Maddelerin ayırtedici özellikleri ve sınıflandırılması

MADDE VE ÖZELLİKLERİ


Kimya: Maddelerin iç yapısını özelliklerini ve maddeler arası ilişkileri inceleyip kanunlaştıran pozitif bilim dalıdır.
Madde: Kimyanın konusunu madde oluşturur. Kütlesi ve hacmi olan yani doğada yer kaplayan her şeye madde denir.


MADDENİN ORTAK ÖZELLİKLERİ

A) Kütle ve Ağırlık: Kütle bir cismin kapladığı madde miktarının bir ölçüsüdür. Kütle terazi ile ölçülür. Her maddenin bir kütlesi olduğundan iki maddeyi birbirinden ayırmada kütle kullanılmaz. Ağırlık ise bir kütleye etki eden yer çekimi kuvvetidir. Yer çekimi kuvveti yöreden yöreye farklılık gösterir. Bu farklılığı gösterdiğinden madde miktarının ölçülmesinde yararlanılan bir özellik değildir.


MADDELERİN SINIFLANDIRILMASI

MADDE

SAF (ARI) MADDELER KARIŞIMLAR

Metaller : Cu Fe Cr Ni Ag Au Zn Al
Soygazlar : He Ne Ar Kr Xe Rn
Ametaller : O H F Cl Br NC

Bileşikler

Organik - İnorganik
a) Asitler
b) Bazlar
c) Tuzlar
d) Oksitler

Homojen (Çözeltiler)
1. Katı-Sıvı (Şekerli Su)
2. Sıvı-Sıvı (Alkollü Su)
3. Sıvı-Gaz (Gazoz)
4. Katı-Katı (Alaşımlar)
5. Gaz-Gaz (Hava)

Heterojen
1. Katı-Katı (Toprak)
2. Katı-Sıvı (Süspansiyon) (Tebeşir Tozu-Su Karışımı)
3. Sıvı-Sıvı (Emilsiyon) (Zeytinyağlı-Su)

B) Karışım: İki veya daha çok maddenin birbiri içerisinde ağırlık oranı olmaksızın ve kimyasal özellikleri kaybetmeden dağılmasıyla oluşan yapılara karışım denir. Karışımlardan çözeltiler homojen yapı arz ederken diğer karışımlar heterojendir. Karışımı oluşturan maddeler karışımın içinde kendi özelliklerini korurlar. Bu nedenle karşımlar fiziksel yöntemlerle bileşenlerine ayrılabilirler.Karışımlar biraz önce saydığımız bir çok nedenden dolayı sadece ve sadece fiziksel yollarla ayrılabilirler.

C) Hacim: Bir maddenin uzayda kapladığı yerdir. Her maddenin bir hacmi olacağından maddeleri birbirinden ayırmada kullanılamaz.

Maddenin yapısındaki değişimler fiziksel ve kimyasal olmak üzere ikiye ayrılırlar.

1)Fiziksel değişme: Maddenin dış yapısıyla ilgili özelliklerine (renk, koku… vb ) fiziksel özellik bu özellikteki değişmelere ise fiziksel değişme denir. Örneğin: Suyun donması

2)Kimyasal değişme: Bir maddenin iç yapısı ile ilgili özelliklerine kimyasal özellik, iç yapısında meydana gelen değişimlere ise kimyasal değişme denir.

- Çözücüyü uçurup çözüneni katı olarak çöktürmek “Kristallendirme”
- Kaynama noktaları arasındaki farktan yararlanılarak sıvı-sıvı çözeltiler bileşenlerinden ayrılırlar. “Ayrımsal damıtma”
- Emülsiyonlar ayırma hunisi ile yoğunluk farkından yararlanılarak bileşenlerine ayrılırlar.
- Süspansiyonlar süzgeç kağıdından süzülerek bileşenlerine ayrılırlar.
- Tuz ve şeker gibi çözünürlüğü farklı olan karışımlar çözünürlük farkından yaralanılarak ayrıştırılırlar “ayrımsal kristallendirilme”
- Demir tozu ve odun karışımı mıknatıslama ile ayrılırlar.

Saf Madde: Yalnızca tek bileşeninden oluşan maddelerdir. Bileşik ve elementler saf maddelerdir. Saf maddelerin erime noktaları, kaynama noktaları, yoğunluk ve çözünürlükleri sabittir.

Metallerin özellikleri Ametallerin özellikleri Soygazların özellikleri

Yüzeyleri parlaktır. Civa hariç oda sıcaklığında katıdırlar. Isı ve elektrik akımını iletirler. Bileşiklerinde daima artı değerlik alırlar. Ametallerle iyonik bileşik oluştururlar. Kendi aralarında bileşik oluşturamazlar, alaşım oluştururlar. İşlenip tel ve levha haline gelebilirler. Yüzeyleri mat görünümündedir. Oda sıcaklığında katı, sıvı ve gaz halinde bulunabilirler. Isı ve elektriği iletemezler. Metallerle oluşturdukları bileşiklerde (-), kendi aralarında (+) veya (-) değerlik alabilirler. Tel ve levha haline gelemezler. Kendi aralarında bileşik oluşturabilirler. Kimyasal tepkime veremezler. Oda koşullarında gaz halinde bulunurlar. Serbest halde tek atomludurlar. Elektron boşluğu yada fazlalıkları yoktur.

Alaşım: İki metalin yüksek sıcaklıkta eritilip karıştırılması ile oluşan yapılara denir.

Metaller yoğunluklarına göre ikiye ayrılırlar. Yoğunlukları 6’dan büyük olanlar ağır metalleri, küçük olanlar ise hafif metalleri oluştururlar. Alkali ve toprak alkali metallerle alüminyum hafif metallerdir.

Element: Tek tür atomlardan oluşan maddelere element denir. Her elementin kendine özgü sembolleri vardır. En küçük yapı taşları atomlardır. Atomlar elementin tüm özelliklerini taşırlar. Elementler metal, ametal, yarım metal ve soy gaz diye sınıflandırılırlar. Yarı metaller, metal ve ametal arası özellik gösterirler.

Bileşikler: İki yada daha çok elementin belirli kütle oranlarında birleşmesi ile oluşan maddelere bileşik denir. Örneğin: CO2, H2O,CaCO3…

Özellikleri:
· Saf ve homojen maddelerdir.
· Kimyasal yolla oluşum yine kimyasal yolla bileşenlerine ayrılırlar.
· Belirli formülleri vardır.
· Erime ve kaynama noktaları sabit olup, belili yoğunluğa sahiptirler.
· Elementlerin kütleleri arasında sabit bir oran vardır.

MADDENİN AYIRTEDİCİ ÖZELLİKLERİ

Bir maddeyi diğer maddelerden ayıran özelliklere ayırtedici özellik denir. Ayırtedici özellikler:
· Yalnız o maddeye özellik olmalı
· Madde miktarına bağlı olmamalıdır.
Hacim ve kütle madde miktarına bağlı olduğundan ayırtedici özellik değildirler.

1) Yoğunluk (Özkütle)
Bir maddenin birim hacimdeki kütlesine yoğunluk denir.

yoğunluk=kütle/hacim, d=m/v (gr/cm³,gr/lt)

Bir maddenin kütlesiyle hacmi doğru orantılı olarak değişir. Sabit şarlarda yoğunluk her üç fiziksel hal için de ayırtedici özelliktir. Katı ve sıvılarda sıcaklıkla azda olsa bir genleşme olacağından yoğunlukları sıcaklık artışıyla biraz düşer. Gazlarda, esnek bir kapta ısıtılan gazın hacmi büyük oranda artacağından yoğunluğu azalır. Kapalı bir kapta ısıtılan bir gazın yoğunluğu sıcaklık değişiminden etkilenmez. Çünkü hacim sabittir. Sabit sıcaklıkta basınç arttıkça yoğunlukta artar çünkü basınç artışı hacim küçülmesine neden olur.

2) Erime noktası
Sabit şartlarda bir maddenin sıvılaşmaya başladığı sıcaklığa erime noktası denir. Erime noktası, madde miktarına bağlı değildir ve katılar için ayırtedici özelliktir. Bir maddenin erime ve donma noktaları birbirine eşittir. Isı kaynağı ve katı maddenin kütlesi erime noktasını değiştirmeyip erime süresini değiştirir

3) Kaynama noktası
Isıtılan sıvı moleküllerinin gaz haline geçmesinde buharlaşma, kaynamaya başladığı sıcaklığa ise kaynama noktası denir. Sıvılar her ortamda buharlaşabilirler. Yoğunlaşma noktası ile kaynama noktası birbirine eşittir.

Bir sıvının kaynama noktası, o sıvının buhar basıncının dış atmosfer basıncına eşit olduğu sıcaklıktır.

Kaynama noktası sıvı miktarına bağlı değildir. Sıvılar için kaynama noktası, gazlar içinse yoğunlaşma noktası ayırtedici özelliktir. Kaynama noktası farklılığını tespit etmek için dış basıncın sabit alınması gerekir.


SIVILARIN BUHAR BASINCI

Bir sıvının buharının sıvı yüzeyine yapışmış olduğu basınca sıvı-buhar basıncı denir. Buhar basıncı ile ilgili bazı koşullar şöyledir.
· Sıcaklık arttıkça buhar basıncı artar.
· Aynı ortamda buhar basıncı yüksek olan sıvıların buharlaşması kolay olacağından kaynama noktaları düşük olur.
· Buhar basıncı yüksek olan sıvı moleküllerinin moleküller arası çekim kuvveti zayıftır.
· Bir sıvı içinde katı çözündüğünde buharlaşmayı azaltacağından buhar basıncını da düşürür. Buhar basıncındaki düşme çözünen madde miktarıyla doğru orantılıdır.

4) Genleşme
Isınan maddelerin yüzey veya hacimlerindeki artışa genleşme denir. Katı ve sıvıların genleşme katsayıları faklı olduğundan bu maddelerin genleşme miktarları ayırt edici özelliktir. Fakat gazların tümünde 1ºC artışı için genleşme 1/273 kat olduğundan genleşme gazlar için ayırtedici özellik değildir.

5) Esneklik
Esneklik yalnızca katılar için ayırtedici bir özelliktir. Sıvı ve gazların esnekliği söz konusu değildir.

6) Çözünürlük
Aynı şartlarda bir çözücünün birim hacminde çözünebilen maddenin maksimum miktarına o maddenin çözünürlüğü denir. Çözünürlük her üç hal için ayırtedici bir özelliktir.


MADDENİN FAZLARI

Madde; katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç ayrı halde bulunabilir. Buna maddenin fazları denir.
· Katı faz, maddenin en düzenliği halidir. Moleküller arası boşluklar ihmal edilecek kadar azdır. Enerjileri düşük olup kararlı yapı gösterirler belirli şekil ve hacimleri vardır.
· Sıvı faz, katıya göre biraz daha düzensizdir. Moleküller hareketli olduğundan konuldukları kabın şeklini alırlar. Bu nedenle sıvıların belirli hacimleri olup şekilleri yoktur.
· Gaz fazı, maddenin en düzensiz hali olup moleküller arası boşluk en çoktur. Enerjileri yüksek olup karasızdırlar. Gaz halindeki maddelerin belirli şekilleri olamadığı gibi belirli hacimleri de yoktur. Gaz hacmi basınç ve sıcaklığa bağlı olarak değişebilir.

Bir maddenin ısı alarak veya ısı vererek fiziksel halinin değişmesine hal değişimi denir.