İlköğretim 4. sınıf kimya konuları

KİMYA SUNUMU

PDF

MADDENİN TANIMI

Boşlukta yer kaplayan, kütlesi ve hacmi olan her varlığa madde denir. Etrafımızda gördüğümüz hava, su, canlılar, bitkiler, oturduğumuz sıralardan, yediğimiz yiyeceklere, dev yıldızlardan, gezegenlere, kullandığımız basit aletlerden bilgisayarlara, tek hücreli canlılardan karmaşık yapılı canlılara, gözümüzle görebildiğimiz bütün nesnelerden, göremediğimiz atmosferdeki gazlara kadar her şey maddedir.

MADDENIN ÖZELLİKLERİ

Fiziksel Özellikler:

Maddenin bir başka maddeye dönüşmeksizin gözlenebilen ve ölçülebilen dış görünüşü ile ilgili özellikleridir.

 Maddenin rengi, kokusu, tadı, çözünürlüğü, sertliği, hacmi, ısı ve elektrik iletkenliği, katı, sıvı, gaz hâlleri, erime noktası, kaynama noktası fiziksel özelliklerdir.

Kimyasal Özellikler:

Maddenin reaksiyon verebilme veya başka maddeler ile birleşerek yeni madde oluşturabilme kapasitesidir.

Bir maddenin başka madde ile etkileşmesi veya etkileşmemesi, onun kimyasal yapısı ile ilgili özelliklerdendir.

Yanıcı olup olmaması, asidik ya da bazik olması, suyla reaksiyona girip girmemesi kimyasal özelliklere örnek verilebilir.

Radyoaktif Özellikler:

Bazı maddeler kendiliğinden ışın yayar.

 Bu özelliği yapısında bulunduran elementlere radyoaktif elementler denir.

Uranyum, radyum, toryum gibi elementler radyoaktiftir.

MADDENİN YAPISINDAKİ DEĞİŞMELER

Fiziksel Değişmeler (Fiziksel Olay):

ü Maddenin dış görünüşü ile ilgili olan değişikliklerdir.

Suyun buharlaşması, buzun erimesi, şekerin suda çözünmesi, mermerin toz haline getirilmesi, camın

kırılması, yumurtanın kırılması, yağmurun yağması gibi.

 Bu olaylarda maddenin molekül yapısı korunmaktadır

Kaynama Kağıdın Tuzun Çözünmesi Yağmurun Yumurtanın Erime Camın

Burusturulması Yağması Kırılması Kırılması

Kimyasal Değişme (Kimyasal Olay)

ü Maddenin molekül yapısında meydana gelen değişmelerdir.

Hidrojen ile oksijen gazının reaksiyonundan su oluşması, kağıdın yanması, yumurtanın pişirilmesi, dinamitin patlaması, amonyum dikromatın yanması, demirin paslanması, asit ve bazın reaksiyonundan tuz oluşması gibi.

Yumurtanın Dinamitin Mumun Yanması Kibritin Yanması Demirin Paslanması

Pişirilmesi Patlaması

Su molekülünün oluşumunun modellerle gösterilişi

Radyoaktif Değişme (Radyoaktif Olay):

Atomun çekirdek yapısındaki değişikliklerdir.

 Çekirdek reaksiyonlarında atom çekirdeği bir başka atom çekirdeğine veya izotopuna dönüşebilir.

-Büyük atom çekirdeği parçalanarak daha küçük atom çekirdekleri oluşturur

Uranyum elementinin kripton ve ksenon elementlerine parçalanması gibi.

-Küçük atom çekirdekleri birleşerek daha büyük atom çekirdekleri meydana getirir.

Hidrojen izotoplarının birleşerek He oluşturması gibi

MADDENİN HALLERİ

Maddenin katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç hâli vardır. Genel olarak madde ya katı ya sıvı ya da gaz hâlinde bulunur. İstenildiğinde ortam şartları elverişli hâle getirilerek bir hâlden diğerine dönüştürülebilir

-Bir madde farklı sıcaklık ve basınç şartlarında üç hâlde de bulunabilir. Örneğin, saf su, H2O ile formüle edilir. Katı hâlde buz, sıvı hâlde su ve gaz hâlinde su buharı şeklinde bulunur.

Maddenin Katı Hâli:

 Belirli bir şekle ve hacme sahiptir.

 Katı maddeyi oluşturan atom ve moleküller birbirine çok yakındır. Aralarındaki boşluklar çok azdır.

Atom ve moleküller arasında bir düzenlilik vardır.

Maddenin Sıvı Hâli:

 Belirli bir şekle sahip değildir.

 Sıvılar akışkan olduklarından bulundukları kabın şeklini alır.

 Sıvı hâlde atom veya moleküller katılardan daha düzensiz olup tanecikler arası boşluklar katılardan daha fazladır.

MADDENIN ÖZELLİKLERİ

Fiziksel Özellikler:

Maddenin bir başka maddeye dönüşmeksizin gözlenebilen ve ölçülebilen dış görünüşü ile ilgili özellikleridir.

Kimyasal Özellikler:

Maddenin reaksiyon verebilme veya başka maddeler ile birleşerek yeni madde oluşturabilme kapasitesidir.

MADDENİN YAPISINDAKİ DEĞİŞMELER

Fiziksel Değişmeler (Fiziksel Olay):

 Maddenin dış görünüşü ile ilgili olan değişikliklerdir.

Suyun buharlaşması, buzun erimesi, şekerin suda çözünmesi, mermerin toz haline getirilmesi, camın

kırılması, yumurtanın kırılması, yağmurun yağması gibi.

 Bu olaylarda maddenin molekül yapısı korunmaktadır.

Kimyasal Değişme (Kimyasal Olay)

 Maddenin molekül yapısında meydana gelen değişmelerdir.

Hidrojen ile oksijen gazının reaksiyonundan su oluşması, kağıdın yanması, yumurtanın pişirilmesi, dinamitin patlaması, amonyum dikromatın yanması, demirin paslanması, asit ve bazın reaksiyonundan tuz oluşması gibi.

Yumurtanın Dinamitin Mumun Yanması Kibritin Yanması Demirin Paslanması.

MADDENİN HALLERİ

Maddenin katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç hâli vardır. Genel olarak madde ya katı ya sıvı ya da gaz hâlinde bulunur. İstenildiğinde ortam şartları elverişli hâle getirilerek bir hâlden diğerine dönüştürülebilir

-Bir madde farklı sıcaklık ve basınç şartlarında üç hâlde de bulunabilir. Örneğin, saf su, H2O ile formüle edilir. Katı hâlde buz, sıvı hâlde su ve gaz hâlinde su buharı şeklinde bulunur.

Maddenin Katı Hâli:

 Belirli bir şekle ve hacme sahiptir.

 Katı maddeyi oluşturan atom ve moleküller birbirine çok yakındır. Aralarındaki boşluklar çok azdır.

Atom ve moleküller arasında bir düzenlilik vardır.

Maddenin Sıvı Hâli:

 Belirli bir şekle sahip değildir.

   Sıvılar akışkan olduklarından bulundukları kabın şeklini alır.

   Sıvı hâlde atom veya moleküller katılardan daha düzensiz olup tanecikler arası boşluklar katılardan daha fazladır.

Maddenin Gaz Hâli:

Atom veya molekülleri arasında boşlukların çok olduğu durumdur.

Gaz tanecikleri düzensiz olarak hareket ederler. Bu hareketleri sırasında gaz molekülleri birbiri ile homojen olarak karışabilirler.

Bunların yayılmaları hissedilebilir veya gözle takip edilebilir.

Bir odaya damlatılan bir kolonyanın kokusu kısa sürede hissedilirken, bir sigara dumanının yayılması da gözle takip edilebilir.

Hal Değişimi : Bir maddenin katı halden sıvı hale , sıvı halden gaz haline geçmesi yada bu olayların tersidir.

-Erime Kaynama

-Donma Yoğunlaşma

-Süblimleşme

Süblimleşme : Bir maddenin dışarıdan ısı alarak erimeden katı halden gaz haline geçmesi olayı olup fiziksel bir olaydır. Örneğin kuru buz dediğimiz CO2 (k) , naftalin, kamfor süblimleşebilen maddelerdir.

Maddenin özelliklerinden bahsederken, maddeyi ortak ve ayırt edici özelliklerine göre iki başlık altında toplayabiliriz.

Maddenin Ortak Özellikleri

Maddenin Ayırt Edici Özellikleri

Tüm maddelerin ortak iki özelliği, kütle ve hacimdir.

Kütle: Kütle bir cisimde ki madde miktarıdır. (Kütle ile ağırlık aynı anlama gelmez) Bir cisme etkiyen yer çekimi kuvveti onun ağırlığıdır. Dünya’da ve Ay’da yer çekimi farklı olduğundan burada ölçülen ağırlıklarda farklıdır. Ama madde miktarı(kütlesi) her yerde aynı olduğundan değişmez.

Hacim: Maddenin boşlukta kapladığı yerdir. Her maddenin bir hacmi vardır.

Ayrıca;

Eylemsizlik: Maddenin durumunu koruma isteğidir

Tanecikli Yapı: Molekuler yada atomal yapı

Bir maddenin diğer maddelerden farklılık gösteren özellikleri,onun ayırt edici özelliğidir. Maddenin şekline, miktarına, tadına, kokusuna vb. bağlı olmayan, madde üzerinde doğrudan doğruya görünmeyen farkları ortaya koyan özelliklere ayırt edici özellikleri diyoruz Öz kütle, esneklik,erime ve kaynama noktası,öz ısı, genleşme ve çözünürlük sıkça karşılaştığımız belli başlı ayırt edici özelliklerdir.

MADDENİN AYIRT EDİCİ ÖZELLİKLERİ

Özkütle (Yoğunluk):

Maddelerin 1 cm3’ünün gram cinsinden kütlesine öz kütle denir. Öz kütle (d) ile gösterilir.

 Kütle (m) ve hacim (V) arasında d=m/v bağıntısı vardır. Öz kütlenin birimi g/cm3 dür.

 Saf maddelerin (element ve bileşik) öz kütleleri sabittir. Karışımların öz kütleleri ise sabit değildir.

Bir maddenin öz kütlesinden söz ederken sabit bir sıcaklıktaki öz kütlesinden söz edilmelidir. Sıcaklık değiştiğinde maddenin hacmi değişeceğinden öz kütlesi de değişir. Özellikle gazlardaki değişiklik daha belirgindir.

Öz kütle, maddenin karakteristik özelliği olmasına rağmen yalnız öz kütlesi bilinen bir maddenin hangi madde olduğu anlaşılamayabilir. Bir maddenin hangi madde olduğunun anlaşılabilmesi için birden fazla ayırt edici özelliğinin incelenmesi gerekir.

Aşağıdaki tabloda bazı maddelerin g/cm3 cinsinden öz kütleleri verilmiştir.

 

Erime ve Donma Noktası:

Katı maddelerin ısıtıldığında sıvı hâle geçtiği sıcaklığa erime; sıvıların sıvı halden katı hale geçtiği andaki sıcaklığa donma sıcaklığı denir

ü Katı ve sıvılar için ayırt edicidir.

Kaynama Noktası:

Isıtılan bir sıvının gaz fazına geçtiği sıcaklıktır.

 Kaynama sırasında sıvının buhar basıncı açık hava basıncına eşittir.

 Sıvılar ve gazlar için ayırt edici bir özelliktir, çünkü kaynama sıcaklığı yoğunlaşma sıcaklığına eşittir

– 1 atmosfer basınç altında -20°C sıcaklığa sahip bir buz parçasının ısıtılması olayının grafiği aşağıdadır.

– Grafiğin II. ve IV. bölgelerinde hâl değişimi sırasında sıcaklıkta değişiklik yoktur.

– I. III. ve V. bölgelerde sıcaklık artmaktadır. I. bölgede verilen ısı buzun ısınmasında, II. bölgede verilen ısı buzun erimesinde, III. bölgede verilen ısı suyun ısınmasında, IV. bölgede verilen ısı suyun buharlaşmasında, V. bölgede verilen ısı su buharının ısınmasında kullanılmaktadır.

Kaynama Sıcaklığına Etki Eden Faktörler :

a) Açık Hava Basıncı : Kaynama sıcaklığı atmosfer basıncıyla doğru orantılı olarak artar ya da azalır. Yükseklere çıkıldıkça dış basınç düştüğünden sıvıların kaynama sıcaklıkları da düşer.

b) Sıvının Cinsi : Kaynama sıcaklığı her sıvı için farklıdır. Örneğin saf su 100 0C de , C2H5OH 78 0C de kaynar.

c) Sıvının Saflığı: Saf sıvılar sabit basınç altında her zaman sabit bir sıcaklıkta kaynarlar. Fakat sıvıya, sıvıda çözünebilen bir katı eklendiği zaman kaynama sıcaklığı yükseldiği gibi, donma sıcaklığı da düşer.

Saf su 1 atm basınçta 100 0C de kaynadığı halde tuzlu su 100 0C nin üzerindeki bir sıcaklıkta kaynar ve kaynarken sıcaklık sabit kalmaz.

 Kaynama noktası buhar basıncıyla ters orantılı olup buhar basıncı yüksek olan sıvıların kaynama noktaları düşüktür. Alkolün kaynama noktası saf sudan düşük olup buharının yaptığı basınç saf sudan fazladır.

 Sıvının miktarı yada ısıtıcı kaynağın gücü kaynama sıcaklığını değiştirmez sadece sıvının kaynamaya başlaması için gerekli olan süreyi değiştirebilir.

 Buhar basıncı madde miktarına bağlı değildir. Sadece sıvının cinsine ve sıcaklığına bağlıdır.

Çözünürlük:

Doymuş çözeltideki 100 gram suda çözünmüş olan madde miktarı, o maddenin o sıcaklıktaki çözünürlüğüdür.

 Çözünürlük, çözücünün cinsine, çözünenin cinsine, sıcaklık, basınç ve ortak iyonun varlığına bağlıdır.

 Sıcaklığın değiştirilmesi maddelerin çözünürlüğünü değiştirir. Genellikle sıcaklığın artırılması ile katılarda çözünürlük artarken gazlarda azalır

 Katı-sıvı-gazlar için ortak ayırt edici bir özelliktir

Genleşme:

Genleşme, ısıtılan cisimlerin, boyunda, yüzeyinde veya hacmindeki değişmedir.

 Genleşme katı ve sıvılar için ayırt edici bir özelliktir. Her katı ve sıvının farklı bir genleşme katsayısı vardır.

 Aynı şartlarda eşit hacimdeki iki gaz örneği özdeş ısıtıcılarda aynı sürede ısıtıldıklarında hacimleri eşit miktarda artar. Bütün gazların genleşme katsayısı (hacimlerinin 1/273’ü oranında) aynıdır ve bu sebepten gazlar için ayırdedici bir özellik değildir.

Yandaki resimde sıcak su içerisindeki hava genleştiğinden balon şişerken, soğuk sudaki balonda değişiklik olmamaktadır.

Esneklik:

 Esneklik yalnız katılar için ayırt edici bir özelliktir.

 Sıvı ve gaz maddelerin esneme özellikleri yoktur

İletkenlik:

Üzerinden geçen elektrik akımına karşı maddelerin gösterdiği kolaylık iletkenliktir.

 Bir madde elektrik akımına karşı ne kadar az direnç gösterirse o kadar iyi iletkendir.

 Maddelerdeki elektrik akımı iletkenliği elektronların hareketi ve iyonların hareketi ile ilgilidir.

 Elementlerden metaller elektrik akımını iletir, ametaller iletmez.

 İyonik bağlı katı kristaller elektrik akımını iletmezler. Bunlar sıvı hâlde ve sulu çözelti hâlinde elektrik akımını iletirler.

Çözeltilerde elektrik

akımı iletkenliği

Işık yananlar iletir

Saf Su NaCL Çözeltisi HCL Çözeltisi Sekerli Su

MADDENİN SINIFLANDIRILMASI

Maddeler; saf maddeler ve karışımlar olmak üzere ikiye ayrılır.

Saf maddeler; elementler ve bileşiklerdir.

Karışımlar; homojen karışım ve heterojen karışım olmak üzere ikiye ayrılır

MADDE

SAF MADDELER

KARIŞIMLAR

ELEMENTLER

-Metal

-Ametal

-Soygaz

BİLEŞİKLER

– Asitler

– Bazlar

– Tuzlar

– Oksitler

HOMOJEN KARIŞIM

(Çözeltiler)

– İyonal Çözelti

– Moleküler Çözelti

HETEROJEN KARIŞIM

– Emülsiyon

– Süspansiyon

KARIŞIMLARIN AYRIŞTIRILMASI

Elektriklenme ile Ayrıştırma:

 Sürtünen bir kısım maddelerin elektriklenme özelliği vardır.

Meselâ, yün kazağı çıkarırken saç ve kazak arasında kıvılcım sesleri duyulur. Bu, yün kazağın elektriklendiğini belirtir.

 Elektriklenen maddeler hafif bazı maddeleri çekerler.

Kırmızı pul biber ve yemek tuzu karışımına elektrik yüklü ebonit çubuk yaklaştırıldığında çubuğun pul biberleri çektiği gözlenir. Pul biber yemek tuzundan bu metotla ayrıştırılmış olur.

Mıknatıslanma İle Ayrıştırma:

 Mıknatıs, ferromagnetik dediğimiz demir (Fe), kobalt (Co) ve nikeli (Ni ) çeker

Çivi, toplu iğne, makas, pense gibi maddelerin mıknatıs tarafından çekilir. Bu maddelerin yapısında demir vardır

Demir tozu–kükürt karışımı, demirin mıknatıstan etkilenme özelliğinden yararlanılarak ayrıştırılır.

Özkütle Farkı İle Ayrıştırma:

Öz kütleleri farklı iki katı karışım:

ü İki katının da çözünmediği bir sıvıya atılır.

Katıların öz kütleleri farklı olduğundan ve sıvıda çözünmediğinden sıvı içerisinde farklı bölgelerde toplanırlar.

Kum ve naftalin karışımının ayrılması:

Karışım suya atılır. Kumun yoğunluğu sudan fazla olduğundan dibe çöker, naftalinin yoğunluğu sudan az olduğundan suyun üst kısmında kalır. Üstteki naftalin alınır. Geriye su–kum karışımı kalır, su süzülür. Böylece kum naftalinden ayrıştırılmış olur.

Öz kütleleri farklı ve birbiri içerisinde çözünmeyen iki sıvı:

 Karışım ayırma hunisi yardımıyla ayrıştırılabilir.

Öz kütlesi büyük olan altta, küçük olan üstte bulunur.

Ayırma hunisi, alt kısmında musluk olan kılcal boruya sahip bir cam balondur.

Karbontetraklorür-Zeytin yağı–bakır sülfat karışımının ayrılması:

Karışım ayırma hunisine konur. Karışım, böyle bir kapta bir müddet dinlendirildiğinde karbontetraklorür en altta, zeytinyağı en üstte faz olarak bulunur. Musluk açılarak karbontetraklorür bitinceye kadar alttaki behere aktarılır. Daha sonra bakır sülfat alınır. Zeytinyağı, ayırma hunisinde kalır. Böylece zeytinyağı–karbontetra klorür – bakır sülfat karışımı ayrıştırılmış olur.

Çözünürlük Farkı İle Ayırma:

 Her maddenin sudaki çözünürlükleri farklıdır.

Kükürt–bakır sülfat karışımın ayrılması:

Kükürt–bakır sülfat karışımı suya atıldığında bakır sülfat çözünür, kükürt çözünmeden su üzerinde kalır. Çözelti süzgeç kâğıdından süzülürse kükürt ayrılır. Süzgeç kâğıdından geçen bakır sülfat çözeltisi ısıtılarak suyu buharlaştırılır ve bakır sülfat elde edilir. Böylece kükürt ve bakır sülfat ayrıştırılmış olur.

Yemek tuzu kum karışımın ayrılması:

Yemek tuzu ve kum suya atılıyor, yemektuzu çözünüyor, kum çözünmüyor. Karışım süzüldüğünde kum süzgeç kağıdında kalıyor, Daha sonra tuzlu su çözeltisinin suyu buharlaştırıldığında geriye tuz kalıyor.

Ayrımsal Kristallendirme:

 Karışımdaki maddelerin her ikisi de aynı sıvıda çözündüğü veya birinin çözünüp, diğerinin çözünmediği sıvı bulunmadığı durumda karışımdaki maddelerin çözünürlüklerinin sıcaklıkla değişiminden yararlanılır.

(Çözeltinin sıcaklığı değiştirilerek, ayrımsal kristallenme ile çözeltideki maddeler ayrı ayrı elde edilir)

Potasyum nitrat ve sezyum sülfattan oluşan karışımın ayrılması:

Sıcaklığın artırılmasıyla potasyum nitratın (KNO3) çözünürlüğü artarken, sezyum sülfatınki (Cs2SO48H2O) azalır. Karışım suya atılarak hepsinin çözünmesi sağlanır. Sıcaklık artırılırsa sezyum sülfat, azaltılırsa potasyum nitrat çöker. Daha sonra çökelti süzgeç kağıdından süzülerek ayrılır. Kalan çözeltinin suyu buharlaştırılır.

Hâl Değiştirme Sıcaklıkları Farkı ile Ayrıştırma:

 Hâl değiştirme sıcaklığından yararlanarak erime noktası farklı olan katı–katı karışımları, kaynama noktası farklı sıvı–sıvı karışımları ve yoğunlaşma noktaları farklı gaz–gaz karışımları birbirinden ayrılabilir.

Demir ve kurşundan oluşan bir karışımın ayrılması:

Demirin erime noktası 1540°C ve kurşunun erime noktası 327,5°C’dir. Karışım bir potada ısıtıldığında erime noktası düşük olan kurşun önce erir. Sıvı hâle geçen kurşun süzülerek demirden ayrılır.

-Aşağıda demir-lehim karışımının erime noktası sıcaklıkları farkı ile ayrılmasının resimleri görülmektedir.

Ayrımsal Damıtma:

 İyi karışan sıvıların karışımları (çözelti) kaynama noktaları farkından yararlanılarak ayrıştırılır.

Karışım ısıtılır ve kaynama noktası düşük olan sıvı karışımdan ayrılır ve erlen mayer da yoğunlaştırılır.

Su–alkol karışımının ayrılması:

Suyun kaynama noktasının 100°C ve alkolün kaynama noktasının 78°C dir Karışım bir behere konarak ayrımsal damıtma düzeneğinde ısıtılır.Kaynama noktası düşük olan alkol 78°C’de kaynayarak karışımdan uzaklaşır. Buharlaşan alkol erlen mayerde yoğunlaştırılır.