Karışımların Sınıflandırılması

Maddeler temelde saf maddeler ve karışımlar olarak ikiye ayrılır. Karışımlar da kendi içinde homojen ve heterojen olarak sınıflandırılır. Homojen karışımlar (çözeltiler) her yerde aynı özelliği gösterirken, heterojen karışımlar her yerde farklı özellik gösterir.

Homojen karışımlara örnekler: katı-katı homojen (çelik, pirinç), katı-sıvı homojen (tuzlu su), sıvı-sıvı homojen (kolonya), sıvı-gaz homojen (kola), gaz-gaz homojen (hava). Heterojen karışımlara örnekler: adi karışım (salata), süspansiyon (ayran), emülsiyon $yağ+su$, aerosol (duman), kolloid (kan, süt).

Derişim (konsantrasyon), bir çözeltide çözünen madde miktarının çözelti miktarına oranıdır. Kütlece % derişim şu formülle hesaplanır: %m = $Çözünen kütlesi/Çözelti kütlesi$ × 100. Bu hesaplamada çözelti = çözünen + çözücü olduğunu unutma.

Pratik İpucu: Derişim hesaplarında önce çözünen madde miktarını bulup sonra çözelti miktarına oranlama yaparak kolayca sonuca ulaşabilirsin. Örneğin, kütlece %40'lık 150 gram şeker çözeltisindeki şeker miktarı: 150 × 0,40 = 60 gram şeker var demektir.

Derişim ve Koligatif Özellikler

Hacimce % derişim, çözeltide bulunan çözünenin hacminin çözeltinin hacmine oranının yüzde olarak ifadesidir: %v = $Çözünen hacmi/Çözelti hacmi$ × 100. Örneğin, %70'lik etil alkol içeren kolonya için 140 ml etil alkolde 60 ml su olmalıdır.

Koligatif özellikler, bir çözeltinin çözünen parçacık sayısına bağlı olarak değişen özellikleridir. Bunlar:

1. Kaynama Noktası: Safsızlık arttıkça, dış basınç arttıkça ve maddenin yoğunluğu arttıkça kaynama noktası yükselir. Sıcaklık ve rüzgar kaynama noktasını etkilemez.

2. Donma Noktası: Çözeltinin donma noktası saf çözücüden daha düşüktür. İyon derişimi arttıkça donma noktası daha da düşer. Antifriz ve kara tuz atılması bu ilkeye dayanır.

3. Buhar Basıncı: Sıcaklık arttıkça buhar basıncı artar, safsızlık arttıkça azalır. Maddenin cinsi arttıkça azalır, kaynama noktası arttıkça da artar.

Hatırlatma: Buhar basıncı, bir sıvının buharlaşma eğilimini gösterir. Buhar basıncı yüksek olan maddeler daha kolay buharlaşır. Bu nedenle parfümlerin kapağını açık bıraktığında hızla buharlaşırlar!

Karışımların Ayrılması

Karışımları ayırmak için birçok farklı yöntem kullanabiliriz. İşte en önemli ayrıştırma yöntemleri:

Fiziksel Özelliklere Göre Ayırma Yöntemleri:

• Mıknatıs ile ayırma: Demir, nikel ve kobalt gibi ferromanyetik maddeleri ayırmada kullanılır.
• Erime noktası farkı ile ayırma: Katı-katı homojen karışımlarda $Sn-Zn gibi$ düşük erime noktalı madde önce erir ve ayrılır.
• Tanecik boyutu ile ayırma: Süzme $sıvı-katı heterojen$, eleme $kum-çakıl$ ve diyaliz (kolloidler için) yöntemlerini içerir.

Kimyasal Özelliklere Göre Ayırma Yöntemleri:

• Kaynama noktası ile ayırma: Sıvı-sıvı homojen karışımlarda ayrımsal damıtma kullanılır.
• Çözünürlük farkı ile ayırma: Özütleme (ekstraksiyon), kristallendirme ve ayrımsal kristallendirme yöntemleriyle yapılır.
• Yoğunluk farkı ile ayırma: Ayırma hunisi $sıvı-sıvı heterojen$ ve yüzdürme (flotasyon) teknikleri kullanılır.

Sınav İpucu: Karışım ayırma yöntemlerinin temelini iyi anla! Her yöntem belirli bir fiziksel veya kimyasal farka dayanır. Örneğin su-yağ karışımını ayırma hunisiyle, şeker-tuz karışımını kristallendirme ile ayırabiliriz.

Asitler, Bazlar ve İndikatörler

Asitlerin özellikleri:

• Fenolftalein indikatöründe renksizdir
• Metallerle tepkimeye girip hidrojen gazı çıkarır
• Karbonatlı bileşiklerle karbon dioksit oluşturur

Günlük hayatta karşılaştığımız asitler: Tuz ruhu (HCl), zaç yağı (H₂SO₄), sirke asidi (CH₃COOH), kezzap (HNO₃), karbonik asit (H₂CO₃) ve fosforik asit (H₃PO₄).

Bazların özellikleri:

• Amfoter metallerle (Zn, Al, Pb gibi) tepkimeye girip hidrojen gazı çıkarır
• Fenolftalein indikatöründe pembe renk verir
• Mermer ve plastiğe etki etmezler

Yaygın bazlar: Sud kostik (NaOH), potaskostik (KOH), amonyak (NH₃), sönmüş kireç Ca(OH)₂.

İndikatörler, asit veya bazın varlığında renk değiştiren maddelerdir. Doğal indikatörler (turnusol, mor lahana, kırmızı pancar) ve yapay indikatörler (fenolftalein, metil kırmızısı) olmak üzere ikiye ayrılır.

Oksitler moleküler düzeyde asit-baz davranışı gösterir:

• Metal oksitler (Fe₂O₃, CaO) bazik özellik gösterir, suda çözündüklerinde baz oluştururlar
• Ametal oksitler (CO₂, SO₂) asit özelliği gösterir, suda çözündüklerinde asit oluştururlar
• Nötr oksitler (CO, NO, H₂O) asit veya baz özelliği göstermez
• Amfoter oksitler (ZnO, Al₂O₃) hem asit hem baz özelliği gösterir

İlginç Bilgi: Cama etki eden tek asit hidroflorik asittir (HF). Bu nedenle laboratuvarlarda HF saklamak için özel plastik kaplar kullanılır!

Asit-Baz Tepkimeleri

Nötralleşme tepkimeleri, bir asit ile bir bazın tepkimeye girerek tuz ve su oluşturmasıdır. Tepkimede asitin anyonu (-) ile bazın katyonu (+) birleşerek tuzu oluşturur. Asitin H⁺ iyonları ile bazın OH⁻ iyonları birleşerek suyu (H₂O) oluşturur.

Örnek: HCl + NaOH → NaCl + H₂O

Asit-metal tepkimeleri metallerin türüne göre farklılık gösterir:

1. Aktif metaller (1A, 2A, Fe, Ni) bütün asitlerle tepkimeye girer ve H₂ gazı oluşturur.
2. Yarı soy metaller (Cu, Hg, Ag):
   • H₂SO₄ ile SO₂ gazı
   • HNO₃ ile NO₂ gazı (derişikse) veya NO gazı (seyreltikse) oluşturur
3. Tam soy metaller (Au, Pt) sadece kral suyu $3HCl + HNO₃$ ile tepkime verir
4. Amfoter metaller (Zn, Al, Sn, Cr, Be, Pb) hem asitlerle hem de bazlarla tepkimeye girip H₂ gazı oluşturur

Karbonatlı bileşikler (CaCO₃, Na₂CO₃, NaHCO₃) asitlerle tepkimeye girerek CO₂ gazı çıkarır. Bazlarla tepkime vermezler.

Sınavda Dikkat: Aktif metaller NH₃ ile, amfoter metaller CH₃COOH, HCOOH ve NH₃ ile tepkime vermez. Bu ayrıntıyı unutma! Örneğin Mg + NH₃ tepkimesinde hiçbir şey olmaz.

Tuzlar, Sabunlar ve Deterjanlar

Tuzlar, anyon ve katyonun elektron alışverişiyle oluşturduğu iyonik bağlı bileşiklerdir. Katı halde ısı ve elektriği iletmezken, sıvı halde veya sulu çözeltilerinde iletirler. Erime ve kaynama noktaları yüksektir, suda çözündüklerinde iyonlarına ayrışırlar.

Tuzların asit-baz özellikleri:

• Kuvvetli asit + Kuvvetli baz → Nötr tuz $HCl + NaOH → NaCl$
• Kuvvetli asit + Zayıf baz → Asidik tuz $HCl + NH₃ → NH₄Cl$
• Zayıf asit + Kuvvetli baz → Bazik tuz $HCOOH + NaOH → NaHCOO$

Sabunlar, 12-18 karbonlu yağ asitlerinin NaOH veya KOH ile tepkimesi sonucu oluşan maddelerdir:

• NaOH ile yapılanlar sert sabun (beyaz sabun)
• KOH ile yapılanlar yumuşak sabun

Sabunların yapısında hidrofob (suyu sevmeyen) kuyruk ve hidrofil (suyu seven) baş kısım bulunur. Sabunlar çevre dostu ve antibakteriyel olsa da sert sularda etkisizdir ve bazı kişilerde alerjiye neden olabilir.

Deterjanlar, petrol türevlerinden üretilen, temizleme özelliğine sahip kimyasal maddelerdir. Sabunlardan daha iyi temizleyici olup sert sularda bile etkilidir, ancak doğada parçalanmaları zordur ve ötrofikasyona sebep olur.

Günlük Hayat Bağlantısı: "Benzer benzeri çözer" ilkesine göre, yağlı bir lekeyi çıkarmak için polar olmayan bir çözücü (benzin gibi) kullanabilirsin. Buna karşılık, şeker gibi polar maddeleri çözmek için su gibi polar bir çözücü kullanmalısın.