• ÇÖZELTİ Fiziksel özellikleri her yerde aynı olan (homojen) karışımlara çözelti denir. Bir çözeltiyi oluşturan her bir maddeye çözeltinin bileşenleri denir. Örneğin; su içerisinde NaCl tuzu çözülmesiyle oluşan çözeltinin bileşenleri su ve tuzdur. Genel olarak bir çözelti çözücü ve çözünenden oluşmaktadır. Çözeltiler çözünmenin şekline göre ikiye ayrılır; a. İyonlu çözeltiler Çözünen madde iyonlarına ayrışarak çözünüyorsa bu çözeltilere iyonlu çözeltiler denir. Asit, baz, tuz çözeltileri iyonlu çözeltilerdir. Bu çözeltiler hareketli iyon bulundurdukları için elektrik akımını iletirler. b. Moleküllü çözeltiler Çözünen madde moleküler olarak çözünüyorsa bu çözeltilere moleküler çözelti denir. Şekerin suda çözünmesi bu çözeltilere örnek olarak verilebilir. Bu çözeltiler elektrik akımını iletmezler. Çözeltiler kendi aralarında üçe ayrılırlar; a. Doygun çözelti Çözebileceği maksimum maddeyi çözmüş olan çözeltiye denir. b. Doymamış çözelti Çözebileceği kadar maddeyi çözmemiş olan çözeltiye denir. c. Aşırı doymuş çözelti Bazı durumlarda çözeltinin derişikliği doygunluk sınırını aşabilir. Bu gibi çözeltilere aşırı doymuş çözeltiler denir. Bu çözeltiler oldukça kararsızdır. Küçük bir etki ile fazlalıklar çöker ve doygun bir çözelti elde edilir. Çözeltiler çözünenin miktarına göre ikiye ayrılırlar; a. Derişik çözelti Belli bir miktar çözücüde, fazla miktarda çözünen içeren çözeltilere derişik çözelti denir. b. Seyreltik çözelti Belli bir miktar çözücüde, az miktarda çözünen içeren çözeltilere seyreltik çözelti denir. ÇÖZÜNÜRLÜK Belli bir sıcaklıkta 100 gram çözücüde gram olarak çözünebilen maksimum madde miktarına ÇÖZÜNÜRLÜK denir. Çözgen H2O olduğunda 100 gram yerine 100 ml değeri ile de karşılaşabilirsiniz. Örneğin,25°C’de KNO3'ün çözünürlüğü, (60 gram/100 ml su’dur). Yani 25°C’de 100 ml su en fazla 60 gram KNO3 çözebilir. Çözünürlüğe Etki Eden Faktörler 1. Çözücü cinsi 2. Çözünenin cinsi 3. Sıcaklık 4. Basınç 5. Ortak iyon ÇÖZÜCÜ VE ÇÖZÜNENİN CİNSİ Genel manada polar maddeler polar çözücülerde, apolar maddeler apolar çözücülerde daha iyi çözünür. Örneğin; NaCl tuzu suda çok iyi çözünürken, karbon tetra klorür (CCl4) sıvısında çözünmez. I2 molekülleri ise suda çözünmezken, CCl4'te iyi çözünür. SICAKLIK Sıcaklık değişimi çözünürlüğü değiştirir. Katıların sıvı içerisindeki çözünürlüğü sıcaklık arttıkça genellikle artar. Gazların sıvıdaki çözünürlüğü ise sıcaklık arttıkça azalır. BASINÇ Katıların çözünürlüğü basınç ile değişmez. Gazların sıvıdaki çözünürlüğü ise basınç arttıkça artar. ORTAK İYON Herhangi bir katının ortak iyon bulunduran çözeltideki çözünürlüğü saf çözücüdeki çözünürlüğünden daima daha küçüktür. DERİŞİM (KONSANTRASYON) Bir çözeltide birim hacimdeki çözünmüş olan çözünen miktarına derişim (konsantrasyon) denir. Belli başlı derişim birimleri; yüzde derişim, molar derişim (molarite), normal derişim (normalite) dir. Yüzde Konsantrasyon 100 gram çözeltideki (çözücü + çözünen) çözünmüş olan madde miktarına yüzde konsantrasyon denir. Örneğin; 80 gram su içerisinde 20 gram şeker çözülerek hazırlanan çözelti %20'lik bir çözeltidir. MOLARİTE: (Molar Konsantrasyon) 1 lt. çözeltide çözünmüş olan maddenin mol miktarına molarite denir. M : Molarite n : Mol sayısı V : Hacim (litre) NORMALİTE (Normal Konsantrasyon) 1 lt’de çözünmüş eşdeğer gram sayısına denir. Kısaca Normalite = Molarite x Tesir Değerliği N = Mx TD ile bulunur. Tesir değerligi asit ya da bazın değerliğine tuzun ise + yük toplamına eşittir. ÇÖZELTİLER ARASI REAKSİYONLAR (Denklemli molarite problemleri) İyon içeren iki çözelti karıştırıldığında bazen çökelme olmaz, bazende iyonlar suda az çözünen bir katı oluşturuyorsa bir çökelme olur. Yani iyonlar arasında bir tepkime gerçekleşir. 1A grubunun tuzları ve yapısında NO3- iyonu bulunduran tuzlar suda çok iyi çözünür. Diger tuzlar için bir genelleme yapmak mümkün degildir. Örnegin : AgNO3 çözeltisi ile NaCl çözeltileri karıştırıldığında bir çökelme gözlenir. Burada iyonlar yeniden düzenlenerek AgCl ve NaNO3 bileşikleri oluştuğu düşünülebilir. NaNO3 suda çok iyi çözündüğüne göre çöken tuz AgCl'dir. İyon Denklemi: Ag+(aq) + Cl-(aq) ® AgCl(k) şeklinde olur. Karıştırılan iki çözeltiden biri asit çözeltisi, diğeri baz çözeltisi ise mutlaka nötürleşme tepkimesi olacaktır. Nötürleşme denklemi: H+ + OH– ® H2O şeklindedir. ÇÖZELTİLERİN ÖZELLİKLERİ 1. Çözeltinin kaynama noktası, saf maddenin kaynama noktasından yüksektir. 2. Çözeltinin donma noktası, saf maddenin donma noktasından düşüktür. 3. Çözeltinin buhar basıncı, saf maddenin buhar basıncından düşüktür. 4. Çözeltilerin yoğunlukları çözeltilerde çözünen madde miktarına göre değişir. Bütün bu değişmeler (Katı + Sıvı) çözeltileri için düşünülebilir. Bu değişme miktarları iyon derişimine bağlıdır. Aşağıda saf su ile tuzlu suyun ısıtılması sırasında zamanla sıcaklık değişim grafikleri verilmiştir. Grafiklere dikkat edilirse kaynama sırasında saf suyun sıcaklığı sabit kalırken, tuzlu suyun sıcaklığı devamlı artmıştır. * Alkol-su karışımının ısıtılması sırasında zamana bağlı sıcaklık değişim grafiği çizilseydi aşağıdaki gibi olurdu. Grafige göre; 1. bölgesinde alkol - su karışımı vardır. Zamanla karışımın sıcaklığı artmaktadır. 2. bölgesinde 78 °C’de alkol kaynamaktadır. Verilen ısı alkolün buharlaşması için kullanılır. Sıcaklık alkolün tamamı tükeninceye kadar sabit kalır. 3. bölgesinde yalnız su vardır. Suyun sıcaklığı zamanla artar. 4. bölgesinde su 100 °C’de buharlaşmaktadır. Su tükeninceye kadar sıcaklık sabit kalır. * Saf maddelerin donma noktaları sabittir. Donma müddetince sıcaklık değişimi yoktur. Ancak çözeltilerin donma noktası çözünenin miktarına bağlı olarak değişir. Donma süresince sıcaklık düşer. ___________________ RADYOAKTİFLİK • RADYOAKTİFLİK Kendiliğinden ışıma yapabilen maddelere radyoaktif maddeler denir. Radyoaktiflik çekirdek yapısıyla ilişkilidir. Radyoaktif bir atom hangi bileşiğin yapısına girerse o bileşiği radyoaktif yapar. Radyoaktif elementler kuvvetli birer enerji kaynağıdır. Radyoaktif elementler bu enerjiyi kendiliklerinden yayınlarlar ve bu olayı hiçbir şekilde durdurmak mümkün değildir. Radyoaktif elementin tek başına bulunması, bileşik içinde bulunması, katı, sıvı, gaz, iyon halinde bulunması radyoaktif özelliğini etkilemez. Atomun radyoaktif özellik göstermesinde çekirdekteki proton sayısının nötron sayısına oranı etkilidir. Kararlılık kuşağı dediğimiz, aşağıdaki diyagramda görülen p/n oranı 1 ve 1'e yakın olan atomlar kararlıdır. Yani radyoaktif değildir. Grafikte de görüldüğü gibi hafif atomlarda, (kütle numaraları düşük) çekirdekte, aşağı yukarı eşit sayıda proton ve nötron bulunduğu halde, ağır elementlerin kararlı yani radyoaktif olmayan çekirdekleri protondan daha çok nötron bulundurur. Kararlılık kuşağı içerisinde bulunmayan çekirdekler radyoaktiftir. Bu şekilde olan atomlar daha kararlı hale gelmek için ışımalar yaparlar. Işıma yapan atomlara radyoaktif atomlar denir. RADYOAKTİF IŞIMALAR Işıma; atomun yapısından bazı parçaların atılmasıdır. a. Alfa (a) Işıması şeklinde olduğu bilinmelidir. a tanecikleri (+) yüklü taneciklerdir. a ışıması b. Beta (b–) Işıması şeklinde olduğu bilinmelidir. b tanecikleri (–) yüklü taneciklerdir. b– ışıması Beta ışımasında bir nötron bir protona dönüşür. Yani, Bu esnada çekirdekten bir elektron kütlesine eşit ağırlıkta bir parçacık fırlatılır. Buna b denir. Beta ışıması b veya b– şeklinde gösterilir. c. Gama (g) Işıması Yükü ve kütlesi olmayan ışınlardır. Enerjisi fazla olan atomlar g ışıması yaparak kararlı hale geçerler. g ışınları saf enerjidir. g ışıması mutlaka bir başka çekirdek tepkimesinden sonra gerçekleşir. d. Pozitron ( b+ ) Işıması Pozitronun kütlesi, elektronun kütlesine eşit +1 yüklü bir parçacıktır. Bir protonun bir nötrona dönüşmesiyle oluşur. e. Elektron Yakalama Kararsız olan çekirdeğin 1s orbitalinden bir elektron almasına denir. Elektron -1 yüklü, çekirdekteki proton +1 yüklü olduğundan çekirdeğe elektronun girmesi ile bir proton bir nötrona dönüşür. f. Nötron Işıması n ışıması nötron ışımasıyla atom izotopuna dönüşmüş olur. Bahsedilen bu ışımalar sonucu atom kararlılık kazanırsa radyoaktiflik özelliği de sona erer. RADYOAKTİF BOZUNMALARIN HIZI Yarılanma Süresi Radyoaktif maddeler kendilerine has hızlarla parçalanırlar. Parçalanma hızı sıcaklığa, basınca, maddenin fiziksel haline bağlı değildir. Radyoaktif bozunma hızı, oluşan çekirdeğin kararlılığı için bir ölçüdür ve genellikle yarılanma süresi olarak verilir. Yarılanma süresi demek, maddenin başlangıç miktarı ne olursa olsun, maddenin yarısının bozunması için geçen zamandır ve her izotop için ayrı ayrıdır. Bir radyoaktif element atomlarının parçalanarak yarıya inmesi için geçen zamana yarılanma süresi veya yarı ömür denir. Radyoaktif bozunmalarda atom parçalanarak başka atoma dönüşecektir. Mesela; 10 gramlık yarı ömrü t yıl olan radyoaktif madde, t yıl sonra 10 gramdan 5 grama, 2t yıl sonra 2,5 grama düşecektir. Bir atoma ait birden fazla izotopun her biri radyoaktif olabilir. Fakat bu radyoaktif atomların kararlılıkları farklı farklıdır. Yarılanma süresi uzun olan radyoaktif maddeler yarılanma süresi kısa olan radyoaktif maddelere göre daha kararlıdırlar. YAPAY RADYOAKTİFLİK Eğer kararlı bir çekirdek bazı taneciklerle bombardıman edilirse yapay radyoaktiflik meydana gelir. Bombardımanı yapan taneciklerin enerjisi yeteri kadar büyükse çekirdek bunlarla birleşerek yeni bir çekirdek oluşturur. Eğer bu yeni oluşan çekirdek kararsızsa radyoaktif bozunmaya uğrar. Mesela 12C çekirdeği enerjisi arttırılmış protonlarla bombardıman edilirse radyoaktif hale gelir. Yeni oluşan çekirdeği radyoaktiftir. atomu radyoaktif bozunmaya uğrayacaktır. Yapay çekirdek tepkimeleri şu özellikleriyle kimyasal tepkimelere benzer. a. Tepkime sırasında enerji alınır ya da verilir. b. Tepkimelerin genellikle belirli bir aktifleşme enerjisi vardır. Yapay çekirdek tepkimeleri, kimyasal tepkimelerden farklı olarak; a. Atomdaki proton, nötron sayıları değişir. b. Toplam madde miktarında çok az olsa ölçülecek kadar değişme olur. c. Tepkimeler yalnızca o izotopa özgüdür. Çekirdek tepkimeleri ile tabiatta bulunmayan elementlerin izotopları sentezlenebilir. Fisyon (Bölünme) Tepkimeleri Kararlılığı az ve büyük olan çekirdeklerin kararlı küçük çekirdeklere dönüşmesine fisyon tepkimesi denir. Bu olayda büyük miktarda enerji açığa çıkar. Bölünme tepkimeleri atom bombalarının yapımında kullanılmıştır. Füzyon (Kaynaşma) Tepkimeleri Hafif ve kararlılığı az olan çekirdeklerin, birleşerek ağır ve kararlı çekirdek oluşturmasına füzyon tepkimesi denir. Bu olayda da çok enerji açığa çıkar. Hidrojen bombasının temeli bu tepkimedir. Bu tepkimenin güneşte de olduğu kabul edilmektedir. Kaynaşma tepkimeleri çok yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirilebilmektedir. Bu nedenle hidrojen bombasının yapılması atom bombasındaki çekirdek tepkimesinden elde edilen enerji ile gerçekleştirilebilmektedir.
