Online Kimya Özel Dersi Al

ÜCRET

KONU

TARİH

3. Sıvılar

Viskozite ve Akışkanlık
  • Sıvılar, katıların erimesiyle oluşan maddelerdir.
  • Sıvılar aşağıdaki özellikleri taşırlar:
    • Kimyasal türler katıdan daha düzensizdir.
    • Kimyasal türler arası boşluk katılara göre daha fazladır.
    • Yoğunluğu katıdan daha az, gazdan daha çoktur.
    • Kimyasal türler titreşim ve öteleme hareketi yapar.
    • Sıkıştırılamazlar.
    • Akışkandırlar.
    • Belli bir hacimleri vardır fakat; kaplarının şekillerini alırlar.

Aşağıdaki vidyoda, sıvı haldeki su moleküllerinin hareketi canlandırılmıştır:

Sıvıların Temel Özellikleri

  • Sıvılar, katılar gibi çeşitli sınıflara ayrılmaz.
  • Bütün sıvıların belli temel özellikleri vardır. Bu özellikleri bilmek, sıvıları tanımak için yeterlidir.
  • Sıvıların temel özellikleri şunlardır:
    1. Viskozite
    2. Buharlaşma ve Denge Buhar Basıncı
    3. Kaynama

1. Viskozite

  • Sıvıların akmaya karşı gösterdikleri dirence viskozite denir.
    • Viskozitenin zıttı akışkanlıktır.
    • Bir sıvının akışkanlığı arttıkça viskozitesi azalır, viskozitesi arttıkça akışkanlığı azalır.
  • Bal ve su, hepimizin mutlaka gördüğü sıvılardır.
    • Akışkanlık açısından bakarsak, su daha akışkandır, balın akışkanlığı sudan düşüktür.
    • Viskozite açısından bakarsak, bal daha viskozdur, suyun viskozitesi baldan düşüktür.

Viskozite ölçülürken sıvılar aynı açıyla akıtılır:

Aşağıdaki resimde, farklı viskozitedeki sıvılar ile yapılan bir akışkanlık deneyi verilmiştir:

Viskozite ve Akışkanlık
Viskozite ve Akışkanlık

Motor yağları ile viskozite deneyini izle:

Viskozite – Akışkanlık

Viskozite arttıkça batma süresi de artar:

  • Viskoz sıvılar, viskozitesi yüksek sıvılardır.
    • Viskozite arttıkça, katılar sıvının dibine yavaş batar.
    • Akıcılık arttıkça, katı sıvının dibine hızlı batar.
  • Yandaki videonun ilk 15 saniyesi bu olayın deneyidir:
Viskozitenin Batmaya Etkisi

Viskoziteyi Etkileyen Faktörler

  • Viskozite, şu faktörlerden etkilenir:
    1. Moleküller Arası Çekim Kuvvetleri (Zayıf etkileşimler)
    2. Sıcaklık

I) Moleküller Arası Çekim Kuvvetleri (Zayıf etkileşimler)

  • Moleküller arası etkileşimlerin (zayıf etkileşimlerin) kuvveti arttıkça, sıvıların viskozitesi artar, akışkanlığı azalır.
    • Molekül ağırlığı arttıkça genellikle zayıf etkileşimler de güçlenir, viskozite artar.
  • Gliserin molekülleri arasına üçer tane Hidrojen bağı kurulurken, su molekülleri arasına birer tane Hidrojen bağı kurulur.
  • Bu yüzden Gliserin moleküllerinin birbirinden koparak akmaları sudan daha zordur, viskoziteleri sudan daha yüksek, akışkanlıkları daha düşüktür.
Gliserin ve Suyun Hidrojen Bağları
Gliserin ve Suyun Hidrojen Bağları

II) Sıcaklık

  • Sıcaklık arttıkça akışkanlık artar, viskozite azalır.
  • Sıcak bal daha akışkandır, sıcak reçel daha akışkandır. Sıcaklık arttıkça, moleküller arası etkileşimler zayıflar, akma olayı kolaylaşır.
Viskozite - Sıcaklık İlişkisi
Viskozite – Sıcaklık İlişkisi

Örnek:

I) 20oC’de bal
II) 20oC’de su
III) 40oC’de su

Yukarıda verilen maddelerin viskoziteleri arasındaki ilişki hangi seçenekte doğru olarak verilmiştir?

A) I>II>III

B) I>III>II

C) III>I>II

D) III>II>I

E) II>III>I

2. Buharlaşma

  • Sıvının yüzeyindeki moleküllerin, buhar haline geçmesine buharlaşma denir.
    • Tıpkı sıvılar gibi, bazı katılar da buharlaşır (süblimleşme).
    • Böyle katılara uçucu katılar denir.
  • Buharlaşma olayı sadece yüzeydeki sıvı molekülleri tarafından gerçekleştirilir.
Buharlaşma
Buharlaşma
  • Buharlaşma olayı, ısı alan (endotermik) bir olaydır.
    • Bu yüzden, bir karpuzun kabuğundaki su buharlaşırken karpuz soğur.
    • Bu yüzden, denizden çıktığımızda, cildimizdeki su buharlaşırken üşürüz.

Buharlaşma Hızı

  • Birim zamanda buharlaşan molekül sayısına buharlaşma hızı denir.
  • Buharlaşma hızı yüksek olan sıvılar uçucu sıvalar olarak adlandırılır.
  • Sıvıların buharlaşma hızları farklı farklıdır.

Buharlaşma Hızına Etki Eden Faktörler

I) Maddenin Cinsi (Kaynama Noktası)

  • Kaynama noktası daha yüksek olan sıvının:
    • Buharlaşma hızı düşüktür.
    • Zayıf etkileşimlerin kuvveti daha fazladır.
  • Kaynama noktası daha düşük olan sıvılar daha hızlı buharlaşır.

II) Yüzey Alanı

  • Sıvının yüzey alanı arttıkça, buharlaşma hızı da artar.
    • Çünkü; buharlaşma sıvının yüzeyinden gerçekleşen bir olaydır.
    • Geniş ağızlı kaplardaki su daha hızlı buharlaşır, dar ağızlı kaplardaki su daha yavaş buharlaşır.

III) Sıcaklık

  • Bir sıvının sıcaklığı arttıkça buharlaşma hızı da artar.
  • Sıcaklık, kaynama noktasına geldiğinde, buharlaşma hızı maksimum değerine ulaşır.
  • Kaynayan sıvılar, sadece yüzeyinden değil her bölgesinden buharlaşır.

IV) Nem ve Rüzgar

  • Havadaki nem arttıkça, buharlaşma hızı azalır.
    • Nemli havalarda, çamaşırlarımız daha uzun sürede kurur, kuru havalarda daha çabuk kurur.
  • Rüzgar, buharlaşma hızını arttırır.
    • Rüzgarlı havalarda, çamaşırlarımız daha kısa sürede kurur.

Örnek:

Yıkanan bir çamaşırın kuruması için, emdiği suyun buharlaşması gerekir.

Buna göre, ıslak bir çamaşırın daha hızlı kuruması için;

I) Katlayarak asmak
II) Gölgeye değil güneşin altına asmak
III) Rüzgarlı yerlerden uzak tutmak

işlemlerinden hangisini yapmak işe yarayacaktır?

A) Yalnız I

B) Yalnız II

C) Yalnız III

D) I ve II

E) I, II ve III

Denge Buhar Basıncı (Pbuhar)

  • Her buharın (gazın), mutlaka bir basıncı olur.
  • Denge buhar basıncı, bir sıvının buharının yaptığı basınçtır.
  • Sıvılar her sıcaklıkta buharlaşma yeteneğine sahiptir.
    • Bir sıvının buharlaşması için ısıtılmasına gerek yoktur.
    • Sıvıların soğutulması buharlaşma olayını yavaşlatır fakat durdurmaz.
    • Yıkanan çamaşırlarımızın, yaz-kış kurumalarının sebebi tam olarak budur.

Denge Buhar Basıncı Nasıl Hesaplanır?

  • Sıvı kapalı bir kaba konulur ve kabın ağzı kapatılır. (Sıvının sıcaklığı da sabitlenir.)
  • Kabın içinde, gözümüzle göremesek de şu olaylar gerçekleşir:
    • Sıvının yüzeyindeki kimyasal türler (moleküller), her zaman yaptıkları gibi buharlaşmaya devam ederler.
    • Kapak kapalı olduğundan, sıvının üzerinde buhar birikmeye başlar.
    • Bir süre sonra, buharlaşan kimyasal türlerden bazıları, tekrar sıvı hale dönmeye başlar, yani yoğunlaşma başlar.
      • Yani, hem buharlaşma hem de yoğunlaşma tepkimeleri aynı anda gerçekleşir.
      • Sıvı eğer su olsaydı, bu iki tepkime şöyle gösterilirdi:

        Denge Buhar Basıncı

      • Başlangıçta buharlaşma hızı, daha fazladır. Fakat; buhar miktarı arttıkça, buharlaşma yavaşlar, yoğunlaşma hızlanır.
      • Bir süre sonra, buharlaşma hızı ile yoğunlaşma hızı birbirine eşitlenir.
      • İşte bu eşitliğin kurulduğu andan sonra, sıvının üzerindeki buhar miktarı da sıvı miktarı da artık değişmez.
        • Çünkü; kaç tane sıvı molekülü buhar haline geçiyorsa o kadar buhar molekülü de sıvı hale geçiyordur.
      • Buharlaşma ve yoğunlaşma hızının eşitlendiği anda, artık, sıvı-buhar dengesi kurulmuş demektir.

        Buharlaşma-Yoğunlaşma Dengesinin Kurulması
      • Grafikte:
        • Vbuh : buharlaşma hızı
        • Vyoğ : yoğuşma hızı
        • t: Buharlaşma ve yoğunlaşma hızlarının eşitlendiği andır.
      • Sıvı-buhar dengesi kurulduktan sonra, buharın yaptığı basınca denge buhar basıncı veya buhar basıncı denir.

Buhar basıncı animasyonu:

  • Aşağıda/yanda, kapalı bir kapta, sıvı-buhar dengesini kurmuş brom sıvısı (Br2(s)) verilmiştir.
  • Dikkat edilirse, buharlaşma ve yoğunlaşma olayları sürekli devem etmektedir.
  • Fakat, buhar halindeki ve sıvı haldeki moleküllerinin sayısı hep aynı kalmaktadır.
  • Tabi gerçekte, denge anında çok daha fazla buhar molekülü bulunur.
Br2 Sıvısının Denge Buhar Basıncı

Denge Buhar Basıncı Nelere Bağlıdır?

I) Sıvının Cinsine – Kaynama Noktasına

  • Her sıvının bir kaynama noktası vardır.
  • Aynı ortamdaki sıvılardan, kaynama noktası daha küçük olan sıvının, denge buhar basıncı daha büyüktür.
    • Kaynama noktası yüksek olan sıvılarda, kimyasal türler, birbirine daha kuvvetli bağlı demektir.
    • Bu yüzden kaynama noktası yüksek olan sıvıların buharlaşması zor olur.

II) Sıcaklığa

  • Bir sıvının sıcaklığı arttıkça, buhar basıncı da artar.
  • Açık havada ve kaynama sıcaklığına geldiğinde, sıvının buhar basıncı, atmosfer basıncına eşitlenir.

III) Safsızlığa

  • Safsızlık, bir sıvıda başka bir maddenin çözünmesi ile oluşur.
    • Sıvıda çözünen madde, sıvıdan daha uçucu ise, sıvının buhar basıncı artar.
    • Sıvıda çözünen madde, uçucu bir madde değilse, sıvının buhar basıncı azalır.
  • Tuzlar, uçucu olmayan katılardır.
    • Suda tuz çözersek, suyun denge buhar basıncı düşer.

Örnek:

___Sıvı___|___Buhar Basıncı (mmHg)___
X400
Y80
Z120

Yukarıdaki tabloda, saf X, Y ve Z sıvılarının, aynı ortamdaki buhar basınçları verilmiştir.

Buna göre bu sıvılar için;

I) Kimyasal türleri arasındaki etkileşimi en güçlü olan Y sıvısıdır.
II) Kaynama noktası en düşük olan X sıvısıdır.
III) X sıvısının buharlaşma hızı Z sıvısından daha büyüktür.

yargılarından hangileri doğrudur?

A) Yalnız I

B) Yalnız II

C) Yalnız III

D) I ve II

E) I, II ve III

Kaynama Olayı

  • Sıvılar, buhar basınçları ile atmosfer basıncının eşitlendiği sıcaklıkta kaynarlar.
  • Kaynayan bir sıvının:
    • Sıcaklığı kaynama sıcaklığındadır.
    • Buhar basıncı, atmosfer basıncına eşittir.
Sıvıların Kaynaması

Açık Hava Basıncı (Pdış)

  • Açık hava bir gaz karışımıdır.
    • Bu yüzden, her gazın olduğu gibi açık havanın da bir basıncı vardır.
    • Açık hava basıncına “atmosfer basıncı” ya da “dış basınç” da denir.
  • Açık hava basıncının sembollü olarak aşağıdakilerden herhangi biri kullanılabilir:
    • P0 veya Pdış veya Patm veya Phava

Kaynama Şartı

  • Kaynamayan sıvıların buhar basınçları, her zaman, dış basınçtan daha küçüktür.
  • Sıvılar ısıtıldıkça sıcaklıkları artar.
    • Sıcaklıkları arttıkça, buhar basınçları (Pbuhar) artar.
    • Hangi sıcaklığa geldiğinde, sıvının buhar basıncı, üzerindeki atmosferin basıncına (Pdış) eşitlenir, o sıcaklıkta sıvı kaynar.
    • Yani bir sıvı kaynıyorsa aşağıdaki eşitlik kurulmuş demektir:

      Pbuhar = Pdış

  • Kaynamayan bir sıvıda, buharlaşma, sadece sıvının yüzeyinde olur fakat kaynayan bir sıvı, her yerinden buharlaşır.
  • Saf bir sıvı, sabit dış basınç altında kaynarken, sıcaklığı, kaynama olayının başından sonuna kadar sabit kalır.

Normal Kaynama Noktası

  • Normal kaynama noktası, normal koşullardaki kaynama sıcaklığıdır.
  • Normal koşullar, hava basıncının “1 atm” yani 1 atmosfer olduğu her yerdir.
    • Normal koşullarda sıcaklık da 25oC olur.
  • Mesela, saf su, normal koşullarda, 100 oC’ye geldiğinde, buhar basıncı 1 atm olur ve kaynamaya başlar.
    • Bu yüzden saf suyun normal kaynama sıcaklığı 100 oC’dir.

Kaynama Sıcaklığına Etki Eden Faktörler

I) Sıvının Cinsi – Zayıf Etkileşimler

  • Her saf sıvının belli ve sabit bir kaynama sıcaklığı vardır.
  • Sıvıların kaynama sıcaklığı, kimyasal türleri arasındaki zayıf etkileşimlere bağlıdır.
  • Daha sağlam zayıf etkileşimler kuran sıvıların, kaynama sıcaklığı daha yüksek olur.

II) Dış Basınç

  • Sıvının üzerindeki gaz ister açık hava olsun, ister başka bir gaz olsun, sıvının kaynama sıcaklığına doğrudan etki eder.
  • Sıvıların üzerindeki dış basınç arttıkça kaynama noktaları da yükselir; dış basınç düştükçe de kaynama sıcaklığı düşer.
  • Mesela; dağlara tırmandıkça hava basıncı azalır ve dağların tepelerinde sıvılar daha düşük sıcaklıkta kaynar. Everest tepesi, dünyanın en yüksek tepesidir ve burada saf su, 78 oC’de kaynar.

III) Safsızlık

  • Sıvının içinde, yemek tuzu gibi, uçucu olmayan bir katı çözersek, sıvının kaynama noktası yükselir, donma noktası da düşer.
  • Sıvının; az ya da çok olması, kabın şekli, ısıtıcının gücü sıvıların kaynama sıcaklığına etki etmez.

Örnek:

Bir sıvının, kimyasal türleri arasındaki zayıf etkileşimlerin cinsi ve kuvveti, sıvının;

I) Viskozite
II) Kaynama ve donma sıcaklığı
III) Buhar basıncı
IV) Buharlaşma hızı

özelliklerinden hangilerini doğrudan etkiler?

A) I ve II

B) I ve II

C) II, III ve IV

D) I, III ve IV

E) I, II, III, IV

Kaynama VS Buharlaşma

Buharlaşma olayı:

  • Sıvılar her sıcaklıkta mutlaka buharlaşırlar.
  • Buharlaşma olayı, sıvının sadece yüzeyinde gerçekleşir.
  • Buharlaşma daha yavaştır.
  • Kabarcık oluşmaz.
  • Az enerji gerektirir.

Kaynama olayı:

  • Sadece kaynama sıcaklığında gerçekleşir.
  • Sıvı, her yerinden buharlaşır.
  • Buharlaşma hızının maksimum olduğu zamandır.
  • Sıvının her yerinden kabarcıklar çıkar.
  • Çok enerji gerektirir.

Atmosferde Su Buharı

  • Sıvılar her sıcaklıkta buharlaştığı için yeryüzündeki sular da, buharlaşarak havaya karışır.
  • Bu yüzden, solduğumuz havada az yada çok miktarda su buharı vardır.

Nem (Mutlak Nem)

  • Havada bulunan su buharı miktarına nem veya mutlak nem denir.
  • Havanın sıcaklığı arttıkça yeryüzünde buharlaşma arttığı için, nem miktarı da artar.
    • Yaz aylarında ve özellikle Akdeniz kıyılarında nem oranının yükseldiğini biliriz.
  • Su buharı bulunmayan havaya kuru hava denir.
    • Nemli hava ise su buharı ve kuru havanın bulunduğu karışımdır.

Bağıl Nem

  • Havanın taşıyabileceği maksimum bir nem oranı vardır.
  • Hava kütlesinin taşıyabileceği en fazla nem miktarına havanın o sıcaklıktaki doygunluk noktası denir.
  • Doygunluk noktasına gelen hava, daha fazla nem alamayacağı için, sıcaklık düştüğü zaman yağış başlar.
  • Havanın neme doyup doymadığını ifade etmek için, bağıl nem kavramı kullanılır.
  • Bağıl nem; belli bir sıcaklıkta havada bulunan su buharı miktarının, havanın o sıcaklıkta taşıyabileceği en fazla su buharı miktarına oranıdır.
    • Bağıl nem 1 m3 havanın neme doyma oranı olarak da tanımlanabilir.
    • Bağıl nem % 100 olduğunda, havadaki nem miktarı maksimum seviyeye ulaşmış demektir.

Gölgede, Gerçek ve Hissedilen Sıcaklık

  • Gölgede sıcaklık dış ortam şartlarından (Güneş ışığı, rüzgar, yağış vb. ) arındırılmış ortamda ölçülen sıcaklık değeridir.
  • Bir bölgede, termometre ile ölçülen sıcaklık “gerçek sıcaklık” tır.
    • Ancak bir sıcaklığın ölçüldüğü yerdeki bağıl nem oranı ve rüzgâr etkisi bu sıcaklığın canlılar tarafından farklı algılanmasına sebep olur.
  • Ölçülen değil, vücudumuz tarafından algılanan sıcaklıktan, hissedilen sıcaklık olarak bahsedilir.
    • Genellikle bağıl nem arttıkça hissedilen sıcaklık artar.
    • Rüzgâr arttıkça serinletme etkisinden dolayı hissedilen sıcaklık azalır.
  • Örneğin gerçek sıcaklığın 35 °C olduğu bir bölgede:
    • Bağıl nem %60 ise hissedilen sıcaklık 45 °C olur.
    • Bağıl nem %5 ise hissedilen sıcaklık 32 °C olur.
  • Hazırlanmış çizelgeler yardımı ile ölçülen sıcaklık, bağıl neme bağlı olarak hissedilen sıcaklığa çevrilebilir.

DERSİN SONU

Kimya Özel Dersi Al

Yorum yaparak bize destek olabilirsiniz.

2 yorum “3. Sıvılar”

Bir cevap yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Şu kadar HTML serbest:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>