Karışımlar 1. Bölüm

İçindekiler

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Dersin Özellikleri:

Anlatılacak Başlıklar*:

  • Homojen ve Heterojen Karışımlar
    • Karışımlar
    • Heterojen Karışımlar
    • Homojen Karışımlar (Çözeltiler)
    • Çözeltilerde Derişim
    • Bazı Yaygın Çözeltiler
    • Koligatif Özellikler

* Konu anlatımı, örneklerle zenginleştirilmiştir.

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Maddelerin Sınıflandırılması

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Karışımlar

Karışım Nedir?

Yağ-Su Karışımı
Yağ-Su Karışımı
  • En az iki tane saf maddeyi, karıştırırsak bir karışım oluşur.
  • Karışımları oluşturan maddelere, karışımın bileşenleri denir.
    • Mesela; hava bir gaz karışımıdır ve bileşenleri şunlardır:
      • %78 N2(g)
      • %21 O2(g)
      • %1 CO2(g) ve diğer gazlar

Karışımların Özellikleri

  1. Saf değildirler.
  2. Formülleri yoktur.
  3. Bileşenleri özelliklerini kaybetmez.
  4. Bileşenleri arasında belirli bir oran yoktur.
  5. Fiziksel yollarla oluşur ve ayrılırlar.
  6. Fiziksel özellikleri, karışanların oranına bağlı olarak değişir (erime noktası, kaynama noktası, öz kütle…).
  7. Kütleleri, bileşenlerinin kütleleri toplamına eşittir fakat hacimleri, bileşenlerinin hacimleri toplamına eşit olmayabilir.

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Karışımlar

Karışımların Sınıflandırılması

  1. Homojen Karışımlar (Çözeltiler)
  2. Heterojen Karışımlar
    1. Adi Karışımlar (Katı – Katı)
    2. Emülsiyonlar (Sıvı – Sıvı)
    3. Süspansiyonlar (Katı – Sıvı)
    4. Aerosoller (Gaz – Sıvı veya Gaz – Katı)
    5. Kolloidal Karışımlar (Bulanık sıvılar)

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Heterojen Karışımlar

Kumlu Su Bir Heterojen Karışımdır
Kumlu Su Bir Heterojen Karışımdır
  • Karışan maddeler birbirinde çözünmedi ise heterojen bir karışım oluşur.

Heterojen karışımların özellikleri şunlardır:

  • Her yerinde aynı özelliği göstermez.
  • Karışım birden fazla faza sahiptir.
  • Bileşenler gözle veya çeşitli görüntüleme yöntemleriyle ayırt edilebilir.

Örnekler:

Aşağıdaki maddeler heterojen karışımlardır:

  • Kumlu su
  • Duman
  • Sis
  • Yağlı su
  • Çorba
  • Salata
  • Toprak

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Heterojen Karışımlar

I) Adi Karışımlar

Karışımlar
Adi Karışım Örneği

Adi Karışım Nedir?

  • Katıların oluşturduğu heterojen karışımlardır.

Adi karışım örnekleri:

  • Kum-tuz karışımı
  • Tebeşir tozu-kum karışımı
  • Kükürt tozu-demir tozu karışımı
  • Kum-odun talaşı karışımı
  • Kum-çakıl karışımı

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Heterojen Karışımlar

II) Emülsiyonlar

Yağ-Su Karışımı
Emülsiyon: Yağ-Su Karışımı

Emülsiyon Nedir?

  • Birbirinde çözünmeyen sıvıların oluşturduğu karışımlardır.
    • Emülsiyonlarda, hafif olan sıvı üstte, ağır olan ise altta toplanır.

Emülsiyon örnekleri:

  • Yağ-su karışımı
  • Benzin-su karışımı
  • Mazot-su karışımı
  • CCl4 (Karbon tetraklorür)-su karışımı

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Heterojen Karışımlar

III) Süspansiyonlar

Kumlu Su Bir Heterojen Karışımdır
Süspansiyon: Kumlu Su

Süspansiyon Nedir?

  • Katı-sıvı heterojen karışımıdır.
    • Katının, içinde bulunduğu sıvıda çözünmediği karışımlardır.
    • Süspansiyonlarda, katı, sıvıdan daha hafif ise suyun yüzeyinde birikir, sıvıdan daha ağır ise sıvının dibine çöker.

Süspansiyon karışım örnekleri:

  • Kumlu su
  • Tebeşir tozu-su karışımı
  • Demir tozu-su karışımı

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Heterojen Karışımlar

IV) Aerosoller

Aerosol: Sis
Aerosol: Sis
İtici Gazlar
Aerosol: Sprey

Aerosoller Nedir?

  • Aerosoller, gaz-katı veya gaz-sıvı karışımlarıdır.
    • Yani; hava gibi bir gazın içinde dağılmış tozlar ya da çok küçük sıvı damlacıklarından oluşan karışımlara aerosol denir.

Aerosol karışım örnekleri:

  • Tozlu hava (Gaz-katı)
  • Sis (Gaz-sıvı)
  • Spreylerin püskürttüğü karışım (Gaz-sıvı)
  • Baca dumanı (Gaz-katı)

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Heterojen Karışımlar

V) Kolloidal Karışımlar

Kolloidal Karışım
Kolloidal Karışım

Kolloidal Nedir?

  • Bulanık sıvılardır.
  • Katı, sıvıda dağılmıştır fakat yeterince dağılamamıştır yani; tam bir çözünme gerçekleşememiştir.
  • Kolloidal karışımlar, bulanıklıkları ile tanınırlar.

Tyndall Etkisi

Kolloid bir karışımın içinden ışık geçirildiğinde ışık saçılır ve geçtiği yolda iz bırakır. Buna Tyndall (Tindal) etkisi denir.

Tyndall Işığı
Tyndall Etkisi

Kolloid Örnekleri:

  • Süt
  • Kahve
  • Renkli cam
  • Çamurlu su
  • Jöle
  • Boyalar
  • Serum
  • Zamklı su
  • Sabunlu su
  • Killi su
  • Mürekkep
  • Jel
  • Kan
  • Aerosoller ve emülsiyonların da kolloid olanları vardır

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Homojen Karışımlar (Çözeltiler)

Çeşme Suyu Bir Çözeltidir
Çeşme Suyu Bir Çözeltidir
  • Birbirinde çözünen maddeler homojen karışım oluştururlar.
  • Bir maddenin, başka bir madde içinde dağılmasına çözünme denir.
    • Çözeltilerde, miktarı daha az olan maddeye çözünen, miktarı daha çok olan maddeye ise çözücü denir.
    • Çözücüsü su olan çözeltilere sulu çözelti ya da sadece çözelti denir.

Örnek:

  • Şeker çözeltisi: Şekerli su demektir.
  • Tuz çözeltisi: Tuzlu su demektir.
  • Etanolün sulu çözeltisi: Etanol-su karışımı demektir.

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Homojen Karışımlar (Çözeltiler)

Çeşme Suyu Bir Çözeltidir
Çeşme Suyu Bir Çözeltidir

Homojen karışımların özellikleri şunlardır:

  • Her yerinde aynı özelliği gösterir.
  • Derişimleri her damlasında aynıdır.
  • Karışım tek faza sahiptir, tek madde gibi görünür.
  • Asitlerin, bazların ve tuzların çözeltileri elektrik akımını iletir.
  • Elektrik akımını ileten çözeltilere elektrolit çözelti denir.

Örnekler:

  • Hava
  • Şekerli su
  • Yağmur suyu
  • Sirke
  • Bazı alaşımlar (Çelik, bronz, amalgamlar, tunç…)
  • Tuzlu su
  • Asitli su
  • Bazlı su
  • Kolonya
  • Temiz hava
  • Serum fizyolojik: Su ile tuzdan oluşan bir çözeltidir.

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Çözelti

  • Homojen
  • Tanecik boyutu 10-9 m’den küçüktür.
  • Çöktürme ile ayrılmaz.
  • Işığı saçmaz.

Kolloid

  • Heterojen
  • Tanecikler 10-9 m ile 10-6 m arası büyüklüktedir.
  • Yer çekimi etkisiyle değil, santrifüj yapıldığında çöktürme ile ayrılır.
  • Işığı saçar (Tyndall etkisi).

Süspansiyon

  • Heterojen
  • Tanecikler 10-6 m’den daha büyüktür.
  • Yer çekimi etkisiyle çökelerek ayrılır.
  • Işığı saçar ve absorbe eder.

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Çözünme Olayı

Çözünme Nedir?

  • Bir maddenin başka bir madde içinde homojen olarak dağılmasıdır.

Solvatasyon ve Hidratasyon

  • Çözünen maddenin kimyasal türlerinin etrafı, çözücünün kimyasal türleri tarafından sarıldığında bu olaya solvatasyon denir.
    • Çözücü su ise, bu olaya hidratasyon denir.
  • Etrafı çözücünün kimyasal türleri tarafından sarılmış bir iyona, solvatize iyon denir.
    • Çözücü su ise bu iyona hidratize iyon denir.
Solvatasyon ve Hidratasyon
Tuz İyonlarının Hidratasyonu

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Çözeltilerde Zayıf Etkileşimler

Zayıf Etkileşimler

  • Dipol-dipol etkileşimi: İki polar kimyasal türün çözeltisinde kurulur.
    • H2O ile CO çözeltisi
  • İndüklenmiş dipol-İndüklenmiş dipol etkileşimi: İki apolar kimyasal türün çözeltisinde kurulur.
    • CCl4 ile I2 çözeltisi
  • Dipol-İyon etkileşimi: Polar bir sıvı ile iyonik bağlı bir bileşiğin çözeltisinde kurulur.
    • Tuzlu su
  • Hidrojen bağları: F, O, N atomlarına bağlı bir Hidrojen ile F, O, N arasında kurulur.
    • Su-amonyak (NH3) çözeltisi

Örnek:

Tuz çözeltisinde kurulan dipol-iyon etkileşimleri:

İyon-Dipol Etkileşimleri
Tuzlu Suda İyon-Dipol Etkileşimleri

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Homojen Karışımlar (Çözeltiler)

Çözünme Olayının Aşamaları

  • Çözünme olayı şu 3 aşamada gerçekleşir:
    1. Çözücüyü oluşturan kimyasal türlerin birbirinden ayrılması
    2. Çözüneni oluşturan kimyasal türlerin birbirinden ayrılması
    3. Çözünen taneciklerinin çözücü tanecikleri tarafından kuşatılması

Benzer Benzerde İyi Çözünür

  • Polar polarda; apolar apolarda iyi çözünür.

Aşağıda; polar ve apolar çözücülere bazı örnekler verilmiştir:

Bazı Polar ve Apolar Çözücüler
Bazı Polar ve Apolar Çözücüler

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Homojen Karışımlar (Çözeltiler)

Örnek:

Aşağıda, bazı maddeler ve polarlık durumları verilmiştir.

  • Benzen: Apolar bir maddedir.
  • Su: Polar bir maddedir.
  • Hekzan: Apolar bir maddedir.
  • İyot: Apolar bir maddedir.
  • Yemek tuzu: Polar bir maddedir.

Buna göre aşağıdakilerden hangisinin bir çözelti olması beklenir?

A) Su – Benzen karışımı
B) Su – Hekzan karışımı
C) Benzen – Hekzan Karışımı
D) Su – İyot karışımı
E) Benzen-Yemek tuzu karışımı

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Homojen Karışımlar (Çözeltiler)

Katı Çözeltiler

  • Katı haldeki çözeltilerdir.
    • Alaşımlar katı çözeltilerdir.
    • Metallerin çözeltilerine “alaşımlar” denir.
  • Pirinç (Cu-Zn alaşımı)
  • Bronz veya Tunç (Cu-Sn alaşımı)
  • Alman gümüşü (Cu-Ni-Zn)
  • Çelik (Fe-C alaşımı)
  • Lehim (Sn-Pb)

Sıvı Çözeltiler

  • Sıvı haldeki çözeltilerdir.
  • Tuz çözeltisi (Çözücü: Su, Çözünen: Tuz katısı)
  • Kolonya (Çözücü: Etil alkol sıvısı, Çözünen: Esans ve su sıvıları)
  • Antifriz (Çözücü: Su, Çözünen: Etilen glikol sıvısı)
  • Gazoz (Çözücü: Su, Çözünen: CO2 gazı)
  • Soda (Çözücü: Su: Çözünen: NaHCO3 tuzu)

Gaz Çözeltiler

  • Gazlar her zaman çözelti oluştururlar.
  • Hava (%78 N2 gazı, %21 O2 gazı, %1 CO2 ve diğer gazlar)
  • Doğalgaz (Çözücü: Metan gazı, Çözünen: Etan gazı, porpan gazı, bütan gazı)

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Homojen Karışımlar (Çözeltiler)

Elektrolit Çözeltiler

  • Asitler, bazlar ve tuzlar; suda iyonlarına ayrışarak çözünür.
  • Suda iyonlarına ayrışarak çözünen maddeler, “iyonal çözeltiler” oluşturur.
  • İyonal çözeltiler, elektrik akımını iletirler.
  • Elektrik akımını iletene çözeltilere “elektrolit çözeltiler” denir.
  • Alkoller, şekerler gibi maddeler, suda moleküller halinde çözünürler.
  • Suda moleküler çözünen maddelerin çözeltilerine, “moleküler çözeltiler” denir.

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Homojen Karışımlar (Çözeltiler)

Doymuş ve Doymamış Çözeltiler

  • Daha fazla madde çözemeyecek durumda olan çözeltilere doymuş çözelti denir.
  • Daha fazla madde çözebilecek durumdaki çözeltilere doymamış çözelti denir.
  • 100 gram veya 100 mL suyu doyuran madde miktarına çözünürlük denir.
    • Her maddenin çözünürlüğü kendine özgüdür, bu yüzden çözünürlük maddeler için ayırt edici bir özelliktir.

Derişik ve Seyreltik Çözeltiler

  • Derişik çözeltide, çözünen maddenin oranı (derişimi) daha çoktur; seyreltik çözeltide ise çözünen maddenin oranı daha azdır.
    • Derişik çözeltilere, konsantre çözelti de denir.
Konsantre Meyve Suları
Konsantre Meyve Suları

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Çözeltilerde Derişim

Derişim Nedir?

  • Derişim, bir çözeltide çözünen maddenin oranı demektir.
    • Derişime konsantrasyon da denir.

Derişim Birimleri

Bir çözeltinin derişimini ifade etmek için kullanılan birimler şunlardır:

  1. Kütlece Yüzde Derişim (m/m)
  2. Hacimce Yüzde Derişim (V/V)
  3. Kütle Hacim Yüzdesi (m/V)
  4. ppm (Milyonda bir kısım)

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Çözeltilerde Derişim

1) Kütlece Yüzde Derişim (m/m)

  • 100 gram çözeltide çözünene maddenin kütlesidir.
Kütlece Yüzde Derişim
Kütlece Yüzde Derişim

mÇözelti = mÇözücü + mÇözünen

Örnek:

40 g şeker ve 120 g su karıştırılarak şekerli su çözeltisi hazırlanıyor.

Bu çözeltinin kütlece yüzde derişimi kaçtır?

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Çözeltilerde Derişim

1) Kütlece Yüzde Derişim (m/m)

  • 100 gram çözeltide çözünene maddenin kütlesidir.
Kütlece Yüzde Derişim
Kütlece Yüzde Derişim

mÇözelti = mÇözücü + mÇözünen

Örnek:

200 gram ve kütlece %40’lık NaCl çözeltisinde kaç gram NaCl çözünmüştür?

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Çözeltilerde Derişim

1) Kütlece Yüzde Derişim (m/m)

Çözeltiye su ekleme veya su buharlaştırma:

%son . mson = %ilk . milk

  • Formülde;
    • %ilk ve milk değerleri, çözeltinin başlangıçtaki yüzde derişimi ve kütlesi,
    • %son ve mson değerleri, çözeltinin sonuçtaki yüzde derişimi ve kütlesidir.

Örnek:

Kütlece %10’luk 160 g tuzlu su çözeltisine, aynı sıcaklıkta 480 g su eklenirse, son çözeltinin kütlece yüzde derişimi kaç olur?

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Çözeltilerde Derişim

1) Kütlece Yüzde Derişim (m/m)

Çözeltileri karıştırma:

%son . mson = %1 . m1 + %2 . m2 + %3 . m3 + %4 . m4 +…

Örnek:

380 gram ve kütlece %20’lik NaNO3 çözeltisi ile 620 gram ve kütlece %10’luk NaNO3 çözeltileri karıştırılıyor.

Bir çökelme olmadığına göre, oluşan karışımın kütlece yüzde derişimi kaçtır?

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Çözeltilerde Derişim

1) Kütlece Yüzde Derişim (m/m)

Örnek:

%20’lik 200 gram şeker çözeltisine; %40’lık 50 gram şeker çözeltisi, 140 gram saf su ve 110 gram saf şeker katısı ekleniyor.

Bir çökelme olmadığına göre, oluşan çözeltinin kütlece yüzdesi kaçtır?

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Çözeltilerde Derişim

2) Hacimce Yüzde Derişim (V/V)

  • 100 mL çözeltide çözünmüş maddenin hacmidir.
  • Genellikle sıvılar arasındaki çözeltilerde kullanılır.
Hacimce Yüzde Derişim
Hacimce Yüzde Derişim

VÇözelti = VÇözücü + VÇözünen

  • Kütlece yüzde derişimde verilen formüllerde, kütle yerine hacim konulabilir.

Çözücü eklendiğinde ya da buharlaştırıldığında:

%son . Vson = %ilk . Vilk

Çözeltileri karıştırma:

%son . Vson = %1 . V1 + %2 . V2 + %3 . V3 + %4 . V4 +…

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Çözeltilerde Derişim

2) Hacimce Yüzde Derişim (V/V)

Örnek:

50 cm3 etil alkol ile aynı sıcaklıkta bulunan bir miktar saf su karıştırılıp 200 cm3 hacminde bir çözelti elde ediliyor.

Çözeltide alkolün hacimce yüzdesi kaçtır?

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Çözeltilerde Derişim

3) Kütle Hacim Yüzdesi (m/V)

  • 100 ml çözeltide çözünen maddenin kütlesidir.
  • Genellikle katı-sıvı çözeltilerde kullanılır.
Kütle-Hacim Yüzdesi
Kütle-Hacim Yüzdesi

Örnek:

Sabit sıcaklıkta, 2 g İyot (I2) katısının, Karbon tetraklorür (CCl4) sıvısında çözünmesi ile hazırlanan 80 mL çözeltinin, kütle-hacim yüzdesini g/mL cinsinden bulunuz.

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Çözeltilerde Derişim

4) ppm Türünden Derişim (Milyonda Bir Kısım)

  • Çok çok küçük oranda çözünene maddelerin derişimin “ppm” türünden hesaplanır.
  • ppm, İngilizce “parts per million” (parts pör milyın) kelimelerinin kısaltılmış şeklidir ve “milyonda bir kısım” anlamına gelmektedir.
  • Bir çözeltide çözünen maddenin derişimi, çok çok az ise, o maddenin, çözeltide çok az miktarda bulunduğunu anlatmak için “eser miktarda” ifadesi kullanılır.

Örneğin;

1 000 000 g su örneğinde, 5 g cıva bulunuyorsa, bu çözeltinin derişimi 5 ppm’dir.

Veya; 1 000 000 Litre suda, 2 Litre alkol varsa, bu çözeltinin derişimi de 2 ppm olur.

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Bazı Yaygın Çözeltiler

I) Çeşme Suyu

  • Evlerimizin musluğundan akan suya “çeşme suyu” veya “musluk suyu” denir.
  • Çeşme suları, temas ettiği topraktan ve kayaçlardan bir çok mineral (tuz) çözer.
  • Mineral derişimleri, izin verilen sınırların üzerindeyse veya istenmeyen maddeler içeriyorsa, o su içilmez.

Uluslararası İçme Suyu Standartları:

Madde Tavsiye Edilen Miktar
mg/L
Müsaade Edilecek Maksimum Miktar
mg/L
Klorür (Cl) 200 600
Sülfat (SO42-) 200 600
Demir (Fe) 0.3 1.0
Mangan (Mn) 0.1 0.5
Bakır (Cu) 0.05 1.5
Çinko (Zn) 5 15
Magnezyum (Mg) 50 150

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Bazı Yaygın Çözeltiler

II) Deniz Suyu

  • Kütlece yaklaşık %3,5 lik tuzlu sudur.

III) Serum

  • Serumlar, “izotonik” tuz çözeltileridir.
  • İzotonik bir serum çözeltisindeki tuz derişimi, 0,9 g/L değerindedir.
  • Dekstroz izotonik tuz çözeltilerinde; NaCl oranı 0,9 g/L, dekstroz şekerinin oranı 5 g/L değerindedir.

IV) Kolonya

Kolonya genel olarak şu 3 maddenin karışımıdır:

  1. Etil alkol (C2H5OH)
  2. Su (H2O)
  3. Esans (Kokulu yağ)

V) Şekerli Su

  • Şekerler bir çeşit karbonhidrat bileşikleridir.
  • Çay şekeri; “sakkaroz” adında ve formülü de “C12H22O11” olan bir karbonhidrattır.
  • Şeker çözeltisine şerbet denir
  • Arıcılıkta kullanılan ve derişimi %65 olan şerbetin 65 gramı şeker (C12H22O11) ve 35 gramı sudur.

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Çözelti Hazırlama

  1. Önce, bir hesap yaparak, çözücü ve çözünen miktarları belirlenir.
  2. Maddeler, hesaplanan miktarlarda ölçülür.
  3. Ölçülen çözücü ve çözünen, birbirine karıştırılır.

Örnek:

Kütlece %10’luk 500 g NaOH çözeltisi nasıl hazırlanır?

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Koligatif Özellikler

Koligatif Özellikler

  • Çözünen maddenin derişimine bağlı olarak değişen özelliklere koligatif özellikler denir.
    • Donma Noktası
    • Kaynama Noktası koligatif özelliktir.

1.Çözeltilerin Donma Noktası

  • Suda, yemek tuzu gibi, uçucu olmayan bir katı çözünürse, suyun donma noktası düşer.
Saf Su ve Tuzlu Suyun Donması
Saf Su ve Tuzlu Suyun Donması
Antifiriz Suyun Donma Noktasını Düşürür
Antifriz: Glikol (C2H6O2) çözeltisidir.
Kışına Yollara Tuz Atılması
Kışına Yollara Tuz Atılması

Homojen ve Heterojen Karışımlar

Koligatif Özellikler

2. Çözeltilerin Kaynama Noktası

  • Suda, yemek tuzu gibi, uçucu olmayan bir katı çözünürse, suyun kaynama noktası yükselir.
    • Yani; tuzlu su, saf suya göre daha yüksek bir sıcaklıkta kaynamaya başlar.

Aşağıda, normal şartlarda, saf su ve doymamış tuzlu suyun sıcaklık zaman grafikleri verilmiştir:

Saf Su ve Tuzlu Suyun Kaynaması
Saf Su ve Tuzlu Suyun Kaynaması

Karışımlar

I. Bölüm
(Homojen ve Heterojen Karışımlar)

Bitti 🙁