağda süspanse olmuş küçük su damlacıklarından
oluşur. Yani emülsiyondur.
• Kaymağı fazla olan sütü, kremayı çırptığımızda ya da krema
yapmak için yumurta beyazlarını çırptığımızda, katı ya da
sıvı içinde gaz süspansiyonları olan köpükler yapmış oluruz.
• Sütten kaymağı ayırıp tereyağı yaptığımızda, bir katı
emülsiyonu oluşur.
• Burada süt katı tereyağı içinde dağılmıştır.
Prof.Dr. İbrahim USLU
81. Emülsiyonlar
• Mayonez yumurta sarısındaki kolestrol ve
lesitinin yardımıyla bir arada tutulan, yağ
içinde bir su emülsiyonudur.
• Bu büyük moleküller, bir uçta çok polar
olan gruplara sahiptir.
• Bunlar, yağ tanecikleri etrafında, polar
uçlar suya doğru olan ve apolar grupları
yağ içine giden misele benzer topaklar
oluşturur.
Prof.Dr. İbrahim USLU
82. Emülsiyonlar
• Yumurta akı çırpılırken, açılan protein zincirleri arasına,
çırpma sırasında hava kabarcıkları hapsolur.
• Proteinlerin ısıtılması da onların yapılarının bozulmasına
neden olur. Yumurta beyazını pişirdiğimizde, yapısı kısmen
bozulmuş proteinler katı bir jel oluşturur.
Prof.Dr. İbrahim USLU
83. Jöle
• Jöle tatlıları, yumuşak fakat şeklini koruyan bir katı
emülsüyondur.
Prof.Dr. İbrahim USLU
84. Dondurma
• Dondurma şeker, proteinler ve tatlandırıcıların sulu çözeltilerinin katı bir
yağdaki emülsiyonudur. Bu birinci, kalite dondurma % 16 kaymak
içermektedir.
• Pek çok ülkede dondurmanın, en az % 10 kaymak içermesi gereklidir.
• Ayrıca dondurmaya buzun kristalleşmesini yavaşlatan büyük molekülleri
olan salep gibi doğal karbon hidratlar katılır.
• Dondurmanın hacmi, hava da çırparak orijinal hacminin iki katına
genişletilebilir.
• Bu genişleme, dondurma markaları arasındaki fiyat farklarını kısmın
açıklamaktadır.
• Pahalı dondurmalarda ilave edilmiş hava miktarı en azdır, yani birinci
kalitenin bir litresi, normal kalitenin iki katı kütleye sahip olabilir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
85. Kolloidal büyüklük aralığı 1 ile 200 nm dir.
• Kolloitler moleküler boyutlarla gözle görülebilecek boyutlar
arasındaki büyüklüğe sahip taneciklerin herhangi bir faz da
dağılmaları ile oluşurlar.
• Kolloidal parçacıklar moleküllerden büyük fakat normal
mikroskoplarda görülemeyecek kadar küçüktürler.
• Kolloidal büyüklük aralığı kesin olarak tanımlanmamakla
beraber yaklaşık 1 ile 200 nm arasında büyüklüğe sahiptirler.
Prof.Dr. İbrahim USLU
86. Brown Hareketleri
• Kolloidal süspansiyon bakış açısına dik olarak gelen parlak bir
ışıkla aydınlatılarak mikroskop altında incelenirse tek tek
parçacıklar görülemez. Fakat sıvı içinde hareket halinde
küçük bir ışık parıltısı gibi görülebilirler.
• Bu düzensiz ve devamlı hareketlere Brown hareketleri adı
verilir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
87. Tyndall olayı
• Üzerine ışık düşürülen bir kolloit sistemi tarafından ışığın
saçılmasına Tyndall olayı denir.
• Tyndall olayı gerçek çözelti ile kolloidi birbirinden ayırmak
için kullanılır.
Prof.Dr. İbrahim USLU
88. Tyndall olayı
Karanlık ve tozlu
bir odadan kuvvetli
bir ışık geçtiği
zaman havada
süspansiyon olarak
bulunan kolloid
parçacıkların ışığı
yansıtmalarından
ışığın yolu açıkça
görülebilir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
90. Elektroforez
• 60.000 devir/dakika hızla dönen bir ultrasantrifüj kolloit
taneciklerin çökelmesine yol açabilir.
• Elektrik potansiyel uygulandığı zaman kolloit parçacıklar
elektrotlardan birine doğru hareket ederler,
• yani elektroforez aygıtı ile kolloit tanecikler bir araya
toplanabilir.
• Eğer kolloitler elektrofor aygıtında katoda gidiyorsa katoforez
anoda gidiyorsa andotoforez denir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
91. Kolloit Parçacıklar Ayni Yüktedir
• Süspansiyon halinde bulunan parçacıklar sıvıdan hidrojen
iyonu veya hidroksil iyonu adsorplarlar.
• Bu suretle ya hepsi negatif veya hepsi pozitif olarak
yüklenirler.
• Süspansiyondaki parçacıkların hepsi ayni yüke sahiptirler.
• Aynı yükleri nedeni ile kolloidal parçacıklar birbirlerini iterler
ve kolloit parçacıkların kolloit olmayan büyük parçacıklar
haline dönmesine engel olurlar.
• Pozitif ve negatif kolloitler karıştırılırsa her iki parçacıkta
çökelir. Çünkü parçacıklar artık birbirlerini itemezler.
Prof.Dr. İbrahim USLU
92. Kolloidal parçacıklar çok geniş yüzey
alanına sahiptirler
• Kolloidal parçacıklar yarıçapları ile mukayese edildikleri
zaman çok geniş yüzey alanına sahiptirler.
• Bu küçük parçacıkların geometrik bir özelliğidir.
• Süspansiyon halinde bulunan parçacıkların toplam yüzey
alanları çok büyüktür. Bu nedenle kolloit parçacıklar diğer
maddeleri kuvvetle adsorplarlar.
Prof.Dr. İbrahim USLU
93. Diyaliz
• Kolloit maddeleri normal
çözeltilerden ayırmak için diyaliz
ayırma yöntemi kullanılabilir.
• Böbrek hastalarının kanı bir
diyaliz aygıtıyla yapay olarak
temizlenir.
• Aygıtın bir tarafından kan diğer
taraftan da ters akım kuralına
göre su girer.
• Kan içindeki üre gibi kolloidal
olmayan maddeler suya
geçerken, kolloidal tanecikler
kanda kalır. Bu suretle kandaki
üre temizlenir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
95. Problem 1
• Pb(OH)2’in belli bir sıcaklıktaki çözünürlük çarpımı 4 10-15’dir. Buna göre
Pb(OH)2’in;
a) Saf sudaki çözünürlüğünü hesaplayınız.
b) 0,1 M’lık Pb(NO3)2 çözeltisindeki çözünürlüğünü hesaplayınız.
c) 0,1 M’lık NaOH çözeltisindeki çözünürlüğü hesaplayınız.
d) Üç çözünürlüğü karşılaştırınız
Prof.Dr. İbrahim USLU
96. Problem 1.a cevap
• Pb(OH)2’in çözünürlüğü “s” olsun.
• Pb(OH)2(k) Pb2+(suda) + 2OH-(suda) olduğuna göre
• [Pb2+]=s ve [OH-]=2s olur.
• Çözünürlük çarpımı ifadesinden Kçç = [Pb2+][OH-]2 yazılır.
Çözünürlükleri yerine yazılırsa;
Kçç = (s)(2s)2 = 4s3 = 4x10-15 olduğundan s= 1 10-5 bulunur.
Prof.Dr. İbrahim USLU
97. Problem 1.b ve 1.c cevap (devamı)
• 0,1 M Pb(NO3)2 çözeltisinde [Pb2+] = 0,1 M olarak bulunur.
• Pb(OH)2’ in çözünmesiyle ortama bir miktar da buradan Pb2+ iyonu gelir.
• Buna göre ortamdaki [Pb2+]=0,1 + s kadar olacaktır.
• Kçç= [Pb2+][OH-]2 bağıntısından Kçç=(0,1+ s)(2s)2 yazılır.
• 0,1 M yanında az çözünen tuzdan gelen “s” miktarı çok az olduğundan
ihmal edilirse; Kçç=(0,1)(2s)2 = 4x10-15 olur ve
4 10 15 13
S 410
10 2
Prof.Dr. İbrahim USLU
98. Problem 1.d cevap
• Üç çözünürlük değeri karşılaştırıldığında sa > sb >sc olur.
• Buna göre, 0,1 M Pb(NO3)2 çözeltisindeki çözünürlük saf
suya göre 100 kat daha az, 0,1 M NaOH çözeltisindeki
çözünürlük saf suya göre 250 milyon kat daha azdır.
• Bunun nedeni mol katsayıları olduğu görülebilir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
99. Ca(OH)2’in doymuş çözeltisine HCl eklenmesi
• Eğer Ca(OH)2’in doymuş çözeltisine HCl çözeltisi eklenirse
Ca(OH)2’in çözünürlüğü artar. Çünkü, HCl gazı aşağıdaki
gibi iyonlaşır.
• HCl(g) → H+(suda) + Cl-(suda)
• Ortamdaki H+ iyonları Ca(OH)2’den gelen OH- iyonlarıyla
birleşerek H2O(s) moleküllerini oluşturur ve dolayısıyla
Ca(OH)2’in çözünmesine destek oluşturur.
Prof.Dr. İbrahim USLU
100. Anyon veya Katyonuna göre bazı
maddelerin çözünürlükleri
Anyon Verilen anyonla az çözünen tuz oluşturan
katyonlar
CO23- NH4+ dışındakilerin hepsi
PO43- NH4+ dışındakilerin hepsi
S2- NH4+ ile 1A ve 2A grubu katyonlarının
dışındakilerin hepsi
OH- NH4+, Sr2+, Ba2+ ile 1A grubu katyonların
dışındakilerin hepsi
SO42- Ba2+, Sr2+, Ca2+, Pb2+, Hg+, Ag+
Cl-, Br-, I- Ag+, Cu+, Hg+, Hg2+, Pb2+
Prof.Dr. İbrahim USLU
101. Çözünürlük Dengesi
• Az çözünen iyon yapılı bir katı madde su ile karıştırılınca
çözünmeye başlar.
• Karışımın ilk anlarında çözünme hızlıdır. Ancak, iyonlar
ortaya çıktıkça çözünme hızı zamanla azalır.
• Bu sırada oluşan iyonlar yeniden birleşerek çökmeye başlar.
• Bir süre sonra çözünme hızı ile çökme hızı birbirine eşitlenir.
• Bu durumda sistem dengeye ulaşmış olur. Denge halindeki
böyle bir sistem doymuştur. Olay bir çözünme olduğundan
bu dengeye çözünürlük dengesi adı verilir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
102. Çözünürlük Çarpımı
• AxBy(katı) xA+y(suda) + yB-x(suda)
• Genel çözünme tepkimesinde; AxBy(katı) tuzu için denge
bağıntısını yazalım:
y x x y
A B
Kd
Ax B y
Prof.Dr. İbrahim USLU
103. Çözünürlük Çarpımı
• Ancak, AxBy(katı) maddesinin bu ortamdaki derişiminin
değişmediği kabul edildiğinden değeri sabittir.
• Bu nedenle, Kd ifadesi ile birleştirilebilir.
• Bu durumda Kçç= Kd* [AxBy(katı)] yazılabilir. O halde;
y x x y
Kçç A B Olur.
• Kçç’ye çözünürlük denge sabiti ya da çözünürlük çarpımı denir.
Kçç de Kp veya Kd gibi sıcaklığa bağlı olarak değişir.
• Bağıntıda mol katsayılarının üs olarak alındığına dikkat ediniz.
Prof.Dr. İbrahim USLU
106. Çözünürlük Dengesine Etki Eden Faktörler
• Çözünürlük dengesi fiziksel bir denge olmasına rağmen
kimyasal denge de olduğu gibi bazı faktörlerin etkisi ile
değişebilir. Bu faktörler;
– Çözücünün türü
– Sıcaklık
– Ortak iyon varlığı
– Yabancı maddelerin varlığı
şeklinde sıralanabilir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
107. Çözücünün Türünün Etkisi :
• Daha önceden “Benzer benzeri çözer” ifadesini kullanmıştır.
• Çözücünün bir maddeyi çözüp çözemeyeceği deneyle
bulunabilir.
• Böylece çözünme üzerinde etkisinin olup olmadığı anlaşılır.
• Örneğin iyot katısının çeşitli çözücülerdeki çözünürlüğü için
yapılan deneyde aşağıdaki denkleme göre çözünme
değerleri bulunmuştur.
Prof.Dr. İbrahim USLU
108. Çözücünün Türünün Etkisi
Etil Alkol
I 2( k ) I 2( Alkolde) ∆H=28 kcal
Benzen
I 2( k ) I 2( Benzende) ∆H=72 kcal
CCl 4
I 2( k ) I 2(CCl 4 ) ∆H=98 kcal
• Bu üç çözelti için de maksimum düzensizlik eğilimi çözünmenin lehine,
minimum enerji eğilimi çözünmenin aleyhinedir.
• Entalpi değerlerine bakarak iyot molekülü ile en iyi etkileşimde bulunan
çözücünün etil alkol olduğu söylenebilir. İyot, suda çözünmez,
karbontetraklorürde ise az çözünür. Bu durumda iki farklı fazdan oluşan
bir karışım oluşur.
Prof.Dr. İbrahim USLU
109. Çökelti Oluşumu ve Çözünürlük Tipleri
• Az çözünen tuzların hepsinde bir denge vardır. Dengede çözünme ve
çökme hızı eşittir. Çözünürlük dengesinin kurulması, katının suda
çözünmesiyle olabileceği gibi, çökelek oluşturacak iyonları içeren iki ayrı
çözeltinin karıştırılmasıyla da olabilir. Örneğin 0,2 M KCl ve 0,2 M AgNO3
çözeltilerini karıştırdığımızda;
KCl (suda) + AgNO3 (suda) AgCl (k) + KNO3 (suda)
Tepkimesi olur. Bu tepkimede meydana gelen olayın net denklemini
yazalım:
• Ag+(suda) + Cl-(suda) AgCl(k)
• Dikkat edilirse, denklemde dengeyi göstermek üzere çift yönlü ok
kullanıldı, çünkü oluşan AgCl çökeleğinin bir bölümü yeniden iyonlarına
ayrışır.
Prof.Dr. İbrahim USLU
111. Ortak iyon etkisi
• Bir katıyı saf su yerine, bu katıya ait iyonu veya iyonları içeren
bir çözeltide çözersek bu katının çözünürlüğü saf suya göre
oldukça azalır.
• Örneğin sodyum klorür çözeltisi (NaCl (k) → Na+ + Cl- ) içerisinde AgCl(k)
katısını çözersek,
•
AgCl(k) Ag+ + Cl-
şeklinde iyonlaşır.
• AgCl çözeltisinde NaCl'den gelen Cl- iyonları Cl- derişimini arttırdığından
sistem bunu azaltmak için geri tepkimeyi hızlandırır.
• Yani Ag+ ve Cl- iyonları birleşerek AgCl katısının çökmesine sebep olur.
Dolayısıyle AgCl'ün çözünürlüğü azalmış olur.
Prof.Dr. İbrahim USLU
112. Yabancı maddelerin etkisi
• Yabancı maddelerin etkisiyle çözünürlü¤ün artmas› canlılar
için çok önemlidir.
• içinde çözünmüş madde bulunan bir çözeltiye, az çözünen
ve ortak iyon bulundurmayan bir maddeyi ilâve edersek bu
maddenin çözünürlüğü maddeler arasında etkileşim oluyorsa
artar.
Prof.Dr. İbrahim USLU
113. Çökeleğin oluşması
• Az çözünen bir tuzun iyonlarını ayrı ayrı
içeren iki çözeltinin karıştırılması her
zaman çökelek oluşturmayabilir.
• Çökeleğin oluşabilmesi için iyonların
molar derişimleri yeterince büyük
olmalıdır. İyon derişimleri yeterince büyük
değilse az çözünen tuzun doymamış
çözeltisi oluşacağından çökme olmaz.
• Bir çözeltideki iyonların molar
derişimlerinin mol katsayılarına bağlı
olarak çarpımına iyonlar çarpımı denir ve
Qçç ile gösterilir.
Prof.Dr. İbrahim USLU
114. Kaynaklar
• Bu sunum benim genel kimya derslerimde kullanmak üzere kendim için hazırladığım bir
öğretim materyalidir.
• Bu sunumda değerli arkadaşım Prof.Dr. Mehmet Levent AKSU’nun
ayni konudaki sunumundan bazı sayfalarını olduğu gibi sunumuma ekledim.
• Bu sunumda ayrıca :
– Sabri Alpaydın ve Abdullah Şimşek’in Genel Kimya,
– M. Ayhan Zeren’in Atomlar ve Moleküller ,
– Charles Trapp’ın Genel Kimya
– Petrucci, Harwood, Herring’in Genel Kimya
• Kitaplarının yanı sıra internetten pek çok kaynaktan yararlanılmıştır.
• Örneğin:
• Milli Eğitim Bakanlığı (açık kitaplar)
• http://egitek.meb.gov.tr/aok/aok_kitaplar/AolKitaplar/Kimya_5/3.pdf
• Bu sunumun hiçbir ticari maksadı yoktur.
Prof.Dr. İbrahim USLU