Kimya I · 1. Ünite: Madde ve Ölçüm
Fiziksel ve Kimyasal Özellikler
Bir maddeyi tanımlamak ve ne yapacağını önceden kestirmek için hem ona dokunmadan ölçebildiğimiz hem de tepkimeye girerek ortaya çıkan özelliklere bakarız. Bir olayın fiziksel mi kimyasal mı olduğunu ayırt etmek, taneciklerin kimliğinin korunup korunmadığını sormak demektir; bu soru ısı hesaplarından stokiyometriye kadar sonraki konuların girişidir. Bu konuda özellikleri ve değişimleri sınıflandırmayı, kapsamlı ve şiddet özelliklerini ayırmayı, yoğunluğu hem hesaplamayı hem yorumlamayı ve fiziksel değişimlerde (ısıtma eğrisi) enerji alışverişini niceliksel olarak çözmeyi öğreneceksin.
Öğrenme hedefleri
- Bir özelliği fiziksel ya da kimyasal olarak sınıflandırır; kimyasal özelliğin ölçülebilmesi için madde dönüşümünün gerektiğini açıklar.
- Bir olayı "tanecik kimliği değişti mi?" ölçütüyle fiziksel ya da kimyasal değişim olarak sınıflandırır; gaz çıkışı, renk, çökelek gibi kanıtların neden tek başına yetmediğini örneklerle gösterir.
- Kapsamlı ve şiddet özelliklerini sınıflandırır; iki kapsamlı niceliğin oranının şiddet özelliği olduğunu gösterir.
- Yoğunluğu $d = m/V$ ile hesaplar, birim dönüşümlerini yapar, yer değiştirme yöntemiyle hacim ölçerek maddeyi tanır ve sıcaklık bağımlılığını yorumlar.
- Suyun ısıtma eğrisini okur; plato bölgelerinde ısının hâl değişimine gittiğini açıklar ve $q = nC\Delta T$ ile $q = n\Delta H$ ile toplam ısıyı hesaplar.
Konu anlatımı
1. Bağlam: Bir Mum Yanarken Neler Oluyor?
2. Fiziksel ve Kimyasal Özellikler
3. Fiziksel ve Kimyasal Değişim; Kanıtlar
4. Kapsamlı ve Şiddet Özellikleri
5. Yoğunluk
6. Fiziksel Değişimde Enerji: Isıtma Eğrisi
7. Çözümlü Örnekler
8. Sık Yapılan Hatalar ve Kavram Yanılgıları
9. Özet ve Bağlantılar
Anahtar terimler
- Fiziksel özellik (physical property)
- Maddenin kimliğini değiştirmeden gözlenen ya da ölçülen özellik (yoğunluk, erime noktası, renk).
- Kimyasal özellik (chemical property)
- Maddenin başka maddelere dönüşme davranışı (yanıcılık, paslanma, asitle tepkime); ölçülürken madde dönüşür.
- Fiziksel değişim
- Tanecik kimliğinin korunduğu, yeni madde oluşmayan değişim (hâl değişimi, çözünme, şekil değişimi).
- Kimyasal değişim
- Bağların kopup yenilerinin oluştuğu, yeni maddenin ortaya çıktığı değişim.
- Kapsamlı özellik (extensive property)
- Madde miktarıyla orantılı olarak değişen özellik (kütle, hacim, ısı kapasitesi).
- Şiddet özelliği (intensive property)
- Madde miktarından bağımsız özellik (yoğunluk, sıcaklık, erime noktası, özgül ısı).
- Yoğunluk (density)
- Birim hacimdeki kütle, $d = m/V$; sıcaklığa bağlı bir şiddet özelliğidir.
- Plato (plateau)
- Isıtma eğrisinde ısı verilirken sıcaklığın sabit kaldığı, hâl değişiminin gerçekleştiği bölge.
- Hâl değişim entalpisi
- Bir mol maddenin hâl değiştirmesi için gereken ısı (suyun erimesi için $6{,}01$, buharlaşması için $40{,}7\,\text{kJ/mol}$).
Örnek soru
Aşağıdakilerden hangisi bir kimyasal özelliktir?
- Bakırın yoğunluğunun $8{,}96\,\text{g/cm}^3$ olması
- Demirin nemli havada paslanmaya yatkın olması
- Gümüşün elektriği iyi iletmesi
- Etanolün $78\,^\circ\text{C}$'de kaynaması
- Altının parlak sarı renkte olması
Doğru cevap: B
Çözüm
Cevap: B
1. Kimyasal özellik, maddenin başka maddelere dönüşme eğilimini anlatır ve ölçülürken madde tüketilir.
2. Paslanma, demirin oksijen ve suyla tepkimeye girerek $\text{Fe}_2\text{O}_3\cdot n\text{H}_2\text{O}$ oluşturmasıdır: kimyasal özellik.
3. Yoğunluk, iletkenlik, kaynama noktası ve renk, madde dönüşmeden gözlenen ya da ölçülen fiziksel özelliklerdir.
Çeldirici analizi: "kaynama" ve "iletkenlik" bir olay gibi okunduğu için kimyasal sanılır; ama kaynamada $\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$ molekülleri korunur.