Çözünme Olayı

Bir maddenin başka bir madde içerisinde gözle görülemeyecek kadar küçük taneciklere homojen olarak ayrışması olayına çözünme denilir. O halde bir madde bir başka madde içerisinde en küçük yapı taşına ayrışmaktadır. Bu yapıtaşları maddelerin cinsine göre, molekülleri, iyonları ve çok nadiren de atomları şeklinde olabilir.

Bu bölümde, maddelerin çözünmesi olayının yönü, çözünme miktarları ve çözünmedeki enerji davranışları incelenmektedir.

Bir katı madde, bir sıvı madde içerisine atılmış ve bir miktarı çözünmüş olsun. Bu katı maddenin sıvı içerisinde çözünmesi halinde, katıya çözünen ve sıvı maddeye de çözücü denir. Her çözünme olayında az veya çok enerji alış verişi olur. Çözünme Entalpisi adı verilen bu enerji endotermik veya ekzotermik olabilir. Bu enerji değeri bize maddenin nasıl ve ne kadar çözünebileceği hakkında bir yargı verebilir.

Moleküler Maddelerde Çözünme

Moleküler yapılı bileşiklerde moleküller arası etkileşim kuvvetleri vardır. Çözünme olayı sırasında bu kuvvetlerin kırılması gerekir. Gerek çözücü ve gerekse çözünen maddedeki bu kuvvetlerin kırılabilmesi için bir miktar enerji harcanır. Kırılan bağlar sonucu serbest kalan tanecikler, farklı türler ile yeniden etkileşime girerler. Bu durumda yeni bir bağ oluşumu gerçekleşebilir. Yeni bağ oluşumu da ekzotermik bir olaydır.

Hem çözücü taneciklerinin hem de çözünen taneciklerinin serbest kalması için H1 ve H2 kadar enerji harcanıyor. Çözünme ile taneciklerin birbirini sarması sırasında H3 kadar bir enerji de dışarı veriliyor. Eğer dışarı verilen enerji harcanan enerjiden büyükse, çözünme ekzotermik, değilse endotermiktir. Bu bilgiler bize maddelerin birbiri içerisinde çözünüp çözünmeyeceği de anlatır. Örneğin; Olay ekzotermik ise bir çözelti oluşur. Aynı şekilde çözücünün ihtiyaç duyduğu enerji küçükse yine çözelti oluşur. Tersi durumda maddeler birbiri içerisinde karışamaz ve çözelti oluşturamaz. Bunun yanında, bu türden maddelerin kimyasal bağ yapılarının benzerliği de çok önemlidir. Yani, molekül yapıları birbirine benzeyen maddeler birbirini çözerken, molekül yapıları farklı maddeler birbiri içerisinde dağılamaz ve çözelti oluşturamaz. Örneğin, su ile yağlı boya birbiri içerisinde karışmazken, tinerin içerisinde boya kolayca dağılabilmektedir.

İyonik Maddelerin Çözünmesi
İyonik yapılı maddelerin çoğunluğu katıdır. Bu maddelerin bir başka çözücü içerisinde çözünebilmesi için bu katı örgünün kırılması gerekir. Örneğin yemek tuzunun su içerisindeki çözünmesi olayını göz önüne aldığımızda; NaCl taneciklerinin oluşturduğu kristal yapının Na+ ve Cl- iyonlarının ayrılması ile kırılması söz konusudur. Bu şekilde bir miktar enerji alarak kırılan bu örgü ile serbest kalan iyonlar içinde bulunduğu su molekülleri ile elektrostatik etkileşim ile hidratlaşarak sarılırlar ve yeniden zıt yüklü taneciklerin birleşmesine izin vermez. Bu durumda yemek tuzu su içerisinde çözünmüş olur. Hidratlaşma sırasında bir miktar enerji dışarı verilir.


Çözelti Çeşitleri

Çözücü ve çözünenin fiziksel yapısına bağlı olarak çeşitli çözeltiler vardır. Bunlar;

A) Sıvı – Katı Çözeltileri
B) Sıvı – Sıvı Çözeltileri
C) Sıvı – Gaz Çözeltileri
D) Katı – Katı Çözeltileri
E) Katı – Gaz Çözeltileri
F) Gaz – Gaz Çözeltileri

Olarak sıralanabilir. Konumuz gereği çözücünün sıvı olduğu çözeltiler ele alınacaktır.


A Sıvı – Katı Çözeltileri

Bu tür çözeltilerde çözücü su, çözünen iyon yapılı katıdır. Su iyi bir çözücüdür. Fakat, su dışında da çözücüler vardır. Su, her maddeyi çözemez. Bunun nedeni kimyasal bağ yapılarının benzerliğinin olup olmaması etkiler. Çözünen katıların da sudaki çözünürlüğü sınırlıdır. Dolayısıyla, bu tür çözeltiler doymuş, doymamış ve aşırı doymuş çözeltiler olarak sınıflandırılabilir.


B Sıvı – Sıvı Çözeltileri

Bazı sıvıların da su içerisindeki çözünürlüğü sınırlıdır. Dolayısıyla da bu tür çözeltilerde doymuşluktan söz edilir. Ancak, etil alkolün su içerisinde çözünürlüğü sınırsızdır. Bazı sıvılar ise su içerisinde ya hiç çözünmezler ya da çok az çözünürler. Örneğin, CCl4 su içerisinde çözünmez ve iki farklı faz oluşturur.


C Sıvı – Gaz Çözeltileri

Gazların sıvı içerisindeki çözünürlükleri çok farklıdır. Azot, oksijen, hidrojen suda çok az çözünürken, klor, dihidrojensülfür az çözünür, amonyak ve hidrojen klorür ise çok çözünür. Bütün gazların sudaki çözünürlüğü ekzotermiktir. Dolayısıyla, gazların çözünürlüğü basınç, sıcaklık gibi faktörlere bağlıdır.

Çözünme Olayında Düzensizlik Faktörü

Düzensizlik kavramı, taneciklerin serbest hareket edebilmesi ve enerjisinin yüksekliğini ifade eder. Ancak, düzensizlik atom, iyon veya molekül düzeyinde, yani mikroskopik düzeydedir. Düzensizlik Katı à Sıvı à Çözelti à Gaz sırasıyla görülür. Buna göre en düzensiz yapı gaz yapısıdır. Bir katının hiçbir etken yokken enerjisi düşük olduğundan düzensizliği en düşük seviyededir. Bu nedenle, katının çözünmesi düzensizliği artıracaktır. Ancak, düzensizliğin artışı için enerjinin de etkisi vardır.

Aşağıdaki bazı çözünme tepkimelerini incelediğimizde düzensizliğin yönü belirlenebilir.

I. NaCl(k) Na+(suda) + Cl-(suda) H=+21 Kcal

II. C2H5OH(s) C2H5OH(suda) H= -5,6 Kcal

III. O2(g) O2(suda) H= -53 Kcal

I. tepkimede katı NaCl’ün suda çözünmesi endotermiktir. Dolayısıyla NaCl çözünürken sistemin enerjisi artar. Bu ise minimum enerji eğiliminin çözünmenin aleyhine, çökmenin lehine olduğunu gösterir. O halde ısı verilmediği sürece çözünme olmayacaktır. Ancak, katının çözünmesi düzensizliği artıracağından burada maksimum düzensizlik eğilimi çözünmenin lehine davranır.

II. tepkimede alkolün suda çözünmesi için bir denge söz konusu değildir. Çünkü, alkol-su karışımı her oranda karışarak birbiri içinde çözünür. Bu çözünme olayı ekzotermik olduğundan minimum enerji eğilimi çözünme lehine davranır. Aynı şekilde maksimum düzensizlik eğilimi de çözünme lehine davranır. Benzer yapıda fakat suda tam çözünmeyen dietileter gibi bir madde suda endotermik olarak çözünür. Bu durumda minimum enerji çözünmenin aleyhine davranır.

III. tepkimde oksijen gazı suda çözününce enerji açığa çıkmaktadır. Bu durumda minimum enerji eğilimi çözünme lehine davranırken düzensizliği azalacağından maksimum düzensizlik çözünmenin aleyhine davranır.


Sulu Çözeltiler


Çözücüsü su olan sıvı çözeltilere sulu çözeltiler denir. Suyun moleküler yapısı onun bir çok madde için çok iyi bir çözücü olmasına neden olur. Özellikle polar yapılı olan su iyon yapılı maddelerin çözünmesine etki eder. Çözündüğünde iyon verebilen maddeler suda kolay çözünür. Bu tür maddelerin çözünmesinde etki eden en önemli faktör, elektrostatik çekim kuvvetidir. Bununla birlikte bazı molekül yapılı maddeler de suda çözünür. Bunun asıl nedeni suyun yapısında bulunan Hidrojen bağının varlığıdır.

Suda çözünmeyen veya az çözünen maddeler ya apolar yapılıdır ya da önemli ölçüde iyonlarına ayrılmıyordur. Maddelerin suda çözünme şekilleri oluşan çözeltinin elektriksel iletkenliğini belirler. Buna göre; çözeltiler elektrolit veya elektrolit olmayan çözeltiler olarak söylenir.

Elektrolit Çözelti; elektrik akımının iletilmesine yardım eden iyonları bulunduran çözeltilerdir. Bu tür çözeltiler elektrik devresinde bağlandığında akımın iletilmesine yardım eder.

Elektrolit olmayan çözeltiler ise, elektrik akımının iletilmesine yardımcı olacak iyonları içermezler ve akımın iletilmesine yardım edemezler.

Çözünürlük

Çözünürlük; bir maddenin başka bir maddenin belirli bir miktarı içerisinde belirli koşullarda çözünebilen miktarı olarak tanımlanabilir.
Örneğin; 100 gram suda çözünmüş maddenin gram cinsinden miktarıdır. Ancak, bu bölümde molar çözünürlükten söz edilecektir. Ayrıca, çözünme miktarları için çözünür, az çözünür veya çözünmez diyebilmek için belirli miktarlar esas alınır.
Örneğin, oda sıcaklığındaki çözünürlüğü 0,1 Molardan büyük ise çözünür, çözünürlüğü 0,1 Molardan küçük ise az çözünür ve çok daha küçük ise çözünmez denir.

Ancak bir genelleme yapılacak olursa;

Anyonu Nitrat ve Asetat olan bütün maddeler suda çözünür.
Katyonu Amonyum olan bütün maddeler suda çözünür.
1A grubundaki metallerin bütün bileşikleri suda çözünür.
Hidrojen katyonu olan bütün asitler suda iyi çözünür.

Bunun dışında anyon veya katyonuna göre bazı maddelerin çözünürlükleri aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Anyon
Verilen anyonla az çözünen tuz oluşturan katyonlar

CO23-
NH4+ dışındakilerin hepsi

PO43-
NH4+ dışındakilerin hepsi

S2-
NH4+ ile 1A ve 2A grubu katyonlarının dışındakilerin hepsi

OH-
NH4+, Sr2+, Ba2+ ile 1A grubu katyonların dışındakilerin hepsi

SO42-
Ba2+, Sr2+, Ca2+, Pb2+, Hg+, Ag+

Cl-, Br-, I-
Ag+, Cu+, Hg+, Hg2+, Pb2+

Çözünürlük Dengesi ve Çözünürlük Çarpımı :

Az çözünen iyon yapılı bir katı madde su ile karıştırılınca çözünmeye başlar. Karışımın ilk anlarında çözünme hızlıdır. Ancak, iyonlar ortaya çıktıkça çözünme hızı zamanla azalır. Bu sırada oluşan iyonlar yeniden birleşerek çökmeye başlar. Bir süre sonra çözünme hızı ile çökme hızı birbirine eşitlenir. Bu durumda sistem dengeye ulaşmış olur. Denge halindeki böyle bir sistem doymuştur. Olay bir çözünme olduğundan bu dengeye çözünürlük dengesi adı verilir.

AxBy(katı) D xA+y(suda) + yB-x(suda)

Genel çözünme tepkimesinde; AxBy(katı) tuzu için denge bağıntısını yazalım:

yazılabilir.

Ancak, AxBy(katı) maddesinin bu ortamdaki derişiminin değişmediği kabul edildiğinden değeri sabittir. Bu nedenle, Kd ifadesi ile birleştirilebilir. Bu durumda Kçç= Kd * [AxBy(katı)] yazılabilir. O halde;

olur.

Kçç’ye çözünürlük denge sabiti ya da çözünürlük çarpımı denir. Kçç de Kp veya Kd gibi sıcaklığa bağlı olarak değişir. Bağıntıda mol katsayılarının üs olarak alındığına dikkat ediniz.

Aşağıda bazı çözünme tepkimeleri için denge bağıntıları verilmiştir.

AgBr(k)
D
Ag+(suda)
+
Br-(suda)
Kçç = [Ag+][Br-]

FeCO3(k)
D
Fe+2(suda)
+
CO3-2(suda)
Kçç = [Fe+2][CO3-2]

CaF2(k)
D
Ca+2(suda)
+
2F-(suda)
Kçç = [Ca+2][F-]2

Ba3(PO4)2(k)
D
3Ba+2(suda)
+
2PO4-3(suda)
Kçç = [Ba+2]3[PO4-3]2




Bazı az çözünen iyonik katıların 25˚C’daki çözünürlük çarpımları aşağıdaki tabloda gösterilmiştir.

Bileşik
Kçç
Bileşik
Kçç

BaCO3
4,9x10-9
CuS
6,5x10-37

PbCO3
7,9x10-14
Ag2S
8,0x10-51

SrSO4
8,0x10-7
CaF2
4,0x10-11

Ag2SO4
1,4x10-5
SrF2
8,0x10-10

Ag3PO4
1,8x10-18
AgCl
1,8x10-10

Ca3(PO4)2
1,5x10-32
PbCl2
1,8x10-5

Al(OH)3
4,8x10-33
AgBr
5,0x10-13

Fe(OH)2
4,0x10-15
PbBr2
5,0x10-6


Örnek Sorular:

1- 25˚C’da 1 litre suda 4x10-5 mol BaSO4 çözülerek doymuş çözeltisi hazırlanıyor. Buna göre, BaSO4’ ın çözünürlük çarpımı nedir?

Çözüm:

İlk önce denge denklemi yazılmalıdır. BaSO4(k) D Ba+2(suda) + SO42-(suda) Denkleme göre 1 mol katı madde iyonlarına ayrıştığında ortama 1 mol Ba+2 iyonu ve 1 mol de SO42- iyonu vermektedir. Bu durumda çözünürlük bu değerlere bağlı olmalıdır. Çözelti hacmi 1 litre olduğundan çözünürlük miktarı aynı zamanda molar derişime karşılık gelir. O halde;

[SO42-] = [ Ba2+] = 4x10-5 M olur. Buna göre Kçç;

Kçç= [ Ba2+][SO42-] = (4x10-5) (4x10-5) = 16x10-10 = 1,6x10-9 olur.

2- CaF2’ün belli bir sıcaklıktaki çözünürlük çarpımı Kçç=3,2x10-11’ dir. Buna göre, aynı sıcaklıkta CaF2’ün çözünürlüğü kaç molardır?

Çözüm :

CaF2(k) D Ca2+(suda) + 2F-(suda)

Denkleme göre, 1 mol bileşikten 1 mol Ca2+ iyonu, 2 mol F- iyonu oluşmaktadır. Burada Ca2+ iyonu çözünürlüğü verdiğine göre, buna S dersek;

[ Ca2+] = S ve [F-] = 2S ise

Kçç= [ Ca2+][F-]2 = (S)(2S)2 = 4S3 = 3,2x10-1

S3 = 8x10-12 ve her iki tarafın küp kökü alınırsa; S = 2x10-4 Molar olur.


Çözünürlük Dengesine Etki Eden Faktörler

Çözünürlük dengesi fiziksel bir denge olmasına rağmen kimyasal denge de olduğu gibi bazı faktörlerin etkisi ile değişebilir. Bu faktörler;

Çözücünün türü
Sıcaklık
Ortak iyon varlığı
Yabancı maddelerin varlığı

şeklinde sıralanabilir.

a. Çözücünün Türünün Etkisi :

Daha önceden “Benzer benzeri çözer” ifadesini kullanmıştır. Çözücünün bir maddeyi çözüp çözemeyeceği deneyle bulunabilir. Böylece çözünme üzerinde etkisinin olup olmadığı anlaşılır. Örneğin iyot katısının çeşitli çözücülerdeki çözünürlüğü için yapılan deneyde aşağıdaki denkleme göre çözünme değerleri bulunmuştur.







Bu üç çözelti için de maksimum düzensizlik eğilimi çözünmenin lehine, minimum enerji eğilimi çözünmenin aleyhinedir. Entalpi değerlerine bakarak iyot molekülü ile en iyi etkileşimde bulunan çözücünün etil alkol olduğu söylenebilir. İyot, suda çözünmez, karbontetraklorürde ise az çözünür. Bu durumda yandaki şekilde görüldüğü gibi iki farklı fazdan oluşan bir karışım oluşur.

İyodun çeşitli çözücülerdeki çözünürlükleri şu şeklide verilebilir.

Suda : S= 0,001 M

CCl4’de : S= 0,120 M

Alkolde : S= 0,840 M

b. Sıcaklığın Etkisi :

İyonik bileşiklerin sudaki çözünürlüğü sıcaklığa bağlı olarak değişir. Çözünme olaylarında bir denge kurulduğuna göre, denge de sıcaklıkla değişir. Le Chatelier ilkesine göre denge halindeki bir çözünürlük sistemi ekzotermik olduğunda sıcaklığının yükseltilmesi halinde sistem bu etki azaltabilmek için tekrar çökme yönünde hareket edecektir. Aynı şekilde endotermik bir dengede ise, sıcaklığın yükseltilmesi çözünme yönünde etkili olacaktır. Örneğin, CaCl2 katısının sudaki çözünürlüğü ekzotermiktir. Bu katının konulduğu bir çözeltinin sıcaklığı artırılacak olursa, iyon haline geçen Ca2+ iyonları ile Cl- iyonları tekrar bu dışarıdan verilen enerjiyi absorbe ederek yeni bağların oluşumunda kullanarak CaCl2 katısını oluşturur ve böylece çökme gözlenir. Başka bir madde olarak NH4Cl katısının sudaki çözünürlüğü endotermiktir. Bu katı ile oluşturulan karışımın sıcaklığı artırılırsa, çözünme artar ve verilen ısı ile katı iyonlarına daha çok ayrışır. Böylece, sıcaklık çözünme yönünde harekete neden olur. Yandaki şekilde bazı maddelerin çözünürlüğünün sıcaklıkla değişlimi görülmektedir.

c. Ortak İyon Etkisi :

Saf suda az çözünen bir katı madde, yapısındaki iyonlardan birini içeren bir başka çözelti içerisinde, saf sudaki çözünme miktarından daha az çözünür. Bu duruma “Ortak iyon etkisi” denir.
Örneğin, AgBr tuzu suda az çözünür. Çözündüğü miktara bağlı olarak da çözeltiye Ag+ ve Br- iyonlarını verir. Eğer, KBr tuzu içeren bir çözelti içerisine AgBr tuzu atılır ve çözünmesi istenirse, AgBr, saf sudakinden daha az Ag+ ve Br- iyonlarını verecektir. Bunun başlıca nedeni, çözücü moleküllerinin daha önceden doyurulmuş olması ve az çözünen tuzun kristal örgüsünü kırmaya yetecek serbest moleküllerin az olması ve enerjinin de azalmasıdır. Bu durumu bir örnek problem ile açıklamak daha kolaydır.

Örnek :

Pb(OH)2’in belli bir sıcaklıktaki çözünürlük çarpımı 4x10-15’dir. Buna göre Pb(OH)2’in;
a) Saf sudaki çözünürlüğünü hesaplayınız
b) 0,1 M’lık Pb)NO3)2 çözeltisindeki çözünürlüğünü hesaplayınız
c) 0,1 M’lık NaOH çözeltisindeki çözünürlüğü hesaplayınız.
c) Üç çözünürlüğü karşılaştırınız

Çözüm : Pb(OH)2’in çözünürlüğü “s” olsun.

a) Pb(OH)2(k) Pb2+(suda) + 2OH-(suda) olduğuna göre; [Pb2+]=s ve [OH-]=2s olur.

Çözünürlük çarpımı ifadesinden Kçç= [Pb2+][OH-]2 yazılır. Çözünürlükleri yerine yazılırsa;

Kçç=(s)(2s)2 = 4s3 = 4x10-15 olduğundan s= 1x10-5 bulunur.

b) 0,1 M Pb(NO3)2 çözeltisinde [Pb2+]=0,1 M olarak bulunur. Pb(OH)2’ in çözünmesiyle ortama bir miktar da buradan Pb2+ iyonu gelir. Buna göre ortamdaki [Pb2+]=0,1 + s kadar olacaktır. Kçç= [Pb2+][OH-]2 bağıntısından Kçç=(0,1+ s)(2s)2 yazılır. 0,1 M yanında az çözünen tuzdan gelen “s” miktarı çok az olduğundan ihmal edilirse; Kçç=(0,1)(2s)2 = 4x10-15 olur ve

M bulunur.

c) 0,1 M NaOH çözeltisinde [OH-]=0,1 M olarak bulunur. Pb(OH)2’ in çözünmesiyle ortama bir miktar da buradan OH- iyonu gelir. Buna göre ortamdaki [OH-]=0,1 + 2s kadar olacaktır. Kçç= [Pb2+][OH-]2 bağıntısından Kçç=(s)(0,1+ 2s)2 yazılır. 0,1 M yanında az çözünen tuzdan gelen “2s” miktarı çok az olduğundan ihmal edilirse; Kçç=(s)(0,1)2 = 4x10-15 olur ve

M olur.

d) Üç çözünürlük değeri karşılaştırıldığında sa > sb >sc olur. Buna göre, 0,1 M Pb(NO3)2 çözeltisindeki çözünürlük saf suya göre 100 kat daha az, 0,1 M NaOH çözeltisindeki çözünürlük saf suya göre 250 milyon kat daha azdır. Bunun nedeni mol katsayıları olduğu görülebilir.

d. Yabancı Maddelerin Etkisi :

Az çözünen bir bileşiğin çözeltisinde, çözünen maddelerin iyonlarından başka iyonların varlığı da tuzun çözünürlük dengesine etki eder. Örneğin, Ca(OH)2 az çözünen bir maddedir.

Ca(OH)2(k) Ca2+(suda) + 2OH-(suda)

Eğer Ca(OH)2’in doymuş çözeltisine HCl çözeltisi eklenirse Ca(OH)2’in çözünürlüğü artar. Çünkü, HCl gazı aşağıdaki gibi iyonlaşır.

HCl(g) H+(suda) + Cl-(suda)

Ortamdaki H+ iyonları Ca(OH)2’den gelen OH- iyonlarıyla birleşerek H2O(s) moleküllerini oluşturur ve dolayısıyla Ca(OH)2’in çözünmesine destek oluşturur.

Çökelti Oluşumu ve Çözünürlük Tipleri

Az çözünen tuzların hepsinde bir denge vardır. Dengede çözünme ve çökme hızı eşittir. Çözünürlük dengesinin kurulması, katının suda çözünmesiyle olabileceği gibi, çökelek oluşturacak iyonları içeren iki ayrı çözeltinin karıştırılmasıyla da olabilir. Örneğin 0,2 M KCl ve 0,2 M AgNO3 çözeltilerini karıştırdığımızda;

KCl(suda) + AgNO3(suda) AgCl(k) + KNO3(suda)

Tepkimesi olur. Bu tepkimede meydana gelen olayın net denklemini yazalım:

Ag+(suda) + Cl-(suda) AgCl(k)

Dikkat edilirse, denklemde dengeyi göstermek üzere çift yönlü ok kullandık. Çünkü, oluşan AgCl çökeleğinin bir bölümü yeniden iyonlarına ayrışır.

Az çözünen bir tuzun iyonlarını ayrı ayrı içeren iki çözeltinin karıştırılması her zaman çökelek oluşturmayabilir. Çökeleğin oluşabilmesi iyonların molar derişimleri yeterince büyük olmalıdır. İyon derişimleri yeterince büyük değilse az çözünen tuzun doymamış çözeltisi oluşacağından çökme olmaz. Bir çözeltideki iyonların molar derişimlerinin mol katsayılarına bağlı olarak çarpımına iyonlar çarpımı denir ve Qçç ile gösterilir.

AxBy(katı) xA+y(suda) + yB-x(suda)

dengesinin her hangi bir anındaki iyonlar çarpımı;

olur.

Qçç ve Kçç arasındaki ilişkiye göre sistemin denge hali için yargıda bulunulabilir. Yani;

Qçç = Kçç ise; çözünürlük dengesi kurulmuş demektir. Çözelti doygunluğa ulaşmıştır.

Qçç < Kçç ise; çözelti doymamıştır ve çökme olmaz. Qçç = Kçç oluncaya kadar çözünme devam eder.

Qçç > Kçç ise; iyonların derişimleri çarpımı büyük olduğundan aşırı doygunluk vardır.

Qçç = Kçç oluncaya kadar çökme devam edecektir.

ATOM MODELLERİNİN TARİHİ GELİŞİMİ
Thomson Atom Modeli :
(1902) üzümlü kek şeklindeki atom modeli;

Thomson atom altı parçacıklar üzerinde çalışmalar yaparken icat ettiği katot tüpü yardımıyla 1887 yılında elektronu keşfinden sonra kendi atom modelini ortaya attı. Thomson'a göre Atom dışı tamamen pozitif yüklü bir küre olup ve negatif yüklü olan elektronlar ise kek içerisindeki gömülü üzümler gibi bu küre içerisine gömülmüş hâldedir.



Rutherford Atom Modeli:
(1911) güneş sistemine benzeyen atom modeli;

Thomson'm modeline pek inanmayan Rutherford ünlü alfa saçılması deneyi ile kimya tarihine nükleer atom kavramım sokarak yeni çığır açmıştır. İnce altın levhayı radyoaktif atomların yayınladıkları alfa ışınlarıyla bombardımana tabii tutan Lord Ernest Rutherford gözlemlerine ve deneylerinin sonuçlarına dayanarak, atomun Thomson tarafından hayâl edilmiş "fon statik topluluk olamayacağına hükmetti. Ve atomun yapısını, topta gezegenlerin Güneş'in etrafında gravitasyon kuvvetinin etkisiyle dolandıkları gibi gibi elektronlum da pozitif yüklü bir çekirdeğin etrafında elektriksel çekim kuvvetinin etkisi alanda dolanmakta olduğu dinamik bir model olarak açıkladı.



Bohr Atom Modeli :
(1913) kuvantum teorisinin sahneye çıkışı;

Rutherford atom modeli üzerinde kafa yoran Danimarkalı fizikçi Niels Bohr, klasik fizik gereği çekirdeğin etrafında dolanan elektronların ivmeli hareketlerinden dolayı, enerji kaybederek çekirdeğe düşmeleri gerektiğini düşündü. Ama hiç de böyle olmamakta ve atom kararlılığını muhafaza etmektedir. Bohr atomun bu karalılığını;

1. Elektron hareketlerinin ancak belirli yörüngeler (enerji seviyeleri) üzerinde mümkün olmasıyla,

2. Elektronun, bir yörüngeden bir başkasına geçişini ise belirli bir miktarda (bir kuvantum miktarında) bir enerji kazanmasına (ya da kaybetmesine) bağlı olduğuna, ve

3. Bir atomda, elektronların daha da alana düşmeyecekleri bir en alt enerji düzeyinin var olmasıyla açıklamaktadır.

De Broglie'un Atom Modeli:
(1923) Broglie'un dalga modeli;

Bohr’n atom modeli elektronların yörüngeler arası geçişlerin mümkün kılan “enerji (kuvantum) sıçramaları” açıklamakta yetersiz kalmaktaydı. Bunun çözümü Fransız fizikçisi Prens Victor De Broglie tarafından teklif edildi. De Broglie bilinen bazı taneciklerin uygun koşullar altında tıpkı elektromanyetik radyasyonlar gibi, bazen de elektromanyetik radyasyonların uygun şartlarda tıpkı birer tanecik gibi davranabileceklerini düşünerek elektronlara bir "sanal dalga”nın eşlik ettiği öne sürerek bir model teklif etti. Bu modele göre farklı elektron yörüngelerini çekirdeğin etrafında kapalı dalga halkaları oluşturmaktaydılar.



Born'un Atom Modeli :
(1927) olasılık kavr***** dayanan atom modeli;

Almanya'lı kuramsal bir fizikçi olan Born Heisenberg'in belirsizlik ilke katlamakla beraber bir takım olasılık ve istatistiki hesaplar neticesinde bir elektronun uzaydaki yerini yaklaşık olarak hesap etmenin mümkün olabileceğini öne sürdü. Born Schrödinger'in dalga denklemini olasılık açısından yorumlayarak dalga mekaniği ile kuvantum teorisi arasında bir bağıntı kurdu. Böylece elektronun uzayın bir noktasında bulunması ihtimalinin hesaplanabileceğini göstermiş oldu.

1.1. ATOM MODELLERİ
Bugün bildiğimiz atom bilgisi, teorik ve deneysel konularda yıllardır sürekli yapılan çalışmaların bütünüdür. Çalışmalar sonucunda atomun var-im ı kesin bilgi hâlini aldıktan sonra, onları daha yakından tanımak, özelikleri ile ilgili araştırma ve incelemeler yapmak için modeller tasarlanmaya başlanmıştır. Model, bir konu ya da olayın anlaşılmasını kolaylaştırmak amacıyla tasarlanır, ancak olayın gerçek niteliğini belirtmez.

Atom modelleri; ilim adamları tarafından hayal edilmiş tablolardan ibarettir. Bunlar atomu doğrudan doğruya gözlemleyerek yapılan tasanlar Değildir. En sade atom modelinde atomlar, içi dolu esnek küre olarak kail edilir. Şimdi atom modellerini inceleyelim.

1.1.1. DALTON ATOM MODELİ
Sabit oranlar kanunu ve katlı oranlar kanunu olarak gördüğümüz bileşik-i terdeki kütlesel ilişkilere bakarak 1803 yılında John Dalton, maddelerin çok çok küçük yapı taşlarının topluluğu halinde bulunduğu, fikrini ileri sürdü. Dalton atom teorisi olarak ortaya konulan temel özellikler şunlardır;

1. Maddelerin özelliklerini gösteren birim parçacıklar atomlar veya atom gruplarıdır.

2. Aynı cins elementlerin atomları birbirleriyle tamamen aynıdır.

3. Atomlar içi dolu kürelerdir.

4. Farklı cins atomlar farklı kütlelidir.

5. Maddenin en küçük yapıtaşı atomdur. Atomlar parçalanamaz.

6. Atomlar belli sayılarda birleşerek molekülleri oluştururlar. Örneğin, 1 atom X ile l atom Y’den XY, l atom X ile 2 atom Y den XY2 bileşiği oluşur. Oluşan bileşikler ise standart özellikteki moleküller topluluğudur.

Atomla ilgili günümüzdeki bilgiler dikkate alındığında Dalton atom modelindeki eksikliklere ek olarak üç önemli yanlış hemen fark edilir.

1. Atomlar, içi dolu küreler değildir. Boşluklu yapıdadırlar.

2. Aynı cins elementlerin atomları tam olarak aynı değildir. Kütleleri farklı (İzotop) olanları vardır.

3. Maddelerin en küçük parçasının atom olduğu ve atomların parçalanamaz olduğu doğru değildir. Radyoaktif olaylarda atomlar parçalanarak daha farklı kimyasal özellikte başka atomlara ayrışabilir; proton, nötron, elektron gibi parçacıklar saçabilirler.

1.2. THOMSON ATOM MODELİ
Dalton atom modelinde (-) yüklü elektronlardan ve (+) yüklü protonlardan söz edilmemişti. Yapılan deneyler yardımıyla, katot ışınlarından elektronun, kanal ışınlarından protonun varlığı ortaya konulmuştu. Bu bilgiler ışığında Thomson'un atomla İlgili fikirlerini aşağıdaki şekilde özetleyebiliriz.

1. Protonlar ve nötronlar yüklü parçacıklardır. Bunlar yük bakımından eşit, işaretçe zıttırlar. Proton + 1 birim yüke; elektron ise -l birim yüke eşittir.

2. Nötr bir atomda proton sayısı elektron sayısına eşit olduğundan yükler toplamı sıfırdır.

3. Atom yarıçapı 10-8 cm olan bir küre şeklindedir. Söz konusu küre içerisinde proton ve elektronlar atomda rast gele yerlerde bulunurlar. Elektronun küre içindeki dağılımı üzümün kek içindeki dağılımına benzer.

4. Elektronların kütlesi ihmal edilebilecek kadar küçüktür. Bu nedenle atomun ağırlığını büyük ölçüde protonlar teşkil eder.

Nötron denilen parçacıklardan bahsedilmemesi Thomson Atom teorisinin eksiklerinden biridir. Proton ve elektronların atomda rastgele yerlere bulunduğu İddiası ise teorinin hatalı yönüdür.

1.1.3. RUTHERFORD ATOM
Atomun yapısının açıklanması hakkında,önemli katkıda bulunanlardan birisi de Ernest Rutherford (Örnıst Radırford) olarak bilinir. Rutherford'dan önce Thomson atom modeli geçerliydi. Bu modele göre, atom küre şeklindedir. Ve küre içerisinde proton ve elektronlar bulunmaktadır. Acaba bu proton ve elektronlar atom içerisinde belirli bir düzene mi, yoksa rastgele bir dağılım içerisinde mi bulunuyorlar? Bu sorunun cevabı daha bulunamamıştı. Rutherford bu sorunun cevabı ve Thomson atom modelinin doğruluk derecesini anlamak için yaptığı alfa (a) parçacıkları deneyi sonucunda bir model geliştirmiştir.

Polonyum ve radyum bir a-ışını kaynağıdır. Rutherford, bir radyoaktif kaynaktan çıkan a-taneciklerini bir demet hâlinde iğne ucu büyüklüğündeki yarıktan geçirdikten sonra, kalınlığı 10-4 cm kadar olan ve arkasında çinko sülfür (ZnS) sürülmüş bir ekran bulunan altın levha üzerine gönderdi.

Altın levhayı geçip ekran üzerine düşen a - parçacıkları ekrana sürülen ZnS üzerinde ışıldama yaparlar. Böylece metal levhayı geçen a - parçacıklarını sayma imkanı elde edilir. Rutherford, yaptığı deneylerde metal levha üzerine gönderilen a- parçacıklarının % 99,99 kadarının ya hiç yollarında sapmadan ya da yollarından çok az saparak metal levhadan geçtiklerini, fakat çok az bir kısmının ise metale çarptıktan sonra büyük bîr açı yaparak geri döndüklerini gördü. Rutherford daha sonra deneyi altın levha yerine, kurşun, bakır ve platin metallerle tekrarladığında aynı sonucu gördü. Kinetik enerjisi çok yüksek olan ve çok hızlı olarak bir kaynaktan çıkan a - parçacıklarının geriye dönmesi için;

1. Metal levhada pozitif kısmın olması,

2. Bu pozitif yüklü kısmın kütlesinin (daha doğrusu yoğunluğunun) çok büyük olması gerekir.

Bu düşünceden hareketle Rutherford, yaptığı bu deneyden şu sonuçlan çıkardı.

Eğer, a tanecikleri atom içerisindeki bir elektrona çarpsaydı, kinetik enerjileri büyük olduğu için elektronu yerinden sökerek yoluna devam edebilirlerdi. Ayrıca, a - taneciği pozitif, elektron negatif olduğundan geriye dönüş söz konusu olmaması gerekirdi. Bu düşünceyle hareket eden Rutherford, metale çarparak geriye dönen alfa parçacıklarının sayısı metal levhadan geçenlere oranla çok küçük olduğundan; atom İçerisinde pozitif yüklü ve kütlesi büyük olan bu kısmın hacmi, toplam atom hacmine oranla çok çok küçük olması gerektiğini düşünerek, bu pozitif yüklü kısma çekirdek dedi.



Rutherford, atomun kütlesinin yaklaşık olarak çekirdeğin kütlesine eşit olduğunu ve elektronlarında çekirdek etrafındaki yörüngelerde döndüğünü ileri sürmüştür. Buna göre, Rutherford atomu güneş sistemine benzetmiş oluyordu. Rutherford atom modelini ortaya koyduğunda nötronların varlığı daha bilinmiyordu. Günümüzde ise «çekirdeğin proton ve nötronlar içerdiği ve bunların çekirdeğin kütlesini oluşturduklarına inanılmaktadır. Rutherford'un ortaya koyduğu atom modelinin boyutlarını da anlamak önemlidir. Bunu şu şekilde ifade edebiliriz. Eğer, bir atomun çekirdeği bir tenis topu büyüklüğünde olsaydı, bu atom büyük bir stadyum büyüklüğünde olurdu.




He atomu 2 proton, 2 nötron ve 2 elektrondan oluşur. Bir He atomunun 2 elektronu tamamen uzaklaştırılırsa geriye +2 yüklü helyum iyonu (He+2) kalır. Bu iyona alfa (a) parçacığı (alfa ışını) denir.

Bir atomu a - taneciği ile incelemek, bir şeftaliyi uzun bir iğne ile incelemeye benzer, iğnenin şeftalinin ortasında sert bir şeye çarptığını tespit ederek şeftali çekirdeğinin varlığını ve büyüklüğünü onu hiç görmeden anlamak mümkündür. Bu arada şeftali ile çekirdeğinin büyüklüğü ve atom ile çekirdeğinin büyüklüğünün aynı oranda olamayacağı unutulmamalıdır.

1.1.4. Bohr Atom Teorisi
Buraya kadar anlatılan atom modellerinde, atomun çekirdeğinde, (+) yüklü proton ve yüksüz nötronların bulunduğu, çekirdeğin etrafında dairesel yörüngelerde elektronların dolaştığı ifade edildi. Bu elektronların çekirdek etrafında nasıl bir yörüngede dolaştığı, hız ve momentumlarının ne olduğu ile ilgili bir netice ortaya konmadı. Bohr ise atom teorisinde elektronların hareketini bu noktadan inceledi.

1913 yılında Neils Bohr, hidrojen atomunun spektrum çizgilerini ve Planck'ın kuvantum kuramını kullanarak Bohr kuramını ileri sürdü. Bu bilgiler ışığında Bohr postulatları şöyle özetlenebilir.

1. Bir atomdaki elektronlar çekirdekten belli uzaklıkta ve kararlı hâllerde hareket ederler. Her kararlı hâlin sabit bir enerjisi vardır.

2. Her hangi bir kararlı enerji seviyesinde elektron dairesel bir yörüngede (orbitalde) hareket eder. Bu yörüngelere enerji düzeyleri veya kabukları denir.

3. Elektron kararlı hâllerden birinde bulunurken atom ışık (radyasyon) yayınlamaz. Ancak, yüksek enerji düzeyinden daha düşük enerji düzeyine geçtiğinde, seviyeler arasındaki enerji farkına eşit bir ışık kuantı yayınlar. Burada E = h-i) bağıntısı geçerlidir.

4. Elektron hareketinin mümkün olduğu kararlı seviyeler, K, L, M, N, O gibi harflerle veya en düşük enerji düzeyi l olmak üzere, her enerji düzeyi pozitif bir tam sayı ile belirlenir ve genel olarak "n" İle gösterilir, (n: 1,2,3 .....¥)

Bugünkü bilgilerimize göre; Bohr kuramının, elektronların dairesel yörüngelerde hareket ettikleri, ifadesi yanlıştır.

Bohr atom modeli, hidrojen atomunun davranışını çok iyi açıkladığından ve basit olduğundan önce büyük ilgi gördü. Ancak, bu model çok elektronlu atomların davranışlarını (atomların spektrumlarını, atom çekirdeğinin bir elektronunu yakalayarak başka atom çekirdeğine dönüşünü) açıklayamadığından yaklaşık 12 yıl kadar geçerli kaldı. Daha sonra yerini modern atom teorisine bıraktı.

Bohr'a göre, elektronlar çekirdekten belirli uzaklıklarda dairesel yörüngeler izlerler. Çekirdeğe en yakın yörüngede bulunan (n = 1) K tabakası en düşük enerjilidir. Çekirdekten uzaklaştıkça tabakanın yarıçapı ve o kabukta bulunan elektronun enerjisi artar. Elektron çekirdekten sonsuz uzaklıkta iken (n @ ¥) elektronla çekirdek arasında, çekim kuvveti bulunmaz. Bu durumda elektronun potansiyel enerjisi sıfırdır. Elektron atomdan uzaklaşmış olur. Bu olaya iyonlaşma denir.



Elektron çekirdeğe yaklaştıkça çekme kuvveti oluşacağından, elektronun bir potansiyel enerjisi olur. Elektron çekirdeğe yaklaştıkça atom kararlı hâle doğru gelir, potansiyel enerjisi azalır. Buna göre, elektronun her enerji düzeyindeki potansiyel enerjisi sıfırdan küçük olur. Yani negatif olur. Bohr hidrojen atomunda çekirdeğe en yakın enerji düzeyinde (K yörüngesi) bulunan elektronun enerjisini -313,6 kkal/mol olarak bulmuştur.

1.1.5. MODERN ATOM MODELİ
Bohr, elektronu, hareket hâlinde yüklü tanecik olarak kabul edip, bir hidrojen atomundaki elektronun sadece bazı belirli enerjilere sahip olacağını varsayarak teorisini ortaya atmıştı. Bu teori, hidrojen gibi tek elektronlu He+, Li+2 iyonlara da uymasına rağmen çok elektronlu atomların, ayrıntılı spektrumlarının, kimyasal özelliklerinin açıklanmasına uymamaktadır. Yine de, modern atom modelinin gelişmesinde bir basamak teşkil etmiştir.

Modern atom modeli, dalga mekaniğindeki gelişmelerin elektronun hareketine uygulanmasına dayanmaktadır. Bu modelin öncüleri Lois de Broglie , Heisenberg ve Schrödinger gibi bilim adamlarıdır.

1924 yılında Louis de Broglie, ışık ve maddenin yapısını dikkate alarak, küçük tanecikler bazen dalgaya benzer özellikler gösterebilirler, şeklindeki hipotezini ortaya attı. 1927 yılında de Broglie'nin hipotezi elektron demetlerinin bir kristal tarafından, X-ışınlarına benzer biçimde saptırılması ve dağıtılması deneyi İle ispatlandı.

1920'li yıllarda Werner Heisenberg, atomlardan küçük taneciklerin davranışlarını belirlemek için ışığın etkisini inceledi. Bunun sonucunda Heisenberg belirsizlik ilkesi olarak anılan şu neticeyi çıkardı.

"Bir taneciğin nerede olduğu kesin olarak biliniyorsa, aynı anda taneciğin nereden geldiği veya nereye gittiğini kesin olarak bilemeyiz. Benzer şekilde, taneciğin nasıl hareket ettiğini biliyorsak onun yerini kesin olarak bilemeyiz."

Buna göre, elektronun herhangi bir andaki yeri ve hızı aynı zamanda kesin olarak bilinemez. Bir taneciğin yerini ve hızını ölçebilmek için, o taneciği görmek gerekir. Taneciğin görünmesi de taneciğe ışık dalgası göndermek ile olur. Elektron gibi küçük tanecikleri tespit etmek için düşürülen uygun dalga boyundaki ışık, elektronun yerini ve hızını değiştirir. Bu yüzden, aynı anda elektronun yeri ve hızı ölçülemez. Bu nedenle de elektronların çekirdek etrafında belirli dairesel yörüngeler izledikleri söylenemez. Yörünge yerine elektronun (ya da elektronların) çekirdek etrafında bulunma olasılığından söz etmek gerekir.

Modern atom modeli, atom yapısı ve davranışlarını diğer atom modellerine göre, daha iyi açıklamaktadır. Bu model, atom çekirdeği etrafındaki elektronların bulunma olasılığını kuvantum sayılan ve orbitaller ile açıklar, kuvantum sayıları, bir atomdaki elektronların enerji düzeylerini belirten tam sayılardır. Orbitaller ise elektronun çekirdek etrafında bulunabilecekleri bölgelerdir.

Elektron tanecik olarak düşünüldüğünde; orbital, atom içerisinde elektronun bulunma olasılığı en yüksek olan bölgeyi simgeler. Elektron maddesel bir dalga olarak düşünüldüğünde ise, orbital, elektron yük yoğunluğunun en yüksek olduğu bölgeyi simgeler. Yani, elektron tanecik olarak kabul edildiğinde elektronun belirli bir noktada bulunma olasılığından, dalga olarak kabul edildiğinde ise elektron yük yoğunluğundan söz edilir.

01. Buharlaştırma
02.Çöktürme
03. Kristallendirme
04. Süzme
04.01. Huni İle Basit Süzme
04.02. Vakum Altında Süzme
05. Damıtma (Destilasyon)
05.01. Adi Damıtma
05.02. Su Buharı Damıtması
06. Ekstraksiyon
07. Süblimleşme
08. Fiziksel Yollarla Ayırma
08.01. Katı - Katı Karışımlarının Ayrılması
08.02. Sıvı - Sıvı Karışımlarının Ayrılması
08.03. Sıvı - Katı Karışımlarının Ayrılması
08.04. Gaz - Gaz Karışımlarının Ayrılması


01. Buharlaştırma

Buharlaştırma işlemi çözeltinin hacmini azaltmak yada kuru hale getirmek için yapılır. Sıvılar genellikle porselen kapsüllerde buharlaştırılır. Bunun sebebi porselen kapsüllerde yapılan buharlaştırma işleminin daha çabuk olmasıdır. Buharlaştırma yapılırken kabın üzerine uygun çaplı bir saat camı konularak sıçrama yada dışardan yabancı madde girme olasılığı engellenmiş olur. Saat camı sıçrayan maddeyi tutarak yeniden kaba alınmasını sağlar. Sıçramanın azaltılması için yüksek ısıdan kaçınılmalı ve sıvı devamlı karıştırılmalıdır. Çözeltinin suyu tamamen buharlaştırılacaksa işlemin sonuna doğru düşük ısıda çalışılmalıdır.

Çok az miktardaki sıvılar için tüplerde yapılan buharlaşma işlemi sırasında tüpü devamlı sallamak ve kaynamaya engel olmak gerekir. Buharlaştırma işleminde genellikle su buharı kullanılır. Su banyolarının ısısı 100 ºC den az olduğu için yüksek ısı ile maddede oluşabilecek değişiklik engellenmiş olur. Gliserin ve yağ banyoları ise yüksek sıcaklık için kullanılır. Buharlaştırma yapılırken çıplak alev kullanıldığı takdirde kabın kırılması veya maddenin kimyasal yapısında değişmeler gibi istenmeyen durumlar oluşabilir. Bu nedenle kum banyosu, telli asbest levha kullanıla bilinir.


02. Çöktürme

Gravimetrik analizlerde çok sık kullanılan çöktürme işlemi, iki çözeltinin tepkimeye girmesi sonucunda istenilen maddenin çöktürülmesi esasına dayanır. Bu işlem sırasında oluşan katıya çökelti, işleme de çöktürme denir.

Bu yöntemde çökeltinin fiziksel özellikleri, saflık derecesi, çözeltideki diğer maddelerin özellikleri önemli olup dikkat edilmesi gereken unsurlardır. Çöktürme işleminin yavaş olması elde edilen maddenin daha saf olmasını sağlar. Çöktürme işlemi beherde yapılır. Çöktürme çözeltisi bir pipet yardımı ile ve yavaşça eklenmelidir. Bu arada kap devamlı karıştırılarak tepkimenin bölgesel olmaması sağlanır. Bu şekilde elde edilen çökelti miktarı daha fazla olur. Bu işlem yüksek ısıda yapıldığı takdirde kristaller daha büyük olur. Bu da süzülmeyi kolaylaştırır.

Çöktürme işleminden sonra, çökmenin tam olup olmadığını anlamak için çözeltiden bir kaç damla alınarak saat camına koyulur ve üzerine çöktürücü reaktiften bir kaç damla eklenir. Eğer çözeltide bir bulanma gözlenirse çökme işleminin tamamlanmadığı anlaşılır. Ana çözeltiye çöktürücü reaktif eklenmeye devam edilir.Daha sonra bir süre bekletilerek süzme işlemine geçilir. Bekletme sırasında çökeltideki diğer maddelerin miktarında azalma olur. Ayrıca iri kristaller oluşarak süzülme işlemi kolaylaşır. Bazı maddelerde ise bekletmek sakıncalı olabilir ve hemen süzülmesi gerekir.


03. Kristallendirme

Organik reaksiyonlar sonunda ayrılan katı organik bileşikler nadiren saftırlar. Esas olarak elde edilmek istenen maddenin yanı sıra ortamda safsızlıklarda bulunma ihtimali çok fazladır. yapılan bir işlemdir.
Katı maddenin uygun çözücüde çözülüp soğutulması ile kristaller meydana gelir. Oluşan bu kristaller maddenin ilk haline göre daha saf olmakla birlikte, bu işlemin tekrarlanması istenen maddenin saflık derecesini arttırır. Elde edilen ham ürüne doğrudan kristallendirme uygulanmamalıdır. Bazı safsızlıklar kristallenme hızını düşürür, hatta kristal oluşumunu tamamen önleyebilirler. Böylece önemli miktarda madde kaybı olabilir. Bundan dolayı kristallendirmeden önce, gerekirse su buharı damıtması, ayrımsal damıtma gibi ön saflaştırma yöntemleri uygulanmalıdır.

Katıların kristallendirilerek saflaştırılmaları verilen bir çözücü veya çözücü karışımındaki farklı çözünürlüklerine dayanır. Kristallendirme işlemi yapılırken şu sıra izlenmelidir. edilmelidir.

1. Saf olmayan maddenin uygun bir çözücüde kaynama noktası veya biraz yakın bir sıcaklıkta çözülmesi,
2. Sıcak çözeltinin çözülmemiş madde ve tozlardan süzülerek ayrılması,
3. Sıcak çözeltinin soğumaya bırakılıp çözünmüş maddenin kristallenmesi,
4. Kristallerin çözücü fazından ( ana çözelti ) ayrılması.

Oluşan kristallerin kurutulduktan sonra saflıkları genellikle erime noktalarına bakılarak kontrol edilir, saf değillerse madde saf çözücüden yeniden kristallendirilir. Bu işlem erime noktası sabit saf madde elde edilinceye kadar tekrarlanır.

Kristallendiirme işleminde kullanılacak bir çözücü seçilirken bu çözücünün saflaştırılacak maddenin iyi oluşacak kristallerini vermeli, safsızlıkları kolayca çözmeli veya düşük sıcaklıkta az çözüyor olmalı, madde ile reaksiyona girmemeli, düşük kaynama noktasına sahip
olmalı.
En fazla kullanılan çözücüler; saf su (kaynama noktası 100º C), dietil eter (kaynama noktası 35º C), aseton (kaynama noktası 56º C),kloroform (kaynama noktası 61º C), metil alkol (kaynama noktası 64,5º C), karbontetraklorür (kaynama noktası 77º C), petrol eteri (kaynama noktası 40-60º C),etil alkol (kaynama noktası 78º C) dir.

Kristallenme işlemi su şekilde yapılır. Örnek seçilen uygun çözeltide çözdürülür. Çözelti geri soğutucu altında bir süre kaynatılır. Çözelti sıcak iken süzgeç kağıdından süzülür. Süzüntü üzeri saat camı kapatılarak bekletilir. Eğer küçük kristallere elde edilmek isteniyorsa süzüntü hızlı bir şekilde soğutulmalıdır. Soğuma süresi uzadıkça kristallerin boyutu artacaktır.

Kristalleştirme işlemi, doymuş çözelti meydana getirmesi için kimyasal maddenin uygun çözücüye ilave edilmesi ile olur. Kaynama noktasına gelindiğinde çözelti içinde erimeyen yabancı maddeler süzülür. Süzülen kısım soğutularak kristaller elde edilir. Soğutma işlemi yavaş olduğu takdirde kristaller büyük olur. Kristalleştirmede maddenin özellikleri önemlidir. Eğer maddenin sıcak çözücü ile soğuk çözücüdeki erime oranı birbirine yakın ise buharlaştırma yapılır. Yüksek ısıda maddenin bileşimi değişebileceğinden bu işlem oda ısısında vakumda yapılır. Kristallerin daha saf elde edilmesi için buhner hunisinden vakumla süzülmesi tercih edilir. Az eriyen kristaller soğuk su ile fazla eriyen kristaller ise alkolle yıkanır. Daha sonra santrifüje edilerek oda ısısında kurutulur.

04. Süzme

Bir karışımda sıvı fazın katı fazdan ayrılması için uygulanan işleme süzme denir. İyi bir kristallendirme ile saflaştırma işlemi iyi yapılmış süzme işlemine bağlıdır. Süzme işlemi iki şekilde gerçekleştirilir. Bunlarda birisi huni kullanılarak yapılan basit süzme, diğeri ise goch krozesi kullanılarak yapılan vakum altında süzmedir.

04.01. Huni İle Basit Süzme

Sıcak çözeltilerin süzülmesi sırasında ısı kaybı elden geldiği kadar önlenmelidir. Aksi takdirde sıcaklık düşmesi ile çözünürlük azalacağından süzgeç kağıdında ve huni borusunda kristaller meydana gelir ve bunlar süzmeyi güçleştirir. Soğumayı önlemek için hızlı süzmek veya huni ve süzgeç kağıdındaki kristalleşmeyi önlemek için süzmeye başlamadan önce bunların ısıtılması gereklidir.

İşlem için önce filtre kağıdı doğru şekilde katlanıp huni içerisine yerleştirilmelidir.


Süzgeç kağıdı daha sonra çözücü ile ıslatılarak huni içerisine tam olarak oturması sağlanır.


Erlenin üzerine yerleştirilen huni içerisine süzme yapılacak çözelti yavaşça dökülür. Alttaki erlende kala kısma süzüntü denir. Çözeltinin döküldüğü kap süzüntü ile tekrar çalkalanarak bir defa daha süzülür.


04.02. Vakum Altında Süzme

Süzülmesi zor olan çözeltiler için genellikle bu yöntem tercih edilir. Vakum hem süzmeyi hızlandırır ve hem de kristallerin ana çözeltiden tamamen ayrılmasını sağlar . Bu yöntemde genellikle nuçe hunisi ve erleni kullanılır.


Süzgeç kağıdı, nuçe hunisinin çapına göre kesilir ve huninin delikli olan altını tamamen kaplar. Kağıt kati suretle yan taraflara taşmamalıdır. Çözücü ile ıslatılan bu süzgeç kağıdı nuçenin tabanına konur ve kenarları, ucu yuvarlatılmış bir baget veya tırnak ucu ile huninin çeperine yerleştirilir. Nuçe hunisi bir lastik tıpa ile erlenin üstüne takılır. Erlenin yan borusu bir lastik hortumla su trompa bağlanır. Su trompuda musluğa bağlanır. Su trompunun olmadığı durumlarda hortum direk musluğa bağlanabilir.


Önce tromp çalıştırılarak vakum yapılır, sonra süzülecek madde nuçe hunisine dökülmeye başlanır. Süzme işleminde yavaş emiş, hızlı emişten daha etkindir, çünkü hızlı emişte çok ince taneler sürüklenerek süzgeç kağıdının üzerine yapışırlar ki bu durum kağıdın geçirgenliğini azaltır. Süzülecek çözelti bittiği zaman su musluğu kapatılır nuçe erleni nuçe krozesinden ayrılır. Bir pens yardımı ile filtre kağıdı dikkatlice nuçe krozesinden çıkarılır.


05. Damıtma

Damıtma bir sıvı karışımdaki bileşenlerin önce buharlaştırılması ve sonrada soğutulması sonucunda birbirinden ayrıştırılması işlemidir. Bu yöntemde esas olay buhar basıncına dayanmaktadır. Bir sıvının buhar basıncı, sıvı ile dengedeki buharın basıncı anlamına gelmektedir. Her sıvı ve katının bir buhar basıncı vardır. Sıvı sabit sıcaklıkta ısıtılırsa, sıvının buhar basıncı verilen ısı ile orantılı olarak artar. Sıvının buhar basıncının dış atmosfer basıncına eşit olduğu noktaya ise kaynama noktası denir. Kaynama noktasındaki bir sıvıya daha fazla sıcaklık verildiği zaman sıvının sıcaklığı artmaz sadece fazla ısı sıvının buharlaşmasına neden olur.

Saf bir sıvının belli bir kaynama noktası vardır. Fakat karışım halindeki çözeltilerde bu durum değişir. Örneğin suyun kaynama sıcaklığı 100ºC dir. Saf alkolün ise kaynama sıcaklığı 78,3ºC dir. Ağırlık olarak % 95.57 alkol ve % 4,43 su içeren bir karışımın kaynama noktası 78,15ºC dir . Bu nedenle damıtma işlemi sonucunda saf alkol elde edilemez.


05.01. Adi Damıtma

Bu yöntem kaynama noktaları birbirinden farklı sıvıların birbirinden ayrılması için ve kaynama noktası tayini yönteminde kullanılır.


Damıtma balonunun en fazla 2/3 üne kadar damıtılacak çözeltiden koyulur. Buharlaşan sıvı içerisinden su geçen soğutucunun çeperlerine çarparak yoğunlaşır ve ayrı bir kapta saf halde toplanır. Isıtma dakikada 3-4 damla düşecek şekilde yavaş olmalıdır. Eğer sıvının kaynaması gerken sıcaklığın üzerine çıkıldığı halde hala kaynama olmuyorsa içeride hiç hava olmadığı anlamına gelir.

05.02. Su Buharı Damıtması

Birbiri içinde hemen hemen hiç çözünmeyen sıvıların damıtılması ise su buharı damıtması ile yapılır. Ancak, bu sıvıların su ile de karışmamaları gereklidir. Bu damıtma işleminde su ile karışmayan sıvılar kendi kaynama noktalarından daha düşük sıcaklıkta damıtılırlar. Bu tip karışımlarda bir bileşen diğer bileşenden bağımsız olarak kendi buhar basıncına sahiptir ve karışımın buhar basıncı, karışımı oluşturan bileşenlerin buhar basınçlarının toplamına eşittir. Karışım A ve B bileşenlerinden oluşmuşsa karışımın toplam basıncı PT = PA + PB'dir. Toplam basınç dış atmosfer basıncına eşit olduğu zaman karışım kaynaya¬cağına göre, karışımın kaynama noktası bileşenlerden her birinin kaynama noktasından daha düşük olacaktır.

Su buharı damıtması ile hem kaynama noktasında bozunan, su ile karışmayan organik maddeler daha düşük sıcaklıklarda damıtılabilir hem de ortamda safsızlık olarak bulunabilecek uçucu olmayan, çok miktardaki reçine, inorganik tuzlar gibi maddeler or¬tamdan uzaklaştırılabilir. Böyle durumlarda basit damıtma işlemi vakumda olsa bile kullanılmaz. Çünkü karışımda az miktarda olan uçucu bileşeni damıtmak için yüksek sıcaklık gerekecektir. Bu da maddenin bozunmasına yol açacaktır. Ayrıca mekanik tuzak bileşenin tamamiyle uzaklaştırılmasını önleyecektir. Su buharı damıtmasıyla bitkilerden polen, esans gibi uçucu organik bileşikler de kolaylıkla ayrılabilir.

Aşağıdaki şekilde bir su buharı damıtma düzeneği gösterilmektedir. Düzenekteki bütün bağlantılar olabildiğince kısa tutulmalı ve damıtma balonuna yarıdan çok sıvı konmamalıdır. Damıtma balo¬nu, damıtma sırasında aşırı yoğunlaşma olursa çok küçük bir alevle ısıtılabilir.


Bitkilerin karakteristik kokuları, içindeki uçucu esans yağlarından ileri gelir. Bu yağlar genellikle hidrokarbonlar, alkol¬ler ve karbonil-bileşiklerinin kompleks karışımlarıdır ve terpenler olarak bilinirler. Su buharı damıtma yöntemi sayesinde bitkilerden koku veren esans maddeleri elde edilebilir .

Hangi mmaddenin esansı elde edilmek isteniyorsa o numuneden 15 gram alınarak şekilde görülen ilk balona yerleştirilir. Üzerine 100 ml saf su eklendikten sonra siteme su buharı verilerek damıtma işlemi başlatırlır. Su buharı eldesi için örneği koyduğumuz balonun öncesine içi su dolu bir balon yerleştirilerek kaynatıtlır. Kaynatma sonrasında oluşan su buharı aradaki bağlantı yardımı ile örneğin olduğu kaba geçer. Örneğin olduğu balonda , damıtma sırasında aşırı yoğunlaşma olursa çok küçük bir alevle ısıtılabilir.

Yağ damlacıkları gelmeyinceye dek damıtmaya devam edilir. Toplanan kısım bir ayırma hunisine aktarılır, üzerine 6 ml. eter eklenir ve çalkalanır. Fazlar ayrılana dek beklenir, organik faz ayrılır. Sulu faz 5 ml. eter ile yeniden çalkalanır. Eterli fazlar toplanır, susuz Na2SO4 ile kurutulur. Bir su banyosu üzerinde eter uçurulur, geriye kalan esans yağıdır.


06. Ekstraksiyon

Ekstraksiyon organik kimyada tepkime karışımlarından ya da doğal olarak oluşan maddelerden bir bileşiği ayırmak için kullanılır Genellikle sulu çözeltilerden ya da süspansiyonlardan bir bileşiği ayırmak için kullanılır. Bu işlem bir çözücü yardımı ile yapılır. Sulu çözeltiyi ya da süspansiyonu su ile karışmayan bir orga¬nik çözücü ile çalkalanır ve oluşan fazlarınbirbirinden ayrılması beklenir.. Burada temel prensip bileşiğin iki ayrı fazda kısmi dağılımına dayanır. Madde sulu ve organik fazda göreceli çözünürlüklerine göre dağılacaktır. Örneğin, inorganik tuzlar organik çözücülerde hemen hemen hiç çözünmezler ve böylece sulu fazda kalacaklardır. Hidrokarbonlar ve bunların halojen türevleri gibi H-bağı yapamayan bileşikler de suda hemen hemen hiç çözünmezler, böylece organik fazda kalacaklardır

Daha sonra organik çözücünün uçurulmasıyla saf organik bileşik elde edilir. Çekme işlemi, iki sıvı faz arasında bir denge işlemidir ki bu dengeyi bileşiğin iki fazdaki çözünürlükleri yönlendirir. Karışım çalkalandığı zaman bir dengeye ulaşılır ve her iki fazda maddenin derişimi sabit kalır. Belirli bir sistem ve sıcaklık için bu derişimlerin oranına dağılım katsayısı denir ve bu aynı zamanda çözünürlüklerin oranına eşittir.

KD dağılım katsayısı.
CA : Maddenin A fazındaki derişimini
CB : MAddenin B fazındaki derişimini
SA : Maddenin A fazındaki çözünürlüğü
SB : Maddenin B fazındaki çözünürlüğü

Bir ekstraksiyon işleminin baarılı olması doğru çözücü şeçimine bağlıdır. En çok kullanoılan çözücüler eter, benzen, toluen, petrol eteri, heksan, broform, metilen klorür ve karbon tetraklorürdür. Bunların hiçbiri suda çözünmez ve organik bileşikler için iyi çözücülerdir.

Organik asit ve bazların dağılım katsayıları, çözücülerden biri su olduğu zaman ortamın pH'ından oldukça çok etkilenir. pH = 7 de suda çözünmeyen bir organik asit sulu NaOH ya da NaHCO3 çözeltisinde çok miktarda çözünebilir. Bu durumda asidin protonu baz tarafından alınarak onun eşlenik bazını verir.

RCOOH + NaOH RCOO- Na+ + H2O
Organik asit eşlenik baz
Bu şekilde organik asitler ve bazlar, polar olmayan organik çözücülerden asidik ya da bazik sulu çözeltilerle ekstrakte edilebi¬lirler. Sulu çözeltilerden başlangıçtaki organik asit ya da baz nötralleştirme yoluyla elde edilirler.

Örneğin fenolik bileşikler NaOH çözeltisi ile tuz oluştururlar ve suda çözünürler. Bu nedenle, NaOH çözeltisi, bir organik çözücüde çözünmüş olarak bulunan fenolik bileşikleri ya da karboksitli asit¬leri ekstrakte etmekte kullanılabilir. Ya da diğer bir deyişle, sulu NaOH çözeltisinde çözünmüş olarak bulunan karboksilli asit ya da fenolden organik safsızlıkları uzaklaştırmak için bir organik çözücü kullanılabilir.

Benzer şekilde NaHCO3 çözeltisi, karboksilli asitleri, karşılık gelen sodyum tuzlarına dönüştürebilir ancak fenolik bileşikleri tuz¬larına dönüştüremez. Bu da karboksilli asitler ile fenolik bileşikleri birbirinden ayırmak için iyi bir yöntemdir. Önce, NaHCO3 çözeltisi ile karboksilli asit uzaklaştırılır, daha son¬ra NaOH ile fenolik bileşikler ekstrakte edilir.

İnorganik asitler de, NaOH, Na2CO3 ya da NaHCO3 çözeltileriyle çekilerek organik fazdan ayrılır.

Sulu HCl, karışımlardan, bazik bileşiklerin çekme ile ayrılmasında sık sık kullanılır. Sulu asit, amonyak ya da bir orga¬nik amini suda çözünen klorür tuzuna dönüştürür.

Karboksilli asit ve fenolik bileşiklerin sodyum tuzları sülfürik ya da fosforik asitle kolaylıkla asit ve fenollere dönüştürülürler.

Ekstraksiyon işleminde hangi fazın su fazı olduğunu anlamak için huninin üstünden l damla su damlatılır, su hangi faza gidiyorsa o faz sulu fazdır.

Ekstraksiyon sırasında fazlar birbirinden iyi ayrılmayabilir ya da emülsiyon halinde kalabilir. Bu durumda, sulu faz NaCl ile doyurulur, buna tuz etkisi denir. Ya da çözücü uygunsa bir damla alkol damlatılır, en iyisi bir süre daha beklenir.

Katılardan yapılacak çekme işlemi için en çok kullanılan düzenek Soxhlet cihazıdır. Örnek dağılmaması için bir kartuşun içerisine yerleştirilerek şekilde görüldüğü yere yerleştirilir. Çözücü balonda kaynatılır ve buhar yan bor¬udan geçerek soğutucuda yoğunlaşır ve katının üzerine damlar. Üst tarafta biriken çözücü yandaki kılcal borunun seviyesine gelince ekstrakte ettiği madde ile beraber tekrar balona akar (sifon yapar). Bu olay defalarca gerçekleşerek ekstrakte olayı olur. Ekstrakte edilen bileşik balonda toplanır. En sonunda balonda kalan çözücü uzaklaştırılarak ekstrakte edilecek bileşik saf olarak elde edilir. Bu yöntem en çok katı numunelerden yağı ayırmak için kullanılır.

07. Süblimleşme

Bazı bileşikler, erimeden katı fazdan direk gaz fazına geçerler. Bu fiziksel olaya süblimleşme denir. Örneğin katı CO2 (kuru buz),katı iyot ve naftalin oda sıcaklığında ve normal atmosfer basıncı altında katı halden gaz hale geçer.

Bir bileşiğin süblimleşebilmesi için, erime noktasının altındaki bir sıcaklıkta göreceli olarak yüksek buhar basıncına sa¬hip olması gereklidir. Bazı katılarda tanecikler arası çekim kuvveti düşüktür. Buda süblimleşme olayının gerçekleşmesine neden olur.

Örneğin, kanfor'un (e.n. 180°C) erime noktası civarında buhar basıncı 370 mm. Hg. dır.

Kanfor, atmosfer basıncında ısıtıldığı zaman 180° de erir ve 208°C de kaynar. Ancak dış basınç 370 mm Hg'ın altına düşürüldüğü zaman katı kanfor doğrudan gaz faza geçer. Bu yüzden kanfor 370 mm Hg basıncının altında kolaylıkla

Yukarıdal atm. basınç altında kolaylıkla süblimleşebilen bir bileşiğin faz diyagramı görülmektedir.

Süblimleştirme ile katıları saflaştırmada en kolay düzenek buzla soğutulan bir saat camı kapatılmış bir petri kabıdır.

08. Fiziksel Yollarla Ayırma

Bir karışımın içindeki maddelerin ayrıştırılması kimyasal ve fiziksel yöntemlerle yapılabilir. Fiziksel yollarla ayırma yöntemlerini ise 3 başlıkta toplayabiliriz.

08.01. Katı – Katı Karışımlarının Ayrılması

a) Mıknatısla Ayırma: Demir, kobalt, nikel gibi maddeler mıknatıslanma özelliği gösterirler. Bu metallerden herhangi biri, diğer metallerle karışmış halde ise mıknatıs kullanarak ayrıştırma yapılabilir. Altın ve demir tozu karışımı bu yöntemle ayrıştırılabilir.

b) Özgül Kütle Farkı ile: İki katı, birbirlerinden yoğunluklarının farklı olması özelliğine dayanılarak ayrıştırılabilirler. Bunun için karışım öncelikle bu iki katıyıda çözmeyecek bir çözücü şeçilmelidir. Yoğunlukları birbirinden farklı olan iki katı çözücü içerisine atılır. Yoğunluğu sıvının yoğunluğundan büyük olan katı madde sıvının dibinde çökerken; sıvıdan daha az yoğun olan katı madde ise sıvının üzerinde toplanır. Odun talaşı ile bakır talaşı karışımını bu yöntemle ayırabiliriz. Suya atıldığında karışımda bulunan bakır talaşı dibe çökerken, odun talaşı yüzeyde toplanacaktır.

c) Çözünürlük Farkı ile: Karışımda bulunan katılardan biri suda çözünürken, diğeri çözünmüyorsa bu yöntem uygulanabilir. Örnek olarak tuz ve kum karışımını verebiliriz. Karışım suya atıldığında, tuz çözünürken kum çözünmez ve çöker. Çözelti süzülerek kum ayrılır. Ardından suyu buharlaştırarak tuzu elde ederiz.

d) Ayrımsal Kristalleştirme ile: Karışımda bulunan katıların ikisi de suda çözünüyorsa karışım ayrımsal kristallendirme yöntemi ile ayrıştırılır. Ayrımsal kristalleştirme, katı maddeleri çözünürlük farklarından yararlanarak ayırma yöntemidir. Örneğin sodyum nitrat (NaNO3) ve potasyum nitrat (KNO3) katılarına doymuş olan bir çözeltiyi buharlaştırmaya bırakırsak ilk önce KNO3 çökecektir.

e) Erime Noktası Farkı ile: Erime noktaları birbirinden uzak olan iki katı bu yon tem ile ayrıştırılabilir. Önce eriyen maddenin, diğer katıyı çözmemesi de gereklidir. Bu yüzden kullanım alanı az olan bir yöntemdir. Örnek olarak parafin ve kum karışımını verebiliriz. Karışımı ısıttığımızda parafin erir ve sıvı-katı karışımı elde edilmiş olur. Bu karışımı süzdüğümüzde ve kum ve parafini ayırmış oluruz.

08.02. Sıvı – Sıvı Karışımlarının Ayrılması:

a) Özkütle Farkı ile: Karışımı oluşturan sıvılar birbiri içinde çözünmüyorsa ve özkütleleri de farklı ise karışımı bu yöntemle ayırabiliriz. Örnek olarak su ve zeytin yağı karışımını vermek mümkün. Ayırma hunisine bu karışımı koyduktan bir süre sonra, yoğunluğu daha çok olan suyun altta, yoğunluğu dah az olan yağın ise üstte toplandığını görülür. Ayırma hunisinin altındaki musluk açılarak suyu ayrı bir kapta toplarız ve yağ ayırma hunisinde kalır.

b) Ayrımsal Damıtma İle: Birbiri içerisinde çözünen sıvıları kaynama noktaları farkından yararlanarak ayırma işlemine ayrımsal damıtma denir. Ayrımsal damıtmada, karışımda bulunan sıvılardan kaynama noktası en düşük olan en erken buharlaşır ve ilk önce ayrılır. Kaynama noktası en yüksek olan sıvı ise en sona kalır. Örneğin ayrımsal damıtma yöntemi, petrol rafinelerinde ham petrolden benzin, gazyağı, motorin elde edilmesi için kullanılır.

08.03. Sıvı – Katı Karışımlarının Ayrılması:

a) Sıvı Katıyı Çözmüyorsa: Burada özkütle farkından yararlanılır. Katının özkütlesi sıvınınkinden küçükse katı, sıvının yüzeyinde toplanır. Katının özkütlesi sıvınınkinden büyük olduğunda ise katı, sıvının dibine çöker. Her iki durumda da süzme yolu ile bu karışımı ayırabiliriz.

b) Sıvı Katıyı Çözüyorsa: Bu durumda iki yöntem uygulanabilir. Eğer karışımdaki sıvı bizim için önemli ve değerli ise, damıtma yöntemi; değerli değil ise buharlaştırma işlemi uygulanır.

08.04. Gaz – Gaz Karışımlarının Ayrılması:

Gazlardan oluşan bir karışımı ayırmak için uygulanacak en iyi yöntem, karışımda bulunan bütün gazların yoğunlaşacağı yani sıvı hale geleceği bir sıcaklığa kadar soğutmaktır. Sıvılaştırdığımız karışımı damıtma yöntemi ile ayrıştırabiliriz.

ASİT-BAZ TEORİLERİ

Arrhenius Asit-Baz Tanımı:
Günümüze kadar asit ve bazlar için milyonlarca olmasa da bayağı bir tanım yapılmıştır ama Arrhenius bunların içinde ilkidir.Arrhenius'a göre suda çözündüğünde H (hidrojen) iyonu verebilen maddelere asit,OH (hidroksit) iyonu verebilen maddelerde bazdır.Aslında bu tanım bazı maddeler için doğru görünse de eksiktir.Evet bu tanıma göre HCI'nin asit NaOH'ın baz olduğunu söyleyebilirsiniz ama bazı moleküller hakkında hiç bir yargıya varılmaz.Ayrıca bu tanım sadece sulu çözeltilerle kısıtlı olduğu için de eksiktir.
Bronsted-Lowry Asit Baz Tanımı:
Bronsted ve Lowry asit baz tanımı Arrhenius'tan sonra ortaya atılmıştır.Bu tanıma göre; asitler proton veren maddeler, bazlar da proton alan maddeler olarak sınıflandırılmıştır.Yani sınıflandırma proton temel alınarak yapılmıştır. Bu tanım Arrhenius'un tanımından daha iyidir.Çünkü sulu özelti dışında dageçerli bir kavramdır.Ve 'amonyak' gibi içinde hidroksit iyonu bulundurmayan bileşiklerin bazlığını da açıklamaktadır.
Lewis Asit Baz Tanımı:
Lewis de bakmış ki Bronsted ve Lowry açıklayamıyorlar bazı şeyleri, başlamış kolları sıvamaya...Aslında söylediği sey çok da farklı değildir.Bronsted ve Lowry'den sadece bakış açısı değişikti.Bakalım Levis ne demiş:'Elektron alan maddeler asittir, elektron veren maddeler ise bazdır.Bir maddenin asit olabilmesi için hidrojen iyonu içermesi gerekmiyor, aynı şekilde bazların da hidroksit iyonu içermesi gerekmiyor.Bu tanım sulu çözelti dışındaki sistemleri de açıklayabiliyor.Hatta indirgenme yükseltgenme tepkimelerindeki maddeleri bile asit-baz olarak sınıflandırabiliyoruz. Her ne kadar ifadeleri değişik olsa da aslında Arrhenius,Bronsted ve Lewis asit baz tanımları birbiriyle çelişmemektedir.Bütün Arrhenius ve Bronsted asit-bazları aynı zamanda Lewis asit-bazıdır ama bunun tersi geçerli değildir.
Zayıf ve Kuvvetli:
Asitler ve bazlar genel olarak zayıf ve kuvvetli olmak üzere ikiye ayrılır.Bu ayrımın temelinde yatan olay aslında onların su içindeki çözünürlükleridir.Su içinde tamamen veya tamamına yakını çözünen asitler kuvvetli asit, bazlar ise kuvvetli bazlar olarak adlandırılmaktadır.Zayıf asit ve bazların sadece bir kısmı suda çözünür.
Monoprotik ve Poliprotik:
Asitler kuvvetli ve zayıftan başka, monoprotik ve poliprotik olarak ikiye ayırabiliriz.Monoprotik asitler, iyonlaştıkları zaman ortama sadece bir proton verebilirler.Mesela HCI monoprotik bir asittir. Eğer asitimiz ortama iki proton verebiliyorsa diprotik, üç proton verebiliyorsa triprotik olarak adlandırırız.Biz bu çok proton verme işlemine kısaca poliprotik diyoruz...

Maddeyi oluşturan atom yada moleküller sürekli hareket halindedir.
Bu hareket katı maddede denge konumu etrafındaki titreşimler , sıvı ve gaz
larda ise hem titreşim hem de bir çok çarpışmalar sonucu kırık çizgiler hali
nde öteleme hareketleri şeklindedir. Bu nedenle maddenin her atom veya molekülünün kinetik enerjisi vardır.

Bir maddenin sıcaklığı denilince , maddeyi oluşturan atom ya da mole
küllerin sadece bir tanesinin ortalama kinetik enerjisi ile orantılı tanecilik
anlaşılır.
Bir maddenin ısısı denilince , maddeyi oluşturan tüm taneciklerin kin
etik ve potansiyel enerjilerinin toplamıdır.^^Q^^ ile gösterilir.

Bir maddenin ısısı tanımlanırken aşağıdaki sonuçlar dikkate alınmalı
dır.
1-)Bir maddenin sıcaklığı kütleye bağlı değilken ısı kütle ile doğru orantılıdır. Örneğin bir bardak kaynar suyun sıcaklığı ile bir tencere kaynar suyun sıcaklığı aynı fakat kütlesi fazla olan bir tencere suyun ısısı
daha fazladır.
2-)Sıcaklık enerji değil , ısı bir enerji türüdür.
3-)Sıcaklık termometre ile ölçülebilir. Isı her hangi bir araçla ölçülmez , ancak kütlesi ve sıcaklığına bağlı olarak hesaplanabilir.
TERMOMETRELER

Cisimlerin sıcaklıklarını ölçen araçlara termometre denir.
Yaygın olarak sıvı (civalı veya alkollü) termometre kullanılır. Katı ve sıvıların genleşme katsayılarının farklı oluşundan yararlanılarak yapılır.
İyi bir sıvılı termometrede sıvı haznesinin büyük , kılcal borusunun çok ince , genleşmesinin az olması , kullanılan sıvının genleşmesinin büyük olması gerekir.
Termometreler bölmelendirilirken , suyun donma ve kaynama sıcaklıkları (1 ATM basıncı altında) esas alınmıştır.

1-)CELCİUS:Suyun donma sıcaklığını 0°C ,kaynama sıcaklığını 100°
C olarak kabul eder. Bu iki sıcaklık arası 100 eşit bölmeye ayrılmış ve her bir bölmeye 1°C denilmiştir.
2-)FAHRENHAYT:Suyun donma sıcaklığını 32°F , kaynama sıcaklı-
ğını 212°F olarak kabul eder. Bu iki sıcaklık arası 180 eşit bölmeye ayrılmış
tır ve her bir bölmeye 1°F denmiştir.
3-)REOMÖR:Suyun donma sıcaklığını 0°R , kaynama sıcaklığını 80° olarak kabul eder. 80 eşit bölmeye ayrılmıştır. Her bir bölmeye 1°R denir.
4-)KELVİN:Saf suyun 273°K donduğunu 373°K kaynadığını kabul eden termometreye denir. Bu termometrede bütün sıcaklıklar pozitif sayılarla ifade edilir.
5-)HERHANGİ BİR TERMOMETRE (X):Saf suyun donma noktasın
A°X , kaynama noktası da B°X olarak ölçmüş olsun. Bunlara göre bütün termometrelerin şeması aşağıdaki gibi olur.

C R F-32 T-273 X-A
&shy;&shy;&shy;----- = --------= ---------= ---------- = ------------
100 80 180 100 B-A



MADDELERİN ISI ALIŞ-VERİŞİ


(CALORİMETRE) YASALARI

Enerjinin korunum yasasından yararlanılarak kalorimetre yasaları aşağıdaki gibi özetlenebilir.

1-Isı alış verişi sırasında bir olayın gerçekleşmesi için harcanan ısı enerjisi,bu olayın tersi gerçekleşirken ortamdan alınan ısı enerjisine eşittir.
2-Sıcaklıkları farklı maddeler bir araya getirilirse sıcaklıkları eşitleninceye kadar aralarında ısı alış verişi yaparlar.

Isıca yalıtılmış kapalı bir sistemde alınana ısı , verilen ısıya eşittir. Ya da ısıca yalıtılmış kapalı ortamlarda ısı değişimleri toplamı sıfırdır.
Kütlesi m1 , özısısı C1 , sıcaklığı t1 ve kütlesi m2 , özısısı C2 , sıcaklığı t2
Olan iki madde ısıca yalıtılmış bir ortamda bir araya getirilsin. Maddeler için t1> t2 ve denge sıcaklığı t ise

DQ(alınan)=DQ(verilen)

m1 C1 (t-t1) + m2 C2 (t-t2) = O dır.

NOT:Isı alış verişi yapan maddelerin ısı sığaları eşit ise , denge sıcaklığı maddenin ilk sıcaklıklarının aritmetik ortalamasıdır.
M1 C1 = m2 C2 = t = t1+t2
2

ISI MİKTARI VE HESAPLANMASI (CALORİMETRE)
Bir maddenin ısı enerjisindeki değişme ya sıcaklık ya da maddenin hal değişmesine neden olur. Isısı değiştirilen madde hal değişmiyorsa , ısı değişimi ile doğru orantılı olarak sıcaklık değişimi olur.
ÖZGÜL ISI (ISINMA ISISI) :Bir maddenin 1 gramının sıcaklığını 1°C değiştiren ısı miktarıdır.^^C^^ ile gösterilir. Birimi Calori /C°� dir.

1 CALORİ : 1 gram saf suyun sıcaklığını 1°C değiştirmek için gereken ısı miktarıdır.
ISI SIĞASI : m gram maddenin sıcaklığını 1°C değiştirmek için gerekli ısı miktarıdır. Birimi Cal / C° � dir.

Isı sığası : m.C

Öz ısı tanımını kullanarak m gram maddenin sıcaklığını Dt°C ° değiştirmek için gerekli ısı miktarını DQ2 = m C D t bağıntısı ile buluruz.
BİRİMLER : DQ : Calori (cal)
M : gram
Dt : tson � tilk (°C)
C : Cal / g ° C
1 Cal : 4,18 joule

Maddeye aktarılan ısı maddenin yalnız sıcaklığını değiştiriyorsa bu değişim doğru orantılıdır.
Grafiğin eğimi : tga = Dt




MADDELERİN FİZİKSEL HAL DEĞİŞTİRMELERİ
Hal değişimine uğramayan bir maddeye ısı enerjisi verilirse ;
Q = m.c.Dt bağıntısına göre cismin sıcaklığı artar.
Madde katı ise belli bir sıcaklık derecesine kadar sıcaklığı yükselir, daha sonra sıvı hale geçer. Madde sıvı ise belli bir sıcaklıktan sonra kaynamaya başlar. Katı sıvılaşırken ( erirken ) , erime bitinceye kadar , sıvı buharlaşırken sıvı bitinceye kadar daima sıcaklık sabit kalır. Yani madde hal değiştirirken sıcaklık ve kütle değişmez. O anda verilen ısı enerjisi hal değişimin sağlar. Yani maddenin molekülleri arasındaki bağları çözmeye harcanır.

ERİME : Bir katı maddenin ısı enerjisi alarak katı halden sıvı hale geçmesi olayıdır.

ERİME NOKTASI (DONMA NOKTASI ) : Belirli bir basınç altında katı maddenin erimeye başladığı sıcaklık derecesine denir.^^te^^ ile gösterilir. Buz için 0°C dir.

ERİME ISISI ( Le ) : 1 atmosfer basınç altında ve erime noktasında bulunan katı haldeki 1 gram arı maddeyi aynı sıcaklıkta sıvı haline dönüştüren ısı miktarına o maddenin erime ısısı denir. 0°C deki buz için
Le = 80 calori / Gram


DONMA : Bir sıvı maddenin ısı kaybederek sıvı halden katı hale geçmesi olayıdır.
§ saf bir maddenin erime noktası , donma noktasına , erime ısısı donma ısısına eşittir.
M gram maddenin erimesi için gerekli ısı Q = m . Le ile bulunur.
Madde hal değiştirirken hacmi değişir hacimleri değişir. Bazılarının hacimleri küçülür. Bazılarınınki büyür. Örneğin : Buz eriyince hacmi küçülür. Su donunca hacmi büyür.

Erime ve Katılaşmada Basıncın Etkisi : Erime sırasında cismin hacmi küçülüyorsa bunun üzerine etki eden basınç arttırılırsa erime noktası düşer. Erimede cismin hacmi büyürse basınç artarsa erime noktası yükselir.

Aşırı Erime Veya Donmadaki Gecikme : Bir sıvının donma noktasından daha düşük sıcaklığa kadar soğutulduğu halde donmaması olayına denir. Donmadaki gecikme , sıvının moleküllerine bağlı bir olay anormal bir durumdur. Bu durumdaki bir sıvıya sıvısının kristalinden küçük bir parça atılırsa veya sarsılırsa , sıvının bir kısmı hemen donar sıcaklığı da donma noktasına yükselir.
Eğer su aşırı ergirmiş ise ; kristali atılınca donacak suyun kütlesi (x)

X = m .t bağıntısından bulunur. Burada ;
L +c .t
M = aşırı erimiş suyun kütlesi ; L = Buzun erime ısısı ( 80 cal / gr. )
C = buzun ısınma ısısı ( C buz = 0,5 cal / gr - °C ) , t = aşırı erimiş suyun sıcaklığı ( - ) olduğu halde bunun mutlak değeri alınır.

ERİME KANUNLARI :

1-) Plastik maddeler hariç olmak üzere kristal yapılı her katı maddenin sabit bir basınç altında bir erime noktası vardır.
2-) Erime süresinde maddenin sıcaklığı sabit kalır. Şimdi bir katı maddenin erimesi olayını sıcaklığının zaman göre değişim grafiği ile gösterelim.
Katı maddenin ilk sıcaklığını ( t1 ) , erime sıcaklığı te ise ;
Grafiğin 1. bölgesinde katı erime sıcaklığına kadar
ısınmıştır. Madde katı haldedir.
2. Bölgede verilen ısı katı maddenin molekülleri arasında
ki bağı çözmek için harcamış olup ; madde katı-sıvı karışımı
haldedir.
3. Bölgede ise maddenin erimesi bitmiştir , madde tama
men sıvı haldedir.

DONMA KANUNLARI :

1-)Katısı kristal yapılı olan her sıvını basınç altında belli bir donma noktası vardır.
2-)Katılaşma süresince maddenin sıcaklığı değişmez.

İlk sıcaklığı t1 , donma noktası td olan bir sıvı maddenin
donma grafiği.
Bu iki grafiğin zaman ekseni , aynı zamanda maddenin
aldığı verdiği ısının , sıcaklığa bağlı değişim eksenidir.
Bu grafiklerin bölgelerine göre , cismi verilen gereken
Isı miktarını hesaplayalım.

BUHARLAŞMA :

Bir sıvı maddenin ısı enerjisi alarak sıvı halden gaz hale geçmesidir. Erime belli bir sıcaklık derecesinde olduğu halde buharlaşma her sıcaklık derecesinde olur. Eğer böyle olmasaydı ıslanan bir cisim suyun kaynama noktasına kadar ısıtılırdı.

BUHARLAŞMA ISISI (Lb) : 1 atmosfer basınç altında belli bir sıcaklıkta 1 gram sıvıyı aynı sıcaklıkta buhar haline dönüştüren ısı miktarına
buharlaşma ısısı denir.
100°C de su için Lb = 540 cal/g
Buharlaşma ısısı ; sıvının buharlaştığı sıcaklık derecesine bağlıdır. Yani sıvını sıcaklığı artarsa Lb küçülür.
Kütlesi M olan maddeyi sıvı halden gaz haline getirmek için Q = M . Lb enerjisi verilmelidir.

UYARI : Buharlaşan sıvı çevresinden ısı alır. Onun için elimize kolonya dökünce serinlik hissederiz. Ayrıca terimiz veya ıslak çamaşırlarımız üzerimizde kurursa hasta oluruz. Bunun da sebebi vücudumuzun ısı kaybetmesidir.

YOĞUNLAŞMA : Gaz (buhar) halinde bulunan bir maddenin ısı vererek sıvı hale geçme olayına denir. Sıvı madde buharlaşırken aldığı ısıyı, yoğunlaşırken aynen geri verir. Bir sıvının belli bir
sıcaklık derecesinde buharlaşma ısısı, yoğunlaşma ısısına eşittir.

KAYNAMA : Isıtılan bir sıvının iç buhar basıncının dış basınca eşit olduğu anına kaynama denir. Kaynamanın oluştuğu sıcaklık derecesine kaynama noktası denir.

Kaynama Kanunları:
1)Her sıvı maddenin sabit bir basınç altında kaynama sıcaklığı (Kaynama Noktası) vardır.
2)Sabit bir basınçta kaynama süresince sıvının sıcaklığı değişmez.

UYARILAR:
1)Bir sıvının içine yabancı maddeler katılırsa kaynama noktası yükselir.
2)Kaynama noktası basınç ile doğru orantılıdır. Yani basınç artarsa kaynama noktası da artar. Basınç düşerse kaynama noktası da düşer.
Saf su deniz seviyesinde100°C kaynadığı halde denizden yüksekte olan Ankara�da 87-98°C de kaynar.

SÜBLİMLEŞME: Bir katı maddenin ısı enerjisi alarak sıvı hale gelmeden doğrudan doğruya buhar haline geçmesi olayına denir.
Şimdi bir katı maddenin belli bir sıcaklıktan itibaren gaz haline gelinceye kadar , hal değişim grafiğini çizelim.
Bu grafik kütlesi M , ısınma ısısı ( Ck ) ,
erime ısısı ( Le ) , buharlaşma ısısı ( Lb ) olan
bir maddeye ait olsun. Her aralık için ısı
denklemlerini yazalım.
1. ARALIK : Cismin sıcaklığını t1°C den
erime noktasına kadar arttırmak için verilen ısı:
Q1 = M . CK . ( te � t1 )
2. ARALIK : Maddenin katı-halden , sıvı hale geçtiği aralık olup ,
DQ = Q2 - Q1 = M . Le ısısını almıştır.
3. ARALIK : Sıvılaşan katı maddenin kaynama noktasına kadar ısıtıldığı aralık olup , verilen ısı Q3 � Q2 = M . Csıvı ( tk � te ) ile bulunur.
4. ARALIK : Kaynama noktasına kadar ısınan sıvının tamamen gaz
haline geçebilmesi için ısıtıldığı aralık olup DQ = Q4 � Q3 =M . Lb ısısını almıştır.

AÇIK HAVADA BUHARLAŞMA HIZINA ETKİ EDEN FAKTÖRLER
1-)Açık havada buharlaşma hızı , havanın sıcaklığı ile doğru orantılıdır. Sıcak havada buharlaşma hızlı olur.
2-)Buharlaşma hızı buharlaşacak sıvının havaya açık yüzeyinin büyüklüğü ile doğru orantılıdır. Yüzey geniş ise buharlaşma hızlı olur.
3-)Buharlaşma hızı , buharlaşacak sıvının havadaki buharları ile ters orantılıdır. Buharlar havada çok ise buharlaşma yavaş olur.
4-)Buharlaşma hızı rüzgarlı havada hızlı olur.
5-)Buharlaşma hızı basınç ile ters orantılıdır.
6-)Buharlaşma hızı sıvının cinsine bağlıdır.

ISININ YAYILMASI:
1-)ISININ İLETKENLİK (İLETİM) YOLU İLE YAYILMASI : Sıcaklıkları farklı cisimler birbirlerine dokundurulduklarında ısı alış-verişi yaparlar. Bu alış-veriş (atomlar) tanecikler arasında olur. Her elementin ısı iletkenliği farklıdır. Onun içi ısı iletkenliği maddenin ayırt edici özelliklerinden biridir. En iyi ısı iletkenleri metallerdir. Metallerden sonra diğer katılar , sıvılar ve gazlar sıralanır.
2-)KONVEKSİYON YOLU İLE ISI YAYILMASI : Isı enerjisinin maddesel bir ortam yardımı ile yayılmasına denir. Isı enerjisi maddelerin moleküllerinin hareketi ile iletilir. Sıvı ve gazlarda görülür. Bir kaptaki suyu ısıtırken önce alttaki moleküller ısınır. Isınan molekülün hacmi büyür ve yoğunluğu küçülür. Küçük yoğunluklu moleküller yüzeye doğru harekete geçerler , bu durumda soğuk moleküllerde dibe çöker. Bu hareketler sıvı içinde bir molekül akımı oluştururlar. Aynı olay bir odanın ısınmasında hava moleküllerinin hareketinde de görülür.
3-)IŞIMA YOLU İLE ISI YAYILMASI : Bütün ısı kaynakları , boşlukta ve maddesel ortamlarda yayılma özelliğine sahip ısı ve ışık dalgaları yayarlar. Bu olaya ışıma denir.
Isı enerjisi taşıyan dalgaları soğuran maddeler onların enerjilerini alarak ısınırlar.
Güneşin dünyamızı ısıtması ışıma yolu ile ısının yayılması sonucu gerçekleşir.

NÜKLEER KAZALAR

Nükleer güce bu kadar çok karşı çıkılmasının bir çok nedeni vardır. İlk olarak yeni bir teknolojinin halk tarafından hemen kabul görmesi çok zordur. İkinci olarak, nükleer güçle ilk büyük tanışmanın ikinci dünya savasında atılan bombalarla olması, halkta psikolojik korkular yaratmıştır. Bu korku ancak eğitim ve iletişimle giderilebilir.
Hiç bir nükleer güç santralinin nükleer bomba gibi patlama olasılığı olmasa da ve nükleer güç santralının güvenlik kayıtlarının her hangi bir endüstriyel tesisinkinden çok daha iyi olduğu bir gerçekse de, ilk ticari ya da askeri amaçlı nükleer faaliyetlerden bu yana, bazısı ölümle sonuçlanan bir çok kaza meydana gelmiştir. Aşağıda dökümü yapılan bu kazalar, gerek nicelik gerekse nitelik bakımından diğer endüstri kollarının taşıdığı riske göre nükleer endüstrinin üstünlüğünün bir göstergesi olabilmektedir.



İyonlaşma Radyasyonuna Maruz Kalma Sonucu Ölümle Sonuçlanan Nükleer Tesis Kazaları:08-08-1945 - Los Alamos (ABD), 1 ölü; kritiklik kazası: Kritik altı bir yakıt elemanının çevresine yansıtıcı blok yerleştiren işçi, yakıt kütlesinin kritikliğe ulaşması sonucu oluşan radyasyondan ölür.
21-05-1946 - Los Alamos (ABD), 1 ölü; kritiklik kazası, bir öncekine benzer bir kaza.
15-10-1958 - Vinca (Yugoslavya), 1 ölü; biyolojik zırhlama olmadan gerçekleştirilen bir kritiklik deneyi sırasında, operatör hatası sonucu kontrolsüz kritiklik nedeniyle 6 personel radyasyona maruz kalır, bir kişi ölür, beş kişi ilik kanseri tedavisi görür.
03-01-1968 - Idaho Falls (ABD), 3 ölü; SL1 araştırma reaktörü, kontrol çubuğunun elle çekilmesi sonucu reaktör koruna fazla miktarda reaktivite sokulur, ani ve çok miktarda güç yükselmesi sonucu oluşan "su çekici" nedeni ile meydana gelen patlamada üç kişi hayatını kaybeder.
24-07-1964 - Woods River (ABD), 1 ölü; kritiklik kazası, yüksek zenginlikteki uranil nitrat solüsyonunun taşınması sırasında meydana gelmiştir.
13-05-1975 - İtalya, 1 ölü; gıda sterilizasyon tesisinde Kobalt-60 kaynağından yayılan radyasyon sonucu ölüm gerçekleşir.
23-09-1983 - Constitiuyentes (Arjantin), 1 ölü; reaktör koru modifikasyonu sırasında ani güç yükselmesi nedeniyle operatör ölür.
26-04-1986 - Çernobil (SSCB); Kontrolsüz ani güç yükselmesi kazası, yanık ve travma nedeniyle iki ani ölüm, 10 günlük periyot boyunca atmosfere radyoaktif fisyon ürünlerin atılması, yaklaşık 200 kişinin akut hastalığına tutulması ve bunlardan 29' unun kazayı izleyen üç ay içerisinde ölmesi.

Çevre Üzerinde Etkisi Olan ve Çalışanların Işımaya Maruz Kaldığı Nükleer Güç Santrali Kazaları: Önemli nükleer kazalar içinde sadece biri, Windscale kazası gerçek önem taşır. Diğer tüm kazalar, reaktör parçalarını ilgilendiren, birkaçı personelin ışımaya maruz kaldığı olaylardır.
1957 - Windscale (İngiltere); Metal uranyum yakıt elemanlarının soğutulması kaybı sonucu çıkan reaktör yangınıdır. Fisyon ürünleri atmosfere yayılmıştır. Hemen çevrenin ve çalışanların izlenmesine başlanmış, bir süre için süt dağıtımı durdurulmuştur.
1958 - Chalk River N.R.U. (Kanada); Bozuk yakıt elemanlarının reaktör korundan çıkarılması sırasında, yakıtın taşıma konteynerine sıkışıp, daha sonra depolama kuyusuna düşerek yanması kazasıdır. Kaza ve tamirat sırasında 3 kişi 100-200 miliSievert, 15 kişi 50-100 mSi., 30 kişi 30-50 mSi. radyasyon almıştır. Küçük bir alana da radyoaktif ürünler yayılmış ancak yerleşim bölgesinden uzak olduğu için bu fazla önemli olmamıştır.
Mart 1965 - Chinon A1 (Fransa); Girilmez işaretini görmeyip, yakıt değiştirme bölgesine giren bir işçi 0.50 Gray doz almıştır.
Eylül 1979 - Chinon A2 (Fransa); Karbon-dioksit kaçağını bulmak için yapılan bir çalışma sırasında iki işçi 340 mSi ve 110 mSi. doz almıştır.



Santralin Mevcudiyeti Üzerinde Etkili Olan Kazalar : AĞIR SULU REAKTÖRLER
1952 - NRX, Ani güç yükselmesi sonucu çok sayıda yakıt erimiştir.
1969 - Lucens (İsviçre), Basınç tüpünün parçalanması ve kısmi kor erimesi, bina içersinde yüksek kirlenme olmuş ancak dışarıya kaçak yok. Tesis kapatılmıştır.
1968 - EL4 (Fransa), Bozuk buhar üretecinin değiştirilmesi tesisin iki yıl kapalı kalmasına neden olmuştur.
GAZ SOĞUTMALI REAKTÖRLER
1967 - Chapel Cross (İngiltere), Yakıt elemanlarının bir kısmının erimesi sonucu reaktör iki yıl kapalı kalmıştır.
1969 - Saint-Laurent A1 (Fransa), Yakıt elemanının erimesi ile yaklaşık 50 kg. uranyum reaktör kabına yayılmıştır ve tesis bir yıl kapalı kalmıştır.
1980 - Saint-Laurent A1 (Fransa), metal plakaların soğutucu kanallarını tıkaması sonucu 2 yakıt elemanı erimiş, reaktör iki buçuk yıl kapalı kalmıştır.
BASINÇLI SU REAKTÖRLERi
Reaktör içerisinde meydana gelen olaylar tesislerin uzunca süre kapalı kalmalarına neden olmuştur. Bu tip reaktörler içinde en önemli kaza, Three Mile Island 2 kazasıdır. Basınçlayıcıdaki emniyet vanasının yanlışlıkla kapalı kalması ve operatörün güvenlik enjeksiyonunu ve pompaları erken kapatması ve buhar üreteci besleme suyunun kaybı sonucu reaktör korunun bir kısmı erimiş ve reaktör kabının büyük bölümü kirlenmiştir. Atmosfere salınan radyoaktivite miktarı sınırlı kalmıştır.
KAYNAR SULU REAKTÖRLER
1975 - Browms Ferry (ABD), Reaktör kabı kablo deliklerinin kontrolü için yapılan uygunsuz metotlar yüzünden çıkan yangın nedeniyle reaktör 17 ay kapalı kalmıştır.
1972 - Millstone (ABD), Kondenser tüplerindeki kaçak yüzünden buhar devresine giren deniz suyu nedeniyle reaktör 6 ay kalmıştır.
HIZLI ÜRETKEN REAKTÖRLER
1955 yılında EBR1 (ABD) 'de yakıt erimesi binanın kirlenmesine, tesisin kapatılmasına neden olmuştur. 1966' da Enrico Fermi (ABD) 'de iki yakıt elemanının erimesi yüzünden 4 yıl normal işletime dönülememiştir. 1973'te SSCB'de buhar üretecinde sodyum-su etkileşimi meydana gelmiş, aynı sorun 1976, 1982 ve 1983'te Phenix (Fransa) reaktöründe de görülmüştür.

Buhar kazanları, istenilen sıcaklık ve miktarda buhar üreten cihazlardır.
Bir buhar kazanı genel olarak şu elemanlardan meydana gelir.
1- OCAK: Yakacakların yakılarak ısı enerjisinin elde edildiği kısımdır.
2- ASIL ISITMA YÜZEYLERİ: Sıcak duman gazları ile buharlaşmakta olan suyun temasta olduğu yüzeyler.
3- KIZDIRICI: Doymuş ıslak buharın, sabit basınçta ısıtılarak sıcaklığının arttırıldığı yüzeyler.
4- SU ISITICILARI: Besleme suyunun asıl ısıtma yüzeyine girmeden önce bir miktar ısıtıldığı yüzeyler.
5- HAVA ISITICILARI: Yakma havasının duman gazları ile ısıtıldığı yüzeyler.
6- BACA: Duman gazlarını kazandan uzaklaştıran ve çekmeyi sağlayan elemandır.


YATAY ALEV BORULU KAZANLAR:
Bu tür kazanlar günümüzde pek fazla kullanılmamaktadır. Ancak eski işletmelerde bu tür kazanlar görülebilir. Bu tip kazanlar silindirik bir gövde ile bu gövdenin içinde bulunan bir, iki, üç hatta dört alev borusundan meydana gelmişlerdir. Ocak, alev borusunun başlangıç kısmındadır. Düşük ısıl değerli yakacakların kullanılması durumunda, alev borusunun ön kısmına kazanın dışında bir önocak konulur. Alev borularının imalatı düz ve dalgalı şekilde olabilir. Alev borulu kazanlarda su sirkülasyonunu iyileştirmek için alev borusunun içine çapları 200-300 mm olan Galloway boruları konulmaktadır. Su sirkülasyonunu artırmakla birlikte alev borusunun mukavemetini ve kazanın ısıtma yüzeyini de artırmaktadır.

DİK ALEV BORULU KAZANLAR:

Küçük güçlerde kullanılmak üzere imal edilmiş kazanlardır alev borulu kazanlardır. Kazanın ısıtma yüzeyini ve su sirkülasyonunu artırmak için alev borusunun içine eğimli Galloway boruları konulabilir. Bu kazanların kullanılması sırasında görülen sakınca, bir tarafında duman gazları diğer tarafında buhar bulunan yüzeylerdeki korozyondur.

SU BORULU KAZANLAR

A- KASALI AZ EĞİMLİ SU BORULU KAZANLAR:
Bu tip kazanlar su borulu kazanların ilk örneklerindendir. Bir depo ile irtibatlı olan kasa şeklindeki kollektörlerin arasında yatayla yaklaşık 10-15 derece eğimli borular bulunmaktadır. Kollektör, dikdörtgen bir prizma şeklinde olduğundan, bu kazan yüksek basınçlar için uygun değildir. Bu tip kazanlar en fazla 15ton/h buhar kapasitelerine kadar kullanılabilirler.
B- SEKSİYONLU AZ EĞİMLİ SU BORULU KAZANLAR:
Kasalı olanlardan farklı olarak, bu kazanlarda borular seksiyon adı verilen gruplardan oluşmaktadır. Seksiyonlarda düşey doğrultuda boru sıraları vardır. Böylece sistem daha elastik olabilmektedir. Seksiyonların mukavemet açısından iyi olması nedeniyle kasalı tiplere göre daha yüksek basınçlara çıkabilirler.
DİK SU BORULU KAZANLAR:
Az eğimli su borulu kazanlarda su sirkülasyonunun kötü olması nedeniyle özellikle buhar kapasitesi artınca bu kazanlarda bazı sorunlar ortaya çıkmaktadır. Bunların en önemlisi, depoya kadar sürüklenmeyerek az eğimli borular içinde buhar cepleri oluşturmasıdır. Buharın suya göre kötü bir ısı iletkenliği olması nedeniyle boru malzemesinin sıcaklığı artar ve borular çok kısa zamanda tahrip olur. Bu yüzden buhar yükü 60 kg/m^2 h değerini aşan su borulu kazanlarda su-buhar sirkülasyonunu arttırmak için dik borulu olarak imal edilir. Kullanma yerlerine ve buhar kapasitelerine göre bu kazanlar çok değişik şekillerde yapılırlar.

ÖZ KÜTLE (YOĞUNLUK)


Maddelerin 1 cm3;ünün gram cinsinden kütlesine öz kütle denir. Öz kütle (d) ile gösterilir.
Kütle (m) ve hacim (V) arasında d=m/v bağıntısı vardır. Öz kütlenin birimi g/cm3 dür.
Saf maddelerin (element ve bileşik) öz kütleleri sabittir. Karışımların öz kütleleri ise sabit değildir.
Bir maddenin öz kütlesinden söz ederken sabit bir sıcaklıktaki öz kütlesinden söz edilmelidir. Sıcaklık değiştiğinde maddenin hacmi değişeceğinden öz kütlesi de değişir. Özellikle gazlardaki değişiklik daha belirgindir.
Öz kütle, maddenin karakteristik özelliği olmasına rağmen yalnız öz kütlesi bilinen bir maddenin hangi madde olduğu anlaşılamayabilir. Bir maddenin hangi madde olduğunun anlaşılabilmesi için birden fazla ayırt edici özelliğinin incelenmesi gerekir.