MADDE ve ÖZELLİKLERİ • MADDE Kütlesi, hacmi ve eylemsizliği olan herşey maddedir. Buna göre kütle hacim ve eylemsizlik maddenin ortak özelliklerindendir. Çevremizde gördüğümüz, hava, su, toprak v.s gibi herşey maddedir. Maddeler tabiatta katı, sıvı, gaz olmak üzere üç halde bulunurlar. Element Tek cins dan oluşmuş saf maddeye element denir. Mağnezyum (Mg), Hidrojen (H2) gibi. Elementler Homojendirler (Özellikleri heryerde aynıdır.) Belirli erime ve kaynama noktaları vardır. Yapı taşı dur. Kimyasal ve fiziksel yollarla daha basit parçaya ayrılamazlar. Bileşik Birden fazla elementin belirli oranlarda kimyasal yollarla bir araya gelerek, kendi özelliklerini kaybedip oluşturdukları yeni özellikteki saf maddeye bileşik denir. Örneğin; İki hidrojen (H) uyla, bir oksijen (O) u birleşerek hidrojen ve oksijenden tamamen farklı olan su (H2O) bileşiğini oluşturur. Bileşikler Homojendirler. Belirli erime ve kaynama noktaları vardır. Yalnızca kimyasal yollarla bileşenlerine ayrılabilir. Fiziksel yollarla bileşenlerine ayrılamazlar. Yapı taşı moleküldür. Bileşiği oluşturan elementler sabit kütle oranı ile birleşirler. Bu oran değişirse başka bir bileşik oluşur. Kimyasal özellikleri kendisini oluşturan elementlerin özelliğine benzemez. Formüllerle gösterilirler. Molekülünde en az iki cins vardır. KARIŞIM Birden fazla maddenin her türlü oranda (rastgele oranlarla) bir araya gelerek, kimyasal özelliklerini kaybetmeden oluşturdukları maddeye karışım denir. Karışımda maddeler fiziksel özelliklerini kaybedebilirler. Karışımlar a. Homojen karışım: Özellikleri her yerde aynı olan karışımlara denir. (Çözeltiler, alaşımlar, gaz karışımları v.s.) b. Heterojen Karışım: Özellikleri her yerde aynı olmayan karışımlara denir. Süspansiyon: Katı + Sıvı heterojen karışımlarının özel adıdır. Bir katının sıvı içinde çözünmeden asılı kalmasına denir. Tebeşir tozu + Su karışımı gibi. Emülsiyon: Sıvı + Sıvı heterojen karışımlarının özel adıdır. Zeytin yağı + Su karışımı gibi. Karışımların Özellikleri Karışımlarda maddeler kendi özelliklerini korurlar. Karışımlar fiziksel yollarla bileşenlerine ayrılabilirler. Erime ve kaynama noktaları sabit değildir. Homojen ya da heterojen olabilirler. Yapısında en az iki cins vardır. Saf değildirler. Formülleri yoktur. Maddeler belirli oranlarda birleşmezler. Fiziksel Değişme Maddenin dış görünüşü ile ilgili olan özelliklere fiziksel özellikler denir. Yoğunluk, sertlik, renk, koku, tad ...... gibi. Maddenin dış görünüşündeki değişiklikler fiziksel olaydır. Şekerin suda çözünmesi, kağıdın yırtılması, buzun erimesi....... gibi. Kimyasal Değişme Maddenin iç yapısı ile ilgili olan özelliklere kimyasal özellikler denir. Yanıcı olup olmaması, asidik ya da bazik özellik ..... gibi. Maddelerin ve moleküllerinde meydana gelen değişiklikler kimyasal olaydır. Kağıdın yanması, hidrojen ve oksijenin birleşerek su oluşturması, demirin paslanması ...... gibi. Maddelerin ayırdedici özellikleri Aynı şartlarda miktara bağlı olmayan yalnızca o maddeye ait olan özelliklere ayırt edici özellikler denir. a. Özkütle (yoğunluk) b. Erime noktası c. Kaynama noktası d. Çözünürlük e. Esneklik f. İletkenlik g. Genleşme Özkütle Maddelerin 1 cm3 ündeki madde miktarının gram cinsinden değeridir. Erime ve kaynama noktası Katı fazdaki maddenin sıvı faza geçtiği sıcaklık erime noktası, sıvı fazdaki maddenin kaynamaya başladığı sıcaklık kaynama noktasıdır. Erime ve kaynama sırasında sıcaklık sabit kalır. Sıcaklığın sabit kaldığı zamanlarda potansiyel enerji artarken diğer zamanlarda kinetik enerji artar. Çözünürlük Belirli bir sıcaklıkta 100 gram çözücüde çözünebilen maksimum madde miktarıdır. Çözünürlük ; çözücü ve çözünenin cinsine, sıcaklığa, basınca bağlı olarak değişir. Esneklik Katı maddelerin yapısı ile ilgili bir özelliktir. Madde üzerine bir kuvvet uygulandığında şeklin değiştiği kuvvet ortadan kaldırıldığında eski haline geldiği durum esnekliktir. Yalnız katılar için ayırt edici özelliktir. Genleşme Isıtılan cismin hacminde, yüzeyinde veya boyundaki değişmedir. Genleşme katı ve sıvılar için ayırt edici özelliktir. Her katı ve sıvı maddenin ayrı bir genleşme katsayısı vardır. Ancak bütün gazların genleşme katsayısı aynıdır. Elektrik İletkenliği Metaller elektrik akımını iletir, ametaller iletmez. Çözelti bazındaki maddelerde ise yapısında iyon bulunduranlar elektrik akımını iletir. Maddelerin bu ayırd edici özellikleri aynı şartlarda farklı maddelerin birbirinden ayırt edilmesinde yararlanılan özelliklerdir. • MADDELERİN AYRILMASI a. Elektriklenme İle Ayrılma Cam, ebonit ve plastik çubuklar yünlü giyeceklere veya saçımıza sürtüldüklerinde elektrik yükü kazanırlar. Kağıt parçacığı, karabiber gibi hafif bazı tanecikler de yüklü bu çubuklar tarafından çekilirler. Yüklü cisimden etkilenen madde ile etkilenmeyen madde bir arada bulunursa bu özelliklerinin farklılığından yararlanılarak karışım bileşenlerine ayrıştırılır. b. Mıknatıs İle Ayırma Mıknatıs demir, kobalt ve nikel metallerini ve bu metallerden yapılmış olan teneke, toplu iğne gibi cisimleri çeker. Mıknatıs tarafından çekilen maddelere ferromanyetik maddeler denir. c. Öz Kütle Farkı İle Ayırma Yoğunlukları farklı olan iki maddeden oluşan karışım, öz kütle farkından yararlanılarak ayrıştırılır. Katı - katı karışımlarını ayrıştırmak için rüzgâr ya da bir sıvıdan yararlanılır. Kullanılan sıvının yoğunluğunun katılardan birisininkinden büyük diğerininkinden küçük olması gerekir. Dikkat edilecek başka bir nokta ise iki katının da bu sıvıda çözünmemesi ve kimyasal değişikliğe uğramaması gerekir. Su ve zeytinyağı birbiri içerisinde çözünmez. Bu iki madde karıştırıldığında öz kütlesi küçük olan sıvı diğer sıvının üzerinde toplanır. Oluşan karışım bir huni yardımıyla ayrıştırılır. Ayrıştırma işleminde öz kütle farkından yararlanılmış olur. Su ile zeytinyağı karıştırıldığında öz kütlesi büyük olan sıvı altta toplanır. Musluk açıldığında su başka bir kaba alınır. d. Eleme Yöntemi İle Ayırma Tanecik büyüklükleri farklı olan katı katı karışımları elenerek birbirinden ayrıştırılabilir. e. Süzme İle Ayırma Kumlu su süzgeç kağıdından geçirilirse su süzülürken, kum süzekte kalır. İşte böyle heterojen katı - sıvı karışımları süzülerek birbirinden ayrıştırılabilir. Haşlanmış olan makarna kevgir ile süzülerek suyundan ayrıştırılır. Çamurlu su, bulanık baraj suları bu medod ile ayrıştırılır. f. Çözünürlük Farkı İle Ayırma Katı içeren sıvı karışım süzülür. Sıvı alta geçerken katı kısım süzekte kalır ve karışım ayrıştırılmış olur. Tuz ile kumun karışmış olduğunu düşünelim. Karışım su içerisine atılırsa tuz çözünürken kum çözünmez. Oluşan yeni karışım süzelerek kum ile tuzlu su ayrıştırılır. Suda çözünmüş olan tuz ise buharlaştırma ile yeniden elde edilir. Yemek tuzu ve talaş, yemek tuzu - kum karışımları çözünürlük farkından yararlanılarak su yardımı ile birbirinden ayrıştırılmış olur. g. Hâl Değiştirme Sıcaklıkları Farkı İle Ayırma Katı - katı karışımları erime noktası farkından yararlanılarak ayrıştırılır. Karıştırılan maddeler sıvı olabilir. Karışımdaki bir sıvı buharlaştırılıp tekrar yoğunlaştırma ile diğerlerinden ayrıştırılabilir. Bu yönteme ayrımsal damıtma denir. Gazların ve ham petrolün ayrıştırılması da ayrımsal damıtma ile yapılmaktadır. Gaz karışımı soğutulur. Kaynama noktası en yüksek olan gaz yoğunlaşmaya başlar ve gaz kısmından ayrılmış olur. h. Gaz Karışımlarını Çözünürlük Farkı İle Ayırma Gazlar kimyasal özelik olarak değişik değişiktir. Bu özellikten yararlanılırak gaz karışımları ayrıştırılabilir. Belli bir çözücüde çözünürlükleri farklı olan gaz karışımı bu çözücü içerisine gönderilirse gazlardan biri çözünür diğeri çözünmez. Karışım da böylece ayrıştırılmış olur. • BİLEŞİKLERİN AYRIŞMASI Karışımların ayrıştırılmasında ayırt edici özelliklerden yararlanılır. Fiziksel yöntemlerle elementler ve bileşikler ayrıştırılamaz. a. Isı Enerjisi İle Ayrışma Bazı bileşikler ısıtıldıklarında kendisini oluşturan element ya da bileşiklere parçalanır. KClO3(katı) ® KCl(katı) + O2(gaz) CaCO3(katı) ® CaO(katı) + CO2(gaz) b. Elektrik Enerjisi İle Ayrışma (Elektroliz) Bazı bileşikler elektrik enerjisi ile kendisini oluşturan elementlere ayrıştırılabilir. Bu olaya elektroliz denir. Su (H2O) elektroliz edildiğinde H2 ve O2 gazlarını dönüşür. 2H2O(s) ® 2H2(g) + O2(g) c. Başka Ayrıştırma Teknikleri Bazı bileşikleri elementel hale getirmek için elektroliz yapmaya gerek yoktur. Bileşikte bulunan element ile reaksiyon verebilecek madde, bileşik ile reaksiyona sokulur. FeO + C ® Fe + CO