Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
GENEL KĐMYA I<br />
Yrd.Doç.Dr. İbrahim İsmet ÖZTÜRK
GENEL KĐMYA 1<br />
Đlkeler ve Modern Uygulamalar<br />
Petrucci – Harwood - Herring<br />
Çeviri Editörleri<br />
Tahsin Uyar - Serpil Aksoy
MODERN ÜNĐVERSĐTE KĐMYASI<br />
C.E.MORTIMER<br />
Çeviri Editörleri<br />
T.Alt<strong>ı</strong>nata, M.Akçay ve diğerleri
TEMELÜNĐVERSĐTE KĐMYASI<br />
Prof.Dr. Ender ERDĐK, Prof.Dr. Yüksel SARIKAYA
GENEL KĐMYA (Temel Kavramlar)<br />
Raymond CHANG<br />
Prof.Dr.Tahsin UYAR Prof.Dr.Serpil AKSOY Prof.Dr. Recai<br />
ĐNAM
GENEL KĐMYA’YA GĐRĐŞ<br />
Yrd.Doç.Dr. İbrahim İsmet ÖZTÜRK
1.GENEL KĐMYA’YA GĐRĐŞ<br />
1.1.Kimyan<strong>ı</strong>n Çal<strong>ı</strong>şma Alanlar<strong>ı</strong><br />
1.2.Maddenin S<strong>ı</strong>n<strong>ı</strong>fland<strong>ı</strong>r<strong>ı</strong>lmas<strong>ı</strong><br />
1.3.Maddenin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri<br />
1.4.Ölçme<br />
1.5. Anlaml<strong>ı</strong> Rakam Say<strong>ı</strong>s<strong>ı</strong><br />
1.6. Say<strong>ı</strong>lar<strong>ı</strong>n Yuvarlat<strong>ı</strong>lmas<strong>ı</strong>
1.1. Kimyan<strong>ı</strong>n Çal<strong>ı</strong>şma Alanlar<strong>ı</strong>:
1.2. Maddelerin S<strong>ı</strong>n<strong>ı</strong>fland<strong>ı</strong>r<strong>ı</strong>lmas<strong>ı</strong>:<br />
Kütlesi olan ve uzayda yer kaplayan her<br />
şey madde’dir. Tüm maddeler , en az<strong>ı</strong>ndan<br />
ilke olarak üç halde bulunabilirler.<br />
Kat<strong>ı</strong>, S<strong>ı</strong>v<strong>ı</strong> ve Gaz<br />
Kat<strong>ı</strong>lar belirli ve kesin şekilleri olan<br />
yap<strong>ı</strong>lard<strong>ı</strong>r.<br />
S<strong>ı</strong>v<strong>ı</strong>lar kat<strong>ı</strong>lardan daha az rijik yap<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong> olup<br />
ak<strong>ı</strong>şkand<strong>ı</strong>r ve bulunduklar<strong>ı</strong> kab<strong>ı</strong>n şeklini<br />
alabilirler.<br />
Gazlar, s<strong>ı</strong>v<strong>ı</strong>lar gibi ak<strong>ı</strong>şkand<strong>ı</strong>r ama farkl<strong>ı</strong><br />
olarak s<strong>ı</strong>n<strong>ı</strong>rs<strong>ı</strong>z genleşebilme özelliğine<br />
sahiptir.<br />
Suyun s<strong>ı</strong>v<strong>ı</strong> halde, kat<strong>ı</strong> haline göre daha s<strong>ı</strong>k<strong>ı</strong> bir molekül istiflenmesine sahip<br />
olmas<strong>ı</strong>, s<strong>ı</strong>v<strong>ı</strong>lar<strong>ı</strong>n <strong>genel</strong> özelliklerine uymaz ve suya özgüdür.
Saf Maddeler ve Kar<strong>ı</strong>ş<strong>ı</strong>mlar<br />
Bir saf madde, belirli ya da sabit bir bileşimi olan ve kendine özgü özellikleri ile<br />
ay<strong>ı</strong>rt edilebilen maddedir.<br />
Saf maddeler bileşim olarak birbirlerinden farkl<strong>ı</strong>d<strong>ı</strong>r ve görünüşleri, kokular<strong>ı</strong>, tatlar<strong>ı</strong><br />
ve diğer özellikleri ile birbirlerinden ay<strong>ı</strong>rt edilirler. Halen 20 milyondan fazla saf<br />
madde bilinmektedir.<br />
Bir kar<strong>ı</strong>ş<strong>ı</strong>m, iki yada daha fazla saf maddenin bir araya gelmesi ile oluşur ve her<br />
bir saf madde kendi özelliğine sahiptir. Kar<strong>ı</strong>ş<strong>ı</strong>mlar<strong>ı</strong>n sabit bir bileşimi yoktur.
Kar<strong>ı</strong>ş<strong>ı</strong>mlar homojen yada heterojen olabilirler.<br />
Bir kaş<strong>ı</strong>k şeker suda çözüldüğünde, yeterince kar<strong>ı</strong>şt<strong>ı</strong>r<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>rsa, kar<strong>ı</strong>ş<strong>ı</strong>m<strong>ı</strong>n bileşimi<br />
çözeltinin her taraf<strong>ı</strong>nda ayn<strong>ı</strong>d<strong>ı</strong>r. Bu bir homojen kar<strong>ı</strong>ş<strong>ı</strong>md<strong>ı</strong>r.<br />
Diğer taraftan kum ile demir tozlar<strong>ı</strong>n<strong>ı</strong>n oluşturduğu kar<strong>ı</strong>ş<strong>ı</strong>mda, kum taneleri ile<br />
demir tozlar<strong>ı</strong> görünebilir halde ayr<strong>ı</strong> kal<strong>ı</strong>rlar. Bu tür kar<strong>ı</strong>ş<strong>ı</strong>mlarda bileşim her tarafta<br />
ayn<strong>ı</strong> değildir ve heterojen kar<strong>ı</strong>ş<strong>ı</strong>mlar olarak adland<strong>ı</strong>r<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>rlar.
Homojen yada heterojen bir kar<strong>ı</strong>ş<strong>ı</strong>m kolayca oluşturulabilir ve bileşenlerin<br />
özelliklerinde bir değişiklik olmaks<strong>ı</strong>z<strong>ı</strong>n, fiziksel yöntemlerle saf bileşenlerine<br />
tekrar ayr<strong>ı</strong>labilir. Ay<strong>ı</strong>rma işleminden sonra, kar<strong>ı</strong>ş<strong>ı</strong>m<strong>ı</strong>n bileşenleri başlang<strong>ı</strong>çtaki ile<br />
ayn<strong>ı</strong> bileşim ve özelliklere sahip olacaklard<strong>ı</strong>r.
Elementler ve Bileşikler<br />
Saf bir madde element ya da bileşik olabilir. Saf madde <strong>kimya</strong>sal yöntemlerle daha<br />
basit bileşenlerine ayr<strong>ı</strong>lam<strong>ı</strong>yorsa bu madde bir element’tir.
Kimyac<strong>ı</strong>lar elementlerin simgelerini göstermek için alfabedeki harfleri kullan<strong>ı</strong>rlar.<br />
Elementi gösteren simgenin ilk harfi daima büyük yaz<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>r, ikincisi ise küçük harfle<br />
yaz<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>r.<br />
Örneğin Co, kobalt’<strong>ı</strong>n simgesini gösterirken, CO, karbon monoksit’i<br />
göstermektedir.
Elementlerin çoğu başka elementlerle<br />
etkileşerek bileşikleri oluştururlar. Bir bileşik,<br />
iki ya da daha çok elementin <strong>kimya</strong>sal olarak<br />
etkileşmesiyle sabit oranlarda birleşip<br />
tamamen<br />
meydana gelir.<br />
farkl<strong>ı</strong> özellikte ürün oluşmas<strong>ı</strong>yla<br />
Bileşikler, kar<strong>ı</strong>ş<strong>ı</strong>mlardan farkl<strong>ı</strong> olarak, sadece<br />
<strong>kimya</strong>sal yolla kendisini oluşturan saf<br />
bileşenlerine ayr<strong>ı</strong>labilir.
1.3. Maddenin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri<br />
Saf maddeler bileşimleri ile olduğu kadar kendilerine özgü özellikleri ile de ay<strong>ı</strong>rt<br />
edilebilirler. Bir fiziksel özellik, maddenin özelliği ya da <strong>kimya</strong>sal yap<strong>ı</strong>s<strong>ı</strong><br />
değiştirilmeden incelenebilir ya da ölçülebilir.<br />
Diğer taraftan hidrojen gaz<strong>ı</strong> oksijen gaz<strong>ı</strong> içinde su oluşturarak yanar ifadesi<br />
hidrojenin bir <strong>kimya</strong>sal özelliğini belirtir.
1.4. Ölçme<br />
Kimyada çal<strong>ı</strong>şmalar ağ<strong>ı</strong>rl<strong>ı</strong>kl<strong>ı</strong> olarak ölçmeler üzerinedir. Maddelerin özellikleri ile<br />
ilgili basit ölçümler yapmak için <strong>genel</strong> amaçl<strong>ı</strong> birkaç tane düzenek yeterlidir.<br />
Metre ile uzunluk ölçülür. Büret, pipet, ölçme silindiri ve ölçme balonu ile hacim<br />
ölçülür. Terazi ile kütle, termometre ile s<strong>ı</strong>cakl<strong>ı</strong>k ölçülür. Bu aletlerle makroskopik<br />
özellikler, yani doğrudan belirlenebilir özelliklerin ölçümü gerçekleştirilir. Atom<br />
yada molekül düzeydeki özellikler olan mikroskopik özellikler ise dolayl<strong>ı</strong><br />
yöntemlerle belirlenir.
SI Birimleri<br />
Bilim insanlar<strong>ı</strong> uzun y<strong>ı</strong>llar ölçme sonuçlar<strong>ı</strong>n<strong>ı</strong> metrik birimlerle, ondal<strong>ı</strong>kla yani 10<br />
un kuvvetleri olarak kaydetmişlerdir. Bununla beraber, 1960 y<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>nda Ağ<strong>ı</strong>rl<strong>ı</strong>k ve<br />
Ölçü Genel Konferans<strong>ı</strong>nda bir araya gelen uzmanlar, Uluslar aras<strong>ı</strong> Birim Sistemi<br />
(SI) olarak adland<strong>ı</strong>r<strong>ı</strong>lan, yeniden düzenlenmiş metrik sistemi önermişlerdir.
Kütle ve Ağ<strong>ı</strong>rl<strong>ı</strong>k<br />
Kütle bir cismin madde miktar<strong>ı</strong>n<strong>ı</strong>n ölçüsüdür. Kütle ve ağ<strong>ı</strong>rl<strong>ı</strong>k terimleri çoğu kez<br />
birbiriyle kar<strong>ı</strong>şt<strong>ı</strong>r<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>r ve birinin yerine diğeri kullan<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>r. Ancak bu iki terim kesin<br />
olarak birbirinden farkl<strong>ı</strong>d<strong>ı</strong>r. Bilimsel olarak ağ<strong>ı</strong>rl<strong>ı</strong>k bir cisim üzerine etkiyen yer<br />
çekimi kuvvetidir. Bir cismin kütlesi sabittir ve bu kütle cismin nerede olduğuna<br />
bağl<strong>ı</strong> değildir, ancak ağ<strong>ı</strong>rl<strong>ı</strong>k cismin nerede olduğuna bağl<strong>ı</strong>d<strong>ı</strong>r.
Hacim<br />
Hacim uzunluğun küpü olduğundan SI birim sisteminden türetmedir ve<br />
birimi metre küp’dür (m 3 ). SI birim sisteminde olmayan, ancak yayg<strong>ı</strong>n olarak<br />
kullan<strong>ı</strong>lan bir başka hacim birimi ise litredir (L). Bir litre, bir desimetre küp hacme<br />
eşittir.
Yoğunluk<br />
Yoğunluk bir cismin birim hacminin kütlesidir ve cismin kütlesi hacmine bölünerek<br />
bulunur.
Üç s<strong>ı</strong>cakl<strong>ı</strong>k birimi yayg<strong>ı</strong>n olarak<br />
kullan<strong>ı</strong>lmaktad<strong>ı</strong>r. Bunlar<strong>ı</strong>n birimleri<br />
S<strong>ı</strong>cakl<strong>ı</strong>k Birimleri<br />
⁰F<br />
(Fahrenheit derecesi) ⁰C (Celsius<br />
derecesi) ve K (Kelvin)’dir. En çok<br />
kullan<strong>ı</strong>lan s<strong>ı</strong>cakl<strong>ı</strong>k birimi Fahrenheit’d<strong>ı</strong>r.<br />
Bu s<strong>ı</strong>cakl<strong>ı</strong>k birimi suyun normal donma<br />
ve kaynama noktalar<strong>ı</strong> s<strong>ı</strong>ras<strong>ı</strong> ile 32⁰F⁰<br />
ve<br />
212⁰F al<strong>ı</strong>narak belirlenmiştir. Celsius<br />
birimi, suyun donma (0⁰C) ve kaynama<br />
noktalar<strong>ı</strong> (100⁰C) aras<strong>ı</strong>n<strong>ı</strong> 100 bölmeye<br />
ay<strong>ı</strong>rarak derecelendirmiştir. SI birim<br />
sisteminde s<strong>ı</strong>cakl<strong>ı</strong>ğ<strong>ı</strong>n temel birimi<br />
Kelvin’dir.
1.5. Anlaml<strong>ı</strong> Rakam Say<strong>ı</strong>s<strong>ı</strong><br />
Her ölçüm bir dereceye kadar belirsizlik taş<strong>ı</strong>r. Ölçümün tam olmas<strong>ı</strong> veya<br />
duyarl<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>k derecesi, ölçü aletinin özelliklerine ve bu aleti kullanan<strong>ı</strong>n becerisine<br />
bağl<strong>ı</strong>d<strong>ı</strong>r.<br />
Bir ölçümün duyarl<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>ğ<strong>ı</strong> bunu ifade eden rakamlar<strong>ı</strong>n say<strong>ı</strong>s<strong>ı</strong> ile belirlenir. Doğru<br />
bir şekilde yap<strong>ı</strong>lan bir ölçümü ifade etmek için kullan<strong>ı</strong>lan rakamlara anlaml<strong>ı</strong><br />
rakamlar denir.<br />
Ölçme say<strong>ı</strong>lar<strong>ı</strong>ndaki anlaml<strong>ı</strong> rakam say<strong>ı</strong>s<strong>ı</strong> çoğald<strong>ı</strong>kça ölçme sonucuna<br />
güvenilirlik artar.<br />
• S<strong>ı</strong>f<strong>ı</strong>r d<strong>ı</strong>ş<strong>ı</strong>ndaki her say<strong>ı</strong> anlaml<strong>ı</strong>d<strong>ı</strong>r<br />
845 cm 1.234 kg<br />
• S<strong>ı</strong>f<strong>ı</strong>rdan farkl<strong>ı</strong> rakamlar aras<strong>ı</strong>nda bulunan s<strong>ı</strong>f<strong>ı</strong>r anlaml<strong>ı</strong>d<strong>ı</strong>r.<br />
606 m 40501 kg
• Đlk s<strong>ı</strong>f<strong>ı</strong>rdan farkl<strong>ı</strong> rakam<strong>ı</strong>n solunda bulunan s<strong>ı</strong>f<strong>ı</strong>rlar anlaml<strong>ı</strong> değildir.<br />
0.08 L 0.0000349 g<br />
• Bir say<strong>ı</strong> birden büyükse, ondal<strong>ı</strong>k kesir noktas<strong>ı</strong>n<strong>ı</strong>n sağ taraf<strong>ı</strong>na yaz<strong>ı</strong>lan tüm<br />
s<strong>ı</strong>f<strong>ı</strong>rlar anlaml<strong>ı</strong>d<strong>ı</strong>r.<br />
2.0 mg 40.062 ml 3.040 dm<br />
• Ondal<strong>ı</strong>k kesir bölmesi bulundurmayan say<strong>ı</strong>lar için, sağ tarafta s<strong>ı</strong>ralanan s<strong>ı</strong>f<strong>ı</strong>rlar<br />
(yani s<strong>ı</strong>f<strong>ı</strong>rdan farkl<strong>ı</strong> son rakamdan sonra gelen s<strong>ı</strong>f<strong>ı</strong>rlar) anlaml<strong>ı</strong> olabileceği gibi<br />
anlams<strong>ı</strong>zda olabilir. Örneğin 400 cm bir tane (4 rakam<strong>ı</strong>), iki tane (40) yada 3 tane<br />
(400) anlaml<strong>ı</strong> rakam içeriyor olabilir.<br />
4x10 2 (1 tane )<br />
4.0x10 2 (2 tane )<br />
4.00x10 2 (3 tane )
Aşağ<strong>ı</strong>da verilen ölçüm sonuçlar<strong>ı</strong>ndaki anlaml<strong>ı</strong> rakam say<strong>ı</strong>s<strong>ı</strong>n<strong>ı</strong> belirtiniz ?<br />
(a) 478 cm (b) 6.01 g (c) 0.825 m<br />
(d) 0.043 kg (e) 1.32x10 22 atom (f) 7000 mL
1.6. Say<strong>ı</strong>lar<strong>ı</strong>n Yuvarlat<strong>ı</strong>lmas<strong>ı</strong><br />
Tart<strong>ı</strong>m için kullan<strong>ı</strong>lan terazinin hassasiyeti yani ölçülebilirliği en küçük<br />
miktar çok değişik olabilir. 5 g, 0.1 g, 0.01 g, 0.001 g ve hatta 10 -5 g’a kadar<br />
hassasiyeti değişebilen terazi çeşitleri vard<strong>ı</strong>r.<br />
0.1g hassasiyetinde bir terazide bir demir cubuk tartt<strong>ı</strong>k ve 29 g geldi. Biz<br />
bu tart<strong>ı</strong>m sonucunu 29 g diye veremeyiz. Terazinin hassasiyeti 0.1 g yani noktadan<br />
sonra 1 haneye kadar hassas ölçtüğüne göre 29.0 g diye göstermeliyiz.
3 öğrencinin bu tartma işlemini yap<strong>ı</strong>p birinci 29.2g, ikinci 29.3g ve üçüncüde<br />
29.0 g olarak tartm<strong>ı</strong>ş olsun. Tart<strong>ı</strong>m hatas<strong>ı</strong>n<strong>ı</strong> en aza indirmek için bu üçünün<br />
ortalamas<strong>ı</strong>n<strong>ı</strong> almam<strong>ı</strong>z gerekir.<br />
(29.2+29.3+29.0)/3=29.1666 bulunacakt<strong>ı</strong>r. Ancak terazinin hassasiyeti 0.1 g<br />
olduğundan sonucuda noktadan sonra bir haneli olacak şekilde vermemiz gerekir.<br />
Đşte böyle çok rakaml<strong>ı</strong> say<strong>ı</strong>lar<strong>ı</strong> daha az rakaml<strong>ı</strong> bir say<strong>ı</strong>ya indirme işlemine<br />
yuvarlama denir.
Bir değeri yuvarlay<strong>ı</strong>p bulunmas<strong>ı</strong> gereken anlaml<strong>ı</strong> rakam say<strong>ı</strong>s<strong>ı</strong>n<strong>ı</strong> elde<br />
etmek için aşağ<strong>ı</strong>daki kurallar uygulanmaktad<strong>ı</strong>r.<br />
Kalmas<strong>ı</strong> istenen son rakamdan sonra gelen rakam 5’ten küçük ise son<br />
rakam olduğu gibi b<strong>ı</strong>rak<strong>ı</strong>larak takip eden rakamlar at<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>r. Örneğin; 3.6247<br />
say<strong>ı</strong>s<strong>ı</strong>n<strong>ı</strong>n 3 anlaml<strong>ı</strong> rakamla yaz<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>ş<strong>ı</strong> 3.62’dir.<br />
Kalmas<strong>ı</strong> istenen son rakamdan sonra gelen rakam 5 veya 5 ten büyük ise<br />
son rakam bir artt<strong>ı</strong>r<strong>ı</strong>larak onu takip eden rakamlar at<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>r. Örneğin; 7.5647 say<strong>ı</strong>s<strong>ı</strong>n<strong>ı</strong>n<br />
4 anlaml<strong>ı</strong> rakamla yaz<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>ş<strong>ı</strong> 7.565, 6.2501 say<strong>ı</strong>s<strong>ı</strong>n<strong>ı</strong>n 2 anlaml<strong>ı</strong> rakam ile yaz<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>ş<strong>ı</strong> ise<br />
6.3’tür.
Kalmas<strong>ı</strong> istenen son rakamdan sonra gelen rakam 5 ise ve onu 0 lar<br />
izliyorsa, son rakam tek bir say<strong>ı</strong> olduğu takdirde 1 artt<strong>ı</strong>r<strong>ı</strong>larak 5 at<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>r. Son rakam<br />
çift ise olduğu gibi b<strong>ı</strong>rak<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>p 5 at<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>r. Örneğin; 3.250 say<strong>ı</strong>s<strong>ı</strong>n<strong>ı</strong>n 2 anlaml<strong>ı</strong> rakam ile<br />
yaz<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>ş<strong>ı</strong> 3.2, 7.635 ve 8.105 say<strong>ı</strong>lar<strong>ı</strong>n<strong>ı</strong>n 3’er anlaml<strong>ı</strong> rakam ile yaz<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>şlar<strong>ı</strong>, 7.64 ve<br />
8.10’dur. Böyle durumlarda yuvarlanan say<strong>ı</strong> daima çifttir.<br />
Bir işlem sonucunun içerdiği anlaml<strong>ı</strong> rakamlar<strong>ı</strong>n say<strong>ı</strong>s<strong>ı</strong> işlemde kullan<strong>ı</strong>lan<br />
değerlerin içerdiği anlaml<strong>ı</strong> rakamlar<strong>ı</strong>n say<strong>ı</strong>s<strong>ı</strong>na bağl<strong>ı</strong>d<strong>ı</strong>r.<br />
⃰ Kütlesi 52.2 g olan bir kaba 2.38 g tuz konulduğunda kap+tuzun kütlesi ne<br />
olur?<br />
52.2 + 2.38 = 54.58 = 54.6
Ölçme say<strong>ı</strong>lar<strong>ı</strong> ile dört işlem yap<strong>ı</strong>ld<strong>ı</strong>ğ<strong>ı</strong>nda işleme giren say<strong>ı</strong>lar<strong>ı</strong>n<br />
belirsizliğine veya anlaml<strong>ı</strong> rakam say<strong>ı</strong>s<strong>ı</strong>na göre sonuç yuvarlat<strong>ı</strong>l<strong>ı</strong>r.<br />
Bir toplama veya ç<strong>ı</strong>karma işleminin sonucu, bu işlemlerde yer alan<br />
say<strong>ı</strong>lardan en az ondal<strong>ı</strong>k basamak içereni kadar ondal<strong>ı</strong>k basamak içermelidir.<br />
Bir çarpma veya bölme işleminin sonucu, işlemlerde yer alan say<strong>ı</strong>lardan<br />
en az anlaml<strong>ı</strong> rakam içereni kadar anlaml<strong>ı</strong> rakam içermelidir.<br />
Çok ad<strong>ı</strong>ml<strong>ı</strong> işlemlerde kullan<strong>ı</strong>lacak değerler, işlemler yap<strong>ı</strong>lmadan önce<br />
yuvarlanmal<strong>ı</strong>d<strong>ı</strong>r. Fazla anlaml<strong>ı</strong> rakam içeren say<strong>ı</strong>lar sonuçta bulunmas<strong>ı</strong> gereken<br />
anlaml<strong>ı</strong> rakam say<strong>ı</strong>s<strong>ı</strong>ndan bir fazla anlaml<strong>ı</strong> rakam içerecek şekilde yuvarlan<strong>ı</strong>r.
Change language