Çözeltiler 

18 Ağustos 2008 05:10 · Spinoza · 0 fav · Etiketler asit , element , kimya , kovalent , mol , periyodik , sıcaklık , tepkime , çözelti , çözeltiler , ısı

ÇÖZELTİLER

Amaç

Çözeltiler deneyinde, çözünürlük ve çözünme hızını hangi faktörlerin nasıl etkilediği, ayrıca bir çözücünün içine buharlaşmayan bir çözünen eklendiğinde çözücünün kaynama noktasında ne gibi değişiklikler olduğu incelenecektir.

Teori

Bir maddenin başka bir madde tanecikleri arasında, iyonlar ya da moleküller halinde, homojen olarak dağılmasına çözünme denir. Bağıl miktarları çözünürlük sınırına kadar değişebilen iki ya da daha çok maddeden oluşan homojen karışıma çözelti denir. Çözeltiler özellik olarak iki tür bileşen içerir;
Çözücü: Genellikle çözeltideki miktarı fazla olan bileşendir. İçindeki maddeyi homojen olarak dağıtır.
Çözünen (homojen dağılan): Çözücü dışındaki bileşendir.

mçözelti =mçözücü+mçözünen

Verilen bir çözelti için belirli miktar çözücüde çözünmüş madde miktarına derişim (konsantrasyon) denir. Derişimin düşük olduğu çözeltilere seyreltik çözeltiler, yüksek olduğu çözeltilere ise derişik çözeltiler denir.

Çözelti Türleri

I. Çözücünün Haline Göre: Üç tür çözelti vardır. Her bir tür; içinde çözünen maddenin haline göre, üç alt türe ayrılır. Böylece çözücü ve çözünenin hallerine göre 9 tür çözelti oluşturulabilir.



II. Elektrik Akımı İletmelerine Göre: Çözeltiler elektrik akımını iletip iletmeme durumuna göre, başlıca 2 gruba ayrılarak incelenirler.

Elektrik akımını ileten çözeltiler: Asit. Baz, tuz gibi maddeler suda çözündüğünde iyon oluştururlar. Bu nedenle çözeltileri elektrik akımını iletir. Elektrolit çözelti adını alırlar.
Elektrik akımını iletmeyen çözeltiler: Şeker, alkol gibi suda moleküller halinde çözünen maddelerin sulu çözeltileri elektrik akımını iletmezler.
III. Çözünen Madde Miktarına Göre:

Doymuş Çözeltiler: Belli bir sıcaklıkta birim hacim ya da, birim kütle çözücü içinde çözünürlüğün belirlediği ölçüde çözünen içeren çözeltilerdir. Aynı sıcaklıkta daha fazla madde çözmezler.
Aşırı doymuş çözeltiler: Belli bir sıcaklıkta içinde doymuş çözeltinin çözdüğü çözünen madde miktarından daha fazla madde çözünmüş çözeltilerdir. Kararsızdırlar. Bir miktar çözünen madde çökerek doymuş çözelti haline gelirler.
Doymamış çözeltiler: Belli bir sıcaklıkta doymuş çözeltinin çözdüğü maddeden daha az çözünen içeren çözeltilerdir. İstenildiğinde aynı sıcaklıkta bir miktar madde daha çözerek doymuş çözelti haline getirilebilirler.

Çözeltilerin Özellikleri

Buhar basıncı: Sabit sıcaklıkta sıvı – katı çözeltinin buhar basıncı, saf çözücüsünün buhar basıncından küçüktür.
Kaynama sıcaklığı: Çözeltinin kaynama sıcaklığı saf sıvı çözücüsünden yüksektir. Kaynadıkça bir süre kaynama sıcaklığı yükselir, doygunluk noktasında sabitleşir.



Grafiklerden görüldüğü gibi sulu çözelti saf sudan daha yüksek sıcaklıkta kaynamaya başlamıştır. Bir süre kaynadıktan sonra doymuş çözelti oluşur. Kaynama sıcaklığı sabitleşir.
Erime sıcaklığı: Bir katı çözeltinin erimeye başladığı sıcaklık, saf çözücüsünün erime sıcaklığından düşüktür.
Donma sıcaklığı: Sıvı bir çözeltinin donmaya başladığı sıcaklık, saf çözücünün donma sıcaklığından düşüktür. (donma sıcaklığı düşmesi)

Çözünürlük

Bir maddenin, belli bir sıcaklıkta, bir sıvıdaki doymuş çözeltisinin derişimine, maddenin o sıvıdaki çözünürlüğü denir.
Belli bir sıcaklıkta bir litre doymuş sulu çözeltide çözünmüş maddenin mol sayısı molarite türünden çözünürlüğü verir.

Çözünürlük Dengesine Etki Eden Elementler

Sıcaklığın Etkisi: Maddelerin çözünürlüğüne sıcaklığın etkisi, doymuş bir çözelti hazırlanırken alınan ya da verilen ısı miktarına bağlıdır. Sistem üzerine sıcaklık değişiminin etkisi, Henri Le Chatelier tarafından ortaya konulmuş kural yardımıyla incelenebilir. Bu kurala göre, dengedeki bir sisteme dışarıdan bir etki yapıldığında, sistem bu etkiyi yok edecek şekilde yeni bir denge oluşturmaya çalışır. Çözünme olayının ekzotermik ya da endotermik oluşuna göre farklılık gösterir. Buna göre;
Ekzotemik çözünmelerde DHç < 0 tür. Bu nedenle sıcaklık artışı dengeyi çökme lehine değiştirir. Le Chatelier kuralına göre, bu durumda sıcaklık artarken çözünürlük azalır. Bu durum, sıvı içinde gaz çözeltileri için geçerlidir.

Çözünen + H2O Doymuş çözelti + Enerji

Endotermik çözünmelerde DHç > 0 tür. Bu nedenle sıcaklık artışı dengeyi çözünme lehine değiştirir. Isı alarak çözünen maddelerin doygunluk civarında çözünürlükleri, sıcaklığın artmasıyla artar. Bu sistemin sıcaklığı arttırılırsa Le Chatelier kuralına göre sistem, sıcaklığını düşürecek şekilde sağa doğru kayar. Bunun anlamı ise, daha fazla maddenin çözüneceğidir. Bu durum, çoğu iyonik bileşiklerin çözeltileri için geçerlidir.

Enerji + Çözünen + H2O Doymuş çözelti

Çözücünün Türü: bir çözücü kendi yapısına benzer yapıdaki maddeyi daha iyi çözer. Genellikle polar maddeler sadece polar çözücülerde, polar olmayanlar (apolar) ise sadece polar olmayan çözücülerde çözünürler. Bu, çözünürlüğün birinci kuralıdır ve şöyle özetlenebilir; ‘ benzer, benzeri çözer.’

Örnek olarak;

I2(k) alkolde suda olduğundan daha çok çözünür.

I2(k) + Alkol I2 (alkolde)

NaCl(k) suda çok fazla, alkolde ise çok az çözünür.

NaCl(k) + Su Na+(suda) + Cl-(suda)

Ortak İyon Etkisi: Az çözünen bir maddenin, içerdiği iyonlardan birini bulunduran (ortak iyon) bir çözeltide çözünürlüğü daha da azaltır. Ortak iyon denge sisteminde derişim artışı etkisine neden olur. Denge çökme lehine bozulur. Ortak iyon içeren çözeltilerde çözünürlük azalır.
Basınç Etkisi: Basınç gazların sudaki çözünürlüğünü artırır. Örnek olarak; gazoz, şekerli suda yüksek basınçta CO2 gazı çözünmesiyle oluşur. Kapağı açıldığında basınç azalacağından gaz kabarcıkları halinde CO2 gazı ayrılır.

Bir çözeltide çözünen yüzeyi ne kadar fazla olursa çözünme hızı da o kadar fazla artacaktır. Çünkü bu durumda, birim zamanda daha fazla çözünen çözücüyle temas edecektir.

Çözeltilerin Donma ve Kaynama Noktaları

Uçucu olmayan maddelerle hazırlanan çözeltilerde buhar basıncı düşmesi bu çözeltilerin donma ve kaynama noktalarını etkiler.
Bir sıvının kaynama noktası, sıvının buhar basıncının, dış atmosfer basıncına eşit olduğu sıcaklık olarak tanımlanır. Bir atmosfer basınç altında ölçülen kaynama noktasına ‘normal kaynama noktası’ adı verilir. Uçucu olmayan bir madde, içinde bulunduğu çözücünün buhar basıncını azalttığından, çözelti saf çözücünün normal kaynama noktasında kaynamaz. Çözeltinin buhar basıncını bir atmosfere çıkarmak için sıcaklığının çözücünün normal kaynama sıcaklığının üstüne çıkarılması gerekir. Şu halde uçucu olmayan maddelerin çözülmesiyle hazırlanan çözeltilerin kaynama noktaları saf çözücülerinkinden daha yüksektir. Kaynama noktasındaki yükselme çözeltideki çözünenin derişimi ile orantılıdır. Aşağıdaki bağıntı bu ilişkiyi ifade etmektedir.

DTb=Kb x m

m:molalite

Kb:molal kaynama noktası yükselmesi sabiti

Donma noktasında katı ve sıvının buhar basıncı eşittir. Sıvı çözücü ile katı çözücünün buhar basıncı eğrileri çözeltinin donma noktasında kesişir. Ancak bu sıcaklıkta çözeltinin buhar basıncı saf çözücünün denge buhar basıncından daha düşüktür. Çözeltinin buhar basıncı eğrisi, katı çözücünün buhar basıncı eğrisini daha düşük bir sıcaklıkta keser. Bu nedenle, çözeltinin donma noktası, saf çözücününkinden daha düşüktür. Kaynama noktası yükselmesindeki gibi donma noktası düşmesi de çözelti derişimine ve çözücüye bağlıdır. Aşağıdaki bağıntı bu ilişkiyi ifade etmektedir.

DTf=Kf x m

m: molalite

Kf :molal donma noktası düşmesi sabiti


Deneyin Yapılışı
1. Aşama : Çözünenin ve çözücünün yapısı
Su, etil alkol, karbontetraklorür(CCl4) bulunduran deney tüplerini içine ayrı ayrı biçimde tuz, sukroz, parafin ve I2 maddeleri eklendi ve çözünebilirlikleri incelendi. En son olarak da bu veriler veri defterine kaydedildi.

2. Aşama : Çözünmede öğütmenin etkisi
Yaklaşık aynı büyüklükte iki adet bakır(II) sülfat kristali(CuSO4) alındı. Kristallerden biri iyice öğütüldü, diğeri ise bütün olarak iki ayrı deney tüpüne konuldu ve her birine 2ml su eklenerek tüpler çalkalandı En son gözlemler not edildi.
3. Aşama: Çözünürlüğe sıcaklığın etkisi
İki ayrı deney tüpüne de eşit miktarda su ve tuz konuldu. Daha sonra tüplerden biri bagetle karıştırıldı. Diğeri ise bunzen bekinde ısıtıldı Bu sırada deney tüpündeki değişiklikler gözlemlendi
4. Aşama: Çözücünün kaynama noktasına çözünenin etkisi
Bir beherin içine 50ml su eklendi ve bunzen beki alevinde kaynayıncaya kadar ısıtıldı. Kaynayınca içine termometre sarkıtılıp suyun kaynama noktası ölçüldü. Daha sonra üstüne üçer defa ayrı ayrı 5 er NaCl eklenerek kaynama noktaları incelendi. Veriler düzenli olarak kaydedildi.

Sonuçlar

1. Aşama


Çözücü/
Çözünen
Tuz
Sukroz
Parafin
I2

Su Çözündü
Şeffaf renk Çözündü
Şeffaf renk Çözünmedi
Yüzüyor Az çözündü
Sarımtrak renk

Etil alkol

Çözünmedi
Çözünmedi
Çözünmedi Çözündü
Kızıl-kahve
renk

CCl4
Çözünmedi
Çözünmedi
Çözünmedi Çözündü
Pembe- mor
renk

2. Aşama

Öğütülmüş CuSO4 kristali, öğütülmemiş CuSO4 kristalinden daha çabuk çözündü. Sonunda iki çözelti de açık mavi renk aldı.

3. Aşama

Isıtılan tuzlu - su çözeltisinin daha çabuk çözündüğü görüldü.

4. Aşama
50 gr saf su 95 oC de kaynadı. Üzerine 5 gr NaCl eklendiğinde çözelti 101 oC de kaynadı. Daha sonra 5 gr daha tuz eklendiğinde çözelti 105 oC de kaynadı. En son olarak 5 gr eklendiğinde su 106 oC de kaynadı.

Yorum

Bu deneyimizde çözünürlüğe sıcaklığın, öğütmenin ve çözeltinin bileşenlerinin türünün etkisini inceledik. Ayrıca suyun içinde doygunluk derecesine kadar madde çözünüldüğünde çözeltinin kaynama noktasının devamlı arttığını, çözelti doymuş çözelti haline geldiği zaman çözeltinin kaynama noktasının sabit kaldığını öğrendik.

0 yorum

Radyoaktif Bozunma Çeşitleri 

18 Ağustos 2008 05:10 · Spinoza · 0 fav · Etiketler kimya , radyoaktif bozunma çeşitleri

0 yorum

Elektroliz Nedir? 

18 Ağustos 2008 05:09 · Spinoza · 0 fav · Etiketler elektroliz nedir , kimya

0 yorum

Kimyasal Bağlar ve Hibritleşme 

18 Ağustos 2008 05:08 · Spinoza · 0 fav · Etiketler kimya , kimyasal bağlar ve hibritleşme

Kimyasal Bağlar ve Hibritleşme


01. İyonik Bağlar

Elektronegatiflikleri farklı olan iki atom arasındaki elektron alış verişi sonucunda oluşan (+) ve (-) yüklü iyonlar birbirlerine iyonik bağlarla bağlanır. Bu iyonlar arasındaki bağ elektrostatik çekim kuvvetidir.

Örnek olarak NaCl verecek olursak Na (sodyum) bir elektron vererek Na+ katyonunu oluşturur ve bu elektron Cl (klor) tarafından alınır ve Cl- anyonunu oluşturur. İki zıt yüklü iyon arasındaki elektrostatik çekim nedeniyle iyonik bir bağ oluşur. Bu kuvvetli çekim kuvvetinden dolayı erime noktaları yüksektir.

İyonik bileşik oluşturma kuralları

İki farklı cins atomun iyonik bir bileşik oluşturup oluşturamayacağı iyonlaşma enerjisi, elektron ilgisi, elektronegatiftik gibi özelliklerinden yararlanılarak anlaşılır.

İyonlaşma enerjisi: Metalin iyonlaşma enerjisi ne kadar küçükse, yani ne kadar düşük bir enerji ile elektron verebiliyorsa o kadar kolay iyonik bileşik oluşturabilme yeteneği vardır. Periyodik tabloda soldan sağa gidildikçe katyonun üzerindeki pozitif yük artacağı için elektronun atomdan ayrılması güçleşir iyonlaşma enerjisi de büyür: Na+, Mg2+ , Al3+,... sırasında sodyumun tüm bileşikleri iyonikken magnezyum ve alüminyum kovalent bağlı bileşikler oluşturabilir.

Elektron ilgisi: Ametalin elektron ilgisi ne kadar büyük olursa iyonik bileşiğin oluşumu da o derece daha kesin olur. Yine periyodik tabloda soldan sağa gidildikçe anyon üzerindeki negatif yük sayısı azalır ve elektron ilgisi artarak iyonik bileşik oluşturmaya eğilimlenir. C 4-, N3-, O 2-, F - sırasına göre flor en yüksek iyonik bileşik yapma yeteğine sahiptir.

Kristal yapıyı oluşturma enerjisi: Elektron alış verişi ile katyon ve anyon oluştuktan sonra bu iki iyon birbirlerini çekerek kristal yapıyı meydana getirir. Kristal yapıyı meydana getirme esnasında bir enerji açığa çıkar. Meydana gelen bu enerjiyle kristal yapıyı oluşturma şansıda artar.

Elektronegatiflik: Bileşik yapan iki ayrı cins atomun elektronegatiflik değerleri birbirinden çıkarılır. Eğer bu fark 1.7 den büyükse bağ iyonik bağdır. Atomlar arasındaki elektronegativite farkı 1.7 ile 0.5 arasında ise bağ polar kovalent bağ, 0.5 den küçük ise bağ apolar kovalent bağ olarak nitelendirilir.

NaF bileşiğinde, Na atomunun elektronegativitesi 0.9, Florun ise 4.0 dır.
Elektronegativite farkı 4.0- 0.9 = 3.1 Bunun neticesinde NaF bileşiğindeki bağ iyonik bağdır.


02. Kovalent Bağlar

Elektronegatiflikleri birbirine yakın veya aynı olan atomların elektronlarını ortaklaşa kullanmaları sonucunda oluşan bağa kovalent bağ denir. H2, F2, Cl2, O2, P4 , S8 kovalent bağlı moleküllerdir.

Lewis kuralına göre



Cl ile Cl birer elektronlarını ortaklaşa kullanarak kovalent bağ oluşturur. Bu elektron çifti bağ olarak çizgi şeklinde gösterilir.
Cl-Cl

Aynı iki atom arasında bir elektron çiftinden daha fazla elektron ortaklaşa kullanılabilir. Buna çoklu kovalent bağ ismi verilir. Çift bağda, iki atom arasında iki elektron çifti, üç bağda ise üç elektron çifti bulunur.

Kovalent Bağlı Moleküllerden Oluşan Maddelerin Özellikleri
Kovalent bağlı moleküllerden oluşan maddeler, iyonik ve metalik bağlı maddelere nazaran daha düşük kaynama ve erime noktasına ve ayrıca daha düşük erime ve buharlaşma ısılarına sahiptirler. Çünkü bir iyonik bileşiği eritirken çok kuvvetli olan iyonik bağları kırmak için yüksek sıcaklığa ısıtmak gereklidir. Halbuki moleküllerden oluşan bir katı maddeyi eritmek için iyonik bağa göre çok daha zayıf olan moleküller arası çekim kuvvetlerini yenmek, gerekeceğinden daha düşük bir sıcaklığa ısıtmak kafi olacaktır. Düşük yoğunlukludurlar, gaz sıvı ve katı haldedirler. Katı halde iken kırılgan ve zayıf yumuşak veya mumsu bir yapıları vardır. Elektrik ve ısıyı çok az iletirler. Genellikle organik çözücülerle çözünebilirler.


03. Polar kovalent Bağlar

Elektronegatiflikleri birbirinden farklı iki atomun oluşturduğu kovalent bağlarda ortak kullanılan elektron çifti eşit olarak paylaşılmaz. Daha elektronegatif olan atom tarafından bu elektron çifti daha fazla çekilir ve böylece polar kovalent bağ oluşur.

Bazı atomlar arasındaki elektronegatiflik sırası aşağıda verilmiştir.

F>O>N>Cl>Br>C>I>H



Cl (klor) atomunun elektronegatifliği H (hidrojen) atomundan çok fazla olduğu için ortak elektronlar klor atomu tarafından daha çok çekilir ve hidrojen kısmi pozitif yükle yüklenirken, klor kısmi negatif yükle yüklenir. Böylelikle dipol moment oluşur.
Dipol momenti olan moleküller polardır.

H+δ  Cl-δ


04. Koordine Kovalent Bağlar

Bağ yapmak için elektronlar tek atom tarafından veriliyorsa, bu tür kovalent bağlara koordine kovalent bağ denir.

N (azot) atomu üç bağ yapabilir. N atomu üzerinde bulunan ortaklanmamış elektron çifti hidrojenle dördüncü bağ yapımında kullanılır. Böylece bu bağın oluşumunda elektronlar azot tarafından sağlanmış olur.



05. HİBRİTLEŞME

Kovalent bağlar, orbitallerin örtüşmesi sonucunda gerçekleşirler. Orbitallerinde örtüşebilmesi için, örtüşmeye katılan orbitallerin birer elektron içermesi gerekmektedir.Her atom çiftleşmemiş elektron sayısı kadar bağ yapabilir. İki veya daha fazla atom orbitallerini, birbirleri ile hibritleşmeye uygun simetriye getiriler. Böylelikle oluşan yeni orbitallere hibrit orbitalleri denir. Hibirtleşmenin gerçekleşebilmesi için orbitallerin enerjileri birbirine yakın olmalıdır.

05.01.  (Sigma bağı)



05.02.  (pi Bağı)

P orbitallerinin dikey olarak örtüşmesi ile olur.



05.03. sp Hibritleşmesi

BeF2 örneği verilerek sp hibritleşmesi açıklanabilir. Öncelikle atomların elektron dizilimleri yazılır.

4Be 1s22s2


9F 1s22s2 2p5


Be’ nin 2 tane bağ yapabilmesi için 2 tane yarı dolu orbitalinin olması gerekiyor . Bu nedenle 2s2 deki 2 elektronundan birini bir sonraki kabuğa uyarır. Aşağıdaki gibi bağ yapmaya hazır 2 tane yarı dolu orbital oluşturur.



2 tane F atomunun 2pz deki elektronları bu orbitallere yerleşerek sp hibritleşmesi gerçekleştirirler.



BeCl2 bağ açıları 180 olan doğrusal sp hibriti yapar.






05.04. sp2 Hibritleşmesi

BH3 örneği verilerek sp2 hibritleşmesi açıklanabilir. Öncelikle atomların elektron dizilimleri yazılır

5B 1s2 2s22p1



1H 1s1



B nin 3 tane bağ yapabilmesi için 3 tane yarı dolu orbitalinin olması gerekiyor . Bu nedenle 2s2 deki 2 elektronundan birini bir sonraki kabuğa uyarır. Aşağıdaki gibi bağ yapmaya hazır 3 tane yarı dolu orbital oluşturur.



3 tane H atomunun da 1s1 deki elektronları bu orbitallere yerleşerek sp2 hibritleşmesini gerçekleştirirler.




BH3 molekülü bağ açıları 120 olan üçgen düzlem yapıya sahip sp2 hibritini oluştururlar.








05.05. sp3 Hibritleşmesi

H atomunu elektron dağılımı

1H 1s1


Karbon atomunun elektron dağılımı

6C 1s2 2s22p2 şeklindedir.



Bu durumda karbon atomunun bağ yapabilecek 2 tane eşleşmemiş elektronu gözüküyor. Fakat 4 hidrojen atomu ile bağ yapması bekleniyor. Bu durumda 2s2 deki iki elektrondan biri 2pz orbitaline uyarılır. Böylece karbon atomunu 4 tane bağ yapabilecek yarı dolu orbitali oluşur.


Böylelikle hidrojen atomu 4 tane yarı dolu orbitale birer elektronunu vererek bağlanma yapar.

C bir tane s ve 3 tane p orbitalini kullanarak bağ açıları 109.5 olan tetrahedral sp3 hibritleşmesini gerçekleştirdi.







Bu örnekle karbon atomunun her zaman 4 bağ yaptığını gördük. Diğer bir gösteriş şekliyle C değerlik bağ elektron sayısı 4 tür (2s22p2) Buradaki 4 tane elektron C atomu üzerine tek tek yerleştirilir. H atomunun değerlik elektron sayısı 1 (1s1) olduğundan ve 4 tane H atomu bulunduğu için her bir H atomunun elektronu C atomunun elektronu ile eşleşir.



Ortaklanmamış elektronlarda sigma bağı gibi düşünülür.
Buna da örnek olarak NH3 (amonyak) verebiliriz.

7N 1s2 2s22p3

Normalde N (azot) H (hidrojen) ile 3 bağ yapıyor gibi gözüküyor ama eğer lewis yapısını çizecek olursak,

7N 1s2 2s22p3



N’ un 3 tane bağ yapabilecek elektronu bulunmaktadır. Buda H atomunun 1 s1 orbitalindeki bir elektron ile 3 tane bağ yapabileceğini gösteriyor.






N üzerindeki bağa katılmayan ortaklanmamış elektronlarda bağ gibi sayılacağından sp3 hibritleşmesi yapacaktır. Ortaklanmamış elektron çifti çekirdeğe daha yakındır. Bu yüzden s karakteri artar dolayısıyla bağ açısı artar.
Bağ elektronları birbirini iter. Ortaklanmamış elektron çiftinin itme kuvveti bağ elektronlarınkinden daha fazladır. Ortaklanmamış elektronların itme kuvveti fazla olduğu için beklenen 109.5 açıdan sapma gösterir.


05.06. dsp3 Hibritleşmesi

PCl5 örneği verilerek dsp3 hibritleşmesi açıklanabilir. Öncelikle atomların elektron dizilimleri yazılır.

15P 1s2 2s22p63s23p3



17 Cl 1s2 2s22p63s23p5


P’ nin 5 tane bağ yapabilmesi için 5 tane yarı dolu orbitalinin olması gerekiyor . Bu nedenle 3s2 deki 2 elektronundan birini bir sonraki kabuğa uyarır. Aşağıdaki gibi bağ yapmaya hazır 5 tane yarı dolu orbital oluşturur.



Cl atomunun da çiftleşmemiş elektronları bu orbitallere yerleşerek sp3d hibritleşmesini gerçekleştirirler.

PCl5 üçgen çiftpiramit geometrisindeki hibritleşmeyi gerçekleştirir.






05.07. d2sp3 Hibritleşmesi

SF6 örneği verilerek d2sp3 hibritleşmesi açıklanabilir. Öncelikle atomların elektron dizilimleri yazılır.

16S 1s2 2s22p63s23p4



S’ nin 6 tane bağ yapabilmesi için 6 tane yarı dolu orbitalinin olması gerekiyor . Bu nedenle 3s2 deki 2 elektronundan birini bir sonraki kabuğa uyarır. Aşağıdaki gibi bağ yapmaya hazır 6 tane yarı dolu orbital oluşturur.


F atomunun da çiftleşmemiş elektronları bu orbitallere yerleşerek sp3d2 hibritleşmesini gerçekleştirirler.

SF6 oktahedral geometrisindeki sp3d2 hibritleşmesini gerçekleştirir.



Örnek (bağ sayısı) Hibrit Şekli Geometrisi Bağ açısı()
NY2 sp doğrusal 180
NY3 sp2 üçgen düzlem 120
NY4 sp3 düzgün dörtyüzlü 109.5
NY5 sp3d üçgen piramit 120-90
NY6 sp3d2 sekiz yüzlü (octahedral) 90

0 yorum

ZAYIF ASİT ve BAZLAR (Ka ve Kb) 

18 Ağustos 2008 05:07 · Spinoza · 0 fav · Etiketler asit , element , kimya , kovalent , mol , periyodik , sıcaklık , tepkime , zayıf asit ve bazlar (ka ve kb) , çözelti , ısı

0 yorum

Dna nedir nerede bulunur? 

18 Ağustos 2008 05:07 · Spinoza · 0 fav · Etiketler biyoloji , dna , dna nedir nerede bulunur , rna

1-) DNA NEDİR VE NEREDE BULUNUR ?

DNA "Deoksi Ribo Nükleik Asit" isimli bir tür molekül grubunun kısaltılmış isimidir. DNA'nın çift zincirli ip merdivene benzer. Çift zincirli yapıdaki DNA zinciri oldukça uzun bir zincirdir.Bu zincir hücre içindeki özel enzimler ve proteinler aracılığı ile paketlenir. Nasıl ki uzun bir ipi makaraya düzenli bir şekilde sarıyorsanız, hücrede buna benzer bir mekanizma ile DNA yı paketleyerek çekirdeğinin (Nukleus) içine yerleştirir.DNA her hücrede bulunur.Örneğin böbreklerinizin hücrelerinde, karaciğerinizin hücrelerinde, kemik hücrelerinizde kısacası vücudunuzdaki her hücrede DNA molekülü mevcuttur.


2-) DNA’NIN KEŞFİ:


MİESCHER : 1869 yıllarında ilk olarak Miescher tarafından hücre çekirdeğinde özel bir madde bulundu ve buna Miescher “ Nüklein” adını verdi . Daha sonra ise nükleit asitlerin iki tipte olduğu anlaşıldı . Birincisi timüsten elde edilen timonükleik asit, ikincisi bira mayalarından elde edilen zimonükleik asit . Timonükleik asit hayvanlar alemine , zimonükleik asit ise bitkiler alemine özgü sayıldı.
FEULGEN – ROSSENBECK : 1924 yıllarında ise Feulgen ve Rossenbeck timonükleik asidin çok duyarlı bir tepkimesini tanımladılar ; böylece her iki nükleik asidin her iki canlılar aleminde bulunduğu ispat edilebildi. ondan sonra timonükleik asit çekirdeğe , zimonükleik asit ise sitoplazmaya ait özgü yapı maddeleri sayıldı.
LEVENE – MORİ : 1929 yılında Levene ve Mori tarafından timonükleik asidin DNA , zimonükleik asidin ise RNA Olduğu anlaşıldı.
WATSON – CRİCK : 1953 yılında Watson ve Crick DNA molekülünün kendine has özelliklere sahip bir çift sarmal yapı halinde bulunduğunu ileri sürdüler. Bu araştırıcıların önerdikleri DNA yapısı o tarihlerde başka araştırıcılar tarafından ortaya konulan DNA ya ilişkin önemli bulgulara dayanmaktadır. Bunlardan biri, Wilkins ve Franklin tarafından, izole edilmiş DNA fibrillerinin X-ray ışınlarını kırma özelliklerinin açıklanmasıdır. Elde edilen X ışını fotoğrafları, DNA nın zincirlerindeki bazların diziliş sırasına bağlı olmaksızın, çok düzenli biçimde dönümler yapan bir molekül olduğunu göstermektedir. Ayrıca TMV (tütün Mozaik Virüsü) üzerinde yapılan çalışmalar da DNA ile ilgili çalışmalarda ışık tutmuştur.


İşte Watson ve Crick bu bulguları değerlendirerek böyle özelliklere sahip DNA makro molekülünün sekonder yapısına ait bir model geliştirdiler. Bu modele göre, bir çok sorunun açıklanması yapılabildiğinden dolayı 1962 yılında bu iki bilim adamına NOBEL ÖDÜLÜ verildi


Bir başka önemli bulguda Chargaff tarafından saptanmıştır. Herhangi bir türe ait DNA nın nükleotidlerine parçalandığında serbest kalan nukleotidlerde adenin miktarının timine, guanin miktarının da sitozine daima eşit olduğunun saptanmasıdır.. Yani Chargaff kuralı‘na göre doğal DNA moleküllerinde adeninin timine veya guaninin sitozine oranı daima 1’e eşittir. (A/T=1 ve G/C=1).



3-) DNA’NIN ŞEKLİ VE YAPISI :


DNA molekülü, heliks (=sarmal) şeklinde kıvrılmış, iki kollu merdiven şeklindedir. Kollarını, yani merdivenin kenarlarını, şeker (deoksiriboz) ve fosfat molekülleri meydana getirir. Deoksiriboz ile fosfat grupları ester bağlarıyla birbirlerine bağlanmıştır. İki kolun arasındaki merdiven basamaklarında gelişigüzel bir sıralanma yoktur; her zaman Guanin (G), Sitozin’in (C ya da S); Adenin (A), Timin’in (T) karşısına gelir. Hem pürin (yani adenin ve guanin) ile pirimidin (yani sitozin ile timin) arasındaki hidrojen bağları, hemde diğer bağlar, meydana gelen heliksin düzgün olmasını sağlar. Pürin ve pirimidin bazları, yandaki şekerlere (Riboz), glikozidik bağlarla bağlanmıştır. Baz, şeker ve fosfat kombinasyonu, çekirdek asitlerinin temel birimleri olan nükleotidleri meydana getirmiştir. Dört çeşit nükleotid vardır. Bunlar taşıdıkları bazlara göre isimlendirilirler (Adenin, Guanin, Sitozin,Timin).


NÜKLEOZİT


AZOTLU ORGANİK BAZ + DEOKSİRİBOZ ŞEKERİ + FOSFORİK ASİT


NÜKLEOTİT


Nükleotidler birbirlerine fosfat bağlarıyla bağlanarak, şeker ve fosfat kısımlarının birbirlerini izlediği serilerden oluşan bir omurgaya sahip uzun ve dallanmış polinükleotid zincirlerini meydana getirmiştir. Kovalent ester bağları veya fosfodiester bağları olarak da bilinen bu bağlar son derece kuvvetlidir.


Fosfodiester bağlarının varlığı DNA molekülünün tek zincirli yapı halinde iken bile dayanıklı ve stabil yapıda olmasını sağlar. Genetik mühendisliğinin hedeflerinden biri olan klonlama çalışmaları, doğal yolla gerçekleşmesi mümkün olmayan kovalent bağ kırılmalarını gerçekleştirerek yeni türler oluşturma çabalarını arar.
Hidrojen bağları daima bir pürin(A,G) ile bir pirimidin (T,C) bazı arasından meydana gelir. A-T baz çiftinde 2 hidrojen bağı, G-C baz çiftleri arasında ise 3 hidrojen bağı bulunmaktadır. Hidrojen bağlarının özelleşmesi; anahtar kilit modelinini andıran, uygun nukleotid moleküllerinin karşılıklı gelerek birbirlerine yine uygun sayıda hidrojen bağları ile bağlanmasını sağlar. Böylece zincirin bir kolunda bulunan nukleotidlerin dizilişi,karşı kolda bulunan nukleotidlerin dizilişini bir çeşit dikte ve kontrol eder. Tesadüfe bırakmayan bir titizlikle molekül yapısı oluşturulur ve kontrol edilir.
DNA molekülünün en önemli özellik iki polinükleotid zincirin birbirinin tamamlayıcısı olmasıdır. Pozitif (+) ve negatif (–) iki polinukleotid zincirlerinin tamamlayıcılık özelliği,genetik materyalin işlevlerini doğru biçimde nasıl yapabildiğinin açıklanması açısından DNA’nın en önemli temel özelliklerinin başında gelir.
DNA bir organizmanın oluşuma ilişkin bilgileri taşır.DNA molekülleri, hücre çekirdeğinde bulunurlar ve vücudumuzda bulunan tüm proteinleri oluşumu sırasındaki kodlamış bilgileri içerir.DNA’nın protein yapma işlemi ,inanılmayacak derecede kusursuzdur.

0 yorum

Metallerin Krozyonu 

18 Ağustos 2008 05:06 · Spinoza · 0 fav · Etiketler asit , element , kimya , kovalent , metallerin krozyonu , mol , periyodik , sıcaklık , tepkime , çözelti , ısı

1. METALLERİN KOROZYONU
Metallerin hemen hemen hepsi doğada bileşik halinde bulunurlar. Bu bileşiklerden ilave malzeme, enerji, emek ve bilgi kullanmak suretiyle metal veya alaşım üretilir. Üretilen metal ve alaşımların ise tekrar kararlı durumları olan bileşik haline dönme eğilimleri yüksektir. Bu nedenle, metaller içinde bulundukları ortamın elemanları ile reaksiyona girerek önce iyonik duruma, sonra da ortamdaki başka elementlerle birleşerek bileşik haline dönmeye çalışırlar. Böylece, kimyasal değişime veya bozunuma uğrarlar. Sonuçta, metallerin fiziksel, kimyasal, mekanik ve elektriksel özelliklerinde istenmeyen bazı değişiklikler meydana gelir ve bu değişiklikler bazı zararlara yol açar. Hem metal malzemelerin bozunma reaksiyonuna, hem de bu reaksiyonun neden olduğu zarara korozyon adı verilir. Genel anlamda ise; ortamın kimyasal ve elektrokimyasal etkilerinden dolayı metalik malzemelerde meydana gelen hasara korozyon denir.

Korozyon, esasında metalik malzemelerin içinde bulundukları ortamla reaksiyona girmeleri sonucunda, dışarıdan enerji vermeye gerek olmadan, doğal olarak meydana gelir. İçinde su bulunan ortamlarda meydana gelen korozyona "sulu ortam korozyonu" denilir. Atmosferde, toprak altında, su içinde veya her türlü sulu kimyasal madde içerisinde meydana gelen korozyon buna örnek olarak gösterilebilir. Yüksek sıcaklıklarda gaz ortamlarında metalik malzemelerde meydana gelen korozyona ise "kuru veya yüksek sıcaklık korozyonu" denir. Kazanların alevle veya sıcak gazlarla temas eden bölgelerinde meydana gelen korozyon da bu tip korozyona örnek olarak verilebilir.

Korozyon büyük zararlara yol açarak önemli israf kaynaklarından birini oluşturur. Korozyon nedeniyle meydana gelen malzeme, enerji ve emek kaybının yıllık değeri, ülkelerin gayri safi milli gelirlerinin (GSMG) yaklaşık % 5' i düzeyindedir. Bu değer ciddi bir ekonomik kayıp demektir. Korozyon, metalik malzeme kullanılan her alanda meydana gelen doğal bir olaydır. Korozyon maddi kayıplardan başka, çevre kirliliğine de yol açar. Bu nedenle, korozyon ve korozyonu önleme ilkelerinin metal malzeme kullanan her kesim ve özellikle teknik elemanlar tarafından bilinerek uygulanmasında büyük yararlar vardır. Korozyonu önleme yöntemlerini doğru uygulamak suretiyle korozyon kayıpları %20 ile 40 arasında azaltılabilir.

1.2. Korozyon Hücresi
Yalnız sulu ortamdaki metallerin yüzeyinde değil, atmosfere maruz kalan veya toprak altında bulunan metallerin yüzeyinde de her zaman su veya değişik kalınlıkta su filmi bulunur. Hava ve onun bir bileşeni olan oksijen gazı, atmosferle temas eden her çeşit su içerisinde belirli oranlarda çözünür. Su içinde çözünen oksijen gazı metal yüzeyinde redüklenerek, yani elektron alarak iyonik hale dönmeye meyleder. Eğer redüksiyon için gerekli elektronlar metal tarafından sağlanırsa, elektronlarını oksijene vererek oksitlenen metalin atomları sulu iyon, haline geçer ve böylece metal kimyasal değişime uğrar.

Sulu ortamlarda elektron verme (oksidasyon) ve elektron alma (redüksiyon) şeklinde meydana gelen reaksiyonlara "elektrokimyasal reaksiyonlar" denilir. Su içinde, atmosferde ve toprak altında meydana gelen bütün korozyon reaksiyonları elektrokimyasal reaksiyonlardır. Korozyon olayı Şekil 1'de görülen korozyon hücresi yardımıyla daha iyi açıklanabilir. Korozyonun meydana gelebilmesi için, korozyon hücresi çevriminin kesintisiz çalışması gerekir. Yani anotdaki kimyasal değişim sonucunda meydana gelen metal iyonlarının çözeltiye geçmesi sırasında açığa çıkan elektronlar, elektronik iletken vasıtasıyla katoda taşınırlar. Metallerde elektron hareketi ile elektrik akımının yönü birbirine terstir. Akım, birim zamanda hareket eden elektronların bir ölçüsü olduğu için aynı zamanda anotda meydana gelen kimyasal değişimin de miktarını gösterir. Katot yüzeyinde harcanan elektronlar, oksijenin (O2) hidroksil (OH) iyonu haline dönüşmesine neden olur. iyonların sulu çözelti içerisindeki hareketi sayesinde anot ile katot arasında elektrik akımı meydana gelir. Pozitif yüklü iyonlar katoda, negatif yüklü iyonlarda anada giderler. Böylece, hücre çevrimi tamamlanmış olur.

korozyon hücresinden geçen akıma "korozyon akımı" denir. Korozyon hücresinde anot reaksiyonunun, yani korozyon hızı ile katot reaksiyonunun hızı birbirine eşittir. Sulu ortamda redüklenecek, yani elektron harcayacak madde yoksa korozyon da meydana gelmez. çünkü anotda açığa çıkan elektronlar harcanamaz. Başka bir deyişle; kotodik olay yoksa, anodik reaksiyon yani korozyon da olmaz.

Ayrıca;

a) Anot ile katot bölgeleri arasında elektronik bağın olmaması, yani elektronların taşınamaması,

b) Anot ile çözelti veya katot ile çözelti arasındaki temasın engellenmesi veya

c) Sistemde sulu iletkenin bulunmaması durumlarında da korozyon meydana gelmez.

Korozyon hızı veya metalin çözünmesi, karşıt reaksiyonun yani redüksiyon reaksiyonunun hızı ile orantılıdır. Çözelti içinde redüklenecek madde miktarı düşük ise korozyon hızının artma tehlikesi yoktur. Örneğin; deniz suyunda metallerde meydana gelen korozyon çözünmüş oksijen oranı ile orantılıdır, dolayısıyla deniz suyundaki korozyon hızı metalin cinsine göre pek fazla değişmez.

Korozyona neden olan en önemli katodik etken, sulu ortamda çözünmüş oksijen gazının redüksiyonudur. Bunu hidrojen iyonunun redüksiyonu izler. Asit ortamlarındaki hidrojen iyonu oranı, çözünmüş oksijen iyonu oranından çok daha fazladır. Bu nedenle asidik çözeltilerdeki hidrojen iyonu redüksiyonu önemli bir katodik olaydır. Ayrıca, sulu çözeltilerde redüklenebilen diğer iyonlar da katodik reaksiyona neden olabilirler.

Korozyon olayında çözünmenin meydana geldiği bölge (anot) ile redüksiyonun meydana geldiği bölge (katot) birbirinden ayrı ise metalin yalnız anot bölgesi çözünür. Bu durumda bölgesel veya tercihi korozyon meydana gelir. Bu tür korozyonun meydana geldiği korozyon hücresine makrokorozyon hücresi denir. Uygulamada karşılaşılan korozyon hücrelerinin büyük bir kısmı makrokorozyon hücresi, korozyonun şekli de bölgesel korozyondur.

Bazı durumlarda, metal yüzeyinde atom boyutundaki bir nokta, anot veya katot olarak davranabilir. Sonuçta, metalin yüzeyi homojen olarak çözünür. Herhangi bir zamanda anot-katot ve diğer elemanlardan oluşan korozyon hücresi tanımlanabilir. Bu tip korozyonun meydana geldiği korozyon hücresine mikrokorozyon hücresi denir.

Örneğin; çinko, asit çözeltisinde bu şekilde homojen olarak çözünür. Katot reaksiyonu; hidrojen iyonunun redüklenmesi ve hidrojen gazının çıkışı (2H+ + 2e→ H2) şeklinde meydana gelir.

1.3. Korozyonun Meydana Gelişi
Korozyon birbiri ile elektriksel ve elektrolitik teması olan ve aralarında potansiyel farkı oluşan iki metalik bölge veya nokta arasında meydana gelir. Bu bölge veya noktalardan potansiyel bakımından daha asil olanın yüzeyinde katodik reaksiyon meydana gelir, daha aktif olan diğer bölge veya nokta ise çözünür. Potansiyel farkının oluşum nedenleri aşağıdaki şekilde sıralanabilir.

a) Metal veya alaşımın yapısal, kimyasal, mekanik veya ısıl farklılıklar gösteren bölgeleri arasında potansiyel farkı oluşabilir.

b) Farklı iki metal veya alaşımın birbirine temas etmesi nedeniyle potansiyel farkı oluşabilir.

c) Ortamın katodik olarak redüklenebilen bileşenlerinin, metalin değişik bölgelerinde farklı oranlarda bulunması potansiyel farkı oluşturabilir.

Şimdi demirde korozyonun meydana gelişini açıklamaya çalışalım. Sıradan bir demir parçası hidroklorik asit (HCl) çözeltisi içerisine daldırıldığında hidrojen kabarcıklarının oluştuğu görülür. Demirde bulunan enklüzyonlar, yüzey pürüzlülüğü, yerel gerilmeler, tane yönlenmesi veya ortamda meydana gelen değişimler nedeniyle demir parçasının yüzeyinde çok sayıda anot ve katot bölgeleri oluşur. Bu durum, Şekil 2'de şematik olarak gösterilmektedir. Anot bölgesindeki pozitif yüklü demir atomları parçanın yüzeyinden ayrılarak pozitif iyonlar halinde sıvı çözeltiye geçerken, negatif yüklü elektronlar metal (demir) içinde kalırlar. Söz konusu elektronlar, çözeltiden metal yüzeyine ulaşan pozitif hidrojen iyonlarını karşılayarak, onları nötürleştirirler. Nötr hale gelen bazı atomların bir araya gelmeleri sonucunda hidrojen gazı oluşur. Bu işlem devam ettikçe, demir anot bölgesinde oksitlenir ve korozyona uğrar. Parçanın katot olan bölgeleri ise hidrojenle kaplanır. Çözünen metal miktarı, uygulanan gerilim ile metalin direncine bağlı olan hareketli elektron sayısı veya akım şiddeti ile doğru orantılıdır.

Korozyonun devam edebilmesi için anot ve katotdaki korozyon ürünlerinin giderilmesi gerekir. Bazı durumlarda, hidrojen gazı katotda çok yavaş birikir ve metal yüzeyinde oluşan hidrojen tabakası korozyon reaksiyonunu yavaşlatır. Katodik polorizasyon olarak bilinen bu olay Şekil 3'de şematik olarak gösterilmiştir. Bununla birlikte; elektrolitte çözünen oksijen, metal yüzeyinde biriken hidrojenle tepkimeye girerek su oluşturur ve böylece korozyonun devam etmesi sağlanır. Demir ve su için film giderme hızı katoda temas eden suda ç6zünmüş oksijenin etkin konsantrasyonuna bağlıdır. Sözü edilen etkin konsantrasyon değeri; havalandırma derecesi, hareket miktarı, sıcaklık ve çözünmüş tuzların bu1unup bulunmaması gibi etkenlere bağlıdır.

Anot ve katotda meydana gelen reaksiyon ürünlerinin zaman zaman karşılaşıp, yeni reaksiyonlara girmeleri sonucunda gözle görülebilir pek çok korozyon ürünü oluşabilir. Örneğin; su içerisindeki demirde katodik reaksiyon sonucunda oluşan hidroksil iyonları elektrolit içerisinde anoda doğru hareket ederken, ters yönde hareket eden demir iyonlarıyla karşılaşırlar. Bu iyonlar birleşerek demir (II) hidroksit [Fe(OH)2] oluştururlar, Şekil 4. Oluşan demir (II) hidroksit hemen çözelti içerisindeki oksijenle birleşerek, demir pası olarak adlandırılan demir (III) hidroksit oluşturur. Bu pas; çözeltinin alkalitesine, oksijen oranına ve karıştırılmasına göre ya demir yüzeyinden uzakta, ya da korozyonun daha da ilerlemesini önleyecek uzaklıktaki bir konumda oluşur.

Demirin korozyonunda, hücre reaksiyonunu oluşturan anodik ve katodik reaksiyonlar aşağıdaki gibi yazılabilir.

Fe → Fe2+ + 4e- : Anodik reaksiyon

O2 + 2H2 0 + 4e- → 4OH- : Katodik reaksiyon

O=2 + 2 Fe + 2H2 O → 2Fe2+ + 4OH- : Hücre reaksiyonu

Hücre reaksiyonunun sol tarafında yer alan bileşenlerin enerjisi veya serbest enerjileri toplamı (∆Gsol), sağ tarafındakilerin enerjisinden (∆Gsağ) fazla ise reaksiyon soldan sağa kendiliğinden gelişir ve sonuçta demir çözünerek, oksijen redüklenir. Bu olay, suyun yüksekten alçağa veya ısının sıcaktan soğuğa doğru doğal akışına benzer biçimde meydana gelir.

Hücre reaksiyonunun iki tarafı arasındaki enerji farkı korozyon hücresinin enerjisini verir ve bu enerjinin değeri negatiftir. Bu durum, aşağıda formül yardımıyla gösterilebilir.

∆Gkor = ∆Gsağ - ∆Gsol (∆Gsol > ∆Gsağ)

Enerji farkı (∆Ehücre);

şeklinde yazılabilir.

Bu bağıntıdaki n korozyon hücresinde alınıp verilen elektron sayısını gösterir, F ise Faraday sabitidir.

Korozyon hücresine ait enerjinin veya hücre potansiyelinin bir kısmı anodik reaksiyonun, bir kısmı katodik reaksiyonun belirli bir hızla gelişmesi için, bir bölümü de sistemin direncini yenmek için harcanır. Sistemin direnci ne kadar yüksek ise harcanacak enerji de o kadar fazla olur ve toplam enerjiden anodik ve katodik reaksiyonlara harcanan pay da azalır, yani korozyon yavaşlar. Korozyon hızının bu şekilde azaltılması, uygulamada yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir.

Anodik ve katodik reaksiyonların enerji ve gerilim farkları da benzer şekilde hesaplanabilir. Redüksiyon olarak yazılan reaksiyonların hesap yöntemiyle bulunan potansiyel farkları en yüksek pozitiften (en asil) en düşük negatife (en aktif) doğru sıralanarak metallerin "elektromotif kuvvet serisi" elde edilir. Bu seride, hidrojen iyonunun redüksiyon potansiyeli sıfır kabul edilir. Metallerin elektromotif kuvvet serisi Tablo 1'de verilmektedir.

Söz konusu seride artı (+) yönde veya asil olan bir metalin ile eksi (-) yönde yani bunun üstünde yer alan başka bir metalle temas etmesi durumunda, (+) yöndeki metalin yüzeyinde redüksiyon reaksiyonu meydana gelir ve (-) yöndeki metal ise korozyona uğrar. Ancak, teorik olarak mümkün olan bu olay pratikte meydana gelmeyebilir. Bu nedenle metallerin hesapla bulunan teorik potansiyelleri yerine kullanıldıkları ortamda, örneğin deniz suyunda veya toprak altında ölçülerek bulunan potansiyelleri sıralamaya tabi tutulur. Bu şekilde elde edilen seri ye "galvanik seri" adı verilir. Bu seriler uygulamadaki korozyon tahminlerinde daha gerçekçi sonuçlar verir. Tablo 2'de deniz suyu ve toprak altında yapılan ölçümlerle elde edilmiş iki galvanik seri verilmektedir.

Tablo 2. Galvanik Seri

A-Deniz Suyunda B- Toprak Altında

(-) Aktif : Magnezyum ( -) Aktif : Magnezyum

: Çinko : Çinko

: Alüminyum : Alüminyum

: Kadmiyum : Temiz yumuşak çelik

: Duralümin : Paslı yumuşak çelik

: Dökme demir : Dökme demir

: Yüksek nikelli dökme demir : Kurşun

: 18/8 Paslanmaz çelik (aktif) : Yumuşak çelik (betonda)

: Kurşun-kalay lehimleri : Bakır, pirinç ve bronzlar

: Kurşun : Yüksek silisli dökme demir

: Kalay : Karbon, kok, grafit

: Nikel (aktif) (+) Asil

: Prinçler

: Bakır

: Bronzlar

: Gümüş lehimi

: Nikel (pasif)

: 18/8 Paslanmaz çelik

: Gümüş

: Titanyum

: Grafit

: Altın

: Platin

(+) Asil

Not: Deniz suyunun pH değeri 8,1 - 8,3, toprağın pH değeri ise 5 - 8 arasında yer almaktadır.

2. KOROZYONUN ÖNLENMESİ
Korozyonu önlemek veya korozyondan korunmak için bir çok yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntemlerden bazıları;

a) saf metal kullanımı,

b) alaşım elementi katma,

c) ısıl işlem,

d) uygun tasarım,

e) katodik koruma,

f) korozyon önleyicisi (inhibitör) kullanımı ve

g) yüzey kaplama şeklinde sıralanabilir.

Söz konusu yöntemler aşağıda, kısaca açıklanmaktadır.

Şekil 7. Pirinç malzemede meydana gelen gerilmeli korozyon çatlağının görünümü

2.1. Saf Metal Kullanımı
Çoğu uygulamalarda saf metal kullanılarak, homojen olmayan kısımlar en aza indirilir ve böylece çukurcuk (pitting) korozyonu büyük ölçüde engellenir. Dolayısıyla parçanın veya elemanın korozyona karşı direnci artırılır.

2.2. Alaşım Elementi Katma
Alaşım elementi katmak suretiyle bazı metallerin korozyon direnci artırılabilir. Örneğin, ostenitik paslanmaz çelikler 880 ile 1380 0C arasındaki sıcaklıklardan soğutulduğunda tane sınırlarında krom karbürler çökelir. Bu çökelme, çeliği taneler arası korozyona duyarlı hale getirir. Bu tür korozyonu önlemek için ya karbon oranını düşürmek, ya da karbürleri daha kararlı bir şekle dönüştürmek gerekir. Karbürleri daha kararlı bir duruma dönüştürmek için çeliğe titanyum ve kolombiyum katılır. Karbona karşı ilgileri yüksek olan bu elementler, yüksek sıcaklıkta ostenit fazı içinde çözünmeyen daha kararlı karbürler oluştururlar. Bunun sonucunda, krom ile birleşmesi için çok az karbon kalır ve çelik stabilize edilmiş olur. Bazı alaşım elementleri malzemenin yüzeyinde gözeneksiz oksit filmleri oluşturarak veya oluşmasına yardım ederek malzemenin korozyon direncini arttırırlar. Örneğin; bakır alaşımlarına katılan mangan ve alüminyum, paslanmaz çeliğe katılan molibden ve alüminyuma katılan magnezyum bu malzemelerin korozyon dirençlerini artırır.

2.3. Isıl İşlem
Döküm parçalarının çoğunda segregasyon meydana gelir. Bu parçalara homojenizasyon, çözündürme veya stabilizasyon gibi ısıl işlemler uygulamak suretiyle iç yapıları homojen hale getirilir ve böylece korozyon dirençleri artırılır. Gerilmeli korozyona duyarlı olan metal ve alaşımların korozyon dirençlerini artırmak için de soğuk şekillendirmeden sonra gerilme giderme işlemleri yaygın olarak uygulanır.

2.4. Uygun Tasarım
Parçanın korozyon ortamıyla temasını en aza indirmek için uygun tasarım yapılmalıdır. Elektromotif seride birbirine uzak olan elementler arasında temastan kaçınılmalıdır. Eğer bu başarılamazsa, galvanik korozyonu önlemek için plastik veya kauçuk kullanılarak metal malzemelerin teması önlenmelidir. şekil 8 a'da benzer olmayan metallerin birleşmesi durumunda oluşan iki galvanik korozyon olayı görülmektedir. Alüminyum, çeliğe göre daha anot olduğundan çelik levhaları birleştirmek için kullanılan alüminyum perçinlerin korozyona uğramaları beklenebilir.

Eğer alüminyum levhaları birleştirmek için çelik perçinler kullanılırsa, alüminyum levhada oluşan galvanik korozyon perçinlerin gevşemesine veya işlevini yapamaz hale gelmesine neden olabilir. Metal levhalarla perçin ve cıvatanın temas ta olduğu bölgeyi, yumuşak ve yalıtkan bir malzeme ile ayırarak teması önlemek veya temas eden yüzeylere önce çinko kromat daha sonra alüminyum boya sürmek suretiyle bu tür korozyon önlenebilir. Cıvata gibi birleştiricilerin temas noktaları plastik veya metal olmayan manşon (bilezik), pul ve sızdırmazlık rondelaları gibi parçalar ile yalıtılabilir.

. 2.5. Katodik Koruma

Katodik koruma normal olarak, elektriksel temas durumunda korozyona uğrayan metalin galvanik seride kendisinden daha yukarıda yer alan metal ile birleştirilmesi sonucunda sağlanır. Katodik korumada, korozyondan korunmak istenen metal katot yapılarak galvanik bir pil oluşturulur. Bu tür koruma sağlamak için, genelde çinko ve magnezyum kullanılır. Bazı durumlarda bir gerilim kaynağı aracılığı ile koruyucu akım elde edilir. Bu durumda anot karbon, grafit veya platin gibi koruyucu malzemelerden oluşur. Yer altındaki borular, gemi gövdeleri ve buhar kazanları gibi yapılar bu yöntemle korunurlar. Yer altındaki boruların korunması için anotlar borudan 2,4-3,0 m uzağa gömülür. Anotların her biri kollektör kabloya bağlanır ve bu da boru hattına lehimlenir. Akım anotdan toprağa gönderilerek, boru hattında toplanır ve kollektör kablo vasıtasıyla anoda geri döner.

Gemilerin katodik yöntemle korunması için dümen veya pervane bölgesinde tekneye çinko ve magnezyum anotlar bağlanır. Ev ve endüstriyel su ısıtıcılarında ve yüksek su tanklarında katodik koruma için yaygın olarak magnezyum anotları kullanılır.

2.6. Korozyon Önleyicisi (İnhibitör) Kullanımı
Korozyon önleyicileri, korozif etkiyi azaltmak veya önlemek için korozyon ortamına katılan maddelerdir. Bu maddeler çoğu durumlarda metal yüzeyinde koruyucu bir tabaka oluşturarak korozyonu önlerler. Otomobil radyatörlerinde kullanılan antifiriz karışımının içine veya ısıtma sisteminde kullanılan suyun içerisine inhibitör katılır. Örneğin; korozyon ortamına oksit yapıcı maddeler katılarak alüminyum, krom ve mangan gibi metallerin yüzeylerinde oksit filmleri oluşturulur ve böylece bu metallerin korozyondan korunması sağlanır.

2.7. Yüzey Kaplama
Yüzey kaplamaları; metal kaplamalar ve metal olmayan kaplamalar olmak üzere iki gruba ayrılabilir.

2.7.1. Metal Kaplamalar
Metal kaplamalar sıcak daldırma, elektrokaplama, difüzyon ve mekanik kaplama gibi yöntemlerle yapılır. Pratikte korozyona karşı en çok çinko ya da alüminyum kaplama kullanılır. Sıvı metale daldırma yöntemi, esas olarak çeliğin çinko, kalay, kadmiyum, alüminyum veya kurşun ile kaplanması için uygulanır ve bu yöntemin çok geniş uygulama alanı vardır.

Galvanizasyon olarak bilinen çinko kaplama, daha çok çelik malzemelere uygulanır. Atmosfere açık ortamda kullanılan çatı malzemeleri, levhalar, tel ve tel ürünleri, çelik sacdan üretilen malzemeler, borular, buhar kazanları ve yapı çelikleri genelde çinko kaplanır. Çeliğin ısıya ve korozyona karşı dayanımını artırmak için de alüminyum kaplama kullanılır. Çinko kaplama yerine bazen kadmiyum kaplama kullanılır, ancak bu kaplama atmosfere açık ortamlarda çinko kaplama kadar iyi sonuç vermez. Bazı makine parçalarının veya çeşitli aletlerin korozyon ve aşınma dirençlerini artırmak ve görünümünü iyileştirmek için de krom kaplama yapılır. Krom kaplama daha çok otomobil parçalarına, su tesisatlarına, metal eşyalara ve çeşitli aletlere uygulanır. Nikel kaplamalar esas olarak krom, gümüş, altın ve rodyum kaplamaların altında bir tabaka olarak kullanılır. Nikel korozyona karşı dayanıklıdır, ancak atmosferden etkilenerek matlaşır. Bakır kaplama, özellikle çinko esaslı dökümlerde, nikel ve krom kaplamaların altında kullanılır.

2.7.2. Metal Olmayan Kaplamalar
Boya ve organik maddeler içeren metal olmayan diğer kaplamalar, esas olarak parça yüzeylerinin korunması ve görünümlerinin iyileştirilmesi için kullanılır. Boya, malzeme yüzeyinde koruyucu bir film oluşturur ve bu film çatlamadığı veya soyulmadığı sürece metal malzemeyi korozyondan korur.

Metal malzemelerin içerisinde bulundukları ortamla reaksiyona girmeleri sonucunda da yüzeylerinde toz veya oksit filmi oluşur. Bu tür filmler de koruyucu kaplama görevi yaparlar

0 yorum

Isı Değitirgeç Çeşitleri 

18 Ağustos 2008 05:06 · Spinoza · 0 fav · Etiketler asit , element , kimya , kovalent , mol , periyodik , sıcaklık , tepkime , çözelti , ısı , ısı değitirgeç çeşitleri

Isı Değitirgeç Çeşitleri-1
Isı transfer eden dış ve atık hava tek bir cihaz şeklindedir. Eğer ciğ noktası altına inilirse, gizli ısı transferi mümkündür. Kütle transferi olanaksızdr. Donma ihtimali mevcuttur. Dış hava ve atık hava kanallarının bir noktada birleşme şartları vardır. Malzeme istenen mukavemet, ısı transferi ve korozyon şartlarına uygun olarak seçilebilir. Isı transferi ancak by-pass şeklinde önlenebilir. Kontrol dış hava veya atık havanın by-pass edilmesi ile olanaklıdır.

0 yorum

Atomun Elektrikli Yapısı 

18 Ağustos 2008 05:05 · Spinoza · 0 fav · Etiketler atomun elektrikli yapısı , element , kimya , mol , periyodik , sıcaklık , çözelti , ısı

1. Çekirdekteki Dev Güç: Güçlü Nükleer Kuvvet

Çevremizde gördüğümüz her şeyin, kendimiz de dahil olmak üzere atomlardan oluştuğunu ve bu atomların da pek çok parçacıktan meydana geldiğini gördük. Peki bir atomun çekirdeğini oluşturan tüm bu parçacıkları bir arada tutan güç nedir? İşte çekirdeği bir arada tutan ve fizik kurallarının tanımlayabildiği en şiddetli kuvvet olan bu kuvvet, "güçlü nükleer kuvvet"tir.

Bu kuvvet atomun çekirdeğindeki protonların ve nötronların dağılmadan bir arada durmalarını sağlar. Atomun çekirdeği bu şekilde oluşur. Bu kuvvetin şiddeti o kadar fazladır ki, çekirdeğin içindeki protonların ve nötronların adeta birbirine yapışmasını sağlar. Bu yüzden bu kuvveti taşıyan çok küçük parçacıklara Latince'de "yapıştırıcı" anlamına gelen "gluon" denilmektedir. Bu yapışmanın şiddeti çok hassas ayarlanmıştır. Bu yapıştırıcının kuvveti protonların ve nötronların birbirlerine istenilen mesafede bulunmalarını sağlamak için özel olarak tespit edilmiştir. Söz konusu kuvvet biraz daha yapıştırıcı olsa protonlar ve nötronlar birbirlerinin içine geçecek, biraz daha az olsa dağılıp gideceklerdi. İşte bu kuvvet Büyük Patlama'nın ilk saniyelerinden beri atomun çekirdeğinin oluşması için gerekli olan yegane değere sahiptir.

Güçlü nükleer kuvvetin açığa çıktığı zaman ne kadar büyük tahrip gücü olduğunu bize Hiroşima ve Nagazaki'deki tecrübeler göstermiştir. Atom bombalarının bu denli etkili olmasının tek sebebi atom çekirdeğinde saklanan gücün açığa çıkmasıdır.

2. Atomun Emniyet Kemeri: Zayıf Nükleer Kuvvet

Şu an yeryüzündeki düzeni sağlayan en önemli etkenlerden biri de atomun kendi içinde dengeli bir yapıya sahip olmasıdır. Bu denge sayesinde maddeler bir anda bozulmaya uğramaz ve insanlara zarar verebilecek ışınları yaymaz. Atom bu dengesini çekirdeğindeki protonlarla nötronlar arasında var olan "zayıf nükleer kuvvet" sayesinde elde eder. Bu kuvvet özellikle içinde fazla nötron ve proton bulunduran çekirdeklerin dengesini sağlamada önemli bir rol oynar. Bu dengeyi sağlarken gerekirse bir nötron protona dönüşebilir.

Bu işlem sonucunda çekirdekteki proton sayısı değiştiği için, artık atom da değişmiş, farklı bir atom olmuştur. Burada sonuç çok önemlidir. Bir atom parçalanmadan, başka bir atoma dönüşmüş ve varlığını korumaya devam etmiştir. İşte bu şekilde de canlılar kontrolsüz bir şekilde çevreye dağılıp insanlara zarar verecek parçacıklardan gelebilecek tehlikelere karşı adeta bir emniyet kemeri gibi korunmuş olur.

3. Elektronları Yörüngede Tutan Kuvvet: Elektromanyetik Kuvvet

Bu kuvvetin keşfedilmesi fizik dünyasında bir çığır açtı. Her cismin kendi yapısal özelliğine göre bir "elektrik yükü" taşıdığı ve bu elektrik yükleri arasında bir kuvvet olduğu öğrenilmiş oldu. Bu kuvvet zıt elektrik yüklü parçacıkların birbirini çekmesini, aynı yüklü parçacıkların da birbirlerini itmelerini sağlar. Bu sayede bu kuvvet atomun çekirdeğindeki protonlarla çevresindeki yörüngelerde dolaşan elektronların birbirlerini çekmelerini sağlar. İşte bu şekilde atomu oluşturacak iki ana unsur olan "çekirdek" ve "elektronlar" bir araya gelme fırsatı bulurlar.

Bu kuvvetin şiddetindeki en ufak bir farklılık elektronların çekirdek etrafından dağılmasına ya da çekirdeğe yapışmasına neden olur. Her iki durumda da atomun, dolayısıyla madde evreninin oluşması imkansız hale gelir. Oysa bu kuvvet ilk ortaya çıktığı andan itibaren sahip olduğu değer sayesinde çekirdekteki protonlar elektronları atomun oluşması için gereken en uygun şiddette çeker.

Güçlü nükleer kuvvet
15

Zayıf nükleer kuvvet
7,03.10 -3

Elektromanyetik kuvvet
3,05.10 -12

0 yorum

Atom Modelleri 

18 Ağustos 2008 05:05 · Spinoza · 0 fav · Etiketler asit , atom modelleri , element , kimya , kovalent , mol , periyodik , sıcaklık , tepkime , çözelti , ısı

ATOM MODELLERİ

İnsanoğlu en az 2500 yıldır maddenin yapısı hakkında araştırmalar yapmakta, fikirler geliştirmektedir. Bugün bilim adamlarının çözmeye çalıştığı bu tür sorunlarla eski çağlarda filozoflar uğraşırdı. İ.Ö 5. yy.da, Yunan düşünürü Democritos bütün maddelerin daha fazla bölünmesi imkansız küçük parçalara ayrılıncaya kadar parçalanabileceğini ileri sürmüştü. Başka bir deyişle, bir madde parçalandığı bunun belirli bir sınırı vardı. En sonunda o kadar küçük bir parça elde ediliyordu ki daha küçük parçalara bölünmesi imkansızdı. Democritos, bu en küçük parçaya atom adını verdi. Yunancası bölünmez anlamına gelen “atomus”tur. Democritos’a göre bir maddenin yapısındaki atomlar sayısızdır ve gözle görülemez. Ayrıca, atomların asıl yapısı aynı olmakla birlikte değişik maddelerin atomları sadece ağırlık, biçim ve büyüklük bakımından farklıdırlar. Bir başka Yunan düşünürü Epikür de Democritos’un fikirlerini desteklemiştir. Fakat M.Ö V. yüzyılda yaşamış olan Empodekles, maddenin yapısını çok daha değişik bir görüşle açıklamıştır. Empodekles’e göre doğadaki her şey dört asıl elemandan meydana gelmiştir. Bu dört eleman toprak, hava, ateş ve sudur. Yunan düşünürlerinin en büyüğü sayılan Aristo, Empodekles’in dört asıl eleman teorisini sonuna kadar destekleyince, Aristo’nun etkisi yüzünden Democritos’un ve diğer düşünürlerin teorileri hemen hemen iki bin yıl ilgi görmemiştir. Bu iki bin yılın sonunda Galile, Bacon, Descartes, Boyle ve Newton gibi bilim adamlarının çalışma ve araştırmaları ile atom teorisi yeniden değer kazanıp gündeme gelmiştir.
XVI. ve XVII. yy.da Galile ve Newton, atomla ilgili kuramsal çalışmalar yaptılar. 1661 yılında Robert Boyle, bilimsel bir yazısında dört asıl eleman teorisine kesinlikle karşı olduğunu açıkladı. Boyle’ye göre maddenin en küçük parçası olan atomlar, basit fakat birbirlerine mükemmel bir düzenle birleşmişlerdi. Ancak, atomun yapısıyla ilgili asıl buluşlar, XIX.yüzyılın ilk yarısında gerçekleşecektir.
İngiliz fizik ve kimyacısı John Dalton klasik atom teorisinin öncüsüdür. 1807(1810) yılında atomik yapıyla ilgili teorisini geliştirmiştir. Bu teoride atom sert yapılı, ufak bir bilardo topuna benzetilmiştir. Teori şöyle özetlenebilir:
Dalton atom modeli;
Her şey atom denen son derece küçük bileşenlerden oluşur; bu atomlar ne yoktan var edilebilir, ne bölünebilir, ne de yok edilebilir.
Atom bir elementin en küçük parçasıdır. Kimyasal özellikleri elementin kimyasal özelliklerine eştir. Başka bir deyişle, kimyasal reaksiyonlar, atomun yapısını değiştirmeyip sadece birleşmelerindeki düzeni değiştirirler.
Bir elementin bütün atomları her açıdan özdeştir; buna karşılık iki ayrı elementin atomları biçim, boyut,ağırlık (kütle) ve genel davranışlarıyla birbirinden ayrılır.
İki ayrı elementin atomları basit tamsayılarla belirtilen belli bir oranda birleşerek bileşikleri oluşturur. Örneğin iki hidrojen atomunun bir oksijen atomuyla birleşmesiyle suyun en küçük birimi olan bir atom grubu oluşur.
Dalton değişik atomların ağırlıklarını ölçmek istemiş ancak tek bir atomun ağırlığının doğrudan bulunmasının imkansızlığını görmüştür. Ancak en hafif atom olan hidrojen atomu esas alınmak yoluyla hidrojen atomunun ağırlığına oranla diğer atomların ağırlıklarının belirlenebileceğini ileri sürmüştür. Kıyaslama atomu olarak oksijen atomu kullanılmıştır. (O = 16,0000 alınmıştır) Bugün kıyaslama atomu olarak C-12 (C=12,0000) izotopu alınmaktadır.
XIX. yüzyılın sonlarına doğru yeni yeni elementler bulundu. Bilim adamları bu elementlerin atomlarının nasıl bir düzenle birleştiğini, molekül halinde nasıl bir araya gelip bütünlendiklerini incelemeye başladılar. İngiliz fizikçi J.J. Thompson’un yaptığı bir dizi katot tüpü deneyi, insanların atom hakkındaki düşüncelerini büyük ölçüde değiştirdi. Thompson, elektrik ve manyetik kuvvetler uygulayarak negatif elektrik yüklü bazı parçaları atomlardan ayırabildiğini belirtti. Thompson’un katot tüpü, havası boşaltılmış ve iki ucunda elektrot görevi yapan metal parçalar bulunan bir cam tüpü. Bu iki elektrot arasında elektrik akımını geçirmek mümkün oluyordu. Çinko sülfürle kaplı küçük bir cam parçası türün içine yerleştirildiğinde, hafif bir ışık saçarak parlamaya başlıyordu. Thompson, bu elektrik akımının, katottan anota doğru saçılan ufak madde parçaları tarafından taşındığını gösterdi. Thompson bu parçalara elektron adını verdi. Elektronlar negatif yüklüydü. Bu yüzden pozitif elektrota doğru hareket ediyorlardı. Thompson ayrıca elektronların bir ağırlığı bulunduğunu da ispatlamıştır. Daha sonra da yük/kütle oranını hesaplayacaktır. Böylece atomların yapısında daha küçük parçaların bulunduğu iddiaları da gerçekleşmiş oldu.
Atomun çeşitli parçaları arasındaki ilişkiler, Yeni Zelanda doğumlu ünlü fizikçi Ernest Rutherford tarafından açıklanmıştır. Rutherford ve yardımcıları yaptıkları deneyde, artı iki yüklü helyum atomları olan alfa parçacıkları ile ince bir altın yaprağı bombardıman ettiler. Alfa parçacıkları, radyumun radyoaktif parçalanmasından elde edilmiş ve kurşun bir bloğun dar kanalından ince demet halinde bir yöne gönderilmişti. Bu parçacıklar yaklaşık olarak on bin atom kalınlığında çok ince bir metal levhaya yöneltilmişti. Üzerine sülfür kaplı bir flüoresan levhaya çarptıkları zaman ışık çıkarmaları gözleniyordu. Bu flüoresan levha merkezinde alfa parçalarının çarptığı ince metal bulunan bir daire çevresinde hareket edecek şekilde düzenlemişti. Bu levhaya çarparak alfa parçacıklarının meydan getirecekleri en zayıf ışıkları bile gözleyebilmek için levhanın orta kısmına bir dürbün yerleştirilmişti. Alfa parçalarının gaz moleküllerine çarparak yansımalarını önlemek için bu alet vakumda çalıştırılıyordu. Metal levhanın etrafında, çeşitli açılarda gözlem yapan Rutherford ve Danimarkalı fizikçi Niels Bohr oldukça önemli sayıda saçılmış alfa parçacığı tespit etti. Hatta 180dereceye yakın açılarla bile sapmış alfa parçacıkları gördüler. Böyle sapmalar ancak yerinden oynatılması imkansız hedeflere çarpılmasıyla gerçekleşebilirdi.Bu iki fizikçi yeni bir atom modeli tasarladılar. Bu fizikçilere göre ;
Rutherford atom modeli
Atomun merkezinde bir çekirdek bulunuyor, elektronlar da bu çekirdeğin çevresinde dolanıyordu.
Her çekirdek artı elektrik yükü taşıyordu; böylece çekirdeğin artı yükü elektronların eksi yüküyle dengelendiği için atomun bütünü elektriksel olarak yüksüz (nötr) durumda kalabiliyordu.
Çekirdek, atomun bütün yapısı içinde çok küçük bir yer tutuyor. Eğer bir atom stadyum kadar büyütülecek olsa, çekirdek bu stadyumun ortasındaki küçük bir bezelye yığını gibi olacaktır.
Atomun hemen hemen bütün kütlesi bu minicik çekirdeğin içinde yoğunlaşmıştır. Çekirdek başlıca iki temel parçacıktan oluşur: Artı elektrik yüklü proton ve elektrik yükü taşımayan nötron. Nötronun kütlesi protonunkinden biraz daha büyüktür.

0 yorum