Kimya Deneyleri- Doymuş NaCl Çözeltisinin Elektrolizi

Deney No:6

Deneyin Adı: Doymuş NACL Çözeltisinin Elektrolizi

Deneyin Amacı: Doymuş NaCl çözeltisinin elektroliz sonucu elementlerine ayrışmasının incelenmesi.

Teorik Bilgi:

            Elektroliz: Kendiliğinden oluşmayan bir kimyasal tepkimenin, elektrik enerjisi yardımıyla gerçekleştirilmesine, yani elektrik enerjisinin kimyasal enerjiye dönüşmesi olayına elektroliz denir.

Elektroliz, bir elektrik akımı tarafından aşılan bir elektrolitin uğradığı ayrışmadır. Bu akımın elektrolit içinde iletilmesiyle birlikte elektroliz gelişir. Elektrolit, çoğunlukla erimiş olarak ya da bir tuz eriyiğinin sulu çözeltisi halindedir. Volta pilinin bulunmasıyla (1800) ve suyun elektrolizine uygulanmasıyla ilgili ilk deneyler, XIX. yy’ın başlarında gerçekleştirilmiştir. “Elektroliz” sözcüğünün, olayı özel olarak inceleyen Michael Faraday tarafından ortaya atıldığı sanılmaktadır.

Elektroliz ile ilgili bazı terimler: Elektrolit: İçinde serbest iyon bulunduran ortamlara denir. Elektrot: Elektrolit içine batırılan metallere denir. Anot: Bir elektroliz kabında, üreticinin pozitif kutbuna bağlı elektrota denir. Katot: Elektroliz kabında, üreticinin negatif kutbuna bağlı elektrota denir. 

            Bir metalden elektrik akımı geçerken kimyasal bir değişmenin olmadığını biliyoruz. Ancak iyonlar içeren bir sıvıdan elektrik akımı geçirilirse kimyasal bir değişme gerçekleşir; + yüklü iyonlar indirgenebilir, - yüklü iyonlar da yükseltgenebilir. Yani redoks tepkimesi gerçekleşir. 

            Yükseltgenmenin olduğu elektrota; ANOT, indirgenmenin olduğu elektrota; KATOT adı verilir.

         Hidrojenin fiziksel özellikleri: Renksiz, kokusuz, zehirsiz, aşırı derecede patlayıcı bir gazdır. Bilinen en hafif gazdır. Hidrojen havada yandığı zaman neredeyse hiç görünmeyen açık mavi bir alevle yanar. Kimyasal maddeler arasında yoğunluğu en az olanı hidrojendir hidrojenin bağ enerjisi oldukça yüksek olduğundan hidrojenin tepkimeleri yüksek sıcaklıklarda gerçekleşir.

          Oksijen en çok bulunan elementtir. Çoğu mineralde oksijen  başka bir elementle birleşmiştir.  Oksijen normal koşullarda renksiz kokusuz ve tatsız bir gazdır. Katı ve sıvı oksijen açık mavi renktedir. Oksijenin tepkimeleri, oksijenin flordan sonra gelen en eloktronegatif olmasına karşın, beklenenden çok daha yavaştır bunun sebebi oksijenin bağ enerjisinin yüksek olmasıdır. Bu nedenle oksijen-oksijen bağının koparılmasını  gerektiren tepkimelerin yalnızca yüksek sıcaklıkta olmasıdır. 

            *NaCl’nin elektrolizi için iki yol düşünülebilir. Birincisi, NaCl’nin sudaki çözeltisi, ikincisi de ısıtılarak sıvı hale getirilmiş NaCl elektroliz edilebilir.

           

            Şimdi NaCl çözeltisinin elektrolizini inceleyelim.

            Çözeltinin çok seyreltik olması halinde su elektroliz olmaktadır. Bu durumda pil reaksiyonları:

                                   ANOT:2 H₂O ↔ O₂+ 4 H⁺ +4 e^-

                                   KATOT:4 H₂O + e^-  ↔ 2 H₂  + OH ^–

                TOPLAM: 6 H₂O ↔ O₂+2 H₂  + 4 H⁺+ OH^-           

Çözeltisinin konsantrasyonunun yüksek olması halinde anotta su yerine klorür iyonları yükseltgenir.

                                   ANOT: 2Cl^- ↔Cl ₂ + 2e^-

                                   KATOT: 2 H₂O + 2e^- ↔ H₂ + 2 OH ^-

                 TOPLAM: 2Cl^- + 2 H₂O ↔  Cl ₂ + H₂ +2 OH-   

     

            Konsantrasyonları farklı iki çözeltide katot reaksiyonları aynı iken; anot reaksiyonları farklıdır. Böyle bir değişikliğin nedenini standart anot potansiyellerini karşılaştırarak açıklayabiliriz.

                        H₂O ↔ ½ O₂ + 2H⁺ +2e^-       E=-1,23 V

                        2Cl   ↔ Cl₂+ 2e^-                     E=-1,36 V

            Standart elektrot potansiyellerini karşılaştırdığımızda; klorür iyonlarının suya göre daha güç yükseltgeneceğini, ancak potansiyeller arasındaki farkın çok küçük olması nedeniyle; yüksek Cl iyonu konsantrasyonunda su yerine Cl iyonunun yükseltgendiğini söyleyebiliriz. Bu yolla katotta H₂ ,anotta Cl₂ elde edilmekte,çözeltide ise;NaOH oluşmaktadır.3 çeşit ürün elde edilmesi nedeniyle NaCl çözeltisinin elektrolizi, teknikte kullanılan en önemli yöntemlerden biridir.

              Anot:2Cl^- ↔Cl₂+2e^-

              Katot:2Na⁺ +2e ↔ H₂+2Na

Toplam: 2 Cl^- +2Na⁺ ↔ Cl₂ + 2Na     

Reaksiyonu gerçekleşmektedir. Bu yöntem metal halinde sodyum elde edilmesi için kullanılır

        Sulu NaCl çözeltisinin elektrolizi:

        NaCl_(k)  →  Na⁺_(suda)  +  Cl^-_(suda)

        H₂O_(s)   →   H⁺_(suda) + OH^- _(suda)

            Elektroliz kabına, NaCl ile birlikte bir miktar fenolftalein çözeltisi katılması, elektroliz olayının daha düşük sıcaklıklarda gerçekleşmesini sağlar. 

Kullanılan Araç Ve Gereçler:

• NACL Çözeltisi
• Elektrot(2 adet)
• Deney tüpleri(2 adet)
• Bünzen kıskacı(2 adet)
• Üç ayak
• Bağlama Parçası(2 adet)
• Krokodil
• Bağlantı kabloları
• H₂SO₄ (asitli su)
• Kurşun plaka (2 adet)
• Kurşun oksit plaka(2 adet)
• Fenolftaleyn
• Çeşme Suyu
• Beherglas
• Baget
• Anahtar

Deneyin Yapılışı:

Bir beherin dörtte üçü su ile doldurulur. Doldurulan behere tuz atarak doymuş NACL çözeltisi hazırlanır. Deney tüplerine 3 er damla fenolftaleyn konulur. Ve deney tüpleri hazırlanan çözelti ile doldurulur. Parmağımız yardımıyla ağzı kapatılır ve beherin içine ters bir şekilde hava aldırmadan konulur. 2 deney tüpünü de beherin içine koyduktan sonra elektrotların bir ucunu da deney tüplerini sudan çıkarmadan tüplerin içine yerleştirilir. Ve deney tüpleriyle elektrotlar bünzen kıskacıyla tutturulup düzenek kurulur. Elektrolizin pil reaksiyonlarının tam tersi olduğunun anlaşılması için pil düzeneği de hazırlanır.

Pil düzeneği; 500 ml lik beherin içine belli bir miktarda su koyduk. Suyun içine sülfirik asit koyduk. Suya, üzeri Pb ve PbO₂     ile kaplanmış plakaları daldırdık.

.     Plakalar kablo vasıtasıyla anahtara ve lambaya bağladık. Ve anahtarı açtık, lambanın yandığını gördük. Eğer sülfirik asit çözeltisini artırsaydık lambanın parlaklığının arttığını gözlemlerdik.

Plakarın üzerinden krokodilli kablo ile tutturulup elektroliz deney düzeneğindeki elektrotlara bağlanılır ve düzenekler tamamlanmış olur.

Deneyin Şekli:

 

Deneyin Sonucu:

     Deney düzeneğini kurduktan bir müddet sonra katota  bağlı olan deney tüpündeki elektrotun metal kısmının pembe olduğunu gözlemledik anota bağlı olan deney tüpünün altındaki kısmında berrak bir renk gözlemledik. ve hidrojen gazlarının daha fazla toplandığını gözlemledik.

Deneyin Yorumu:

      Katotta pembe renginin oluşmasının sebebi; H₂ gazları açığa çıkınca  OH^- iyonlarının oranı artması  ve sadece bazik ortamda renk değiştiren fenolftaleinin renk değiştirmesidir. Anottaki deney tüpünün altında Cl₂ gazları toplandı.  Altta toplanmasının sebebi; Cl₂ gazlarının ağır olmasıdır. Berrak renkte olmasının  sebebi ise Cl₂ gazlarının berrak olmasıdır.

NaCl_(k) + H₂O _(s) → Na⁺ _(aq) + Cl^- _(aq)

                      

Katot; H₂O (s) + 1e → 1∕2 H₂ (g)  + OH- (aq)

Anot; H2O (s) → 1∕2 O₂ + 2e + 2H⁺ (aq)

                                          

₈O → 1s² 2s² 2p⁴

O -2 → 1s² 2s² 2p⁶  çekirdeğe uzaklık 2 br

Cl -1 → 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ çekirdeğe uzaklık 3 br

_Cl F → 1.17∕3² = 17∕9 yaklaşık olarak 1.8

_O F → 8.1∕ 2² = 8∕4= 2 brm

Cl dan elektron koparmak daha kolay çünkü çekirdeğe daha yakındır. Elektrolizde katot eksi anot artıdır.

Kimya Deneyleri- Asit Baz Titrasyonu

                      

DENEY NO: 5

DENEYİN ADI: Asit Baz Titrasyonu

DENEYİN AMACI: Derişimi Bilinen Bir Çözelti Yardımıyla Derişimi Bilinmeyen Bir Çözeltinin Derişimini Bulabilme

TEORİK BİLGİ:

Arrhenius Asit-Baz Teorisi :

Arrhenius’a göre asit, suda hidrojen iyonu (H⁺); baz hidroksit iyonu (OH^-) oluşturarak çözünen maddedir.

HCl_(g)          →   H⁺_(suda)  +   Cl^-_(suda)                (Asit)

HNO_{3 (s)}      →   H⁺_(suda)  +   NO₃^-_(suda)          (Asit)

NaOH _(k)        →  Na⁺_(suda)  + OH^-_(suda)                (Baz)

Ba(OH)_{2 (k)}  →   Ba⁺²_(suda)  + 2OH^- _(suda)          (Baz)

Arrhenius’un asit-baz tanımı, maddelerin yalnız sulu çözeltileri için geçerlidir. Zamanla kimya geliştikçe susuz ortamlar için de asit ve bazı tanımlama gereği doğmuştur.  ….(2)

Brønsted-Lowry Asit-Baz Teorisi

1923 yılında İngiliz kimyacısı Lowry ve Danimarkalı kimyacı Brønsted birbirlerinden habersiz asit ve baz için daha genel bir teori geliştirdi. Bunlara göre, bir tepkimede proton (H⁺ iyonu) verici madde asit; proton alıcı madde ise bazdır. Örneğin; HCl suda çözündüğünde suya H⁺ iyonu vererek onu hidronyum veya hidroksonyum iyonuna (H₃O⁺) dönüştürür.

HCl _(g)  +   H₂O _(s)   →  H₃O⁺ _(suda)  + Cl^- _(suda)

Bu tepkimede, HCl proton verici olduğundan asit, H₂O proton alıcı olduğundan bazdır. Bu tepkimenin tersi düşünüldüğünde;

H₃O⁺ _(suda)  +  Cl^- _(suda)  →   HCl _(g)  +   H₂O _(s)

H₃O⁺  iyonu Cl^- iyonuna proton verdiği için asit; Cl^- iyonu proton aldığı için bazdır.

Brønsted-Lowry asit-baz teorisinde aralarında H⁺ iyonu kadar fark olan asit-baz çiftine eşlenik (konjuge) asit-baz çifti denir. Yukarıdaki tepkimede HCl / Cl^- ve H₃O⁺ /  H₂O eşlenik asit-baz çiftleridir. …….(2)

Lewis Asit-Baz Teorisi

Brønsted-Lowry’nin asit-baz teorilerini ileri sürdükleri yıllarda Amerikalı kimyacı Newton Lewis da bir asit-baz teorisi geliştirdi. Lewis’a göre baz, elektron çifti verebilen; asit, elektron çifti alabilen maddedir. Bir maddenin elektron nokta (Lewis) yapısına bakarak maddenin asit mi, yoksa baz mı olduğuna karar verilebilir. Bu nedenle Lewis teorisi diğer teorilerden daha geneldir. Örneğin; NH₃ve BF₃ maddelerinin asit-baz karakterleri hakkında şunlar söylenebilir: BF₃bileşiğinde, bor atomu 6 değerlik elektronuna sahip olduğundan soy gaz elektron yapısına ulaşamamıştır. Bor atomu soy gaz elektron yapısına ulaşmak (oktedini tamamlamak) için bir elektron çifti (2 elektron) alabilir. Bu nedenle BF₃ bir Lewis asididir. NH₃ bileşiğinde azot atomu bir çift ortaklaşa kullanılmayan elektrona sahiptir. NH₃ bu elektron çiftini başka atomlarla paylaşabilir. O halde NH₃ bir Lewis bazıdır.  …..(2)

MOLARİTE:

 1000 cm³ çözeltide çözünen maddenin mol sayısına molarite denir ve “M” ile simgelenir. 
Molarite tanımının çözeltinin toplam hacmine bağlı olduğuna dikkat edilmelidir. Sıvı-sıvı karışımları hazırlanırken, bazen çözeltinin toplam hacminin saf haldeki sıvı hacimleri toplamına eşit olduğu görülür. Genellikle, çözeltinin toplam hacmi bileşenlerin saf haldeki hacimleri toplamından büyük ya da küçük olur. Bu yüzden molar çözeltiler hacmi kesin olarak belli olan balon jojelerde hazırlanır. 

Molaritenin birimi mol /litre yada molar ( M) dır. 

Molarite = Mol Sayısı / Çözeltinin Hacmi M=n/v 

İki veya daha fazla çözelti birbirine karıştırılırsa, 

M₁V₁ + M₂V₂+..............= M_kV_k

Bir çözeltinin hacmi sıcaklığa bağlı olduğundan, molarite de sıcaklığa bağlıdır

NORMALİTE:

Bir litre çözeltide çözünmüş olan maddenin eşdeğer gram sayısıdır. Pratik olarak; Normalite = molarite x etki değeri 

Etki değeri: Asitlerde suya verilen H⁺ sayısı, bazlarda OH^- sayısı, tuzlarda ise (+) ya da (-) yük sayısıdır.   …….(4)

Eşdeğer Ağırlıklar ve Normal Çözeltiler

Bir derişim birimi, bir litre çözeltideki çözünenin eşdeğer gram ayısına dayanır. Bir eşdeğer gramın tanımı ise dikkate alınan tepkimenin türüne bağlıdır. Bununla birlikte tanım daima verilen bir reaktifin bir eşdeğer gramının diğer bir maddenin tam olarak bir eşdeğer gramıyla tepkimeye girdiği varsayımına dayanır.

Eşdeğerliklerin tanımında kullanılan asit-baz tepkimeleri :

Bir bileşiğin bir eşdeğer gramının kütlesine o bileşiğin eşdeğer ağırlığı denir. Asit-baz tepkimelerinde eşdeğer ağırlık bir H⁺ _(aq) iyonunun bir OH^- _(aq) iyonu ile etkileşmesi gerçeğine dayanır.

H⁺ _(aq)  +   OH^- _(aq)  →  H₂O _(s)

Bir asidin 1 eşdeğer gramı 1 mol H⁺ _(aq)  iyonu verebilen miktarıdır. Bir bazın 1 eşdeğer gramı ise 1 mol OH^- _(aq)  verebilen miktarıdır. Eğer 1 mol H⁺ _(aq), 1 mol OH^- _(aq)  ile tepkimeye giriyorsa 1 eşdeğer gram asitle 1 eşdeğer baz etkileşiyor demektir.    …….(1)

TİTRASYON:

Derişimi bilinen bir çözelti ile tepkimeye giren derişimi bilinmeyen çözeltinin hacminin belirlenmesine denir.

Asitle bazın eşdeğer gram sayılarının birbirine eşit olduğu nokta eşdeğerlik noktasıdır. Eşdeğerlik noktasında pH=7 olur.

P_OH^- = p_H⁺=1.10^-7

N=eşdeğer gram sayısı/V

Eşdeğer gram sayısı(A)= Eş değer gram sayısı(B)

Na.Va=Nb.Vb            Eşdeğerlik noktasında

Ma.Td.Va=Mb.Td.Vb

Bir titrasyon işleminin bittiğini yani eşdeğerlik noktasına ulaşıp ulaşmadığına indikatör denilen maddeler yardımıyla karar verilir. Ortam asitliğine göre renk değiştiren zayıf asit yada zayıf baz çözeltilerine indikatör denir.

Bu deneyde kullanılacak indikatör madde fenolftaleyn zayıf bir organik asittir.

Bir titrasyonda, titrasyon eğrisinin yön değiştirdiği nokta, yani titrasyonda renk değiştirdiği renk oluştuğu ana dönüm noktası denir.

Deneyde önce eşdeğerlik noktası sonra dönüm noktası gelir.

KULLANILAN ARAÇ  VE GEREÇLER:

Ø      1 adet 100 ml lik beher

Ø      1 adet büret

Ø      2 adet 250 ml lik erlenmayer

Ø      Su

Ø      HNO₃(%70lik d=1,43 gr/cm³)

Ø      Derişimi bilinmeyen NaOH çözeltisi

Ø      İndikatör(Fenolftaleyn)

Ø      Üç ayak

Ø      Bağlama parçası

Ø      Bünzen kıskacı

DENEYİN ŞEKLİ:

DENEYİN YAPILIŞI:

      

0,1M, 250ml HNO₃ çözeltisi hazırlayabilmek için stok çözeltisinin derişimi hesaplanır ve bu çözeltiden hacimce ne kadar kullanılması gerektiği bulunur.

1ml = 1,43gr 1lt =1430 gr 


m_HNO3 =70∕100 * 1430 =143*7 gr

          

n_HNO3 = m/M_A = 143*7/63=143/9
M_A 63 gr/mol

M= n/V= 143/9 : 1 =143/9 M

M₁ V₁ = M₂ V₂

143/9 . V₁ = 0,1 . 0,25
V₁ = 1,57 ml                         yaklasık olarak aldık 1,6 yı kullandık.

250 ml-1,57ml=248,3 ml su gerekir.

N=M*Td  =) 143/9 M dır. Td 1 dir.

HNO₃+H₂O → H₃ O⁺_(aq)+ NO₃^─_(aq)

1mol                1mol       Td=1

Erlenmayere 1.6  lık nitrik asit çözeltisi kattık. Asitin üstüne 3 damla fenolftaleyn kattık. Düzeneği hazırladıktan sonra büretin içine NaOH bazını koyduk. Ve erlenmayerin içine damla damla büretteki NaOH i akıttık. Bazı erlenmayerin içine doldururken bir taraftan da çalkaladık ve artık rengin kaybolması zorlanana kadar bazı ekledik. Zorlaştıktan sonra pembeleşmeden bıraktık. Eşdeğerlik noktasına ulaşmış oldu. İçine biraz daha baz kattığımızda ise rengin değiştiğini ve hafifçe pembeleştiğini gördük. Yani dönüm noktasına da ulaşmış oldu. Deneyde önce eşdeğerlik noktasını, sonra ise dönüm noktasını görmüş olduk.

DENEYİN SONUCU:

Deneyi iki aşamada gerçekleştirdik. Yani 2 defa yaptık. İlkinde 5,5 ml baz kullanarak eş değerlik noktasını bulmuş olduk. İkincisinde ise 4,5 ml baz kullanarak eş değerlik noktasını bulduk. Ve orta değer olarak 5ml yi kullandık.

Sürekli bir pembe renk oluşana kadar eklediğimiz NaOH çözeltisi 5ml’ydi.

N₁ M ₁= N₂ M₂

M₁ T_s V₁ = M₂ T_s V₂ 
M₁ 1 . 5 = 0,5 . 1 . 25

M₁ = 0,5 M

DENEYİN YORUMU:

Bu deneyle derişimini bilmediğimiz NaOH bazını, HNO₃ asit çözeltisi yardımıyla bulmuş olduk. NaOH’in derişimini direkt üzerinde bulunan değerlerden hesaplayamıyoruz. Çünkü NaOH’taki Na’un nem emici özelliği var, Na, suyla hemen etkileşir, kaybolan bu değer bilinemez.

Titrasyon işlemi sırasında NaOH’i fazla  ekledik, çok koyu bir pembe  renk oluştu ve  uzun süre kaybolmadı. Pembe rengin oluşumunu sağlayan, sadece bazik ortamda renk değiştiren fenolftaleyn indikatörüdür.

Günlük hayattan örn;

Süt gıdası üretimi yapan yerlerde sütün pH ını ölçerek kullanılabilirliği bulunuyor.

KAZANIMLAR

Deney hatalı çıkarsa nedenleri neler olabilir?

-         Fenolftaleyn az katılmış olabilir.

-         Erlenmayer kirli olabilir.

-         Erlenmayerin içinde başka bir madde kalmış olabilir.

-         Bazın miktarını asit çözeltisine fazla konmuş olabilir.

KAYNAKÇA

-         Deney föyü

-          

http://www.fenokulu.net/portal/Sayfa.php?Git=KonuKategorileri&Sayfa=KonuBaslikListesi&baslikid=45&KonuID=914

Kimya Deneyleri- Çözeltiler

DENEY NO:4

DENEYİN ADI : Çözeltiler

DENEYİN AMACI : Farklı Derişimlerde Çözelti Hazırlayabilme

TEORİK BİLGİ:

  Bir maddenin başka bir madde içerisinde gözle görülmeyecek kadar küçük tanecikler halinde dağılması sonucu oluşan homojen karışımlara çözelti denir. Homojen olmalarının nedeni çözeltilerin her noktasında yapı ve bileşimlerinin aynı noktasında aynı olmasıdır. ……(2)
Çözeltinin miktarca fazla olan ya da halini (katı, sıvı ve gaz) belirleyen bileşenine çözücü denir. Çözücüye göre daha az miktarda bulunan çözelti bileşenine ise çözünen denir. ….(2)

ÇÖZELTİLERİ SINIFLANDIRMA 
A- Çözücü ve Çözünene Göre Sınıflandırma 
1- Katı-Sıvı Çözeltileri : Bir katının bir sıvıda çözünmesiyle hazırlanan çözeltilerdir. 
( Tuzlu su, şekerli su, bazlı su.....) 
2- Sıvı-Sıvı Çözeltileri : Bir sıvının başka bir sıvıda çözünmesiyle oluşan çözeltilerdir.
( Kolonya, alkol+su...) 
3- Katı-Katı Çözeltileri : Bir katının başka bir katı içerisinde homojen dağılmasıyla oluşan çözeltilerdir. Bütün alaşımlar katı-katı çözeltileridir. ( Lehim, çelik, tunç, prinç.....) 
4- Gaz-Gaz Çözeltileri : En az iki gaz karışımıdır. Bütün gaz karışımları homojendir ve çözeltidir. ( Hava, tüp gaz) 
5- Gaz-Sıvı Çözeltileri : Bir gazın bir sıvıda çözünmesiyle oluşan çözeltilerdir. ( Kola, gazoz, bira...) ……….(1)

B- Derişime Göre Sınıflandırma : 
1- Seyreltik Çözelti : Miktar olarak az çözünen içeren çözeltidir. 
2- Derişik Çözelti : Çözünen madde ya da maddeleri daha çok miktarda içeren çözeltidir.
3- Doymuş Çözelti : Çözücü çözebileceği kadar maddeyi çözmüşse doymuş çözeltidir. 
4- Doymamış Çözelti : Çözücü çözebileceğinden az miktarda maddeyi çözmüşse seyreltik çözeltidir. 
5- Aşırı Doymuş Çözelti : Çözücü çözebileceğinden fazla maddeyi çözmüşse aşırı doymuş çözeltidir. ……..(1)

Çözünürlük : Belli bir sıcaklıkta, çözücünün belli miktarında çözünen madde miktarıdır. Çözücü miktarı genelde 100 ml ya da 100 gram, çözücü olarak da su alınır. Çözünürlük katı, sıvı ve gazlar için ayırt edici bir özelliktir. 

ÇÖZÜNÜRLÜĞE ETKİ EDEN FAKTÖRLER
1- Çözücü ve çözünenin cinsi : Her madde her maddede çözünmez. Organik bileşikler organik çözücüde inorganik bileşikler inorganik çözücüde çözünürler. Polar bileşikler polar çözücüde apolar bileşikler apolar çözücüde çözünürler. Örneğin naftalin suda çözünmez fakat benzende çözünür. “Benzer benzeri çözer”. …..(2)

2-Sıcaklık: Katıların çözünürlüğü genelde ısı alıcı (endotermik) olduğu halde gazların çözünürlüğü ekzotermik tir. Sıcaklığın artırılması katıların çözünürlüğünü artırdığı halde gazların çözünürlüğünü azaltır. …..(2)

3-Basınç:Basınç değişimi katıların çözünürlüğünü etkilemediği halde gazların çözünürlüğünü doğru orantılı olarak etkiler. …..(2)

ÇÖZÜNME HIZINA ETKİ EDEN FAKTÖRLER:
1- Sıcaklık : Çözünürlüğü sıcaklıkla doğru orantılı olarak değişen maddelerin çözünme hızı sıcaklığın artmasıyla artar.
2- Tanecik Büyüklüğü : Çözünen maddenin tanecikleri ne kadar küçükse çözünme o kadar hızlı olur.
3- Karıştırma : Çözeltinin karıştırılması katıyı küçük taneciklere ayırdığı için, çözücüyle temas eden yüzeyi artırır ve çözünme hızlanır.

ÇÖZÜNME
Çözeltilerin oluşması fiziksel bir olaydır. Çözünen ve çözücü kimyasal özelliklerini kaybetmeden birbiri içinde homojen dağılırlar. Çözünme olayı maddelerin iyonlaşarak ya da moleküller halinde birbiri içinde dağılmasıdır.

1-İyonlaşarak Çözünme : İyonik yapılı maddeler ile bazı kovalent yapılı maddeler suda çözünürken (+) veya (-) yüklü iyonlar oluştururlar. İyonlu çözeltilere elektriği ilettiği için elektrolit adı verilir. 
a) Tuzların suda çözünmesi : (+) yüklü metal iyonları ve NH₄⁺ (Amonyum) kökünün
(-) yüklü ametal iyonları ve köklerle oluşturdukları bileşiklere tuz denir.Örnek; NaCl, NaNO_3, CaCl₂ v.s.

NaCl_(k) + H₂O → Na⁺_(aq) + Cl^-_(aq)
NaNO₃ + H₂O → Na⁺_(aq) + NO₃ ^-_(aq)

b) Bazların suda çözünmesi : Metal iyonlarının; (OH)^- iyonları ile yaptığı bileşikler suda çözündüklerinde (OH)^- iyonlarını verdikleri için bazdırlar. Yapısında (OH)^- iyonu bulundurmayan bazlar da vardır. Örnek; NH₃ , CH₃NH₂ gibi.

NaOH_(k) + H₂O → Na⁺_(aq) + OH^-_(aq)
NH_3(g) + H₂O → NH₄⁺_(aq) + OH^-_(aq) 

c) Asitlerin suda çözünmesi :Suda çözündüklerinde yapısındaki H⁺ iyonunu suya veren ya da suyun yapısındaki H⁺ iyonlarını arttıran maddeler asittir. …….(4)

HCl_(g) + H₂O → H⁺_(aq) + Cl^-_(aq)
HNO_3(s) + H₂O → H⁺_(aq) + NO₃^-_(aq)

d) Oksitlerin suda çözünmesi : Metal oksitler suda çözünürken suyu iyonlaştırarak OH^- iyonları verdiklerinden bazik oksitlerdir. Ametal oksitler ise suda çözünürken suyu iyonlaştırarak H⁺ iyonları verdiklerinden asidik oksitlerdir.

Na₂O_(k) + H₂O → 2 Na⁺_(aq) + 2 OH^-_(aq) (Bazik Çözelti)
CO_2(g) + H₂O → HCO₃^-2_(aq) + H⁺_(aq) (Asidik Çözelti)

2- Molekül Halinde Çözünme : Kovalent yapılı maddelerin bir çoğu suda çözünmezler. Çözünebilenlerin çoğu moleküller halinde suda çözünürler. (+) ve (-) iyonlar içermediğinden çözelti elektriği iletmez. Organik maddelerden alkoller, şekerli maddeler suda moleküller halinde çözünürler.

(Etil Alkol) C₂H₅OH_(S) + H₂O → C₂H₅OH_(aq)
(Glikoz) C₆H₁₂O_6(k) + H₂O → C₆H₁₂O_6(aq) 

Çözeltileri asidik, bazik ve nötr olarak da sınıflandırmak mümkündür:
1) Asidik Çözeltiler : Suda çözündükleri zaman sudaki H⁺ iyonlarının derişimini arttıran maddelereasit denir. Bu maddelerin sulu çözeltilerine de asidik çözelti denir. Bazı maddeler yapılarındaki H⁺iyonunu suya verirler. HCl, HNO₃ gibi asitler ile CO₂, SO₂ gibi ametal oksitlerinin sulu çözeltileri asidiktir.

2) Bazik Çözeltiler : Suda çözündükleri zaman, sudaki OH^- iyonlarının derişimini arttıran maddelerebaz, çözeltilerine de bazik çözelti denir. NaOH, KOH gibi metal hidroksitleri ile Na₂O, K₂O gibi metal oksitlerin sulu çözeltileri baziktir.

3) Nötr Çözeltiler : Çözelti içinde H⁺ ve OH^- iyonları derişimi saf sudaki H⁺ ve OH^- iyonu derişimine eşit ise bu çözeltiler nötr çözeltilerdir. NaCl, C₂H₅OH, CO gibi. ……(4)

ÇÖZELTİ DERİŞİMLERİ
Derişim, verilen bir çözücüde ya da çözeltide bulunan çözünen miktarının bir ölçüsüdür. Bir çözeltinin birim hacmine çözünen maddenin gram cinsinden miktarıdır. Bir çözeltinin derişimi farklı şekillerde tanımlanabilir. Derişim için tanımlanan tüm değişkenler kendi aralarında bağımlıdırlar. Yani herhangi bir çözeltinin bir tanımdaki derişimi verilmiş ise diğer tanımdaki derişime hesaplama ile geçilebilir.

a) Kütle Kesri ve Kütle Yüzdesi : Çözünen maddenin kütlesinin çözeltinin toplam kütlesine oranıkütle kesri olarak adlandırılır ve genellikle “a” ile simgelenir. Kütle kesrinin 100 katına kütle yüzdesi adı verilir. Buna göre %10’luk 100 gr. sulu H₂SO₄ çözeltisinde 10 gr. H₂SO₄ vardır. Kütle kesri veya kütle yüzdesi sıcaklıkla değişmez. …..(5) 

b) Mol Kesri ve Mol Yüzdesi : Çözeltideki bileşenlerden birinin mol sayısının çözeltinin toplam mol sayısına oranına mol kesri denir. Madde miktarları n₁ ve n₂ mol olan çözücü ve çözünen karıştırıldığında çözünenin mol kesri; 
mol kesri(x₂) = n₂/(n₁ + n₂) = (g₂/M₂) / [(g₁ / M₂) + (g₂ / M₂)]
bağıntısından hesaplanır.Çözücünün mol kesri için de benzer bağıntı yazılabilir. Mol kesrinin toplamı “1” olacağından çözücünün mol kesri x₁ = 1 – x₂ bağıntısından da hesaplanabilir. Mol kesrinin 100 katı mol yüzdesi adını alır. 

c) Molarite : 1000 cm³ çözeltide çözünen maddenin mol sayısına molarite denir ve “M” ile simgelenir. 
Molarite tanımının çözeltinin toplam hacmine bağlı olduğuna dikkat edilmelidir. Sıvı-sıvı karışımları hazırlanırken, bazen çözeltinin toplam hacminin saf haldeki sıvı hacimleri toplamına eşit olduğu görülür. Genellikle, çözeltinin toplam hacmi bileşenlerin saf haldeki hacimleri toplamından büyük ya da küçük olur. Bu yüzden molar çözeltiler hacmi kesin olarak belli olan balon jojelerde hazırlanır. 

Molaritenin birimi mol /litre yada molar ( M) dır. 

Molarite = Mol Sayısı / Çözeltinin Hacmi M=n/v 

İki veya daha fazla çözelti birbirine karıştırılırsa, 

M₁V₁ + M₂V₂+..............= M_kV_k

Bir çözeltinin hacmi sıcaklığa bağlı olduğundan, molarite de sıcaklığa bağlıdır

d) Molalite :
1000 gram çözücüde çözünen maddenin mol sayısına denir ve “m” ile gösterilir. Molal çözeltilerin son hacimlerinin önemi yoktur. Çeşitli maddelerin birer molal çözeltilerinin hacimleri farklı olduğu halde, x_imol kesirleri aynıdır. Kütlesi g₂ olan bir maddeyi kütlesi g₁ olan bir çözücüde çözdüğümüz zaman molalite için;

m = (n₂ / g₁)1000 = (g₂ / M₂) (1000 / g₁)

bağıntısı yazılabilir. Burada M₁ ve M₂ sırasıyla çözücü ve çözünenin mol kütlelerini, n₂ ise çözünenin molünü göstermektedir. Kütle sıcaklıkla değişmediğine göre, çözücü ve çözünen maddelerin kütlelerine bağlı olarak tanımlanan molalite de sıcaklıkla değişmez. …….(5)

e) Normalite : 
Bir litre çözeltide çözünmüş olan maddenin eşdeğer gram sayısıdır. Pratik olarak; 

Normalite = molarite x etki değeri 

Etki değeri: Asitlerde suya verilen H⁺ sayısı, bazlarda OH^- sayısı, tuzlarda ise (+) ya da (-) yük sayısıdır. 

Örnek : H₂SO₄ için etki değeri 2’dir. HNO₃ için 1, H₃PO₄ için 3’tür. 

NaOH için 1, Ca(OH)₂ için 2, Al(OH)₃ için 3’tür. 

CuSO₄ için etki değeri 2’dir. (SO₄^-2) Al₂(SO₄)₃ de ise 6’dır. ………(3)

f) Formalite : 
Bir çözeltinin formalitesi, 1 litre çözeltide bulunan formül gram sayısıdır. “F” ile gösterilir. 

En çok iyon maddelerin konsantrasyonu formalite birimi olarak gösterilir. Ama genelde bu birimden kaçılır. Örneğin; litresinde 58,5 gram NaCl bulunduran çözelti, içinde NaCl molekülleri bulunmamasına rağmen 1 M NaCl olarak gösterilecektir. Molarite ile formalite özdeş sayılır. …….(3)




4)KULLANILAN ARAÇ VE GEREÇLER :
v 2 adet balon joje (250 ml.) 
v 2 adet beher (100 ml.)
v Saf su
v Mezür
v HNO₃ çözeltisi (%70  d = 1,42 g/ml.)
v Huni

vPiset


5)DENEYİN YAPILIŞI:

0,1 M 250ml  HNO₃ çözeltisi hazırlama :

HNO₃ çözeltisi (%70 , d=1,43g/ml) ticari olarak satılmaktadır. Bunlara stok çözeltisi adı verilir.
0,1M, 250ml HNO₃ çözeltisi hazırlayabilmek için stok çözeltisinin derişimi hesaplanır ve bu çözeltiden hacimce ne kadar kullanılması gerektiği bulunur.
İlk olarak balon jojeye 250 ml lik suyu beherle ölçerek veya mezurla ölçerek koymanın yanlış olduğunu öğrenilir..(büretle ölçmek gerekir).Ve bolon jojeye 250 ml lik suyu çizgisine kadar dikkat ederek doldurulur.. Bunu öğrendikten sonra suyun bir kısmını çıkarılır..Bulduğumuz 1,6 ml lik değerde nitrik asit ayarlayıp huni yardımıyla bolon jojenin içine koyulur. .Ve üzerini su ile çizgisini yani 250 ml yi aşmayacak şekilde doldurulur..Balon jojenin kapağını kapatıp ters-düz ettik ve homojen çözelti elde etmiş olunur.

    

                                     

6)DENEYİN SONUCU :

İstenilen çözelti doğrultusunda ne kadar hacimde nitrik asit kullanmamız gerektiğini bulduk. Almamız gereken HNO₃ ‘ü tam olarak alamadık, yaklaşık aldık. Bu nedenle de istenen değerlerde HNO₃ çözeltisi hazırlayamamış olabiliriz. (nitrik asit)

1ml = 1,43gr 1lt =1430 gr 


m_HNO3 =70∕100 * 1430 =143*7 gr

          

n_HNO3 = m/M_A = 143*7/63=143/9
M_A 63 gr/mol

M= n/V= 143/9 : 1 =143/9 M

M₁ V₁ = M₂ V₂

143/9 . V₁ = 0,1 . 0,25
V₁ = 1,57 ml                         yaklasık olarak aldık 1,6 yı kullandık.

250 ml-1,57ml=248,3 ml su gerekir.

N=M*Td  =) 143/9 M dır. Td 1 dir.

HNO₃+H₂O → H₃ O⁺_(aq)+ NO₃^─_(aq)

1mol                1mol       Td=1

7)DENEYİN YORUMU :
Çeşme suyu yerine saf su kullansaydık daha iyi sonuç elde ederdik. Bu deneyle HNO₃ derişik çözeltisinden belirli derişimde daha seyreltik bir çözelti hazırlamış olduk. Gaz çıkışı olacağı için asiti çeker ocağa koyduk.

N₂O₅(g)+H₂O(s)→2NH₃^-(aq)+2H⁺(aq)

(Çeker ocağa koyduğumuz)

Bütün çözünmeler fizikseldir.

Homojen Karışımlara Örnekler :


• Çözeltiler • Su – Şeker
• Su – Tuz • Su – Asit
• Su – Baz • Alkol – İyot 
• Hava • Çay
• Kola • Soda 
• Gazoz • Kolonya 
• Ter • Tükürük
• Gözyaşı • Ham petrol
• Cam (Si, Na2O) • Alaşımlar (Çelik, Lehim, Bronz, Pirinç)

NOT :

 1- Günlük hayatta kullanılan yiyecek ve içecekler ile sebze ve meyvelerin çoğu element 
ve bileşiklerin birbirine karıştırılmasıyla elde edilen karışım halinde bulunur.
2- Günlük hayatta kullanılan sebze meyvelerin içinde farklı elementler ve bileşikler bulunur.
• Çilek → Ca–Na
• Şeftali → Fe–Ca
• Meyve Suyu → Su–Şeker–Tuz Bileşikleri ve
Ca–Na–Fe Elementleri
3- Doğadaki maddelerin çoğu karışım halinde bulunur. (Hava, su, toprak, yemek, meyve suyu).
4- Birçok karışımın hangi maddeden meydana geldiği çoğu zaman bilinemez. Kahve ve çay gibi maddeler belirli bir kimyasal formülle gösterilmezler. Çünkü çay ve kahve gibi karışımların içerdikleri element ve bileşiklerin miktarı yetiştirildiği toprağa göre farklı olur.
5- Çıplak gözle bakıldığında homojen gibi görünen bazı karışımların, mikroskopta incelendiğinde heterojen karışım olduğu görülür. (Sütte, kolloid tanecikler ve yağ tanecikleri belirli bölgelerde birikmiştir).

Hava homojen bir çözeltidir.Ancak ortamına göre de değişebilir.Dumanlı hava ise heterojendir.Çözelti de miktarı çok olan madde çözücü miktarı az olan madde ise çözünendir.Çözücüsü azot ,çözüneni ise hidrojen ve oksşjendir.

Çözelti derişimi arttıkça çözeltinin kn yükselir, dn alçalır.

Günlük Hayattan Örnekler:

– Kış aylarında buzlanma olmaması için yollara tuz serpilmesi

– Araçların radyatörlerine donma olmaması için antifriz (Glikol) konması

Seyreltik ve derişik çözeltilere örnek verilecek olunursa örn; 1 şekerli çay iki şekerli çaya göre daha seyreltiktir. İki şekerli çay bir şekerli çaya göre daha derişiktir.

8.)KAZANIMLAR:

En hassas alet bürettir. Balon jojeye konulacak suyu büretle ölçmek gerekir. Bir balon joje çizgisine kadar 250 ml su alabilir. Eğer 250 ml yi beherle yada mezurla ölçersek yanlış yapacağımızı ve deneyimizin yanlış çıkacağını öğrendik.

9)KAYNAKÇA :

1-)

http://www.fenokulu.net/portal/Sayfa.php?Git=KonuKategorileri&Sayfa=KonuBaslikListesi&baslikid=45&KonuID=914

          2-)

          Deney föyü