4. ÜNİTE : MADDE ve ENDÜSTRİ

8. SINIF FEN BİLİMLERİ LGS HAZIRLIK DERS NOTLARI

4.ÜNİTE

MADDE ve ENDÜSTRİ

1)Periyodik Sistem

Bilim insanları elementleri keşfettikçe bilinen elementlerin sayısı artmıştır. Daha sonra bilim insanları elementlerin özelliklerini incelemiş ve elementleri özelliklerine göre sınıflandırmışlardır.

Elementlerin belli bir düzene göre sıralandığı, element atomları ile ilgili bilgileri içeren çizelgeye periyodik tablo ya da periyodik sistem denir.

Tarihsel süreç içinde bilim insanları, elementlerin sınıflandırılması ile ilgili çalışmalar yapmışlardır;

Johann Dödereiner: Elementlerin sınıflandırılması ile ilgili ilk çalışmaları yapmıştır. Birbirine benzeyen özellikteki elementleri üçlü gruplar halinde bir araya getirerek sınıflamıştır.

Alexandre Beguyer : Fiziksel özellikleri birbirine benzeyen elementleri aynı dikey sıralarda bir araya getirerek sarmal bir tablo oluşturmuştur.

John Newlands : O devirde bilinen 62 elementi artan atom ağırlıklarına göre sınıflandırmıştır. Newlands, ilk 8 elementten sonra benzer fiziksel ve kimyasal özelliklerin tekrar ettiğini fark etmiştir.

Dimitri Mendeleyev : Dimitri Mendeleyev ve Lothar  Meyer birbirinden habersiz aynı dönemde elementleri sınıflandırmış ve aynı sıralamayı bulmuşlardır. Fakat Meyer elementleri benzer fiziksel özelliklerine göre sıralarken, Mendeleyev atom ağırlıklarını kullanmıştır.

Henry Moseley : Yaptığı çalışmalarla periyodik sistemde elementlerin atom kütlelerine göre değil, atom numarasına ( Proton sayısı )göre sıralanması gerektiğini belirtmiştir. Böylece Mendeleyev’in sıralamasının yanlış olduğunu ortaya koymuştur.

Glen Seaborg : Moseley’in elementleri proton sayılarının artışına göre sıralamasından sonra son değişikliği yapmıştır. Seaborg, çizelgenin altına iki sıra daha ekleyerek periyodik sisteme son şeklini vermiştir.

Periyodik tabloya bakarak elementlerin bazı özelliklerini anlayabiliriz. Periyodik tabloda 120 ye yakın sayıda element vardır. Periyodik sistemdeki elementler, atom numaralarının artışına göre ve benzer özellik gösteren elementler alt alta gelecek şekilde yerleştirilmiştir.

Periyodik sitemdeki yatay sıralara periyot adı verilir. Periyodik tabloda 7 tane periyot vardır. 6. ve 7. Periyottaki elementlerin bir kısmı periyodik tablonun en alt kısmında lantanit ve aktinitler ismiyle gösterilmişlerdir.

Periyodik sistemdeki dikey sıralara grup denir. Periyodik sistemde A ve B grupları vardır. Aynı grupta yer alan elementler benzer kimyasal özellikler gösterir. Aynı grupta yer alan elementler, elektron vermeye  ya da almaya yatkınlık, sertlik, parlaklık ve iletkenlik gibi özellikler açısından birbirine benzerlik göstermektedir.

Periyodik sistemde aynı gruptaki elementler; örneğin 2. Periyot  1A, 3. periyot 1A,     ve 4. Periyot  1A grubundaki elementlerin özellikleri birbirine benzer.

Periyodik sistemde yer alan elementler bazı özelliklerine göre gruplandırılmıştır. 1A grubu (Alkali Metaller), 2A grubu (Toprak Alkali Metaller), 3A grubu (Toprak Metaller), 7A grubu (Halojenler) , 8A grubu (Soy Gazlar) periyodik sistemdeki bazı grup isimleridir.

Periyodik tablodaki elementlerin tümü iletkenlik, saydamlık, tel ve levha haline getirilebilme, oda sıcaklığındaki fiziksel hal, elektron almaya yatkınlık, kırılganlık gibi özellikler açısından sınıflandırıldığında periyodik tabloda 3 sınıf elde edilir. Bu sınıflar;

Metaller, ametaller ve yarı metallerdir.

Periyodik tabloda soldan sağa ve yukarıdan aşağı gidildikçe elementlere ait bazı özellikler değişir.

Periyodik tabloda soldan sağa gidildikçe;

Ø  Atom numarası ( proton sayısı ) artar

Ø  Grup numarası artar

Ø  Elektron verme eğilimi azalır( metalik özellikler azalır, ametal özellikler artar )

Ø  Atomların katman ( yörünge ) sayısı değişmez

Ø  Atomların son katmanlarındaki elektron sayısı artar.

Periyodik tabloda yukarıdan aşağıya inildikçe;

Ø  Atom numarası ( proton sayısı ) artar

Ø  Grup numarası değişmez

Ø  Elektron verme eğilimi artar

Ø  Atomların katman ( yörünge ) sayısı artar 

Ø  Atomların son katmanlarındaki elektron sayısı değişmez 

 Periyodik Sistemde İlk 18 Elementin Elektron Dağılımı

Bir atomun elektronlarının çekirdek çevresinde dizildiği enerji seviyelerine katman    (yörünge) denir. Atomlar birden fazla katmana sahip olabilirler. 1. Katmanda en fazla 2, 2. Katmanda en fazla 8, 3. Katmanda en fazla 8 elektron bulunur.

üElement sembollerinin sol alt köşesinde yer alan sayılar elementlerin atom numaraları (proton sayıları) dır.

 üİlk 20 element için, elektronlar önce çekirdeğe en yakın olan katmana yerleştirilirler, ikinci katmana 8 elektron yerleştikten sonra kalan elektronlar üçüncü katmana yerleşir. 

üNötr bir atomun atom numarası, proton sayısı ve elektron sayısı birbirine eşittir.

 Periyodik Tabloda Elementlerin Yerlerini Bulma

Elementlerin periyodik sistemdeki yerleri bulunurken, nötr haldeki elektron dağılımlarından yararlanılır. Elementlerin elektron dağılımlarındaki katman sayısı ile periyodu, son katmandaki elektron sayısı ile grubu bulunur.

Periyodik tabloda aynı grupta yer alan elementlerin son katmanında eşit sayıda elektron vardır. Örneğin 1A grubunda bulunan alkali metallerin son katmanında 1, 7A grubunda bulunan halojenlerin son katmanında 7 tane elektron vardır.

İstisnalar!!!

Dikkat: Hidrojen 1A grubunda yer almasına rağmen bir metal değildir !!!!Sadece 1 katmanı olduğu için 1. Periyot,  bu katmanda 1 elektronu olduğu için 1.grupya yer almaktadır.

Sadece 1 katmanı olduğu için 1. periyotta yer alan Helyum, tek ve son katmanında 2 elektron bulunduğu halde 2A grubunda değil, 8A ( soy gazlar ) grubunda yer alır.

 Elementlerin Sınıflandırılması

Periyodik sistemin sol tarafında daha çok metaller, sağ tarafında ise daha çok ametaller bulunur. Elementler, metal, ametal, yarı metal ve soy gaz olarak sınıflandırılır.

METALLER

Ø  Periyodik tablonun sol tarafında yer alırlar.

Ø  Oda koşullarında cıva hariç hepsi katı haldedirler.

Ø  Parlak görünüme sahiptirler.

Ø  Işığı yansıtırlar.

Ø  Elektriği ve ısıyı iletirler.

Ø  Erime ve kaynama sıcaklıkları yüksektir.

Ø  Tel ve levha haline gelebilirler.

Ø  İşlenebilirler.

Ø  Üzerine vurulduğunda çınlama sesi çıkarırlar.

Ø  Esnektir, eğilip bükülebilirler.

Ø  Birbirleriyle bileşik yapmazlar.

Ø  Ametallerle bileşik oluştururlar.

Ø  Serbest halde tek atomlu yapıdadırlar.

Ø  Elektron vererek ( + ) yüklü iyon ( katyon ) oluştururlar.

Ø  Oksijenli bileşiklerinin sulu çözeltileri genel olarak baz özelliği gösterir.

 AMETALLER

Ø  Periyodik tablonun sağ tarafında yer alırlar.

Ø  Mat görünümlüdürler.

Ø  Elektriği ve ısıyı iletmezler.

Ø  Oda sıcaklığında katı, sıvı veya gaz halde bulunabilirler.

Ø  Erime ve kaynama noktaları ( karbon hariç ) metallere göre oldukça düşüktür.

Ø  Elektron almaya yatkındırlar.

Ø  Kırılgandırlar.

Ø  Tel ve levha haline getirilemezler.

Ø  Dövülerek şekil verilemezler.

Ø  Doğada genellikle moleküler halde bulunurlar. Ör: Oksijen, azot, kükürt (Katı karbon hariç).

Ø  Kendi aralarında ve metallerle bileşik oluşturabilirler.

Ø  İyon olduklarında ( - ) yük taşıyarak, anyon olurlar.

Ø  Oksijenli bileşiklerinin sulu çözeltileri genellikle asit özelliği gösterir.

Hidrojen elementi periyodik tablonun sol tarafında yer almasın rağmen metal değildir. Hidrojen elementinin atom numarası 1 olduğundan  tek katmanı ve bu katmanında 1 elektronu vardır. Bu nedenle Hidrojen  elementi  1A  grubunda yer alır. Hidrojen ametal özellik gösteren bir elementtir. 

YARI METALLER

Ø  Hem metal, hem de ametallerin özelliklerini taşırlar.

Ø  Görünüşleri ve bazı fiziksel özellikleri yönüyle metallere, kimyasal özellikleri yönüyle daha çok ametallere benzerler.

Ø  Parlak veya mat olabilirler.

Ø  Elektrik ve ısıyı metallerden kötü, ametallerden daha iyi iletirler.

Ø  İşlenebilirler.

Ø  Tel ve levha haline getirilebilirler.

Ø  Kırılgan değildirler.

Yarı metaller, elektronik devre elemanlarında, kamera ve mikroskop merceklerinde kullanılmaktadır. 

SOY ( ASAL ) GAZLAR

Ø  Periyodik tablonun en sağ sütununda yer alırlar.

Ø  Mat görünümlüdürler.

Ø  Tel ve levha haline getirilemezler.

Ø  Dövülerek işlenemezler.

Ø  Kırılgandırlar.

Ø  Isı ve elektriği iyi iletmezler.

Ø  Oda sıcaklığında gaz olarak bulunurlar.

Ø  Kararlı elektron dizilimine sahiptirler.

Ø  Anyon ve katyon oluşturmazlar.

Ø  Bileşiklerin yapısına katılmazlar.

Helyum, neon, argon, kripton, ksenon  ve radon soy gaz olan elementlerdir. 

Periyodik tabloda metal sınıfında yer alan 1A grubu ve 2A grubu elementleri ile ametal sınıfında yer alan 7A ve 8A grubu elementleri özel olarak isimlendirilmişlerdir.

*  1 A grubu elementlere; Alkali Metal

*  2 A grubu elementlere; Toprak Alkali Metal

*  7 A grubu elementlere; Halojenler

*  8 A grubu elementlere; Asal ya da Soy Gazlar denilmiştir. 

2) Fiziksel ve Kimyasal Değişimler 

A ) Fiziksel Değişim 

Maddelerin sadece dış görünümünde meydana gelen değişmelere fiziksel değişim denir. Fiziksel değişimlerde maddelerin kimliği değişmez. Maddelerin taneciklerinde değişme olmaz. Kırılma, parçalara ayrılma, ufalanma, hal değişimleri, çözünme gibi olaylarda maddeler fiziksel değişime uğrar.

          Fiziksel değişim görülen bazı olaylar;

a) Hal değişimleri

b) Çözünme

c) Ufalanma

d) Yırtılma

e) Kırılma

f) Karışım oluşması

g) Genleşme ve büzülme

h) Fiziksel sindirim  

B) Kimyasal Değişim 

Maddenin iç yapısında meydana gelen değişmeye kimyasal değişme denir. Kimyasal değişimlerde maddelerin kimliği değişir. Yeni maddeler oluşur. Renk değişimi, gaz çıkışı, çökelti oluşumu, ısı ve ışık yayılması gibi olaylar kimyasal değişimin ip uçlarıdır.

Kimyasal değişim görülen bazı olayalar;

a) Kimyasal tepkimeler

b) Yanma

c) Paslanma

d) Pişirme

e) Kızartma

f) Mayalanma

g) Kokuşma

h) Küflenme 

ı) Çürüme

i) Solunum

j) Fotosentez

k) Kimyasal sindirim 

3) KİMYASAL TEPKİMELER 

Bir ya da birkaç maddenin atomları arasındaki bağların koparak, atomların yeniden ve başka bir düzende dizilmeleri olayına kimyasal tepkime denir. Kimyasal tepkimeler sonucunda  maddeler kimyasal değişime uğrayarak yeni maddeler oluşur.

Kimyasal tepkimelerde ısı çıkışı, gaz çıkışı, renk değişimi ve çökelti oluşumu vardır. Denklemlerle gösterilen kimyasal tepkimelerde tepkimeye giren maddelere girenler, tepkimeden çıkan maddelere çıkanlar ( ürünler ) adı verilir.

Kimyasal tepkimelerde maddeleri oluşturan atomlar yok olmaz. Sadece başka bir forma dönüşür. Bu nedenle kimyasal tepkimelerde toplam kütle değişmez. Kimyasal tepkimelerde tepkimeye giren maddelerin toplam kütlesi, tepkime sonucu oluşan maddelerin toplam kütlesine eşittir. Buna kütlenin korunumu yasası denir.  

Kimyasal tepkimeler denklemlerle gösterilir. Kimyasal denklem kimyasal tepkimenin sembol ve formüllerle ifade edilmesidir.

Kimyasal Tepkimelerde Korunanlar 

1) Atom cinsi ve sayısı

2) Kütle

3) Toplam proton, nötron ve elektron sayıları 

1) Tepkimeye Azot ve Hidrojen olmak üzere iki çeşit atom girmiş ve sonuçta 2 çeşit atomdan oluşan yeni bir bileşik oluşmuştur. 2 azot girmiş, 2 azot çıkmıştır. 6 hidrojen girmiş 6 hidrojen çıkmıştır. Yani tepkimeye giren atom cins ve sayısı korunmuştur.

2) Toplam kütle korunmuştur.

3) Tepkime sonucunda giren atomlar eski kimyasal özelliklerini yitirmiş, sonuçta farklı kimyasal özellikleri olan yepyeni bir madde oluşmuştur.. 

Kimyasal Tepkimelerin Grafik Olarak Gösterimi

A + B  -------------> C  kimyasal tepkimesinin zamana bağlı grafiği yukarıdaki gibidir. Tepkimeye giren A ve B maddeleri süreçte azalırken, yeni oluşan C maddesinin miktarı, girenlerin azalışlarına bağlı olarak sürekli artmaktadır.

4) ASİTLER ve BAZLAR 

Suda çözündüklerinde H⁺ iyonu oluşturabilen maddelere asit, OH^- iyonu oluşturabilen maddelere baz denir.

Örneğin;

 Asit ve bazların genel özellikleri;

Asidik özellikteki maddelere; limon, portakal, nar, erik, gazoz, süt, yoğurt, peynir, sirke, aspirin, domates, kahve, yağmur suyu, akü sıvısı, idrar ve mide asidi örnek verilebilir.

Bazik özellikteki maddeler; diş macunu, çikolata, mayonez, kabartma tozu, şampuan, arap sabunu, kül, cam silme sıvısı, çamaşır suyu, amonyak, deniz suyu, kan  örnek verilebilir.

H elementinin ametallerle yaptığı bileşikler genellikle asidik özelliktedir. ( HF, HCL, HNO_3, H₂SO_4, H₃PO_4, H₂CO₃  gibi )

Gazlı içeceklerin yapısındaki CO₂ gazı suda çözündüğünde H⁺ iyonu oluşturduğundan gazlı içecekler asidik özelliktedir. 

                                  CO₂ + H₂O   ---------------->  H⁺ + HCO₃^-  

Metallerin hidroksit iyonu ile yaptığı bileşikler bazik özelliktedir. ( LiOH, NaOH, KOH, Be(OH)_2, Mg(OH)₂, Ca(OH)_2, Al(OH)₃  gibi )

Temizlik maddelerinde bulunan amonyak (NH₃) suda çözündüğünde OH^- iyonu oluşturduğundan temizlik maddeleri bazik özelliktedir.

                           NH₃  +  H₂O  -----------------> NH₄⁺  + OH^-

Asit ve bazların etkilerine göre pH ölçeği adı verilen bir derecelendirme yapılmıştır.

pH derecesi  0-7 arasında olan maddeler asidik, 7-14 arasında olana maddeler bazik özelliktedir. Asit ve baz özelliği göstermeyen maddelerin  pH derecesi 7 dir. 7 den sıfıra gidildikçe maddenin asidik özelliği artar. 7 den 14 e gidildikçe maddenin bazik özelliği artar. Sanayide kullanılan bazı asit ve baz formülleri, bilimsel adları ve yaygın adları aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Günlük hayatta tükettiğimiz pek çok besinin yapısında asit bulunur. Bu içecek ve yiyeceklerin yapısında bulunan asitlerin isimleri aşağıdaki tablodaki gibidir. 

Ayıraç ( Belirteç, İndikatör )

Bir maddeyi başka bir maddeden ayırt etmemizi sağlayan maddelere ayıraç denir. 

Asit ve Bazlarda Kullanılan Bazı Ayıraçlar

Turnusol Kağıdı : Asitlerde kırmızı, bazlarda mavi renk alır. 

Fenolftalein Çözeltisi : Asitlerde renksiz, bazlarda pembe renk alır.

Metil Oranj Çözeltisi : Asitlerde  kırmızı, bazlarda sarı renk alır.

Kırmızı ( Mor ) Lahana Suyu : Asitlerde kırmızı, bazlarda mavi-yeşil renk alır. 

          Asit ve Bazların Tahribatları 

Asitler metal ve mermere, bazlar cam ve porselenlere etki ederler.

Limon asidik özellikte bir madde olduğundan kesilmiş limonunun mermer mutfak tezgahının üzerine konulması sakıncalıdır.

Deterjanlar bazik özellik gösterdiklerinden bulaşık makinelerinde yıkanan camlar zamanla matlaşırlar.

Kuvvetli asit ve bazların cildimize temas etmesi durumunda cildimiz tahriş olur.

Asitli yiyeceklerden dolayı ağzımızda asidik ortam oluşur. Bu durumdan ağız sağlığımız olumsuz etkilenir. Bunun için dişlerimizi bazik özelliğe sahip diş macunu ile fırçalarız. Besinlerin sindirilmesi için kuvvetli asit salgılanır. Mideden bağırsağa geçen gıda maddeleri burada bazik ortamla karşılaşır. 

Asit ve bazların zararlı etkilerinden korunmak için asit ve bazları tanımalı ve içerisinde bu maddelerin bulunduğu ambalajlardaki bazı uyarı ve sembollere dikkat etmeliyiz. 

 

Ambalajında şekildeki işaretin bulunduğu maddeleri kullanırken dikkatli olmalı, bu maddeleri el, yüz ve cildimize temas ettirmemeli, temas ederse bol su ile yıkamalıyız.

ASİT YAĞMURLARI 

Fosil yakıt denilen kömür ve petrol ürünlerini bir çok yerde kullanıyoruz. Ev ve iş yerlerinde ısınmak için, elektrik üretiminde santrallerde, motorlu araçların çalışmasında fosil yakıtlar kullanılmaktadır. Fosil yakıtların kullanılmasıyla atmosfere SO₂ ( kükürt dioksit ), NO₂ ( azot dioksit ) ve CO₂ ( karbon dioksit ) gazları karışır. Bu gazlar bulutlardaki su buharı ( H₂O ) ve diğer maddelerle tepkimeye girerek asitleri oluştururlar.

                         SO₂    +   H₂O    ---------------- >  H₂SO₄

                         NO₂   +   H₂O    ---------------- >  HNO₃

                         CO₂    +   H₂O   ---------------- >  H₂CO₃

Yapısında bu gazların bulunduğu bulutlar yoğuşarak yağmur oluştuğunda yeryüzüne asit yağmurları düşer. Bu yağışların pH derecesi 2 ye kadar düşebilmektedir. Asit yağmurları düştükleri bölgeye çeşitli zararlar vermektedirler. En çok etkilenen tarım alanları olmaktadır. Asit yağmurları, düştükleri toprağın yapısındaki bitki gelişimine pozitif etki eden magnezyum ve kalsiyum gibi mineralleri çözerek, bu minerallerin yer altı sularına karışmasına neden olmaktadır. Bu minerallerin topraktan uzaklaşması da toprağın verimliliğinin düşmesine sebep olmaktadır. 

Asit yağmurları deniz, göl ve akarsulara karışarak bu suların asidik özellikte olmasına neden olur. Bu sular kullanılarak yetiştirilen meyve ve sebzeler, dolayısıyla bu meyve ve sebzelerle beslenen canlılar bu durumdan etkilenirler. Asitler metallere etki ettiğinden asit yağmurları arabaların boyalarını çözüp metal kaportanın aşınmasına neden olmaktadır. 

Asit yağmurları tarihi yapıları da olumsuz etkilemekte, bu tarihi yapıları aşındırmaktadır.

Asit yağmurlarından başka; hava, su ve toprağı kirleten kimyasal maddeler ve endüstriyel atıklar vardır. Çevremizi bu olumsuz etkilerden korumak için bazı önlemler almamız gerekmektedir. 

Bu önlemlerin bir kısmı şunlardır;

Ø  Fosil yakıtlar yerine yakıt olarak kükürt ve azot içermeyen doğal gaz gibi temiz yakıtlar kullanmalıyız.

Ø  Yenilenebilir enerji kaynaklarından ( rüzgar, güneş, hidroelektrik…) faydalanmalıyız.

Ø  Fabrika bacalarına filtreler takılmalı.

Ø  Motorlu taşıtlardan çıkan egzoz gazları belli aralıklarla kontrol edilmeli.

Ø  Ağaçlandırma yapılmalı ve ağaçlandırmada kışın yapraklarını dökmeyen ağaçlar tercih edilmelidir.

5) MADDENİN ISI İLE ETKİLEŞİMİ 

 Sıcaklık nedir ?

• Maddenin içerisindeki taneciklerin ortalama hareket enerjisine sıcaklık denir.
• Sıcaklık enerji değildir, enerjinin göstergesidir.
• Sıcaklık termometre ile ölçülür.
• Sıcaklık birimi °C’dir.

Öz ısı nedir ?

Bir gram saf maddenin sıcaklığını 1 °C değiştirmek için alınması veya verilmesi için gerekli ısı miktarına öz ısı denir. Maddenin tutabileceği ısı miktarıdır. Öz ısı “c” sembolü ile gösterilir. Öz ısının birimi J/g.°C  veya cal/g.°C ‘dir.

Öz ısının Özellikleri

• Öz ısı saf maddeler için ayırt edici özelliktir.
• Saf maddelerin öz ısıları da farklıdır.
  (Yoğunluk, erime noktası, kaynama noktası, donma noktası da maddenin ayırt edici özellikleridir.)
• Öz ısı maddenin miktarına bağlı olarak değişmez.
• Eşit miktarda farklı cins sıvılara eşit miktarda ısı verildiğinde öz ısısı az olan sıvının sıcaklığı daha fazla artar.
• Eşit miktarda farklı cins sıvıların çevreye verdikleri ısı, öz ısısı fazla olanın  daha fazladır.

Not: 1 gram suyun sıcaklığını 1°C artırabilmek için 1 kalori ısı vermek gerekir.

1 cal = 4,18 J dür.

 1. Isı ve kütle arasındaki ilişki 

Kütle ve ısı doğru orantılıdır.

Aynı sıcaklıkta, aynı türden yapılmış maddelerin kütlesi arttıkça içerisindeki ısı miktarı da artar.

Aynı sıcaklıkta bir bardak su ile bir sürahi suyu aynı sıcaklığa çıkarabilmek için, bir sürahi suya daha fazla ısı verilmelidir.

Örnek: Küçük su şişesine doldurulmuş ve büyük su şişesine doldurulmuş aynı sıcaklıkta suların bize verebileceği ısı miktarını karşılaştırınız?

Aynı sıcaklıkta olmalarına rağmen, kütlesi fazla olan suyun içerisindeki ısı daha fazladır. Bu nedenle büyük şişe içerisindeki su bize daha fazla ısı verir.

Örnek: Sıcaklıkları 70 °C olan, 50 g ve 100 g suya buz parçaları atılmaktadır.

Hangi kapta daha fazla buz erir.

 

Madde miktarı (kütlesi) fazla olan suyun içerisinde bulunan ısı miktarı da fazla olacaktır.
Bu nedenle 100 g su daha fazla buz eritir.

Bağımsız değişken: Suyun kütlesi
Bağımlı değişken: Verdiği ısı  

Kontrol edilen değişken: Madde cinsi (öz ısı), sıcaklık değişimi

 2. Isı ve öz ısı arasındaki ilişki 

Isı ve öz ısı doğru orantılıdır. Kütleleri aynı, öz ısıları farklı maddeleri aynı sıcaklığa getirebilmek için verilmesi geren ısılarda farklı olacaktır. Öz ısısı fazla olan maddeye daha fazla ısı verilmesi gerekmektedir.

Öz ısısı yüksek olan maddelerin çevreye verebilecekleri ısı miktarı da fazla olacaktır.

Örnek: 50 g su ve alkole, 10 °C den 50 °C ye getirebilmek için verilmesi gereken ısı miktarları ne olmalıdır? (c_su:4,18 c_alkol:2,54 )

Suyun öz ısısı alkolün öz ısısından fazla olduğu için her iki sıvıyı da aynı sıcaklığa getirebilmek için suya daha fazla ısı vermek gerekir.

Bağımsız değişken: Maddenin cinsi (öz ısı)
Bağımlı değişken: Verilen ısı
Kontrol edilen değişken: Kütle, sıcaklık değişimi

3. Isı ve sıcaklık arasındaki ilişki 

Isı ve sıcaklık doğru orantılıdır. Bir maddeye ne kadar fazla ısı verilirse sıcaklığı da o kadar artar. Madde ne kadar ısı verirse sıcaklığı da o kadar azalır.

Örnek: Esra çaydanlıkta hızlıca çay yapmak istediğinde ocağın hangi gözüne çaydanlığı koymalıdır?

Ocağın büyük gözü daha fazla ısı vereceğinden suyun sıcaklık artışı daha fazla olur.

Bağımsız değişken: Verilen ısı
Bağımlı değişken: Sıcaklık değişimi
Kontrol edilen değişken: Madde cinsi (öz ısı), kütle

4. Kütle ve sıcaklık arasındaki ilişki

Kütle ve sıcaklık ters orantılıdır. Madde cinsi, aldıkları ısı aynı olmak şartıyla kütlesi az olanın sıcaklığı fazla artacaktır.

Örnek: Özdeş ısıtıcılara beher içerisinde 50 g ve 100 g miktarında su koyalım. Eşit sürede ısıtalım. 50 g suyun sıcaklığı daha fazla artacaktır. 

 Bağımsız değişken: Suyun kütlesi

          Bağımlı değişken: Sıcaklık değişimi

 Kontrol edilen değişken: Madde cinsi (öz ısı), ısıtılma süresi (verilen ısı)

 5. Kütle ve öz ısı arasındaki ilişki

 Kütle ve öz ısı ters orantılıdır.

 6. Öz ısı ve sıcaklık arasındaki ilişki

Sıcaklık ile öz ısı (maddenin cinsi) ters orantılıdır. İlk sıcaklıkları aynı su ve yağ özdeş ısıtıcılarla ısıtıldığında sıcaklık değişimi farklı olacaktır. Madde değiştiği için öz ısıları da değişecektir. Suyun öz ısısı yağdan büyük olduğu için sıcaklık değişimi az olur.

Bağımsız değişken: Madde cinsi (öz ısı)

         Bağımlı değişken: Sıcaklık değişimi

Kontrol edilen değişken: Kütle, ısıtılma süresi (verilen ısı)

B- Hâl Değişim Isının Maddenin Cinsi ve Kütlesiyle İlişkisi

Maddeler doğada  katı, sıvı ve gaz halinde bulunur. Maddenin hallerini moleküller arasındaki çekim kuvveti belirler. Isı alan bir maddenin molekülleri arasındaki çekim kuvveti zayıflar, moleküller arasındaki mesafe artar.

Katı maddenin tanecikleri arasındaki çekim kuvveti en fazladır.

Gaz maddenin tanecikleri arasındaki çekim kuvveti en azdır.

Maddenin tanecikleri (atom, molekül veya iyonlar) ısı enerjisi aldıkça tanecikleri arasındaki bağlar kopar. Molekülü oluşturan atomlar arasında kimyasal bağ vardır. Moleküller arasında da çekim kuvveti bulunur. Bu çekim kuvveti kimyasal bağa göre daha zayıftır.

Bir madde ısı aldıkça hareket enerjileri artar, moleküller arasındaki çekim kuvveti azalır.

Tanecikler arasındaki çekim kuvveti maddenin halini belirler.

Katı halde

Maddenin sıcaklığı azdır, taneciklerin titreşim enerjisi de azdır, tanecikler arası çekim kuvveti fazladır.

Sıvı halde

Sıcaklık artmıştır, sıcaklık arttıkça titreşim enerjisi artar, taneciklerin arasındaki çekim kuvveti zayıflar, tanecikler kendi aralarında serbestçe hareket etmeye başlar.

Gaz halinde

Sıcaklık daha da artmıştır, titreşim enerjinin çok fazla olmasından dolayı tanecikler artık bir arada duramaz, serbestçe hareket etmeye başlar. Taneciklerin arasındaki çekim kuvveti en azdır.

Saf maddeler erime, buharlaşma, kaynama ve süblimleşme sırasında ısı alır.

Saf maddeler donma, yoğuşma ve kırağılaşma sırasında ısı verir.

Saf maddeler erime, donma, kaynama hal değişimleri sırasında sıcaklıkları sabit kalır.

Saf maddeler hal değişimi sırasında aldıkları enerjiyi tanecikleri arasındaki mesafenin artması veya azalması için kullanırlar.

Hal Değişim Isıları

Hal değişim ısıları maddenin ayırt edici özelliğinden biridir.
Hal değişim ısıları L ile gösterilir.
Birimi  j/g’dır.

1. Erime ısısı

Erime
Maddenin ısı alarak katı halden sıvı hale geçmesine erime denir.

Erime sıcaklığı
Erimenin başladığı sıcaklıktır.

Erime ısısı
Erime sıcaklığındaki 1 g maddenin katı halden sıvı hale geçmesi için gereken ısı miktarıdır. Erime ısısı Le ile gösterilir. Erime ısısının birimi j/g dır.

Erime sıcaklığına gelen madde ısı almasına rağmen sıcaklığında bir artış meydana gelmez. Alınan ısı hal değişimi için kullanılır. Taneciklerin arasındaki bağ koparılır.

Erime ısısı maddenin ayırt edici özelliğidir. Farklı maddelerin erime ısıları da farklıdır.

2. Donma ısısı

Donma
Maddenin ısı vererek sıvı halden katı hale geçmesine denir.

Donma sıcaklığı
Maddenin katılaşmaya başladığı sıcaklıktır.

Donma ısısı
Donma sıcaklığındaki 1g saf sıvının katı hale geçmesi için çevreye verdiği ısıdır.

          Donma ısısı Ld ile gösterilir. Birimi j/g dır. Bir madde erime ve donma sıcaklıkları aynıdır.

Bir maddenin erime ve donma ısıları aynıdır. (Le=Ld)

3. Buharlaşma ısısı

Buharlaşma
Maddenin ısı alarak sıvı halden gaz hale geçmesine denir. Buharlaşma her sıcaklıkta olur.

Kaynama
Sıvının içerisinde gaz kabarcıklarının oluşmasıdır. Kaynama hızlı buharlaşmadır.

Kaynama sıcaklığı
Sıvının kaynamaya başladığı sıcaklıktır.

Buharlaşma ısısı
Kaynama sıcaklığındaki 1g sıvıyı gaz haline geçirmek için gerekli ısıdır. Buharlaşma ısısı Lb ile gösterilir. Birimi j/g dır. Buharlaşma ısısı maddenin ayırt edici özelliğidir. Farklı maddelerin buharlaşma ısıları da farklıdır.

4. Yoğuşma ısısı

Yoğuşma
Gaz halindeki bir maddenin çevreye ısı vererek sıvı hale geçmesine denir.

Yoğuşma sıcaklığı
Yoğuşma olayının başladığı sıcaklıktır.

Yoğuşma ısısı
Kaynama sıcaklığındaki 1 g gaz halindeki maddenin sıvı hale geçerken verdiği ısıdır.
Yoğuşma ısısı Ly ile gösterilir. Yoğuşma ısısının birimi j/g dır. Buharlaşma ısısı yoğuşma ısısına eşittir. (Lb=Ly)

C- Hal Değişim Grafikleri 

Yukarıda, -10 °C bulunan buzun ısıtılması ile oluşan sıcaklık-zaman grafiği görülmektedir.

1. A-B noktaları arasında buzdur. Alınan ısı buzun sıcaklığını artırır.

2. B-C noktaları arasında buz ve su karışımı vardır. Alınan ısı buzun erimesi için kullanılır. Sıcaklık sabittir.

3. C-D noktaları arasında sudur. Alınan ısı suyun sıcaklığını artırır.

4. D-E noktaları arasında su ve buhar karışımıdır. Alınan ısı suyun buharlaşması için kullanılır. Sıcaklık sabittir

5. E-F noktaları arasında buhardır. Alınan ısı buharın sıcaklığını artırmaktadır.

110 °C de bulunan su buharının soğuması ile oluşan sıcaklık-zaman grafiği görülmektedir.

1. E-F noktaları arasında buhardır. Buhar ısı kaybederek sıcaklığı azalmaktadır.

2. D-E noktaları arasında su ve buhar karışımıdır. Kaybedilen ısı buharın yoğuşmasına neden olur. Sıcaklık sabittir.

3. C-D noktaları arasında sudur. Suyun kaybettiği ısı suyun sıcaklığını azaltır.

4. B-C noktaları arasında buz ve su karışımı vardır. Su ısı vererek donmaktadır. Sıcaklık sabittir.

5. A-B noktaları arasında buzdur. Buzun sıcaklığı giderek azalmaktadır.

D- Günlük Yaşamda Hal Değişimi ve Isı Alışverişi

1.Günlük yaşamda karşılaşılan erime olayları

Eriyen maddeler çevrelerinden ısı alırlar.

1. Dondurmanın, katı yağ, buz sıcakta erir.
2. Metaller fabrikalarda eritilerek kalıplara dökülür.

2.Günlük yaşamda karşılaşılan donma olayları

Donan maddeler çevreye ısı verirler.

1. Buzdolabının buzluğuna bulunan su ısı vererek donar.
2. Kışın soğuk havalarda göl, su ve akarsular donar.
3. Kışın meyve-sebze hallerinde, meyve ve sebzelerin donmasını engellemek için su dolu kaplar bırakılır.Su donarken etrafa ısı vereceğinden ortamın aşırı soğuması engellenmiş olur.

3.Günlük yaşamda karşılaşılan yoğuşma olayları

Yoğuşma olayı sırasında madde etrafa ısı verir.

1. Yoğuşmalı kombiler su buharı yerine, suyu sıvı halde verir.
2. Buzdolabından çıkan su şişesinin etrafında yoğuşmadan dolayı su damlaları oluşur.
3. Gökyüzünde su buharı yoğuşarak su damlalarına dönüşür.

4.Günlük yaşamda karşılaşılan buharlaşma olayları

Buharlaşma olayının görüldüğü yerlerde soğuma görülür.

1. Elimize dökülen kolonya, elimizde serinlik hissetmemizi sağlar.
   Kolonya buharlaşırken ısıyı elimizden alır.
2. Toprak testinin içindeki suyu serin tutması buharlaşma ile gerçekleşir.
3. Kesilen karpuzun güneş altında soğuması buharlaşma ile gerçekleşir.
4. Islak başımızla veya denizden dışarı çıktığımızda üşümemiz buharlaşma ile gerçekleşir.

5.Günlük yaşamda karşılaşılan kırağılaşma olayları

Kırağılaşma olayı sırasında madde dışarıya ısı verir.

Soğuk havada araçların, ağaçların üzerinde su kırağılaşır.

6. Günlük yaşamda karşılaşılan süblimleşme olayları

1. Güve kovucu olarak kullanılan naftalin katı haldedir. Naftalin sıvı hale geçmeden süblimleşerek buharlaşır.
2. Lavabolarda kullanılan ernet ısı alarak süblimleşir.         

Ek Bilgi :Saf maddelerin erime ve donma sıcaklıkları sabittir. Saf maddelerin içerisine    yabancı madde ilave edildiğinde erime ve donma sıcaklığı düşer. Suyun içerisine tuz ilave edildiğinde donma sıcaklığı 0°C nin altına düşer. Suyun içindeki tuz oranı ne kadar fazla ise donma sıcaklığı da o kadar düşük olur.

Saf maddelerin kaynama sıcaklığı sabittir. Saf maddelerin içerisine yabancı madde ilave edildiğinde kaynama sıcaklığı yükselir. Su içerisine tuz ilave edildiğinde, tuz oranına bağlı olarak suyun kaynama sıcaklığı 100°C nin üzerine çıkar.

 

6)  TÜRKİYE’DE KİMYA ENDÜSTRİSİ

20.yüzyılın başında Osmanlı’da sabun ve temizlik ürünleri üreten birkaç üretim tesisi dışında kimya endüstrisi tesisi bulunmamaktaydı. Cumhuriyetin ilanından sonra patlayıcılar, tıp, tarım kimyasalları, deterjanlar, matbaa mürekkebi ve tekstil boyalarının son aşamaları üretilmeye başlanmıştır. 1950’li yıllardan sonra kimya endüstrisinin gelişimi hızlanmıştır. 1960-1980 yıllarında devlet tarafından petrokimya, organik ve inorganik temel kimyasallar ile gübre üretimi gibi yüksek yatırım gerektiren alanlara yatırımlar yapılmıştır. 1980’lerdem itibaren sektör günümüzdeki gelişmişlik düzeyine ulaşmıştır.

Petkim Türkiye’deki en büyük petrokimya şirketidir.

Tüpraş, ülkemizde ham petrolü işleyen tek kuruluştur. LPG, benzin, hafif ve ağır dizel ve fuel oil üretimini yaptığı yakıtlardır.

İhraç ve ithal edilen başlıca kimyasal ürünler;

Ø  Mineral yakıtlar ( yağlar )

Ø  İnorganik kimyasallar

Ø  Organik kimyasallar

Ø  İlaç ve eczacılık ürünleri

Ø  Gübreler

Ø  Boya, macun ve vernik

Ø  Parfümeri ve kozmetik

Ø  Sabunlar

Ø  Muhtelif kimyasallar

Ø  Plastik ve plastikten mamul eşyalar

Ø  Kauçuk ve kauçuktan mamul eşyalar

Alüminyum sülfat, klor, hidroklorik asit, fosforik asit, sodyum karbonat gibi maddeler inorganik kimyasal maddeler örnek verilebilir.

Boya, plastik, ilaç ve petrokimyasal maddeler organik kimyasal maddelere örnek verilebilir.

Kimya endüstrisinde meslek dalları içinde ilk olarak kimya mühendisliği gelmektedir. Kimya mühendisi, kimyasal madde üreten veya kimyasal madde kullanarak üretim yapan tesislerin tasarlanması, kurulması ve işletilmesini sağlar.

Kimya teknolojisi alanı altında yer alan meslekler;

Ø  Kimya teknisyenliği

Ø  Proses teknisyenliği

Ø  Petrokimya teknisyenliği

Ø  Rafineri teknisyenliği

Ø  Boya teknisyenliği

Ø  Lastik teknisyenliği

Ø  Deri teknisyenliği

Kimya endüstrisi alanında, gelecekteki meslekler arasında  nanoteknoloji  çok  önemli bir yere sahiptir. Nano , Yunanca cüce demektir. Nano ile tanımlanan ifadeler, herhangi bir ölçünün milyarda birini gösterir. Nanoteknoloji, maddenin atomik ve moleküler seviyede kontrolüdür. Nanoteknoloji kullanarak üretilmiş çeşitli ürünler şimdiden yaşamımıza girmeye başlamıştır.

Ø  Kir tutmayan duvar boyaları, küvet ve lavabolar,

Ø  Kirlenmeyen, ıslanmayan ve ütü gerektirmeyen kumaşlar,

Ø  Bakteri ve mikropları öldüren filtreler,

Ø  Mantarları ve bakterileri öldüren çoraplar,

Belli başlı ürünler şeklinde sıralanabilir.

Nanoteknoloji  gelecekte, malzeme ve imalat sektörü, nanoelektronik ve bilgisayar teknolojileri, tıp ve sağlık sektörü, havacılık ve uzay araştırmaları, çevre ve enerji , biyoteknoloji ve tarım alanlarında kullanılabilir.

Nanoteknolojinin günümüzdeki hedefleri;

Ø  Molekülleri ve atomları değiştirerek yeni, ideal ve önceden planlanmış maddeler üretmek,

Ø  Moleküllerin önceden planlanmış şekilde kendi kendilerini çoğaltmasını sağlamak.

Nanoteknolojinin faydaları ise, daha az yer kaplayan, daha az enerji harcayan ve daha az maliyetle daha fazla üretimin yapılabildiği ürünleri üretmektir.