0. Başlarken
Kapsam: MEB 10. sınıf Kimya ders kitabı, 1. Tema “Etkileşim”, s. 20–60 (1.1.1 Kimyasal Değişimin Göstergeleri, 1.1.2 Kimyasal Tepkime Türleri, 1.1.3 Mol Kavramı). Denkleştirme (s. 61’den sonrası), stokiyometri ve gazlar bu sınavda yok.
- KİM.10.1.1 Kimyasal değişimin kanıtlarını gözlemle → Bölüm 1
- KİM.10.1.2 Tepkimenin oluşumunu tanecik modeliyle açıkla → Bölüm 2
- KİM.10.1.3 Çökelme, redoks, asit-baz tepkimelerini gözlemle ve açıkla → Bölüm 3
- KİM.10.1.4 Mol kavramını tanımla → Bölüm 4
- KİM.10.1.5 Mol, kütle, atom ve molekül sayısı ilişkilerini kur → Bölüm 5
- Önce aşağıdaki ön bilgi kutusunu oku (10 dk). Bunlar bilinmeden konu anlaşılmaz.
- Bölümleri sırayla oku. Her animasyonu en az bir kez adım adım oynat.
- Her bölüm sonundaki kontrol sorularını önce kendin çöz, sonra çözümü aç.
- Bölüm 5’teki çözümlü örnekleri kâğıtta tekrar çöz. Hesap soruları buradan gelir.
- Sabah sadece tekrar kartına bak.
Ön bilgi (kitabın bildiğini varsaydığı şeyler)
- Atom: Bir elementin tüm özelliklerini taşıyan en küçük yapı taşı. Örnek: K, Fe, He.
- Molekül: Aynı ya da farklı atomların bağlarla bir araya gelmesiyle oluşan tanecik. Örnek: H2, O3, CO2, H2O.
- Element: Tek tür atomdan oluşan madde (Fe, O2). Bileşik: Farklı tür atomlardan oluşan madde (H2O, NaCl).
- Tanecik: Atom, molekül ya da iyon için kullanılan genel ad.
- Elektron (e−): Atomun içindeki eksi yüklü parçacık. Atomlar elektron verip alabilir.
- İyon: Elektron vermiş ya da almış, yüklü atom veya atom grubu.
- Katyon: Elektron vermiş, artı yüklü iyon. Örnek: Na+, Mg2+, Ag+, Cu2+.
- Anyon: Elektron almış, eksi yüklü iyon. Örnek: Cl−, O2−, S2−.
- Çok atomlu iyonlar (bunları ezberle, bu konuda çok çıkar): NO3− nitratOH− hidroksitCO32− karbonatHCO3− bikarbonatSO42− sülfatPO43− fosfatCH3COO− asetatNH4+ amonyumH3O+ hidronyum
- İyonik bileşik (ör. NaCl, AgNO3) suda çözününce iyonlarına ayrılır: NaCl(k) su→ Na+(suda) + Cl−(suda)
- Alt simge (formülün içindeki küçük sayı) atom sayısıdır: H2O → 2 H + 1 O. Alt simge değişirse madde değişir (H2O su, H2O2 hidrojen peroksit).
- Parantez içi, dışındaki sayı ile çarpılır: Ca(OH)2 → 1 Ca, 2 O, 2 H. Pb(NO3)2 → 1 Pb, 2 N, 6 O.
- Katsayı (formülün önündeki büyük sayı) o tanecikten kaç tane olduğunu gösterir: 2H2O → 2 su molekülü = 4 H + 2 O.
- Fiziksel hâl: (k) katı, (s) sıvı, (g) gaz, (suda) suda çözünmüş.
- Fiziksel olay: Yalnız fiziksel özellikler değişir, iç yapı değişmez. Kâğıdın yırtılması, yoğurttan ayran yapılması, hâl değişimi.
- Kimyasal olay: Hem fiziksel hem kimyasal özellikler değişir. Yeni madde ya da maddeler oluşur.
- Asit sudaki H+ iyonunu artırır, pH < 7. Baz sudaki OH− iyonunu artırır, pH > 7. Asit ve bazın sulu çözeltisi nötralleşme tepkimesi verir.
- Kütlenin korunumu kanunu: Tepkimeye girenlerin kütleleri toplamı, oluşan ürünlerin kütleleri toplamına eşittir.
- Gaz hâli maddenin en düzensiz hâlidir. Gaz taneciklerinin belirli şekli ve hacmi yoktur. Gazlar her oranda karışır.
- 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(s): H2 ve O2 tepkimeye girenlerdir (tepken). H2O üründür. Parantez içi fiziksel hâldir.
1. Kimyasal Değişimin Göstergeleri
KİM.10.1.1 · Kitap s. 21–26
1.1 Önce sezgi: mutfakta ve gökyüzünde kimya
Yumurtayı çok uzun haşlarsan sarısının çevresinde yeşilimsi bir halka oluşur. Bunun nedeni şu: pişerken yumurta beyazındaki proteinler denatüre olur (yapısı bozulur) ve katılaşır. Bu sırada oluşan hidrojen sülfür gazı, sarıdaki demirle tepkimeye girer. Halka bu tepkimenin ürünüdür. Yani pişirme, yiyeceğin ısıyla kimyasal yapısının değişmesidir.
Bazı yiyecekler kızarırken amino asitlerle şekerler arasında Maillard (esmerleşme) tepkimesi olur. Basit görünür ama birçok adımdan oluşur. Uzun pişirmede yiyeceğin yapısını değiştiren karmaşık bileşikler bu tepkimeden gelir.
Kimyasal tepkimeler yalnız laboratuvarda olmaz. Pillerin çalışması, yemek pişirme ve gider açıcıyla tıkanıklığın açılması da kimyasal tepkimedir.
- Siyah barutta potasyum nitrat, odun kömürü ve kükürt vardır. Potasyum nitrat oksitleyicidir, yakıtın tam yanmasını sağlar. Odun kömürü yanınca enerji verir. Kükürt yakıtı ve oksitleyiciyi birbirine bağlar, yanmayı hızlandırır.
- Rengi metal tuzları verir: bakır tuzu mavi, baryum tuzu yeşil, sodyum tuzu sarı, stronsiyum tuzu kırmızı. Magnezyum, alüminyum ve titanyum tuzları parlak beyaz kıvılcım verir.
- Kimyasal enerji, kinetik enerjiye (harekete) dönüşür ve fişek yükselip patlar.
- Yoğun ışık ve ses canlılara zarar verir. İçindeki kimyasallar çevreyi kirletir. Fişek yangın da çıkarabilir.
- Kimyasal değişimin kanıtları: ışık ve renkler, ısı, ses, gaz ve duman çıkışı, geride farklı bir katının (külün) kalması.
1.2 Tanımlar
Kitabın sözlüğünde: maddenin yapısındaki atomların yeniden düzenlenmesiyle farklı özellikte yeni bir maddenin oluşması.
| Fiziksel değişim | Kimyasal değişim | |
|---|---|---|
| Ne değişir? | Yalnız görünüş, hâl ve şekil | Maddenin kimliği (iç yapısı) |
| Yeni madde | Oluşmaz | Oluşur |
| Tanecik düzeyi | Moleküller aynı kalır, yalnız aralarındaki uzaklık ve düzen değişir | Bağlar kopar, atomlar yeniden düzenlenir, yeni bağlar kurulur |
| Örnek | Buzun erimesi, kâğıdın yırtılması, şekerin çözünmesi, suyun kaynaması | Yanma, çürüme, paslanma, pişme, sütün ekşimesi |
1.3 Kimyasal değişimin göstergeleri
Kitap bu göstergeleri bir şemada verir (s. 25). Programın en çok vurguladığı dördü enerji değişimi, gaz çıkışı, renk değişimi ve yeni katı oluşumudur.
Kitabın tema sonu özeti (“Neler öğrendiniz?”, s. 110) göstergeleri şöyle sayar: gaz çıkışı, katı oluşumu, renk değişimi, koku/tat, ısı/ışık.
- Kaynayan suda kabarcık çıkar ama bu fiziksel bir olaydır. Su buharı da sudur.
- Kaynar suya poşet çay atınca su renklenir. Bu da fizikseldir, çünkü çaydaki renkli maddeler suya geçer (çözünür). Yeni madde oluşmaz.
- Buz eriyince ortamdan ısı alır ama bu hâl değişimidir, yani fizikseldir.
- Kesin ölçüt: Farklı özellikte yeni bir madde oluştu mu? Göstergeler bize bunu düşündürür. Gerekçeyi her zaman “yeni madde oluştu” cümlesine bağla.
- Bazı kimyasal değişimler gözle fark edilmez. Bunlar pH ya da iletkenlik ölçülerek anlaşılır.
Kitaptaki etkinlik: altı örnek ve kanıtları (s. 22)
| Kimyasal değişim | Kimyasal değişimin kanıtı |
|---|---|
| Açıkta bırakılan yiyeceklerin çürümesi | Koku değişimi, renk değişimi, gaz çıkışı |
| Efervesan tabletin suda çözünmesi | Gaz çıkışı (kabarcıklar, CO2) |
| Odunun yanması | Işık ve ısı (enerji değişimi), duman ve gaz çıkışı, geride kül (renk ve yeni katı) |
| Pamukkale travertenlerinin oluşumu | Katı oluşumu: sudaki çözünmüş maddelerden beyaz kireç taşı (CaCO3) çöker |
| Pasta üstündeki maytabın yanması | Işık oluşumu, ısı, duman |
| Yaprağın sararması | Renk değişimi |
1.4 Kitaptaki üç deney (s. 23–24)
Animasyonda bir deney seç ve Oynat’a bas. Önce kapta ne gördüğünü izle (makroskobik), sonra altındaki tanecik açıklamasını oku.
| Deney | Yapılış | Gözlem (veri) | Denklem | Tanecik düzeyinde açıklama |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 50 mL H2O2 (hidrojen peroksit) + bulaşık deterjanı, üstüne 1 g KI | Çok hızlı yükselen köpük (gaz çıkışı), kap ısınır (enerji değişimi) | H2O2(suda) KI→ H2O(s) + 1/2O2(g) | H2O2 moleküllerinde bağlar kopar. Atomlar H2O ve O2 olarak yeniden bağlanır. Oluşan O2 gazı deterjanla köpük yapar. KI katalizördür, harcanmaz. |
| 2 | Erlenmayerde 50 mL sirke (CH3COOH). Balonun içinde 1 g yemek sodası (NaHCO3). Balon şişenin ağzına geçirilir, soda içeri dökülür. | Köpürme, balon şişer (gaz çıkışı) | CH3COOH(suda) + NaHCO3(k) → CH3COONa(suda) + H2O(s) + CO2(g) | Asit ile sodanın tanecikleri yeniden düzenlenir. Yeni gaz molekülleri (CO2) oluşur, sıvıdan ayrılıp balonu doldurur. |
| 3 | Bir beherde Pb(NO3)2 çözeltisi, diğerinde KI çözeltisi hazırlanır. Biri diğerine eklenir. | İki renksiz, berrak çözeltiden sarı katı oluşur (katı oluşumu, renk) | Pb(NO3)2(suda) + 2KI(suda) → PbI2(k) + 2KNO3(suda) | Çözeltide dağınık hâldeki Pb2+ ve I− iyonları birleşir ve suda çözünmeyen PbI2 katısını oluşturur. K+ ve NO3− çözeltide kalır. |
Göstergeler tanecik düzeyinde neden oluşur?
- Gaz çıkışı: Tepkimede yeni gaz molekülleri oluşur (O2, CO2, H2). Bunlar sıvıdan ayrılır ve kabarcık olarak görülür.
- Katı oluşumu: Çözeltide serbest dolaşan zıt yüklü iyonlar birleşir ve suda çözünmeyen düzenli bir katı yapar.
- Renk değişimi: Oluşan yeni maddenin ya da iyonun rengi başkadır. Ör: Cu2+ iyonları suyu maviye boyar.
- Enerji değişimi: Tepkimede eski bağlar kopar, yeni bağlar kurulur. Bu sırada enerji alınır ya da verilir. Bu enerji ısı ve ışık olarak fark edilir.
- Gözlem: “Balon şişti.”
- Gösterge: “Bu, gaz çıkışıdır.”
- Tanecik düzeyi: “Sirke ve sodanın bağları kopup atomlar yeniden düzenlendi. Daha önce ortamda olmayan CO2 molekülleri oluştu.”
- Sonuç: “Yeni madde oluştuğu için olay kimyasal değişimdir.”
1.5 Tepkime denklemi nasıl okunur? (s. 25)
CaCO3(k) + 2HCl(suda) → CaCl2(suda) + H2O(s) + CO2(g)- Okun solu tepkenlerdir (tepkimeye girenler, reaktifler). Sağı ürünlerdir (tepkime sonucu oluşanlar).
- Ok, tepkimenin yönünü gösterir. Formülün önündeki 2, o maddenin katsayısıdır.
- (k) katı, (suda) suda çözünmüş, (s) sıvı, (g) gaz demektir.
- Okunuşu: Kalsiyum karbonat katısı, hidroklorik asit çözeltisiyle tepkimeye girer. Suda çözünmüş kalsiyum klorür, su ve karbon dioksit gazı oluşur.
1.6 Işıldama: luminol ve biyolüminesans (s. 26)
Olay yeri ekipleri, silinmiş kan izlerini bulmak için ortama luminol püskürtür. Karanlıkta kan olan yerler mavimsi parlar. Bu ışıma kimyasal bir tepkimenin ürünüdür. Olayın adı lüminesans (ışıldama) dır. Işıldamayı bir canlı yapıyorsa adı biyolüminesanstır.
Kontrol soruları · Bölüm 1
1) (Kitap s. 26) İki özdeş kapta su var. Birine sirke asidi, diğerine yemek sodası eklenip ikisi de kaynatılıyor. Her iki kapta kabarcık oluşuyor. Kabarcıkların sebebi nedir? Değişimi tanecikler temelinde açıkla.
1. düzenek: CH3COOH(s) + H2O(s) ⇌ CH3COO−(suda) + H3O+(suda)
2. düzenek: 2NaHCO3(k) + H2O(s) ısı→ Na2CO3(suda) + 2H2O(s) + CO2(g)
1. kap: Kabarcıklar suyun kaynamasından gelir, yani su buharıdır. Sirke asidi suda yalnızca iyonlarına ayrılır ve gaz ürün oluşmaz. Kabarcık bu kapta kimyasal değişim kanıtı değildir.
2. kap: Kaynama kabarcıklarına ek olarak, ısınan NaHCO3 ayrışır ve yeni bir gaz olan CO2 oluşur. NaHCO3 tanecikleri bozulur, atomlar Na2CO3, H2O ve CO2 olarak yeniden düzenlenir. Yeni madde oluştuğu için kimyasal değişimdir.
Ders: Aynı gözlem (kabarcık) bir kapta fiziksel, öbüründe kimyasal olabilir. Kanıtı denklemle (yeni madde oluşuyor mu?) destekle.
2) (Kitap s. 26) Luminolün gözlenebilir kanıtına (ışık oluşumu) benzeyen, günlük hayattan ya da canlılardan üç örnek ver.
Ateş böceklerinin ışık saçması (biyolüminesans), karanlıkta parlayan bazı deniz canlıları ve mantarlar, havai fişek ve maytabın yanması, magnezyum şeridinin yanması, kibritin yanması. Hepsinde kimyasal tepkime ışık olarak enerji verir.
3) (Kitap s. 26) Roket yakıtı sıvı hidrazin (N2H4) katalizörle N2 ve H2 gazlarına ayrışır. Tepkimeyi tanecik düzeyinde çiz ve açıkla.
Öncesi: Bir N2H4 molekülü: iki N atomu birbirine bağlı, her N’ye 2 H bağlı. Süreç: N–H bağları kopar. Sonrası: İki N atomu üçlü bağla N2 molekülü olur, H atomları ikişer ikişer H2 molekülü olur. Atom sayısı korunur: önce 2 N + 4 H, sonra 2 N + 4 H. Bölüm 2’deki animasyonda “Hidrazin” seçeneğiyle adım adım izleyebilirsin. Açığa çıkan gaz ve ısı rokete itiş gücü verir.
4) (Tema sonu s. 112–113) Süt ısıtılınca H2S gazı çıkar ve süte kendine has tat ve koku verir. Isıtma sürerse laktoz esmerleşip karamel rengi alır. Bozulan sütte bakteriler laktik asit üretir, pH düşer. pH 5,1’in altına inince kazein proteini Ca2+ gibi iyonlarla birleşip çökelek oluşturur, üstte sarımsı-yeşil sıvı kalır. Gözlenebilir değişimleri listele.
- Gaz çıkışı (H2S)
- Koku ve tat değişimi
- Renk değişimi (karamel rengi, sarımsı-yeşil sıvı)
- pH değişimi (6,6–6,8’den 5,1’in altına)
- Katı oluşumu (kazein çökeleği)
Balonlu şişede 10 gün bekletilen süt (1. düzenek): bakterilerin ürettiği gaz balonda birikebilir (gaz çıkışı), koku değişir, pH düşer, çökelek oluşur. Uzun kaynatılan süt (2. düzenek): koku ve tat değişir, renk kararır (esmerleşir), gaz çıkar.
“Isıtma sütün yapısını değil, yalnız dış görünüşünü değiştirir” ifadesine bu bilgilerle ulaşılamaz. Isıtma yeni maddeler oluşturur, yani sütün yapısını da değiştirir.
5) (Tema sonu s. 114) Magnezyum deneylerinde göstergeleri yaz: (1) Mg yakıldı: parlak beyaz ışık, beyaz kül. (2) Küle su eklendi: kırmızı turnusol maviye döndü. (3) Mg, CO2 içinde yakıldı: beyaz toz ve siyah is. (4) Sıcak suya Mg kondu: Mg(OH)2 katısı ve H2 gazı oluştu.
- Işık oluşumu, enerji (ısı) değişimi, yeni katı (beyaz MgO)
- pH değişimi: çözelti bazik oldu. Bir de amonyak kokusu (koku değişimi) çıkar.
- Yeni katılar oluşumu, renk (beyaz MgO ve siyah karbon)
- Gaz çıkışı (H2) ve katı oluşumu
2. Kimyasal Tepkimelerin Oluşumu ve Modelleme
KİM.10.1.2 · Kitap s. 27–33 (tema sonu s. 113–116, 130)
2.1 Sezgi: neden model?
Harita ve Dünya maketi gerçeğin küçültülmüş modelidir. Atom ve molekül modelleri ise gerçeğin büyütülmüş modelidir. İkisinin de amacı, doğrudan göremediğimiz bir şeyi görünür ve anlaşılır kılmaktır.
Bilimde modelin faydaları: görünmeyeni gösterir, açıklamayı kolaylaştırır, tahmin yapmayı sağlar ve yeni kanıtlarla düzeltilebilir.
2.2 Üç gösterim seviyesi ve kimya üçgeni (s. 30–31)
- Makroskobik seviye: Beş duyuyla algılanan, deney ve ölçümle gözlenen özellikler. Ör: doğal gazın alev alarak yanması, bir bardak su.
- Alt mikroskobik seviye: Gözle görülmeyen tanecikler: elektronlar, atomlar, moleküller ve bunların hareketleri. Doğrudan gözlenemez. Bu yüzden model ve analoji (benzetme) kullanılır. Ör: atomları renkli toplarla göstermek.
- Sembolik seviye: Sembol, formül, denklem ve grafik. Makroskobik ve alt mikroskobik seviye arasında köprü kurar. Ör: H2O, CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O.
Kitap bu üç gösterimin birbirini tamamladığını söyler ve onları bir üçgenin köşelerine yerleştirir.
2.3 Molekül gösterimleri: etil alkol (C2H5OH) örneği (s. 31)
2.4 Bir tepkime tanecik düzeyinde nasıl olur?
- Hareket ve çarpışma: Tepken tanecikleri sürekli hareket eder. Tepkime için birbirleriyle çarpışıp etkileşmeleri gerekir.
- Bağlar kopar: Tepken moleküllerindeki bazı bağlar kırılır.
- Yeniden düzenlenme: Atomlar yer değiştirip yeni gruplar oluşturur.
- Yeni bağlar kurulur: Farklı özelliklerde ürün tanecikleri oluşur.
2.5 Tanecik modelini adım adım izle
Kitaptaki örnekler (s. 28–29): metanın yanması, NO(g) + O3(g) → NO2(g) + O2(g) ve Na(k) + 1/2Cl2(g) → NaCl(k). Sodyum örneğinde dikkat et: katı sodyum düzenli bir kümedir, klor ise dağınık hareket eden gaz molekülleridir. Ürün NaCl, iyonların düzenli dizildiği katı bir kristaldir.
2.6 İyi bir tanecik modeli nasıl çizilir? (kontrol listesi)
- Her atom türünü farklı renk ve boyutta çiz ve yanına bir açıklama (lejant) koy.
- Denklemdeki katsayı kadar tanecik çiz. 2H2O için iki ayrı su molekülü çizilir.
- Okun iki yanında her atom türünün sayısı eşit olmalı.
- Alt simgeye uy. CO2 molekülünde bir C, iki O bağlıdır. CO ile C2 karıştırılmamalı.
- Fiziksel hâli göster: katıda tanecikler sık ve düzenli, sıvıda yakın ama düzensiz, gazda uzak ve dağınık.
- Tanecikler hareket eder. Bunu hareket çizgileriyle gösterebilirsin.
- Süreç aşamalı modelde üç kutu çiz: tepkime öncesi → tepkime süreci (çarpışma, bağların kopması) → tepkime sonucu.
- İyonik ürün (NaCl, MgO, Al2O3) ayrı molekül olarak değil, iyonların düzenli dizildiği kristal olarak çizilir.
2.7 Modeli sınama ve geliştirme (s. 29–30)
Kitaptaki yol şöyledir: (1) Kendi modelini çiz. (2) Arkadaşlarının modelleriyle karşılaştır, benzerlik ve farkları bir T tablosuna yaz. (3) Bilimsel bir modelle ya da videoyla karşılaştır. (4) Eksik ve yanlışları bul. (5) Modelini kanıtlara göre düzelt.
| Modelin eksik yönleri | Modelin yanlış yönleri | Geliştirmek için yapılması gerekenler |
|---|---|---|
| Bir O2 molekülü eksik, ikinci su molekülü yok. Bağların koptuğu ara aşama çizilmemiş. | Atom sayısı korunmuyor (solda 2 O, sağda 3 O; solda 4 H, sağda 2 H). Sıvı su gaz gibi dağınık çizilmiş. | Katsayılar kadar tanecik çiz (1 CH4, 2 O2, 1 CO2, 2 H2O). Atomları say. Sıvıyı birbirine yakın tanecikler hâlinde çiz. Ara aşama kutusu ekle. |
Etkileşimli: hangi model hangi denkleme ait? (Kitap s. 32, Kontrol noktası 1)
Kitaptaki dört denklem: Fe(k) + S(k) → FeS(k) · H2(g) + F2(g) → 2HF(g) · 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(s) · 2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g). Nasıl gerekçe yazılır: Modeldeki atom türlerini say (kaç renk var), molekül sayısını katsayıyla karşılaştır, ürün molekülünün kaç atomlu olduğuna bak, fiziksel hâle bak (katı = sık dizilim). Ör: “Bu modelde iki element de katı ve düzenli dizilmiş. Ürün tek bir katı. O hâlde Fe + S → FeS’dir.”
Her modelin altından denklemi seç, sonra “Kontrol et”e bas. Renkler: H beyaz, O kırmızı, F açık yeşil, C siyah, Fe gri, S sarı.
Etkileşimli: 2CO + O2 → 2CO2 için hangi model doğru? (tema sonu s. 115–116 benzeri)
Kontrol soruları · Bölüm 2
1) (Kitap s. 32) Alüminyum havadaki oksijenle tepkimeye girer ve yüzeyi sert Al2O3 ile kaplanır. 4Al(k) + 3O2(g) → 2Al2O3(k) tepkimesini alt mikro seviyede, üç kutuda modelle.
Öncesi: Solda 4 Al atomu sık ve düzenli bir katı küme. Sağda 3 tane O2 molekülü birbirinden uzak (gaz). Süreç: O2 molekülleri metal yüzeyine çarpar, O=O bağları kopar. Her Al atomu 3 elektron verir, her O atomu 2 elektron alır. Sonrası: 4 Al3+ ve 6 O2− iyonu düzenli bir katı (iyonik kristal) oluşturur. Bu 2 birim Al2O3 demektir. Kontrol: önce 4 Al + 6 O, sonra 4 Al + 6 O. Animasyon 2’de “4Al + 3O₂” seçeneğiyle izleyebilirsin.
Elektron kontrolü: 4 × 3 = 12 elektron verilir, 6 × 2 = 12 elektron alınır. Bu yüzden katsayılar 4 ve 3’tür.
2) (Tema sonu s. 130) Kükürdün kapalı kapta yanması (S + O2 → SO2) modelle gösteriliyor. Hangisi doğrudur? A) İki S atomu ile iki O₂ molekülü birleşip bir SO₂ oluşturur. B) O₂ ile SO₂’nin kimyasal özellikleri benzerdir. C) Atomlar arası bağlar kopar, yeni bağlar oluşur. D) Atom sayısı artar, atom çeşidi ve toplam kütle azalır. E) Tepkimeye giren atom sayısı ürünlerdeki atom sayısından fazladır.
C. Kimyasal tepkimede O=O bağı kopar, S–O bağları oluşur. A’da atomlar korunmaz. B yanlış, çünkü yeni madde farklı özelliktedir. D ve E yanlış, çünkü atom sayısı, atom çeşidi ve kütle korunur.
3) (Tema sonu s. 114) 2Mg(k) + CO2(g) → 2MgO(k) + C(k) tepkimesinde hangi bağlar kırılır, hangileri oluşur? Gözlenebilir değişimler nelerdir?
Başlangıç: Mg atomları düzenli bir metal katı. CO2 ise O=C=O biçiminde, iki çift bağlı gaz molekülü. Kırılan: CO2 içindeki C=O bağları ve metal atomları arasındaki bağlar. Oluşan: Mg atomları elektron verip Mg2+, O atomları elektron alıp O2− olur. Bu iyonlar MgO katısını oluşturur. C atomları birleşip katı karbonu (is) oluşturur. Gözlem: parlak ışık ve ısı, beyaz toz (MgO), siyah is (C).
4) (Tema sonu s. 114) Magnezyum yangınında karbon dioksit ya da su kullanmak neden tehlikelidir?
Mg, CO2 içinde de yanmaya devam eder (2Mg + CO2 → 2MgO + C). Bu yüzden CO2 yangını söndürmez. Mg sıcak suyla hızla tepkimeye girip Mg(OH)2 ve yanıcı H2 gazı oluşturur. Bu gaz yangını büyütür. Mg yangını bu maddelerle söndürülemez.
5) (Kitap s. 30, Değerlendirme) Bir tepkimenin olması için tanecikler arasındaki etkileşim nasıl olmalı? Tepkimede tanecikler ve hareketleri gösterilirken nelere dikkat edilmeli?
Tepken tanecikleri hareket edip birbirleriyle çarpışmalı. Etkileşim sırasında bazı bağlar kopmalı ve atomlar yeni bağlar kurmalıdır. Çizimde atom türleri farklı renkte olmalı, katsayılar kadar tanecik çizilmeli, atomların türü ve sayısı iki tarafta eşit olmalı, fiziksel hâl (katı düzenli, gaz dağınık) ve hareket gösterilmelidir. Gerekçe: model gerçeği temsil eder. Atom sayısını korumayan bir model kütlenin korunumuna aykırıdır.
6) Performans görevi (s. 33) ne istiyor?
Grupla, günlük hayattan bir tepkime seçip güvenilir kaynaklardan (.edu, .gov uzantılı siteler, makale, kitap) araştırmak. Tepkimenin aşamalarını farklı materyallerle (oyun hamuru, boncuk vb.) modelleyip fotoğraflamak, poster ya da sunum hazırlamak. Puanlama ölçütleri: tepkimeyi belirleme, uygun materyal seçme, tepkime aşamalarını takip etme ve modelin bilimsel modele uygunluğu.
3. Kimyasal Tepkime Türleri
KİM.10.1.3 · Kitap s. 34–46 (tema sonu s. 116–117, 131–132)
3.1 Giriş: tepkimeleri neden sınıflandırırız? (s. 34–35)
Dünya’nın üçte ikisi, yetişkin bir insanın vücudunun yaklaşık %60’ı sudur. Önemli tepkimelerin çoğu sulu ortamda olur. Tepkenleri ürüne dönüştüren etkenlere itici güç denir. Tepkimeler bu itici güçlere göre sınıflandırılır. Sınıflandırma sayesinde hangi ürünün oluşacağını ve tepkimenin nasıl gerçekleşeceğini tahmin edebiliriz.
| Kitaptaki “Okyanusun Kimyası” örneği (s. 34) | Hangi türe benzer? |
|---|---|
| Mercan resifleri: Atmosferde artan CO2 okyanusa geçer ve suyun asitliğini artırır. Asit, mercanların kalsiyum karbonat (CaCO3) kabuğunu aşındırır. | Asit-baz (CO2 çözeltisi asidik, CaCO3 bazik özellik gösterir) |
| Yanan buz: Metan hidratlar kararsızlaşınca metan gazı salınır. Bakteriler metanı yükseltger (oksidasyon). Suyun oksijeni azalır, oluşan CO2 asitliği artırır. | İndirgenme-yükseltgenme |
| Siyah bacalar: Magmayla ısınan su, çözünmüş metal iyonları taşır. Hidrojen sülfür bu iyonları suda az çözünen metal sülfürlere çevirir. Oluşan katılar siyah bacaları yapar. | Çökelme |
3.2 Çökelme tepkimeleri (s. 35–36, 39–41)
Sezgi: İki berrak, şeffaf çözeltiyi karıştırıyorsun ve bir anda süt gibi bulanıklık oluşuyor. Bulanıklık zamanla dibe çöküyor. Bu, suda çözünmeyen yeni bir katının oluştuğunu gösterir.
Kitap örneği (Görsel 1.2): Nikel klorür (NiCl2) suda çözünür ve çözelti yeşil olur. Üstüne sodyum hidroksit (NaOH) çözeltisi eklenince suda çok çok az çözünen bir katı oluşur. Kitap bu katı için “beyaz bir katı” der.
NiCl2(suda) + 2NaOH(suda) → Ni(OH)2(k) + 2NaCl(suda)Günlük hayattan: sarkıt ve dikitlerin oluşumu, çaydanlıkta kireç birikmesi, böbrek taşı ve safra taşı oluşumu.
Tanecik düzeyinde ne oluyor?
Gümüş nitrat (AgNO3) ve sodyum klorür (NaCl) suda iyi çözünen tuzlardır. Suda çözününce ortamda Ag+, NO3−, Na+ ve Cl− iyonları serbestçe dolaşır. Karıştırınca:
- Ag+ ve Cl− birbirini çeker, birleşir ve suda az çözünen AgCl katısını oluşturur. Bu katı beyazdır ve dibe çöker.
- Na+ ve NO3− suda iyi çözündüğü için çözeltide serbest kalmaya devam eder.
Üç farklı yazılış: tam, iyonik, net iyon denklemi
AgNO3(suda) + NaCl(suda) → AgCl(k) + NaNO3(suda)tam (moleküler) denklem Ag+(suda) + NO3−(suda) + Na+(suda) + Cl−(suda) → AgCl(k) + Na+(suda) + NO3−(suda)iyonik denklem Ag+(suda) + Cl−(suda) → AgCl(k)net iyon denklemiNet iyon denklemi: Yalnızca tepkimeye katılan iyonları gösteren denklem. Seyirci iyonlar net iyon denkleminde yer almaz. Katı (k) olan madde iyonlarına ayrılarak yazılmaz.
Kullanım alanı (analiz): Analitik kimya laboratuvarlarında çöken katıya bakılarak çözeltideki iyonlar bulunur. Örneğin bir çözeltide klorür (Cl−) olup olmadığını anlamak için biraz AgNO3 çözeltisi eklenir. Klorür varsa çözelti bulanıklaşır ve beyaz AgCl çöker.
Kitaptaki I. istasyon deneyi (s. 36): Bir deney tüpüne 10 mL NaCl çözeltisi konur, üstüne damla damla 10 mL AgNO3 eklenir. Gözlem: beyaz bulanıklık oluşur ve beyaz katı dibe çöker.
Çökelek oluşur mu? Çözünürlük tablosu (s. 44)
| Suda çok çözünen bileşiklerdeki iyonlar | Suda az çözünen ya da çözünmeyen bileşiklerdeki iyonlar |
|---|---|
| Alkali metal iyonları (Li+, Na+, K+ gibi) | Karbonat (CO32−): alkali metal iyonları ve amonyum hariç diğer katyonlarla çöker |
| Amonyum (NH4+) | Fosfat (PO43−) |
| Nitrat (NO3−) | Sülfür (S2−) |
| Asetat (CH3COO−) | Hidroksit (OH−): alkali metal iyonları ve baryum iyonu hariç diğer katyonlarla çöker |
- İki tuzu iyonlarına ayır.
- Katyonları ve anyonları çaprazlama eşleştir (AB + CD → AD ve CB).
- Yeni çiftleri tabloya bak: içinde alkali metal, NH4+, NO3− ya da CH3COO− olan çift çözünür kalır. Az çözünen çift (k) olarak çöker.
- Çözünen iyonlar seyircidir. Net iyon denklemine yalnız çöken iyonları yaz.
- Hiç az çözünen çift oluşmuyorsa çökelme olmaz.
3.3 İndirgenme-yükseltgenme (redoks) tepkimeleri (s. 37, 41–43)
Sezgi: Bazı atomlar elektronunu kolayca verir (Mg, Al, Cu gibi metaller), bazıları elektronu kolayca alır (oksijen gibi). Bu iki tür bir araya gelince elektron birinden ötekine geçer. Elektronu veren de alan da değişir ve yeni maddeler oluşur.
- İndirgenme-yükseltgenme (redoks) tepkimesi: Elektron alma eğilimi yüksek atom ile elektron verme eğilimi yüksek atom arasında elektron transferine dayanan tepkime.
- Yükseltgenme: Bir taneciğin elektron vermesi (elektron kaybı).
- İndirgenme: Bir taneciğin elektron alması (elektron kazanımı).
- İndirgenme ve yükseltgenme aynı anda olur. Verilen toplam elektron sayısı, alınan toplam elektron sayısına daima eşittir.
- “Redoks” kelimesi redüksiyon (indirgenme) ve oksidasyon (yükseltgenme) kelimelerinin birleşimidir.
Göstergeler: gaz çıkışı, renk değişimi, koku değişimi. Yanma tepkimeleri de redoks tepkimesidir. Bu yüzden yanmadaki enerji değişimi (ısı, ışık) da redoksun göstergesidir.
Örnek 1: Magnezyumun yanması (Görsel 1.5)
2Mg(k) + O2(g) → 2MgO(k)- Her Mg atomu 2 elektron verir ve Mg2+ olur → yükseltgenme: Mg → Mg2+ + 2e−
- O2 molekülündeki her O atomu 2 elektron alır ve O2− olur → indirgenme: O2 + 4e− → 2O2−
- 2 Mg toplam 4 elektron verir, O2 4 elektron alır. Verilen ve alınan elektron eşittir.
- Gözlem: magnezyum şeridi parlak ve şiddetli bir ışıkla yanar, geride beyaz MgO katısı kalır.
Örnek 2: Demirin paslanması (Görsel 1.6)
3O2(g) + 4Fe(k) + 2nH2O(g) → 2Fe2O3·nH2O(k)Paslanma yavaş gerçekleşen bir yanma tepkimesidir. Demir nemli ortamda havadaki oksijenle tepkimeye girer. Demir yükseltgenir, oksijen indirgenir. Gözlem: renk değişimi (kırmızımsı kahverengi pas).
Örnek 3: Bakır tel gümüş nitrat çözeltisinde (Görsel 1.7)
Renksiz AgNO3 çözeltisine bakır tel daldırılır. Çözeltideki Ag+ iyonları indirgenir ve telin çevresinde gri renkli metalik gümüş oluşur. Teldeki Cu atomları yükseltgenir ve Cu2+ iyonu olarak suya geçer. Bakır iyonları suyla sarılınca (hidratlaşma) çözelti maviye döner.
Yarı tepkimeler: Cu → Cu2+ + 2e− (yükseltgenme), 2Ag+ + 2e− → 2Ag (indirgenme). Bir Cu atomunun verdiği 2 elektronu iki Ag+ alır. Bu yüzden Ag+ katsayısı 2’dir.
Örnek 4: Alüminyum ve hidroklorik asit (II. istasyon, s. 37)
Al(k) + 3HCl(suda) → AlCl3(suda) + 3/2H2(g)Deney: Erlenmayere 50 mL HCl çözeltisi ve biraz alüminyum folyo konur. Erlenmayer, serum hortumlu mantar tıpayla kapatılır. Hortumun ucu deterjanlı suya daldırılır. Gözlem: gaz kabarcıkları çıkar ve deterjanlı suda köpük oluşur (gaz çıkışı: H2). Erlenmayer ısınır (enerji değişimi). Folyo zamanla aşınır.
Tanecik düzeyi: Her Al atomu 3 elektron verir ve Al3+ olur (yükseltgenme). H+ iyonları bu elektronları alır, ikişer ikişer birleşip H2 molekülü olur (indirgenme): Al → Al3+ + 3e−, 3H+ + 3e− → 3/2H2. Cl− iyonları seyircidir. Al, H’nin yerine geçtiği için bu aynı zamanda tekli yer değiştirmedir.
Değerlendirme sorusu (s. 39): Alüminyum tencerede asitli yemek (domates, limon, sirke) pişirip saklamak sağlıklı mıdır? Asit, alüminyumla tepkimeye girer. Kap aşınır ve Al3+ iyonları yemeğe geçebilir. Bu yüzden asitli yiyecekleri alüminyum kapta pişirmek ve saklamak önerilmez. Benzer şekilde asitler aktif metallerden (demir, alüminyum, nikel, çinko) yapılmış kaplarda saklanmaz, çünkü kabı delebilirler.
Başka redoks örnekleri: pillerin çalışması, asitlerin metallerle tepkimesi, ağartıcıların kumaşın rengini değiştirmesi, fotosentez, solunum ve bütün yanma tepkimeleri.
3.4 Asit-baz tepkimeleri (s. 38, 43–44)
Sezgi: Mide yanınca mide ilacı içilir. Banyodaki kireç lekesi tuz ruhuyla silinir. Diş macunu dişteki asidik artıkları temizler. Bunların hepsinde asit ve baz birbirinin etkisini giderir.
Göstergeler: enerji değişimi (karışım ısınır) ve pH değişimi. Karbonatlı bileşikler asitle tepkimeye girince çıkan CO2 gazı da bir asit-baz göstergesidir.
Tanecik düzeyinde: HCl + NaOH (Görsel 1.8)
HCl(suda) + NaOH(suda) → NaCl(suda) + H2O(s) H+(suda) + Cl−(suda) + Na+(suda) + OH−(suda) → H2O(s) + Na+(suda) + Cl−(suda) H+(suda) + OH−(suda) → H2O(s)net iyon denklemi (nötralleşme)H+ ve OH− iyonları birleşip su molekülü yapar. Tuzu oluşturan Na+ ve Cl− iyonları çözeltide kaldığı için seyirci iyondur. Bütün kuvvetli asit ve kuvvetli baz nötralleşmelerinin net iyon denklemi aynıdır.
III. istasyonda önce sembolik tepkime incelenir: HNO3(suda) + KOH(suda) → KNO3(suda) + H2O(s). Göstergeler: enerji değişimi (ısınma) ve pH değişimi. Oluşan KNO3 suda çok çözündüğü için katı görülmez. Net: H+ + OH− → H2O.
Deney (s. 38): Bir behere 100 mL 0,1 M HCl konur, pH’ı ölçülür ve birkaç damla fenolftalein eklenir. Diğer behere 100 mL 0,1 M KOH konur ve pH’ı ölçülür. KOH pipetle yavaş yavaş HCl üstüne eklenir. Kalıcı pembe renk görülünce durulur ve son pH ölçülür. Fenolftalein asidik ve nötr ortamda renksiz, bazik ortamda pembedir. İlk kalıcı pembe, bütün asidin harcandığını gösterir. Animasyondaki tanecik sayıları temsilîdir, pH değerleri hesaplanmıştır.
3.5 Üç türün karşılaştırması ve tür bulma
| Çökelme | İndirgenme-yükseltgenme | Asit-baz | |
|---|---|---|---|
| Ne olur? | Çözeltideki katyon ve anyon birleşip suda az çözünen katı oluşturur | Elektron transferi olur: biri verir (yükseltgenir), biri alır (indirgenir) | H+ ve OH− birleşip su oluşturur, ayrıca tuz oluşur |
| Belirgin gösterge | Katı (çökelek) oluşumu, bulanıklık | Gaz çıkışı, renk ve koku değişimi, yanmada ısı ve ışık | Enerji (ısı) değişimi, pH değişimi, karbonatla CO2 |
| Genel gösterim | AB + CD → AD + CB (ikili yer değiştirme) | A + BC → AC + B (çoğu tekli yer değiştirme) | Asit + Baz → Tuz + Su |
| Net iyon denklemi örneği | Ag+ + Cl− → AgCl(k) | 2Ag+ + Cu → Cu2+ + 2Ag | H+ + OH− → H2O |
| Günlük hayat | Sarkıt-dikit, kireç, böbrek ve safra taşı | Yanma, paslanma, pil, fotosentez, solunum, ağartıcı | Mide ilacı, diş macunu, tuz ruhu ile kireç temizliği |
- Bir tarafta tek başına duran bir element (ör. Mg, Cu, O2, H2, Cl2) var mı? Ya da bir taneciğin yükü değişiyor mu (0 → 2+)? Evet → redoks. Yanma her zaman redokstur.
- Tepkenlerde H+ veren bir asit ve OH− veren bir baz var, ürünlerde tuz + su mu var? Evet → asit-baz.
- İki çözünmüş iyonik bileşik iyon değiştirip (k) bir ürün mü oluşturuyor? Ya da iyonlar birleşip katı mı oluyor (Mg2+ + 2OH− → Mg(OH)2(k))? Evet → çökelme.
Kontrol soruları · Bölüm 3
1) (Kitap s. 45, soru 5) Tabloyu doldur: (a) idrardaki iyonların çöküp böbrek taşı (CaC2O4) oluşturması, (b) magnezya sütünün mide asidini gidermesi, (c) asitlerin metal kapları delmesi. Tür ve genel gösterim nedir?
| Örnek | Tür | Genel gösterim |
|---|---|---|
| Böbrek taşı (Ca2+ + C2O42− → CaC2O4(k)) | Çökelme | AB + CD → AD + CB |
| Mide ilacı (Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O) | Asit-baz (nötralleşme) | Asit + Baz → Tuz + Su |
| Asit + metal kap (ör. Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2) | İndirgenme-yükseltgenme (tekli yer değiştirme) | A + BC → AC + B |
2) (Tema sonu s. 116–117) Deniz suyundan magnezyum: I. Mg2+ + 2OH− → Mg(OH)2(k) II. Mg(OH)2(k) + 2HCl(suda) → MgCl2(suda) + 2H2O(s) III. MgCl2(s) → Mg(k) + Cl2(g) (elektroliz). Göstergeleri ve türleri yaz.
I: katı oluşumu → çökelme. II: pH değişimi → asit-baz. III: gaz çıkışı (Cl2) → redoks (Mg2+ 2 elektron alıp Mg olur, yani indirgenir. Cl− elektron verip Cl2 olur, yani yükseltgenir). Çoktan seçmeli soruda doğru sıra: katı oluşumu, pH değişimi, gaz çıkışı (C şıkkı).
3) (Tema sonu s. 131) I. Ca(k) + 2H2O(s) → Ca(OH)2(suda) + H2(g) II. Ca(OH)2(suda) + 2HCl(suda) → CaCl2(suda) + 2H2O III. Ca2+(suda) + 2HCO3−(suda) → CaCO3(k) + CO2(suda) + H2O(s). Türler ve göstergeler nedir?
I: redoks (Ca elementi Ca2+ olur, H’ler H2 gazına indirgenir). Gösterge: gaz çıkışı, ısı. II: asit-baz (kuvvetli baz sönmüş kireç + HCl → tuz + su). Gösterge: enerji ve pH değişimi. III: çökelme (kireç taşı CaCO3 katısı oluşur, sonra CO2 gazı çıkar). Gösterge: katı oluşumu, gaz çıkışı. Doğru sıra: redoks, asit-baz, çökelme (B şıkkı).
4) (Kitap s. 39, Değerlendirme) I. istasyonda iki çözelti karışınca neden çökelme oldu? III. istasyonda pH nasıl değişti, neden?
I: Ag+ ve Cl− iyonları birleşti ve suda az çözünen AgCl katısını oluşturdu. Na+ ve NO3− çözünür olduğu için çözeltide kaldı.
III: Başta HCl çözeltisinin pH’ı yaklaşık 1’di (asidik), KOH çözeltisininki yaklaşık 13’tü (bazik). KOH eklendikçe OH− iyonları H+ iyonlarıyla birleşip su yaptı. H+ azaldıkça pH yükseldi. Kalıcı pembe renk görüldüğünde pH 7 civarındaydı. Biraz daha baz eklenirse pH 7’nin üstüne çıkar.
5) Bir öğrenci CuSO4 çözeltisine çinko levha daldırıyor. Mavi renk zamanla açılıyor, levhanın üstünde kırmızımsı bir katı birikiyor. Tür nedir? Tanecik düzeyinde açıkla.
Zn atomları elektron verip Zn2+ olarak çözeltiye geçer (yükseltgenme). Mavi rengi veren Cu2+ iyonları bu elektronları alıp metalik Cu olarak levhaya birikir (indirgenme). Bu yüzden mavi renk açılır. Tür: redoks, aynı zamanda tekli yer değiştirme. Net: Zn(k) + Cu2+(suda) → Zn2+(suda) + Cu(k). SO42− seyircidir. Göstergeler: renk değişimi ve yeni katı.
6) Pb(NO3)2 ile KI tepkimesinin türünü, seyirci iyonlarını ve net iyon denklemini yaz.
Tür: çökelme (ikili yer değiştirme). Seyirci iyonlar: K+ ve NO3−. Net: Pb2+(suda) + 2I−(suda) → PbI2(k) (sarı katı).
4. Mol Kavramı
KİM.10.1.4 · Kitap s. 47–52 (tema sonu s. 118–119)
4.1 Sezgi: saymak zor olunca yeni birim uydururuz
- 1 düzine = 12 tane, 1 top kâğıt = 500 tane, 1 çift = 2 tane.
- Bilgisayar birimleri (s. 47): bit en küçük birimdir ve yalnız 0 ya da 1 değerini alır. 4 bit = nibble, 8 bit = 1 bayt, 1024 bayt = 1 KB, 1024 KB = 1 MB, 1024 MB = 1 GB, 1024 GB = 1 TB. Bit tek başına yetmediği için büyük birimler türetilmiştir.
- Bir kum yığınındaki taneleri tek tek saymak imkânsızdır. Atomlar, moleküller ve iyonlar ise kumdan çok daha küçüktür. Ne tek tek sayılabilir ne de tek bir tanesi tartılabilir.
- Tepkimelerde ne kadar ürün oluşacağını hesaplamak için tanecik sayısını bilmek gerekir. Kimyacılar bu yüzden de bir sayma birimi geliştirmiştir: mol.
4.2 Etkinlik: kendi birimini tanımla (s. 48–50)
Kitaptaki “Birim Kütle” etkinliği, mol fikrinin nereden geldiğini gösterir. Adımları şöyledir:
- Fasulye, nohut ve mısırdan yüzer tane say ve tart. Bardağın darasını almayı unutma.
- Birini standart seç. Diğerlerinin 100 tanesinin kütlesini standardın kütlesine böl. Bu sayıya bağıl kütle denir.
- Her birinden, bağıl kütlesi kadar gram tart ve taneleri say. Hepsinde aynı sayıda tane çıkar!
- Bu tane sayısına bir isim ver. Bu senin birimindir. Diğer maddelerin miktarını bu birimle ifade et.
| Boncuk | Adet | Kütle (g) | Bağıl kütle (g) | Bağıl kütledeki tane sayısı |
|---|---|---|---|---|
| Bej | 100 | 69,48 | 69,48 ÷ 19,96 = 3,48 | 5 |
| Turuncu (standart, en hafif) | 100 | 19,96 | 19,96 ÷ 19,96 = 1 | 5 |
| Pembe | 100 | 41,56 | 41,56 ÷ 19,96 = 2,08 | 5 |
4.3 Mol ve Avogadro sayısı
6,02·10²³ sayısına Avogadro sayısı denir ve NA ile gösterilir. Adı İtalyan bilim insanı Amedeo Avogadro’dan gelir.
Mol bir miktar birimidir, tıpkı düzine ve çift gibi. Maddenin belirli bir miktarındaki atom ya da molekül sayısını belirlemeye yarar. Tanecik atom, molekül ya da iyon olabilir. Bu yüzden “1 mol ne?” sorusu her zaman sorulmalı.
- Tek bir atomun ya da molekülün kütlesi ölçülemeyecek kadar küçüktür. Bir elementin ya da bileşiğin 1 molünün kütlesi ise analitik terazide rahatça ölçülebilir. Bu yüzden hesaplarda mol kullanılır.
- Standart: Doğada en çok bulunan karbon izotopu ¹²C standart olarak alınır. 12 g ¹²C içinde 6,02·10²³ atom vardır ve bu miktar 1 moldür.
- Bağıl atom kütlesi, 1 mol elementin gram cinsinden kütlesine karşılık gelir. ¹H için 1, ⁴⁰Ca için 40, ¹⁹⁷Au için 197’dir. Yani 1 g ¹H, 40 g ⁴⁰Ca ve 197 g ¹⁹⁷Au’nun her biri 1 mol, yani 6,02·10²³ atom içerir.
- Eşit kollu terazi kütleyi karşılaştırarak bulur: bilinmeyen bir kütle, bilinen bir kütleyle kıyaslanır. Atomların bağıl kütleleri de ¹²C ile kıyaslanarak bulunur.
- 1 mol karbon ile 1 mol kurşun aynı sayıda atom içerir ama kütleleri farklıdır (12 g ve 207 g). Eşit tanecik sayısı, eşit kütle anlamına gelmez.
- Mol bir kütle birimi değildir. Gram kütleyi, mol tanecik sayısını anlatır.
- Terazi kütleyi ölçer. Molü ya da tanecik sayısını doğrudan ölçemez. Mol, kütleden hesapla bulunur.
- Avogadro sayısı 1000 olsaydı (Değerlendirme s. 50): Atomların kendi kütlesi değişmezdi. Yalnız “1 mol”ün kütlesi çok küçük olurdu. 1000 karbon atomu yaklaşık 2·10⁻²⁰ g eder ve hiçbir terazide tartılamaz. Bu yüzden mol işe yaramazdı.
Avogadro sayısının büyüklüğü (s. 51)
| Makro ölçekte | Mikro ölçekte |
|---|---|
| Gözlenebilir evrende yaklaşık 1 mol yıldız olduğu tahmin ediliyor. | 12 g karbon atomu 1 moldür. |
| Büyük Okyanus’ta yaklaşık 6,02·10²³ mL su var, yani mL olarak yaklaşık 1 mol. | Bir su bardağı suda yaklaşık 10 mol H2O molekülü var. |
| 1 mol kâğıt parayı 6 milyar insan saniyede bir banknot sayarak saysaydı yaklaşık 3,2 milyon yıl sürerdi. | 1 mol metanın yanması saniyeler sürer ve 6,02·10²³ tane CO2 molekülü oluşur: CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) |
| 1 mol kum, kenarı yaklaşık 32 km olan bir küpü doldururdu. | 1 mol yemek tuzu (NaCl) yaklaşık iki yemek kaşığıdır. |
4.4 Mol ve atomla ilgili tanımlar (s. 51)
Kontrol soruları · Bölüm 4
1) (Kitap s. 52) Bir öğrenci bir kabak ve bir fasulye tohumunu tartıyor. 1 mol kabak ile 1 mol fasulye tohumunun eşit sayıda tane içerdiği ama eşit kütlede olmadığı sonucuna varıyor. (a) Kütle ile tanecik sayısı arasındaki farkı anlamak için mol kavramını nasıl kullanırsın? (b) Tepkimelerde gram yerine mol kullanmanın önemi nedir?
(a) Mol, tanecik sayısını sabitler (6,02·10²³). Aynı molde tanecik sayısı aynıdır. Kütleler ise tek bir taneciğin kütlesine bağlı olduğu için farklıdır: 1 mol kütle = tek taneciğin kütlesi × 6,02·10²³. Kabak tohumu daha ağırsa 1 mol kabak tohumu da daha ağır olur.
(b) Tepkimeler tanecikler arasında olur, yani tanecikler sayıyla birleşir. Örneğin bir C atomu bir O2 molekülüyle birleşir. Gram, farklı maddelerde farklı sayıda tanecik demektir. Mol ise sayıyı doğrudan verir. Bu, hesabı kolay ve tutarlı yapar ve maddeleri karşılaştırmayı sağlar.
2) (Kitap s. 52) Bir Türk lirasının çapı 26,11 mm’dir. 1 mol 1 TL’yi uç uca eklersen Güneş’e kaç kez gidip gelebilirsin? (Dünya-Güneş arası yaklaşık 150 milyon km)
3) (Kitap s. 50) 1 g ¹H, 40 g ⁴⁰Ca ve 197 g ¹⁹⁷Au kaçar tane atom içerir? Mol kavramıyla açıkla.
Her biri, kendi bağıl atom kütlesi kadar gramdır. Bağıl atom kütlesi 1 molün gram kütlesine karşılık geldiği için üçü de 1 moldür. Yani her biri 6,02·10²³ atom içerir. Kütleleri farklıdır, çünkü atomların kendi kütleleri farklıdır.
4) Her elementin atomunu tek tek saymak gerekseydi ne olurdu? Kimyada mol neden kullanılır? (s. 50)
1 mol tanecik 6 milyar kişiyle saniyede bir sayılsa bile yaklaşık 3,2 milyon yıl sürer. Bu imkânsızdır. Mol, tartılabilen bir kütleyi (örneğin 12 g C) belli bir tanecik sayısına bağlar. Böylece saymak yerine tartarak tanecik sayısı bulunur.
5) (Tema sonu s. 118) Kolye için boncuk alırken miktarı hangi birimle ifade etmek daha uygundur?
Küçük ve çok sayıda boncuk tek tek sayılamaz, ama hepsi aynı olduğu için kütleyle (gram) alınabilir. Gramı da “bir paket = belli sayıda boncuk” gibi bir sayma birimine çevirebiliriz. Mol de atomlar için tam olarak bunu yapar.
5. Saf Maddelerin Ölçülebilir Özellikleri: Mol–Kütle–Tanecik
KİM.10.1.5 · Kitap s. 53–60 (tema sonu s. 119–120, 132)
5.1 Sezgi: kurşun kalemde kurşun yok (s. 53)
16. yüzyılda İngiltere’de bulunan siyah grafit minerali, kurşun sanıldığı için “kurşun kalem” adı yaygınlaştı. Grafit aslında saf karbondur. Elmas ve kömür gibi, karbon elementinin farklı bir kristal biçimidir. Bugün kalem ucu grafit ile kilin karıştırılıp pişirilmesiyle yapılır.
Laboratuvarda maddeler genellikle gramla tartılır. Ama tepkimede miktarı mol olarak düşünmek, çok sayıda atom ve molekülle çalışmanın kolay ve tutarlı yoludur. Mol fiziksel olarak ölçülebilen bir büyüklük değildir. Terazi kütleyi ölçer. Kütleyi mole çevirmek için hesap gerekir.
5.2 Mol kütlesi (MA)
- Element için: ortalama atom kütlesine eşittir (Ag: 108 g/mol).
- Bileşik için: içindeki atomların kütleleri, atom sayılarıyla çarpılıp toplanır.
- Bileşikteki her elementin atom sayısını bul.
- Her elementin atom kütlesini atom sayısıyla çarp. Atom kütleleri soruda parantez içinde verilir.
- Bulduklarını topla.
| Örnek: asetil salisilik asit (aspirin), C9H8O4 | |||
|---|---|---|---|
| Element | Atom sayısı | Yaklaşık atom kütlesi (g/mol) | Bileşikteki toplam kütle (g/mol) |
| C | 9 | 12 | 9 · 12 = 108 |
| H | 8 | 1 | 8 · 1 = 8 |
| O | 4 | 16 | 4 · 16 = 64 |
| Bileşiğin mol kütlesi | 180 g/mol | ||
Sık kullanılanlar (H:1, C:12, N:14, O:16): H2O = 18, CO2 = 44, CH4 = 16, O2 = 32, HNO3 = 63, NH3 = 17. Moleküler elementlerde dikkat: 1 mol O atomu 16 g, 1 mol O2 molekülü 32 g’dır.
5.3 Etkinlik: Atomun kütlesi (s. 54–56)
Kitaptaki Görsel II’deki 1 mol kütleler: C 12 gMg 24 gS 32 gCu 63 gZn 65 gAg 108 gSn 119 gPb 207 g. Hepsi 6,02·10²³ atom içerir.
| Element | Kütlesi | Atom sayısı | Mol sayısı |
|---|---|---|---|
| Mg | 0,1 × 24 = 2,4 g | 6,02·10²² | 0,1 |
| Zn | 2 × 65 = 130 g | 12,04·10²³ | 12,04·10²³ ÷ 6,02·10²³ = 2 |
| Pb | 414 g | 12,04·10²³ | 414 ÷ 207 = 2 |
| Sn | 0,5 × 119 = 59,5 g | 3,01·10²³ | 0,5 |
| S | 2 × 32 = 64 g | 12,04·10²³ | 2 |
5.4 Temel ilişkiler: mol köprüsü (s. 57, 60)
Kitap bunları üç cümleyle verir (s. 60):
- Gram cinsinden kütlenin mol kütlesine oranı mol sayısını verir.
- Tanecik sayısının Avogadro sayısına oranı mol sayısını verir.
- Kütlenin içerdiği tanecik sayısının, mol kütlesinin içerdiği tanecik sayısına oranı mol sayısını verir.
| 1 mol CO2 molekülü (s. 58) | |
|---|---|
| 1 mol moleküldür, 6,02·10²³ tane moleküldür. | 44 gramdır. |
| 1 mol C atomu içerir, yani 6,02·10²³ C atomu. | 12 g karbon içerir. |
| 2 mol O atomu içerir, yani 2·6,02·10²³ O atomu. | 32 g oksijen içerir. |
| Toplam 3 mol atom içerir, yani 3·6,02·10²³ atom. | |
5.5 Çözümlü örnekler: bütün hesap türleri
Atom kütleleri (kitap s. 60): H 1, C 12, N 14, O 16, Na 23, Cu 63 g/mol. Her örnekte yol aynıdır: verilen → mol → istenen.
| Kaç gramdır? | 0,2 · 16 = 3,2 g |
| Kaç gram H atomu içerir? | 0,2 · 4 = 0,8 mol H → 0,8 g |
| Kaç tane C atomu içerir? | 0,2 · 6,02·10²³ = 1,204·10²³ |
| Toplam kaç mol atom içerir? | 0,2 · 5 = 1 mol |
| Kaç tane molekül içerir? | 0,2 · 6,02·10²³ = 1,204·10²³ |
5.6 Hipotez kur, test et: demir mineralleri (Kitap s. 59)
Demirin (Fe) atom numarası 26, mol kütlesi 56’dır. Türkiye’nin ilk demir-çelik tesisi 1932’de Kırıkkale’de kuruldu. Başlıca demir mineralleri: hematit (Fe2O3), limonit (2Fe2O3·2H2O), manyetit (Fe3O4), siderit (FeCO3) ve pirit (FeS2).
| Mineral | Mol kütlesi (g/mol) | 1 molde Fe atomu | 112 g Fe (= 2 mol) için gereken |
|---|---|---|---|
| Hematit Fe2O3 | 2·56 + 3·16 = 160 | 2·6,02·10²³ = 12,04·10²³ | 2 ÷ 2 = 1 mol = 160 g |
| Manyetit Fe3O4 | 3·56 + 4·16 = 232 | 3·6,02·10²³ = 18,06·10²³ | 2 ÷ 3 = 2/3 mol ≈ 154,7 g |
| Siderit FeCO3 | 56 + 12 + 3·16 = 116 | 6,02·10²³ | 2 ÷ 1 = 2 mol = 232 g |
Test: Kitaptaki deney tablosu (1 mol Fe2O3 → 112 g, 2/3 mol Fe3O4 → 112 g, 2 mol FeCO3 → 112 g) hipotezle uyuşur, yani hipotez doğrulanır.
Kontrol değişkenleri: minerallerin saflığı, indirgeme işleminin tam olması (bütün demirin çıkması), aynı hassas terazi. Bağımsız değişken: mineral türü ve miktarı. Bağımlı değişken: elde edilen demir kütlesi.
Su için tablo ve grafik (Tema sonu s. 119–120)
| H2O mol kütlesi (g/mol) | Mol sayısı | Kütle (g) |
|---|---|---|
| 18 | 0,5 | 9 |
| 18 | 1,0 | 18 |
| 18 | 1,5 | 27 |
| 18 | 10,0 | 180 |
| 18 | 15 | 270 |
- İlişki: Kütle ile mol sayısı doğru orantılıdır. Grafik orijinden geçen bir doğrudur.
- Mol kütlesi doğru mu, nasıl test edilir? Her satırda kütle ÷ mol oranını hesapla: 9/0,5 = 18/1 = 27/1,5 = 180/10 = 270/15 = 18. Oran sabit ve 18’e eşitse doğrudur. Bu oran grafiğin eğimidir. Hesapla da kontrol edilir: 2·1 + 16 = 18.
Mol Günü
Avogadro (Mol) Günü her yıl 23 Ekim’de saat 6.02 ile 18.02 arasında kutlanır, çünkü 6.02 ve 10/23 Avogadro sayısının rakamlarını içerir (6,02·10²³). Amaç insanlarda kimyaya ilgi uyandırmaktır.
Kontrol soruları · Bölüm 5
1) (Tema sonu s. 120, 22. soru) Su grafiğinden hangisi çıkarılamaz? A) 5 mol H2O 90 g’dır. B) Mol sayısı ile kütle doğru orantılıdır. C) 5 mol H2O’da 90 g O, 10 g H bulunur. D) 36 g H2O 6 mol atom içerir. E) 5 mol H2O’da 15·6,02·10²³ atom bulunur.
C. 5 mol H2O içinde O 5 mol = 80 g’dır, H 10 mol = 10 g’dır. Diğerleri: A 5·18 = 90 ✓. D 36/18 = 2 mol, 2·3 = 6 mol atom ✓. E 5·3 = 15 mol atom ✓.
2) (Tema sonu s. 132, 52. soru) 1 mol CH4: 16 g, 12 g C, 4 g H, 5 mol atom, 6,02·10²³ molekül. Hangisi çıkarılamaz? A) 0,5 mol CH4 8 g’dır. B) 6,02·10²⁴ molekül 40 g H içerir. C) 4 g C içeren bileşik 8 g’dır. D) 0,2 mol bileşikte 1 mol atom vardır. E) 32 g bileşik 8 mol H içerir.
C. 4 g C = 1/3 mol, bu da 1/3 mol CH4 = 16/3 ≈ 5,33 g eder. Kontrol: A 0,5·16 = 8 ✓. B 6,02·10²⁴ = 10 mol, H 40 mol = 40 g ✓. D 0,2·5 = 1 ✓. E 32/16 = 2 mol, H 2·4 = 8 mol ✓.
3) (Kitap s. 56, Değerlendirme 1) Kütlesi belli bir bileşiğin formülü biliniyorsa mol sayısı nasıl bulunur? Bir cümleyle yaz.
“Formüldeki atomların kütleleri atom sayılarıyla çarpılıp toplanarak mol kütlesi bulunur. Maddenin gram kütlesi bu mol kütlesine bölünerek mol sayısı hesaplanır (n = m / MA).”
4) 3,01·10²³ tane SO3 molekülü kaç gramdır? Toplam kaç tane atom içerir? (S: 32, O: 16)
5) 9 g suda kaç tane H atomu vardır?
6) 0,3 mol NH3 ile kaç gram CH4 aynı sayıda molekül içerir? Aynı sayıda atom içerenin kütlesi kaçtır? (N: 14, H: 1, C: 12)
7) Bir X elementinin 0,25 molü 6 g’dır. X’in mol kütlesi kaçtır? Kitaptaki Görsel II’ye göre hangi elementtir?
MA = m / n = 6 / 0,25 = 24 g/mol. Görsel II’de 1 molü 24 g olan element magnezyum (Mg)’dur. Formül ters yönde de kullanılır: MA = m / n.
Tek ekran tekrar kartı
Kimyasal değişim
İç yapı değişir, bağlar yeniden düzenlenir, yeni madde oluşur. Göstergeler: enerji (ısı) değişimi, ışık, gaz çıkışı, katı (çökelek), renk, koku/tat, pH, iletkenlik, asallık/aktiflik. Tek gösterge kanıt sayılmaz (kaynama, çay). Asıl ölçüt yeni madde oluşmasıdır.Denklem okuma
Tepkenler → ürünler. (k) katı, (s) sıvı, (g) gaz, (suda) çözünmüş. Katsayı tanecik sayısını, alt simge atom sayısını gösterir. ⇌ çift yön demektir. Okun üstüne ısı ya da katalizör yazılır.Üç seviye
Makroskobik: duyularla gözlenir. Alt mikroskobik: tanecikler ve hareketleri (model ile gösterilir). Sembolik: formül, denklem, grafik. Bu üçü kimya üçgenini oluşturur.Gösterimler
Lewis: değerlik elektronları nokta. Çizgi-bağ: köşeler C. Top-çubuk: renkli küre ve çubuk (H beyaz, O kırmızı, C siyah). Uzay-dolgu: çubuk yok, boyut oransal.Tepkime modeli
Çarpışma → bağlar kopar → atomlar yeniden düzenlenir → yeni bağlar. Atomların türü ve sayısı korunur, kütle korunur. Katsayı kadar tanecik çiz, hâlleri göster, üç kutu kullan (öncesi, süreç, sonrası).Çökelme
İki çözelti karışınca az çözünen katı oluşur. AB + CD → AD + CB (ikili yer değiştirme). Seyirci iyonlar net denkleme yazılmaz. Ag+ + Cl− → AgCl(k) beyaz, PbI2 sarı. Çözünenler: alkali metaller, NH4+, NO3−, CH3COO−. Az çözünenler: CO32−, PO43−, S2−, OH− (alkali ve Ba hariç).Redoks
Elektron transferidir. Elektron veren yükseltgenir (yük artar), alan indirgenir (yük azalır). Aynı anda olur ve verilen e⁻ = alınan e⁻. Yanma ve paslanma redokstur. Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag (çözelti maviye döner). A + BC → AC + B (tekli yer değiştirme).Asit-baz
Arrhenius: asit H+, baz OH− verir. H+ suda H3O+ olarak bulunur. Nötralleşme (sulu ortam): Asit + Baz → Tuz + Su, net H+ + OH− → H2O. Göstergeler: ısı, pH, (karbonat + asit → CO2). HCl(g) + NH3(g) → NH4Cl(k) nötralleşme değildir.Mol ve tanımlar
1 mol = 6,02·10²³ tanecik (NA, Avogadro sayısı). 12 g ¹²C = 1 mol. 1 akb = bir ¹²C atomunun kütlesinin 1/12’si. İzotop: proton aynı, nötron farklı. Ortalama atom kütlesi: izotopların bulunma yüzdelerine göre ortalama (C 12,01).Formüller
n = m / MA · n = N / NA · m = n · MA · N = n · NA. Atomun molü = molekülün molü × alt simge. Kütle → mol → tanecik (mole uğramadan geçme). Mol kütlesi: atom sayısı × atom kütlesi, sonra topla.Sık mol kütleleri
H 1 · C 12 · N 14 · O 16 · Na 23 · Mg 24 · Al 27 · Si 28 · S 32 · K 39 · Ca 40 · Fe 56 · Cu 63 · Zn 65 · Ag 108 · Sn 119 · Au 197 · Pb 207. H2O 18 · CO2 44 · CH4 16 · HNO3 63 · NaHCO3 84 · C12H22O11 342.Karıştırılanlar
Aynı mol, aynı tanecik sayısı demektir ama aynı kütle demek değildir. Eşit kütlede MA küçük olanın molü büyüktür. 1 mol O 16 g, 1 mol O₂ 32 g. akb tek atom içindir, g/mol bir mol içindir. Mol doğrudan ölçülmez, kütleden hesaplanır. NA 1000 olsaydı atomun kütlesi değişmezdi, 1 molün kütlesi küçülürdü.Karışık son prova
Kaynak: MEB 10. Sınıf Kimya Ders Kitabı (1. Tema, s. 16–60, 110, 112–135) ve Kimya Dersi Öğretim Programı (10. sınıf, KİM.10.1.1–10.1.5). Metin kitaptan sadeleştirilerek yazılmıştır.