Gaz | Turkish Chemistry

Eyl 21

FONKSİYONEL GRUPLAR

admin |

Organic Chemistry | icon4

09 21st, 2009| icon3

No Comments »

• FONKSİYONEL GRUPLAR

ALKOLLER
Hidrokarbonlardaki hidrojen unun bir ya da farklı C daki birkaçının çıkarılıp yerine -OH kökünün bağlanmasıyla oluşan bileşiklerdir.
Genel formülü R-OH dır.
Molekülde bulunan OH grubunun sayısına göre 2 ye ayrılırlar:

1. Mono Alkoller
Yapısında 1 tane OH grubu bulunduran bileşiklerdir. OH grubunun bağlı olduğu C una göre üç değişik şekilleri vardır.

a. Primer (Birincil) Alkol
-OH grubunun bağlı olduğu C unda iki tane hidrojen u varsa, alkol primerdir.

b. Sekonder (İkincil) Alkol
-OH grubunun bağlı olduğu C unda bir tane hidrojen u varsa, alkol sekonderdir.

c. Tersiyer (Üçüncül) Alkol
-OH grubunun bağlı olduğu C unda H u yoksa, alkol tersiyerdir.

2. Poli alkoller
Yapısında birden fazla OH grubu bulunduran bileşiklerdir.

Etandiol Propantriol
(özel adı glikol) (özel adı gliserin)

İsimlendirme yapılırken aynı sayıda karbon u bulunduran alkanların sonuna -ol eki getirilir ya da alkil’in sonuna alkol getirilir.

NOT: Sistematik isimlendirme yapılırken OH grubuna yakın olan C undan numaralamaya başlanır.

Aynı karbon sayılı bir alkolün primer, tersiyer ve sekonder şekilleri birbirlerinin izomeridir.

ALKOLLERİN ELDESİ

Alkenlere H2O katılmasıyla alkoller elde edilir.

Katılmada markow nikof kuralı geçerlidir.

Alkil halojenürlerin seyreltik KOH veya NaOH çözeltisi ile ısıtılmasından
Aldehit, keton ve karboksilli asitlerin indirgenmesinden.
Bu reaksiyonlar çift yönlü olarak gerçekleşirler.

Tersiyer alkoller yükseltgenemez.
Bu madde ile ilgili olarak denklemler bizim şu yorumları yapmamızı sağlar.

Primer alkoller bir kademe yükseltgenirse aldehitleri, 2 kademe yükseltgenirse karboksilli asitleri oluşturur.
Tersten bir ifadeyle karboksilli asit 1 kademe indirgenirse aldehit, 2 kademe indirgenirse primer alkoller elde edilir.
Sekonder alkoller yalnızca 1 kademe yükseltgenebilir. Ketonların indirgenme ürünü sekonder alkoldür.

Grignard bileşiği kullanılarak

Formaldehit + R – MgX ® Primer alkol
Aldehit + R – MgX ® Sekonder alkol
Keton + R – Mg-X ® Tersiyer alkol

ALKOLLERİN REAKSİYONLARI

Alkollerin tamamı Na, K gibi alkali metallerle reaksiyona girerek H2 açığa çıkarırlar.

İki mol mono alkolden, 1 mol H2O çekilerek 1 mol eter elde edilir.

1 mol alkolden, 1 mol su çekilmesiyle alkenler elde edilir.

Alkoller yanma reaksiyonu verirler.

Alkol + Karboksilli asit Ester + H2O

ETER
İki alkil grubunun bir oksijene bağlanmasıyla oluşan bileşiklerdir. Genel formülü
CnH2n+2O olup gösterilişi

R-O-R şeklindedir.

Basit Eter: Alkil gruplarının ikisi de aynıdır.
R1-O-R1
Karışık Eter
Alkil grupları birbirinden farklı ise bu eterlere karışık eter denir .

R1-O-R2
İsimlendirme yapılırken alkil grupları söylendikten sonra eter kelimesi getirilir.
CH3-O-CH3 CH3-O-C2H5
Di metil eter Metil etil eter
C2H5-O-C3H7
Etil propil eter

Eterlerin Eldesi

2 mol alkolden, 1 mol su çekilerek 1 mol eter elde edilir.

2R-OH ® R-O-R + H2O
Alkol Eter

Alkolatların, alkil halojenürler ile tepkimesinden eterler elde edilir.

R-ONa + R-X ® R-O-R + NaX
Alkolat Alkil halojenür Eter
CH3-CH2-ONa+CH3-Br ® CH3-CH2-O-CH3 + NaBr

Bu resim ekranınıza sığabilmesi için küçültülmüştür. Bu alana tıklayarak büyük resimi görebilirsiniz. Orjinal resimin boyutları 642×510.

KARBONİLLİ BİLEŞİKLER
Molekülünde grubu bulunduran bileşiklerdir.
Bu gruba karbonil grubu denir. Karbonil grubunda sp2 hibritleşmesi sonucunda meydana gelmiş üç tane sigma bağı ile bir tane pi bağı vardır.
Karbonil grubunda karbon -oksijen ve karbon- karbon atomları arasındaki açılar 120° olup molekül düzlemseldir.

Grubunda soru işaretinin yerine değişik grupların bağlanmasıyla değişik bileşikler meydana gelir.
? işaretinin yerine ;

H atomu bağlanırsa aldehit
R grubu bağlanırsa keton
OH grubu bağlanırsa karboksilli asit
OR grubu bağlanırsa ester oluşur.

ALDEHİTLER

Karbonil grubuna bir – R ve bir H nin bağlanmasıyla aldehitler oluşur.

veya R – CHO genel formülü ile gösterilir.

Aldehitlerin küçük molekülleri hoş olmayan kokulu, büyük molekülleri ise hoş kokuludurlar.
Aldehitlerin kaynama noktaları, aynı karbon sayılı alkol ve asitlerden düşük, alkanlardan yüksektir.

İsimlendirme

Türediği karboksilli asitteki - OİK ASİT eki yerine aldehit kelimesi getirilir.
Türediği hidrokarbonun sonuna - AL eki getirilir.

ALDEHİTLERİN KİMYASAL REAKSİYONLARI

Aldehitler yükseltgenme reaksiyonu verirler.

Aldehitlerin yükseltgenmesinden karboksilli asitler oluşur.

Aldehitler, Amonyaklı AgNO3 çözeltisini (Tollens ayıracı) metalik gümüşe indirger. Deneyin yapıldığı tüp, gümüş metali ile kaplanacağından ayna görüntüsü oluşur.

R – CHO + 2Ag++3OH- ® 2Ag(k) + R – COO- +2H2O
Aldehit

Aldehitler, Fehling çözeltisi ile ısıtılırsa kırmızı renkli bakır I oksit (Cu2O) çöker.

Fehling çözeltisi
NaOH ile baziklendirilmiş CuSO4 çözeltisine sodyum potasyum tartarat çözeltisi katılarak hazırlanan koyu mavi renkli çözeltidir.
R – CHO+2Cu+2 + 5OH- ® Cu2O(k) + RCOO- + 3H2O

Aldehitler potasyum permanganat çözeltisinin rengini giderirler. Aldehit karboksilli aside yükseltgenirken, KMnO4′deki Mn+7 iyonu Mn+2 ‘ye indirgenir.
5RCHO + 2MnO4- + 6H+ ® 5RCOOH+2Mn+2+3H2O

Aldehitler polimerleşme reaksiyonu verirler.
Aldehitler katılma reaksiyonu verirler.
Katılma karbonil grubundaki pi bağının açılması ile gerçekleşir.

Hidrojen katılması (İndirgenme Reaksiyonu)
Aldehitlerin indirgenmesinden (H2 katılması) primer alkoller oluşur.
Aldehitlere su katılmasıyla aldehit hidrat bileşikleri oluşur.
Aldehitlere NH3 katılmasıyla amonyaklı aldehit oluşur.

ALDEHİTLERİN ELDESİ

Primer alkollerin bir kademe yükseltgenmesinden aldehitler elde edilir.
Karboksilli asitlerin bir kademe indirgenmesinden aldehitler elde edilir.

KETONLAR
Karbonil grubuna iki tane alkil grubunun bağlanmasıyla oluşur. Ketonların genel formülü,
veya RCOR şeklindedir.

Ketonlarda alkil grupları aynı ise basit keton, farklı ise karışık ketondur.

Basit keton Karışık keton

isimlendirme ;

Alkil gruplarından sonra keton kelimesi getirilir.
Türediği hidrokarbondan sonra -ON eki getirilir.

Özellikleri

Ketonların az sayıda C atomu taşıyan molekülleri suda çözünürler. Büyük moleküllü ketonlar katıdır.
Ketonlar yükseltgenmezler. Zorlanırsa CO2 ve H2O ya parçalanırlar.
Ketonlar polimerleşme reaksiyonu vermezler. (Aseton hariç)
Ketonlar katılma reaksiyonu verirler.

Hidrojen katılması (İndirgenme Reaksiyonu)
Ketonların indirgenmesinden sekonder alkoller oluşur.

Su katılması
Ketonlara su katılmasıyla kararsız keto hidrat bileşikleri oluşur.

Ketonların en küçük üyesi olan asetonun kondensasyonundan aromatik bir bileşik olan mezitilen meydana gelir.

Kondensasyon
Birden fazla küçük moleküllerin polimerleşme sırasında, küçük polar moleküllerin ayrılması olayına denir.

Ketonların Eldesi

Sekonder alkollerin bir kademe yükseltgenmesinden ketonlar elde edilir.

Karboksilli asit tuzlarının ısıtılmasından ketonlar elde edilir.

Alkinlere su katılmasından ketonlar elde edilir.

Aldehit ve ketonlarda İzomeri

Aynı C sayılı aldehitlerle ketonlar birbirinin izomeridir. Kapalı formülleri CnH2nO dur.

Propanon ve propanal kapalı formülleri C3H6O olduğundan birbirinin izomeridir.

KARBOKSİLLİ ASİTLER
Yapılarında karboksil grubu bulunduran bileşiklere karboksilli asitler denir.

Karboksilli Asitler
a. Yapısında bulundurdukları -COOH grubu sayısına göre:
1. Mono karboksilli asitler
Yapılarında 1 tane -COOH grubu bulunduranlar
2. Poli karboksilli asitler
Yapılarında birden fazla -COOH grubu bulunduranlar.
2 tane -COOH grubu bulunduranlara di karboksilli asitler 3 tane -COOH grubu bulunduranlara tri karboksilli asitler adı verilir.
b. Yapılarında -OH ya da -NH2 bağlı olanlar
1. -COOH grubu yanında -OH grubu da bağlı ise oksi asitler adı verilir.
2. -COOH grubu yanında -NH2 grubu da bağlı ise amino asitler adı verilir.
Mono karboksilli asitlerin genel formülleri şeklindedir. CnH2nO2 kuralına uyar.
İsimlendirme yapılırken aynı sayıda karbon u bulunduran alkanların sonuna “oik asit” eki getirilir.
R grubu dallanmış bir hidrokarbon ise, karboksil grubunun bulunduğu karbon una birinci karbon numarası verilerek diğerleri numaralandırılır.
Ayrıca COOH grubundan sonraki 2. karbon una a, 3. karbon una b, 4. karbon una g harfleri verilerek de isimlendirme yapılır.

Poli asitler ise şöyle isimlendirilir;

Karboksilli Asitlerin Genel Elde Edilişleri
1. Primer alkollerin iki derece yükseltgenmesinden
Primer alkoller bir derece yükseltgenirse aldehitler oluşur. Aldehitler yükseltgenirse karboksilli asitler oluşur. Yani primer alkoller 2 kademe yükseltgenirse karboksilli asitler oluşur.

2. Grignard Bileşiklerinden

3. Karboksilli Tuzlarından
R-COONa + HBr ® R-COOH + NaBr
Karboksilat Tuz Karboksilli Asit

Karboksilli Asitlerin Özellikleri ve Reaksiyonları

Karboksilli asitlerin molekülleri arasında dihidrojen bağı vardır. Bundan dolayı aynı karbon sayılı, eter, aldehit, keton ve alkollerden daha yüksek sıcaklıkta kaynarlar.
Su ile hidrojen bağı oluşturabildiklerinden suda kolayca çözünürler. Ancak zayıf asit olduklarından suda az iyonlaşırlar. Molekül ağırlığı arttıkça iyonlaşma % leri azalır.
Homolog sıra oluşturabilirler.
Aktif metallerle H2 gazı açığa çıkarırlar.
Alkoller yalnızca K ve Na gibi metallerle tepkime verirler. Asitler ise K, Na, Mg, Zn…… gibi metallerle de tepkime verirler. Bu özellik Karboksilli asitleri alkollerden ayırır.

R-COOH + Na ® R-COONa + H2
K. asit Tuz
2R-COOH + Ca ® (R-COO)2 Ca + H2

Karboksilli asitler, bazlarla nötürleşme tepkimesi verirler.

R-COOH + NaOH ® R-COONa + H2O
Asit Tuz

Karboksilli asitler, karbonatlı (Na2CO3, MgCO3…) tuzlarla tepkime verirler.

2R-COOH+CaCO3 ® Ca(R-COO)2(g) + CO2 + H2O

Asitin karboksil grubundaki OH grubu çıkarılırsa kalan kısma açil grubu denir.

Karboksilli asitler, alkollerle esterleri oluştururlar.

Yağ Asitleri
Yağ asitleri çift ve yüksek karbon sayılı karboksilli asitlerdir.
Doymamış yağ asiti dendiğinde alkil grubunda en az bir tane çift bağ bulunduran yağ asitleridir. Bu asitler oda sıcaklığında sıvı haldedir.

NOT: Adipik asidin hegzametilen diamin ile kondensasyonu sonucu naylon oluşur.

OPTİKÇE AKTİFLİK
Bir C atomuna 4 farklı ya da grup bağlı ise bu C atomuna asimetrik C atomu adı verilir. Molekülde asimetrik C atomu bulunduran bileşikler optikçe aktif maddelerdir. Bu maddeler polarize ışığın titreşim düzlemini çevirirler.

Yukarıdaki bileşiklerde yıldız konulan C atomları asimetrik C atomu’dur.

ESTERLER
Bir mol karboksilli asitle, bir mol mono alkol tepkimeye girerse 1 mol ester ve 1 mol su oluşur. Bu olaya esterleşme olayı denir.

İsimlendirme

Asit adı, alkolden gelen alkil adı ve esteri sözcüğü okunarak
Alkolden gelen alkil grubunun adı yazılır, sonra asitin “oik asit” kısmı kaldırılır.
Yerine -at eki getirilir.

Esterlerin Elde Edilişi ve Reaksiyonları

Karboksilli asitlerin, asidik ortamda alkollerle tepkimesinden ester elde edilir.

4. Yağlar
Yağ asitlerinin gliserin ile oluşturdukları esterlerdir. Bunlara gliseridde denir. Kullanılan yağ asidi doymuş ise katı yağlar, asit doymamış ise sıvı yağlar elde edilir. Sıvı yağlar H2 ile doyurularak katı yağlar (Margarin) elde edilir. Mumlar ise ester, alken, aldehit karışımlarıdır.

5. Sabunlaşma
Büyük moleküllü karboksilli asitlerin Na ve K tuzlarına sabun denir.
Karboksilli asitlerin gliserin ile tepkimesinden ester elde edilir.
Esterlerin (yağların) bazik ortamdaki hidrolizine sabunlaşma denir.

NOT: Deterjanların sabunlardan daha iyi temizleyici olması, sert suda dahi çözünebilmesindendir.

ALİFATİK AMONYAK TÜREVLERİ
AMİNLER

Amonyakdaki hidrojen atomlarının yerine Alkil gruplarının bağlanmasıyla aminler oluşur.

Aminler isimlendirilirken alkil gruplarından sonra amin kelimesi getirilir.
Aminler zayıf baz özelliği gösterirler. Suda OH- iyonu vererek iyonlaşırlar.

CH3 – NH2 + H2O ® CH3 NH3+ + OH-

aminler asitlerle reaksiyona girerek tuz oluştururlar.

CH3 – NH2 + HCI ® CH3 – NH3CI

AMİNO ASİTLER

Molekülünde hem karboksilli asit (-COOH), hem de amin (-NH2) grubu bulunduran bileşiklerdir.

Basit primer ve sekonder aminler amonyaktan daha kuvvetli anhidrobazlardır. Tersiyer aminlerde bazlık özelliği daha küçüktür.
Amino asitler, moleküllerinde hem asidik (karboksil grubu), hem de bazik (amino grubu) gruplar bulundurduğundan anfoter bileşiklerdir.

Amino asitlerdeki karboksil hidrojeninin -NH2 grubuna geçmesiyle iç tuz oluşur.

Amino asitler anfoter olduklarından hem asitlerle hem de bazlarla tuz oluştururlar.
Amino asitler proteinlerin yapı taşlarıdır.

AMİTLER
Karboksilli asitlerdeki karboksil grubunun,
‘ ı yerine NH2 grubunun bağlanmasıyla amitler oluşur.

Primer amitler karboksilli asitler gibi isimlen-dirilir. Karboksilli asitteki - OİKASİT eki yerine -AMİT kelimesi getirilir.
Sekonder ve tersiyer amitler, primer amit gibi isimlendirilir. Azota bağlı gruplar (N-) yazılıp belirtilir.
Amitler nötr özellik gösterirler.
Amitler genellikle suda çözünürler.

DİAMİT (ÜRE)

Üre idrarda bulunur. İdrardan elde edildiği gibi sentetik olarak da elde edilir. Azot gübresi olarak kullanılır. Suda çok, alkolde az çözünür.
Üre, NH3 ve CO2′nin yüksek basınçta ısıtılmasından elde edilir.
Üre, fosgenin NH3 ile etkileşmesinden elde edilir.

KARBONHİDRATLAR
Genel formülleri Cn(H2O)m şeklinde olan bileşikler karbonhidratlardır.
Günlük hayattaki yiyeceklerin büyük bölümü (unlu ve şekerli besinler) ile giyeceklerin bir kısmı (pamuklu, ketenli, suni ipekli karbonhidratlar) yeşil bitkiler tarafından fotosentez yoluyla üretilir. Yeşil bitkilerin kökleriyle topraktan aldıkları su ve yapılarındaki gözenekleriyle havadan aldıkları karbondioksiti yapraklarındaki klorofilin katalizörlüğünde güneş enerjisinden yararlanılarak karbonhidrat haline dönüştürülür. Bu olaya fotosentez denir.
6CO2 + 6H2O ® C6 (H2O)6 + 6O2
Glikoz
Karbonhidratlar formaldehitin polimeri gibi düşünülebilir. Karbonhidratları, yapılarında aldehit veya keton grubu bulunduran poli alkoller olarak tanımlayabiliriz.
Yapılarında aldehit bulunduranlara aldoz, keton bulunduranlara ketoz denir.
Karbonhidratların sınıflandırılması

Mono sakkaritler : Glikoz, fruktoz galaktoz
Di sakkaritler : Sakkaroz, sükroz, laktoz
Poli sakkaritler : Selüloz, nişasta, glikojen

Mono Sakkaritler
Basit şekerlerdir. Tatlı olup suda çözünürler. Glikoz, galaktoz, fruktoz mono sakkaritlere örnektir. Mono sakkaritler optikçe aktiftir.
Glikoz, yapısındaki aldehit grubundan dolayı tollens ayıracı ve fehling çözeltisi ilereaksiyon verir.
Fruktoz, ise yapısında keton grubu olmasına rağmen halkalı yapıya döndüğünde a – hidroksi yapı kazandığı için diğer ketonlardan farklı olarak tollens ve fehling ile reaksiyon verir.

Di Sakkaritler
İki molekül mono sakkaritten 1 mol su çekilmesiyle di sakkaritler oluşur.
Glikoz + Glikoz ® Maltoz
Glikoz + Fruktoz ¾¾® Sakkaroz
-H2O
Glikoz + Galaktoz ® Laktoz
C6H12 O6 + C6 H12 O6 ¾¾® C12 H22 O11
-H2O
Günlük hayatta kullanılan maltoz (meyve şekeri), sakkaroz (çay şekeri) ve laktoz (süt şekeri) birer di sakkarittir.

Poli Sakkaritler
Günlük hayatta nişasta, dekstrin, selüloz ve türevleri olarak kullanılan maddeler birer poli sakkaritlerdir.
n molekül mono sakkaritden, (n-1) molekül su çıkarılmasıyla poli sakkaritler oluşur.
Molekül sayısı 5 – 15 ise dekstrin, 20 ise glikojen, 30-35 ise Nişasta ve 2000 kadar ise selüloz meydana gelir.

AROMATİK BİLEŞİKLER
Açık yapılı (halkasız) bileşiklere alifatik dendiğini söylemiştik. Halkalı yapıda olan bileşiklerden bazıları aromatik özellik gösterirler.
Bir organik bileşiğin aromatik olduğunu anlamak için aşağıdaki özelliklere bakmak gerekir.

Halkalı yapıdadırlar.
Halkadaki bağlar tek, çift, tek, çift olmak üzere dönüşümlü ile sıralanmıştır.
Halkadaki p elektronları sayısı;

(4n + 2) olmalıdır. (n : halka sayısı)

Yukarıdaki özellikleri gösteren bileşikler aromatiktir.
Aromatik bileşiklerin en küçük üyesi benzendir. Kapalı formülü C2H2 olup CnH2n-6 genel formülü ile gösterilir. Benzende C atomları arasında üç tane çift bağ vardır. Çift bağlar tek-çift-tek-çift şeklinde sıralanmıştır. Benzende 6 karbonlu bir halka vardır.
Benzen doymamış bir hidrokarbon olmasına rağmen doymamış hidrokarbonların özelliklerini göstermez. Katılma reaksiyonu vermez. Yer değiştirme reaksiyonu verir.

Benzen molekülü aşağıdaki şekillerde de gösterilir.

Benzen halkasından hidrojen çıkmasıyla geriye kalan köke FENİL denir. Aşağıdaki şekillerde gösterilir.

BENZENİN MONO TÜREVLERİ
Benzendeki hidrojenler, halkanın elektronca zengin olması sebebiyle katyon hale geçmeye elverişlidirler. Benzen halkasına katyon hale getirilmiş veya gruplarla saldırı başlatılırsa H+ kopması ile birlikte grup halkaya yerleşmiş olur. Olay yerdeğiştirme reaksiyonudur. Sonuçta benzen türevleri elde edilir.
Benzen molekülünden bir hidrojen çıkıp yerine bir ya da fonksiyonel grubun bağlanmasıyla benzenin mono türevleri oluşur. Benzenin mono türevlerinin bir tane izomeri vardır.
Benzenin mono türevleri adlandırılırken halkaya bağlı grubun adından sonra benzen eki getirilir.

BENZENİN Dİ TÜREVLERİ
Benzen molekülünden iki hidrojen u çıkarılıp yerine yada gruplarının bağlanmasıyla benzenin di türevleri oluşur.
“Orto” “meta” “para” olmak üzere üç tane izomeri vardır. Grupların birbirini takip eden karbonlara bağlanması halindeki izomeri orto, bir atlayarak karbonlara yerleşmesi meta, karşılıklı karbon larına yerleşmesi halindeki izomeri para olarak isimlendirilir.

BENZENİN TRİ TÜREVLERİ
Benzen halkasından üç hidrojen u çıkarılıp yerine ya da gruplarının bağlanmasıyla benzenin tri türevleri oluşur.
Visinal, simetrik, Asimetrik olmak üzere üç izomeri vardır.

BAZI AROMATİK BİLEŞİKLER Toluen (Metil benzen)
Benzendeki H inin -CH3 ile yer değiştirme-sinden elde edilir.

FENOL (OKSİ BENZEN) Z;Zayıf asit özelliği gösterir. Sulu çözeltisi FeCI3 ile mor renk verir. Bu fenolün tanınma reaksiyonudur.

BENZİL ALKOL Aromatik bir alkoldür. Alifatik alkollerin özelliklerini gösterir.

BENZALDEHİT Aromatik aldehittir. Bazı reaksiyonları alifatik aldehitlere benzer. Yükseltgendiğinde karboksill asit oluşur. Fehling ayıracına etki etmez. Amonyaklı gümüş nitrata zor etki eder. Zayıf indirgendir.

AMİNO BENZEN (ANİLİN) Aromatik bir amin bileşiğidir. Zayıf baz özelliği gösterir.

NİTRO BENZEN Benzenin derişik nitrik asit ve derişik H2SO4 karışımı, ile reaksiyonundan elde edilir.
HNO3 + 2H2SO4 NO2+ + H3O+ + 2HSO4-

TRİ NİTRO TOLUEN (TNT)
(2,4,6 Trinitro toluen) tNT patlayıcı özelliktedir. Trotil adıyla top mermileri, deniz ve kara mayınlarını doldurmakta kullanılır.

Eyl 21

GAZLAR

admin |

General Chemistry | icon4

09 21st, 2009| icon3

No Comments »

GAZLAR
Maddeler tabiatta katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç halde bulunurlar.

Gaz hali genel olarak molekül ve atomların birbirinden uzak olduğu ve çok hızlı hareket ettiği bir haldir.
Gaz molekülleri birbirine uzak olduğu için aralarında etkileşim yok denecek kadar azdır. Bu sebeple gaz molekülleri birbirinden bagımsız hareket ederler.
Gazların hacim ve şekilleri işgal ettikleri kaba göre değişir. Bulundukları kabı doldururlar.
Gazlar kolaylıkla sıkıştırılabilirler.
Gazlar birbiriyle her oranda karışarak birinin yalnız başına işgal ettiği hacmi bu sefer beraberce doldururlar.
Gazlar hızlı hareket ettiklerinden bulundukları kabın çeperine çarparlar ve bu çarpma neticesi kaba basınç uygularlar.
Bulundukları kap içerisinde bütün yönlerde aynı basıncı uygularlar.
Yoğunlukları katı ve sıvıya göre çok küçüktür.
Isıtıldıklarında bütün gazlar sıcaklık değişimi karşısında aynı oranda genleşirler.
Kolaylıkla bir ortamda yayılırlar.
Gazların taneciklerinin oluşturduğu hacim, moleküller arasındaki boşluk yanında ihmal edilebilecek kadar küçüktür.
Gaz molekülleri sabit bir hızla hareket ederken birbiriyle ya da bulundukları kabın duvarlarıyla çarpışırlar. Bu çarpışmalarda taneciklerin hızı ve doğrultusu değişebilir. Fakat çarpışmalar esnek olduğundan kinetik enerjide bir değişme olmaz.
Gaz taneciklerinin sıcaklık değişimi ile hızları değişeceğinden ortalama kinetik enerjileri de değişir.
Sıcaklıkları aynı olan bütün gazların ortalama kinetik enerjileri birbirine eşittir.
Gaz molekülleri yüksek basınç düşük sıcaklıklarda sıvılaştırılabilirler.

İDEAL GAZ
Öz hacmi olmayan, moleküller arasında hiçbir itme ve çekme kuvveti bulunmayan ve gaz moleküllerinin birbiriyle çarpışmasında hiçbir kinetik enerji kaybı olmayan bir hayali gaz örneğine ideal gaz denir.
Tabiattaki gazlar gerçek gazlardır. Gerçek gazlar yüksek sıcaklık ve düşük basınçta ideale yaklaşırlar.
Farklı gazların ideal olmaları karşılaştırmasında ise;
Yoğunlaşma noktası düşük olan, molekül ağırlığı küçük olan gazlar diğerlerine göre daha idealdir, yorumu yapılabilir.

GAZLARIN ÇÖZÜNÜRLÜĞÜ
Bir gazın herhangi bir sıvıdaki çözünürlüğü;

Gazın cinsine bağlıdır.
Sıcaklık arttıkça azalır.
Basınç arttıkça artar.

GAZ BASINCININ ÖLÇÜLMESİ
Gaz basıncını ölçmeye yarayan aletlere manometre denir.
Toriçelli deniz seviyesinde civa kullanarak yapmış olduğu deney sonucu açık hava basıncını hesaplamıştır.

Sıvılar, basıncı her tarafa eşit olarak iletirler. Sıvı basıncı sıvının yüksekliğine ve yoğunluğuna bağlıdır. Cıvanın yoğunlugu 13,6 g/cm3, suyun yoğunluğu 1 g/cm3 tür.
Yukarıdaki deney civa yerine su kullanarak yapılsaydı,
Borudaki su yüksekliği: 76.13,6 = 1033,6 cm olurdu.
76 cm Hg = 760 mm Hg = 1 atm

1. Kapalı Manometre

2. Açık Manometre
a.

Cıva seviyelerinin eşit olması X gazının basıncının açık hava basıncına eşit olduğunu ifade eder.

X gazının basıncı açık hava basıncından h cm daha fazladır.
c.

X(g) nın basıncının açık hava basıncından daha küçük olduğu görülmektedir.

İDEAL GAZ DENKLEMİ

P.V=n.R.T
P:

Basınç (atm),

76 cm Hg = 760 mm Hg = 1 atm eşitliği unutulmamalıdır.
V:
Hacim (ℓt)
n:
Mol sayısı
R:
Raydberg gaz sabiti olup bütün gazlar için
litre.atm/mol.°K

T:
Sıcaklık birimi olarak daima kelvin kullanılır.
Kelvin = °C + 273eşitliği vardır.

Örnek – 1

2 mol H2 gazının 5,6 lt’lik bir kapta 8 atm. basınç yapması için sıcaklığı kaç °C olmalıdır?

Çözüm:

P.V = n.R.T denkleminden;

T= 273 °K çıkmalıdır.

Kaç °C olduğu sorulduğundan °K = °C + 273 eşitliğinden gazın sıcaklığı 0°C olacaktır.

GAZLARIN YOĞUNLUĞU

Gazların yoğunluğu basınç ve sıcaklık değişimi ile değişir.

P . V = n . R . T denkleminde;

Mol sayısını gram cinsinden yazarsak,

gazın mol sayısı; gaz kütlesinin, gazın mol ağırlığına oranına eşittir.

p.MA = d.R.t formülü çıkarılabilir.

Yoğunlukla ilgili sorularda bu eşitlik kullanılmalıdır.

Örnek – 2

N2 gazının normal koşullarda yoğunluğu 1,25 g/lt dir.

N2 gazının 0,2 atmosfer 273 °C’deki yoğunluğu kaçtır? (N : 14)

Çözüm :

P.MA = d.R.T denklemindeki sabit olan

Şartlar değişsede R değişmeyeceğinden,

Aynı gaz olduğu için MA’lar sadeleşir. Verilenler yerine yazılırsa

GAZLARIN KARŞILAŞTIRILMASI

Farklı gazlar birbiriyle karşılaştırıldığında ya da herhangi bir gazın farklı ortamlardaki halleri birbiriyle kıyaslandığında;

Buradan genel olarak aşağıdaki formül çıkarılır.

Formül karşılaştırma sorularında kullanılacaktır.

Örnek – 3

2 litre hacimli kapta mutlak sıcaklığı T olan m gram CH4 gazı, 3 litre hacimli kapta mutlak sıcaklığı 2T olan 2m gram SO2 gazları vardır.

SO2 gazının basıncının CH4 gazı basıncına oranı kaçtır?
(H : 1, C : 12, O : 16, S : 32)

Çözüm

CH4 gazı için basınç : , hacim 2 litre, sıcaklık T dir.

SO2 gazı için basınç : , hacim 3 litre sıcaklık 2T dir.

Örnek – 4

Aşagıdaki grafiklerden hangisi yanlış çizilmiştir?

Çözüm:

P.V = n.R.T denklemi esas alınarak yorumlanırsa A, B, C, E şıklarında çizilmiş olan grafikler doğru çizilmiştir. D şıkkında ise basınç, °C grafiği, gazın sıcaklığı 0 °C iken
273°K’dır. Basıncı sıfır olamaz. Yani grafik sıfır noktasından başlayamaz.

Cevap D

GAZLARIN KARIŞTIRILMASI

Farklı kaplarda bulunan gazların yeni bir kapta karıştırılması ya da musluklarla birbirine bağlı olan kapların musluğunun açılması ile gazların birbirine karıştırılması şeklindeki soru tipleri bu başlıkta incelenecektir. Karıştırılan gazlar birbiriyle reaksiyon verebilir ya da vermeyebilir.

Gazlar sabit sıcaklıkta karıştırılıyorsa;

P.V = n.R.T denklemine göre;

T sabit ise, P.V değeri, mol sayısı (n) ile doğru orantılıdır.

Gazlar karıştırıldığında;

Pson.Vson =P1.V1.+P2.V2+……………Pn.Vn

formülünden yararlanarak işlemler yapılır.

KISMİ BASINÇ

Kısmi basınçtan bahsedilebilmesi için aynı kap içerisinde birden fazla gazın bulunması gerekir. Kapta bulunan bütün gazlar için hacim (V) ve sıcaklık (T) aynı olacağından, basınç mol sayısıyla doğru orantılı olacaktır.

PA : A gazının kısmi basıncı

nA : A gazının mol sayısı

nT : Toplam mol sayısı

PT : Toplam basınç

Kısmi basıncı, karışımdaki herbir gazın tek başına o kabı doldurduğunda yapacağı basınç olarak da tarif edebiliriz. Herbir gazın yapmış olduğu kısmi basınçların toplamına ise toplam basınç denir.

Örnek- 5

4 mol H2, 3 mol CO2 ve 2 mol He gazının bulunduğu kabın toplam basıncı 1,8 atm.’dir.

Buna görenin kısmi basıncı nedir?

Çözüm:

Kısmi basınç sorularında aynı kapta birden fazla gazın bulunması söz konusudur. Dolayısıyla herbir gaz için hacim (V) ve sıcaklık (T) aynıdır.

GAZLARIN KİNETİĞİ VE DİFÜZYON HIZI

Gazlar uzayda birbirinden oldukça uzak mesafelerde hareket eden moleküller topluluğu olup, gaz taneciklerinin öz hacmi gazın kapladığı toplam hacim yanında yok denecek kadar azdır.

Gaz molekülleri sabit bir hızla hareket ederler ve bu hareketleri sırasında birbirleriyle ve içinde bulundukları kabın çeperiyle çarpışırlar. Bu çarpışmalar esnek olup çarpışma sırasında kinetik enerji değişmez.

Gaz molekülleri ısı enerjisini kinetik enerjiye dönüştürürler. Sabit sıcaklıkta bütün gazların ortalama kinetik enerjileri aynıdır.

Yani kinetik enerji yalnızca sıcaklığa bağlıdır.

Difüzyon hızı için;

Aynı basınç ve sıcaklık altında X ve Y gazlarını özdeş bir kaba koyalım. Bu iki gazın ortalama kinetik enerjileri birbirine eşittir.

Molekül ağırlığı küçük olan gazlar hızlı, büyük olan gazlar yavaş hareket ederler.

Aynı formülden hız ile yoğunluk arasında; eşitliği de çıkarılabilir.

Kinetik enerjisinin sıcaklık ile ilişkisi şeklindedir.

İki denklem birleştirilirse,

eşitliğide çıkarılır. Yani mutlak sıcaklık 4 katına çıkarıldığında hız 2 katına çıkar.

SIVI-BUHAR BASINCI

Sıvıların her sıcaklıkta buharlaşabildiklerinden sıvı buharlasının bu sıcaklıklarda yapmış olduğu basınca sıvı-buhar basıncı denir.

Sıvı – buhar basıncı, sıvının cinsine ve sıcaklığına baglıdır. Sıvı miktarına bağlı değildir.
Sıvı – buhar basıncı, açık hava basıncına eşit olduğunda sıvı kaynamaya başlar.
Sıvı – buhar basıncı büyük olan sıvıların kaynama noktaları düşüktür.
Sıvı – buhar dengesinde iken sıvı buharları sıkıştırılırsa ya da genleştirilirse basıncı değişmez.
Uçucu sıvıların sıvı – buhar basınçları daha yüksektir ve bu sıvılar daha düşük sıcaklıkta kaynar.
Bir sıvı içinde herhangi bir katı madde çözülürse, sıvı – buhar basıncı düşer dolayısıyla kaynama noktası yükselir.
Sıcaklık arttıkça sıvı – buhar basıncı artar.

Eyl 21

KİMYASAL DENKLEMLER

admin |

Analytical Chemistry | icon4

09 21st, 2009| icon3

No Comments »

KİMYASAL DENKLEMLER

İki ya da daha fazla maddenin birbirleri ile etkileşerek kendi özelliklerini kaybedip yeni özelliklerde bir takım ürünler meydana getirmesine kimyasal olay, bunların formüllerle gösterilmesine kimyasal denklem denir. Kimyasal denklemlerde (®) işaretinin sol tarafında reaksiyona girenler, sağ tarafında da ürünler bulunur.

Hidroklorik asit ve sodyum hidroksitin reaksiyonundan yemek tuzu ve su meydana gelir. Bu kimyasal olayın denklemi

HCl + NaOH ®NaCl + H2O
şeklindedir. Bu olayda reaksiyona giren ve çıkan atom sayıları birbirine eşittir.

Kimyasal reaksiyonlarda değişmeyen bazı özellikler.

Atom sayısı ve cinsi
Toplam kütle
Toplam proton sayısı
Toplam nötron sayısı
Toplam elektron sayısı
Kütle numaraları
Çekirdek kararlılıkları

Kimyasal reaksiyonlarda;
Mol sayısı, molekül sayısı, basınç, hacim, sıcaklık değişebilir.

BASİT DENKLEM DENKLEŞTİRME
Karışık redoks reaksiyonlarının dışındaki denklemleri denkleştirmek için atom sayısı en fazla olan bileşiğin kat sayısı 1 olarak alınır. Diğerlerinin katsayısı buna bağlı olarak sayılarak bulunur.

DENKLEM KATSAYILARININ YORUMU ve ANLAMI
Bir kimyasal denklemde maddelerin baş tarafında bulunan katsayılar mol olarak yorumlanır.
Şayet reaksiyona giren ve oluşan maddelerin tamamı gaz olursa kat sayılar hacim (lt) olarak da yorumlanabilir.
N2(g) + 3H2(g) ® 2NH3(g) denklemi;
1 mol N2(g) ile 3 mol H2 tepkimeye girmiş 2 mol NH3 oluşmuştur. Şeklinde yorumlanır.
Bu denklemde maddelerin tamamı gaz olduğundan 1 hacim N2 ile 3 hacim H2 tepkimeye girmiş ve 2 hacim NH3 oluşmuş şeklinde de yorumlanabilir.
Ya da 1 lt N2 ile 3 lt H2 tepkimeye girerse 2 lt NH3 oluşur da denilebilir.

REAKSİYON TİPLERİ
1. Asit – Baz reaksiyonları

Asit ve bazların reaksiyonundan tuz ve su oluşur. Olaya nötürleşme denir. Su oluşurken asidin H+ iyonu ile bazın OH- iyonu birleşir.

HCI + NaOH ® NaCI + H2O

Asit ve oksitlerin bazlarla, bazik oksitlerin asitlerle ve asit oksitlerin bazik oksitlerle reaksiyonları da asit baz reaksiyonudur.
CO2 + 2NaOH ® Na2CO3 + H2O
Anhidrobaz olan NH2 ün asitlerle reaksiyonundan yalnız tuz oluşur.
2NH3 + H2SO4 ® (NH4)2SO4
Na2CO3 ve CaCO3 gibi bazik tuzların asitlerle reaksiyonundan tuz ve su oluşur, CO2 gazı açıga çıkar.

CaCO3 + 2HCI ® CaCI2 + CO2(g) + H2O

2. Metallerin asitlerle reaksiyonu

Hidrojenden aktif metallerin asitlerle reaksiyonundan tuz oluşur. Hidrojen gazı açıga çıkar.

Mg + 2HCI ® MgCI2 + H2(g)
Zn + 2HCI ® ZnCI2 + H2(g)

Soy ve yarı soy metallere oksijensiz asitler etki etmez.

Cu + HCI ®Reaksiyon vermez
Ag + HCI ® Reaksiyon vermez.

Yarısoy metallere (Cu – Hg – Ag) HNO3 ve H2SO4 gibi asitler yükseltgen özellikte etki ederler. Reaksiyon sonucu H2 gazı açıga çıkmaz.

Derişik H2SO4 kullanıldığında SO2 gazı açığa çıkar. Seyreltik H2SO4 reaksiyon vermez. Derişik HNO3 den NO2(g), seyreltik HNO3 den NO(g) elde edilir.

3. Metallerin bazlarla reaksiyonu
Kuvvetli bazlarla yalnızca anfoter metaller (Al, Zn, Sn, Pb …) reaksiyon verir. Tuz oluşur. Hidrojen gazı açığa çıkar.
Zn + 2NaOH ® Na2 ZnO2 + H2(g)
AI + 3NaOH ® Na3AIO3 + 3/2 H2(g)

4. Organik bileşiklerin yanma reaksiyonu
Hidrokarbon; yapısında C ve H atomu bulunduran bileşiklerdir. Bazı organik bileşiklerin yapısında C – H – O atomları bulunur. Organik bileşiklerin yanmasından CO2 ve H2O oluşur.
C3H6 + 9/2 O2 ® 3CO2 + 3H2O
C2H5 OH + 3O2 ® 2CO2 + 3H2O

5. Yer değiştirme reaksiyonları
Aktiflik: Metallerin elektron verebilme, ametallerin elektron alabilme kabiliyetine aktiflik denir.
Aktif olan bir metal daha pasif olan metal katyonu ile yer değiştirir.

Fe(k) + 2AgNO3(ag) ® Fe(NO3)2(ag) + 2Ag(k)

Aktif olan bir ametal daha pasif olan ametal anyonu ile yer değiştirir.

2NaI + Br2 ® 2Na Br + I2

Anyon ve katyon her ikisi de yer değiştirir.

AgNO3 + NaCI ® AgCI + NaNO3

6. Aktif metallerin su ile reaksiyonu
Li K Ba Sr Ca Na gibi aktif metallerin su ile reaksiyonundan hidrojen gazı açıga çıkarken metal hidroksit oluşur.
Na + H2O ® NaOH + 1/2 H2(g)

7. Analiz (Ayrışma) Reaksiyonları
Bir bileşiğin kendisinden daha basit maddelere ayrıştırılmasına analiz denir.
Aşağıdaki denklemler analiz reaksiyonlarına örnek olarak verilebilir.
CaCO3 + ısı ® CaO + CO2(g)
elektroliz
H2O ¾¾¾® H2 + 1/2 O2

8. Sentez (Birleşme) reaksiyonları
Birden fazla maddenin birleşerek yeni özellikte yeni bir madde oluşturması olayına sentez denir.
H2 + 1/2 O2 ® H2O
N2 + 3H2 ® 2NH3

Redoks Reaksiyonları
Kimyasal reaksiyonların birçoğunda reaksiyona giren maddeler arasında elektron alışverişi olur. Böyle reaksiyonlara redoks reaksiyonları denir.
Redoks, yükseltgenme (elektron verme) ve indirgenme (elektron alma) olaylarının birleşimidir.
Elektron veren atom kendisi yükseltgenirken karşısındakini indirgediğinden dolayı indirgendir. Elektron alan atom kendisi indirgenirken karşısındakini yükseltgediği için yükseltgendir.

Yükseltgenme (Elektron verme)
Al0 ® Al+3 + 3e-
3e- vermiş, ya da 3e- ile yükseltgenmiş
Cl-1 ® Cl+7 + 8e-
8e- vermiş, ya da 8e- ile yükseltgenmiş
2Cl ®Cl2 + 2e-
2e- vermiş, ya da 2e- ile yükseltgenmiş
S3-2 ® 3S+6 + 24e-
24e- vermiş, ya da 24e- ile yükseltgenmiş

İndirgenme (Elektron alma)
Mg+2 + 2e- ® Mg0 2e-
almış ya da 2e- ile indirgenmiş
P+5 + 2e- ® P+3 2e-
almış ya da 2e- ile indirgenmiş
N2 + 6e- ® 2N-3 6e-
almış ya da 6e- ile indirgenmiş

Redoks Denklemlerinin Denkleştirilmesi
Sırası ile şu işlemler yapılmalıdır;

Değerlik değiştiren elementler tespit edilerek her iki taraftaki değerlikleri bulunur.
Yükseltgenme ve indirgenme yarı tepkimeleri ayrı ayrı yazılır.
Verilen elektron sayısı alınan elektron sayısına eşit olması gerektiğinden uygun katsayılar kullanılarak elektron eşitliği sağlanır.
Reaksiyon, iyon reaksiyonu ise (asidik ortamda ya da bazik ortamda gerçekleşen bir tepkime ise) H+ ya da OH- iyonları ekleyerek veya denklem üzerinde H+ ya da OH- iyonları gözüküyorsa bunların katsayıları değiştirilerek yük denkliği sağlanır. Gerekli tarafa H2O yazılır.
Reaksiyona giren atomların cins ve sayısı, reaksiyondan çıkan atomların cins ve sayısına eşit olması gerektiğinden dolayı atom eşitliği sağlanmamış atomlar uygun katsayılarla eşitlenir.

Örnek – 1
KMnO4 + HCI ® KCI + MnCI2 + CI2 + H2O
denklemini en küçük tam sayılarla denkleştiriniz.

Çözüm
Elementlerin denklemde değerliklerini bulalım.

Değerlik değiştiren elementler Mn ve CI dir. Mn+7 den Mn+2 ye indirgenmiş, CI- den CI20 a yükseltgenmiştir. indirgenme ve yükseltgenme yarı reaksiyonlarını yazalım.
Mn+7 + 5e- ® Mn+2 (indirgenme)
2CI- ® CI02 + 2e- (yükseltgenme)
Elektron sayılarını eşitlemek için indirgenme yarı reaksiyonunu 2, yükseltgenme yarı reaksiyonunu 5 ile çarpalım.
2/ Mn+7 + 5e- ® Mn+2 (indirgenme)
5/ 2CI- ®CI2 + 2e- (yükseltgenme)

2Mn+7 + 10CI- ® 2Mn+2 + 5CI2
ürünlerin katsayılarını esas denkleme yazalım.
KMnO4 + HCI ® KCI + 2MnCI2 + 5CI2 + H2O
Sağ tarafta 2 tane Mn vardır. KMnO4 ün katsayısı 2 olursa sol taraftaki Mn’de 2 tane olur.
Solda 2K vardır, sağdaki KCI nin katsayısı 2 olmalıdır.
Klor atomları sağ tarafta toplam 16 tane vardır. HCI nin katsayısı 16 olmalıdır.
Solda 16 tane H atomu varsa, H2O nun katsayısı 8 olmalıdır.
Denklemin denkleştirilmiş hali;

2KMnO4+16HCI ® 2KCI + 2MnCI2 + 5CI2 + 8H2O

şeklinde olur.

Örnek – 2
Asidik ortamda gerçekleşen

tepkimesini en küçük katsayılarla denkleştiriniz?

Çözüm
Elementlerin değerlikleri bulunur.

Değerlik değiştiren elementler Sb, S ve N’dur.
Sb ve S yükseltgenirken verdikleri elektronları N alarak indirgenmiştir.

N+5 + e- ® N+4
Elektron sayılarını eşitlemek için yükseltgenme yarı reaksiyonlarını 1 ile, indirgenme yarı reaksiyonunu 28 ile çarpalım.
1/Sb2+3 ® Sb2 + 4e’. (Yükseltgenme)
1/S2-2 ® 3.S+6 + 24e (Yükseltgenme)
28/N+5 + le’ ® N+4 (İndirgenme)
_______________________________
ürünlerin kat sayılarını esas denkleme yazalım.

İyonik olduğu için yük denkliği eşitlenmeli. Soruda verilen iyonlar esas alınarak asitli ortam olduğu için H+ ve H2O yazılacak. Girenlerin yük toplamı (- 28), çıkanların yük toplamı (-6). Yükleri eşitlemek için girenler tarafına 22 H+ yazılmalıdır. 22 H+ yazılınca H eşitliğini sağlamak için çıkanlar tarafına 11 H2O yazılmalıdır.
Denklemin denkleşmiş hali,

şeklinde olur.

Turkish Chemistry

Categories

Last Thead

Tag Cloud

Archives

Friend Links

Search

Meta: