temel kimya dersikisi.deu.edu.tr/lcavas/madde_ve_olcme_hafta_1.pdfmatter and measurement...

MatterAnd

Measurement

Temel Kimya Dersi

Doç.Dr.Levent ÇAVAŞ

Dokuz Eylül Üniversitesi

Fen Fakültesi

Kimya Bölümü, İZMİR

MatterAnd

Measurement

Levent ÇAVAŞ, Kim? Nerde? Nasıl?

Doç.Dr.Levent ÇAVAŞDokuz Eylül Üniversitesi

Fen Fakültesi Kimya Bölümü,

Biyokimya Anabilim DalıA Blok 320 nolu Tel Cep: 0 506 5047380

Tel Ofis: 301 8701

Email: [email protected]: http://people.deu.edu.tr/lcavas

MatterAnd

Measurement

Chemistry, The Central Science, 10th editionTheodore L. Brown; H. Eugene LeMay, Jr.;

and Bruce E. Bursten



Kaynaklar

Chemistry, A Molecular Approach, 1st edition,Nivaldo J. Tro

Pearson International Edition

Chemistry, A Molecular Approach, 1st edition,Nivaldo J. Tro

Pearson International Edition

Modern Üniversite Kimyası, C.E. Mortimer, Dördüncü baskı, Çağlayan Kitabevi, Beyoğlu-

İstanbul

Modern Üniversite Kimyası, C.E. Mortimer, Dördüncü baskı, Çağlayan Kitabevi, Beyoğlu-

İstanbul

MatterAnd

Measurement

Madde ve Ölçme



MatterAnd

Measurement

Kimya:

Maddeleri ve maddelerin dönüşümünüinceler.

MatterAnd

Measurement

Bilimsel Yöntem:

Problemleri çözmek için sistematik bir yaklaşımdır.

MatterAnd

Measurement

Madde:

Kütleye sahip olan ve uzayda yer kaplayan her şeydir.

MatterAnd

Measurement

Madde

• Atomlar maddenin yapı taşlarıdır.

MatterAnd

Measurement

Madde

• Atomlar maddenin yapı taşlarıdır.• Her element aynı tür atomdan meydana gelir.

MatterAnd

Measurement

Madde

• Atomlar maddenin yapı taşlarıdır.• Her element aynı tür atomdan meydana gelir.• Bir bileşik iki veya daha fazla elementten oluşur.

MatterAnd

Measurement

Maddenin Halleri

MatterAnd

Measurement

Maddelerin Sınıflandırılması

MatterAnd

Measurement

Karışımlar ve Bileşikler

MatterAnd

Measurement

Maddenin Özellikleri ve Maddedeki Değişimler

MatterAnd

Measurement

Maddenin Özellikleri

• Fiziksel Özellikler:□ Bir maddeyi diğer bir maddeye

dönüştürmeden gözlemlenebilirler.• Kaynama noktası, yoğunluk, kütle, hacim, vb.

• Kimyasal Özellikler:□ Sadece bir maddenin diğer bir maddeye

dönüştüğü durumlarda gözlemlenebilir.• Alevlenebiirlik, korozivite, asitle reaktivite, vb.

MatterAnd

Measurement

• Şiddet Özellikleri:□ Madde miktarından bağımsızdırlar.

• Yoğunluk, kaynama noktası, renk, vb.

• Kapasite Özellikleri:□ Madde miktarına bağlıdırlar.

• Kütle, hacim, enerji, vb.

Maddenin Özellikleri

MatterAnd

Measurement

Maddedeki Değişimler

• Fiziksel Değişimler:□ Maddenin bileşimini değiştirmeyen

değişimlerdir.• Hal değişimleri, sıcaklık, hacim, vb.

• Kimyasal Değişimler:□ Yeni maddelerin oluşmasına yol açan

değişimlerdir.• Yanma, yükseltgenme, bozunma, vb.

MatterAnd

Measurement

Kimyasal Reaksiyonlar

Bir kimyasal reaksiyon esnasında, tepkimeye giren maddeler yeni maddelere dönüşürler.

MatterAnd

Measurement

Bileşikler

Bileşikler elementlerine ayrışabilirler.

MatterAnd

Measurement

Karışımların Ayrılması

MatterAnd

Measurement

Destilasyon:

Homojen karışımlarıkaynama noktasıfarkına göre ayırır.

MatterAnd

Measurement

Destilasyon

MatterAnd

Measurement

Filtrasyon:

Katı maddeleri sıvılardan ve çözeltilerden ayırır.

MatterAnd

Measurement

Kromatografi:Maddeleri bir çözücüdeki çözünme farklarına göre ayırır.

MatterAnd

Measurement

Ölçüm Birimleri

MatterAnd

Measurement

SI Birimleri

• Système International d’Unités• Her bir miktar için farklı bir temel birim kullanır.

MatterAnd

Measurement

Metrik Sistem

Önekler temel birimleri ölçülen niceliğe uygun olarak dönüştürürler.

MatterAnd

Measurement

Hacim

• Hacim için en yaygın kullanılan metrik birimler Litre (L) ve mililitre (mL)’dir.□ Bir litre her kenarı 1 dm

uzunluğundaki bir küpün hacmidir.

□ Bir mililitre her kenarı 1 cm uzunluğundaki bir küpün hacmidir.

MatterAnd

Measurement

Ölçümlerdeki Belirsizlikler

Farklı ölçüm aletleri farklı kullanımlara ve farklı doğruluk derecelerine sahiptirler.

MatterAnd

Measurement

Sıcaklık:

Bir örnekteki taneciklerin ortalama kinetik enerjilerinin bir ölçüsüdür.

MatterAnd

Measurement

Sıcaklık• Bilimsel ölçümlerde

genellikle Celsius andKelvin ölçekleri kullanılır.

• Celsius ölçeği suyun özelliklerine bağlıdır.□ 0C, suyun donma

noktasıdır.□ 100C, suyun kaynama

noktasıdır.

MatterAnd

Measurement

Sıcaklık

• Kelvin sıcaklığın SI birim sistemindeki karşılığıdır.

• Gazların özelliklerine dayanır.

• Negatif Kelvin ölçeği yoktur.

• K = C + 273.15

MatterAnd

Measurement

Sıcaklık

• Fahrenheit ölçeği bilimsel ölçümlerde kullanılmaz.

• F = 9/5(C) + 32• C = 5/9(F − 32)

MatterAnd

Measurement

Yoğunluk:

Bir maddenin fiizksel özelliğidir

d= mV

MatterAnd

Measurement

Ölçümlerdeki Belirsizlik

MatterAnd

Measurement

Anlamlı Rakamlar

• Anlamlı rakamlar terimi ölçülen sayıbasamağına karşılık gelir.

• Hesaplanan sayılar yuvarlanırken, anlamlı rakamlara dikkat ederiz böylece cevabımızın doğruluğunu değiştirmeyiz.

MatterAnd

Measurement

Anlamlı Rakamlar

1. Sıfır dışındaki tüm rakamlar anlamlıdır.2. İki anlamlı rakam arasındaki sıfırlar da

anlamlıdır.3. Bir sayının başındaki sıfırlar hiçbir

zaman için anlamlı değildirler.4. Bir sayının sonundaki sıfırlar eğer

ondalık ayıracından sonra yazılmışsa anlamlıdırlar.

MatterAnd

Measurement

Anlamlı Rakamlar

• Toplama veya çıkarma yapıldığında cevaplar ondalık kısmı en az anlamlıolan sayıya göre belirtilir.

• Çarpma veya bölme yapıldığında cevaplar hesaplamada yer alan en az anlamlı rakama sahip sayıya göre düzenlenir.

MatterAnd

Measurement

Doğruluk ve Kesinlik

• Doğruluk bir ölçümün gerçek değere olan yakınlığıdır.

• Kesinlik çok sayıda ölçümün birbirine yakınlığıdır.

MatterAnd

Measurement

Anlamlı RakamlarHer ölçüm bir dereceye kadar belirsizlik taşır. Örneğin bir cismin kütlesini ölçmek istediğimizi düşünelim.

Eğer bir kefeli terazi kullanırsak cismin kütlesini 0.1 g duyarlılıkla tartabiliriz. Halbuki bir analitik terazi 0.0001 grama kadar duyarlıdır.

Ölçümün tam olması veya duyarlılık derecesi, ölçüaletinin özelliklerine ve bu aleti kullananın becerisine bağlıdır. Bir ölçümün duyarlılığı bunu ifade eden rakamların sayısı ile belirlenir.

MatterAnd

Measurement

Anlamlı Rakamlar

• Doğru bir şekilde yapılan bir ölçümü ifade etmek için kullanılan rakamlara anlamlırakamlar denir. Anlamlı rakamlar, kesinlikle bilinen rakamlarla birlikte tahmin edilen bir rakam daha içerir.

• Örneğin, kefeli bir terazi ile bir cismin ağırlığı12.3 g olarak saptanmış olsun. Cismin gerçek kütlesinin bundan biraz az veya çok değil de tam olarak 12.3 g olması olasılığı çok küçüktür.

MatterAnd

Measurement

Anlamlı RakamlarBu ölçümde ilk iki rakamı (1 ve 2) kesin olarak biliyoruz demektir; aynı zamanda cismin kütlesinin 1,2 g’dan fazla olduğu da bellidir. Fakat üçüncü rakam (3) bir miktar belirsizlik taşır.

Bize en fazla ifade ettiği şey gerçek kütlenin 12.2 veya 12.4 g’a değil de 12.3 g’a daha yakın olduğudur. Örneğin eğer cismin gerçek kütlesi 12.28 g veya 12.33 g ise her iki durumda da kütlenin 12.3 g olarak kabul edilmesi, kütleyi üç anlamlı rakama kadar doğrulukla belirtir.

MatterAnd

Measurement

Anlamlı Rakamlar

• Eğer bu örneğimizde ölçüm değerine bir sıfır ilave edersek kütleyi dört anlamlı rakam ile belirtmiş oluruz ki bu da yanıltıcıdır. Çünkü bu değer gerçek kütlenin 12.29 ile 12.31 g arasında olduğunu ifade eder.

• Halbuki kütleyi 0.1 g duyarlılıkla ölçmüş olduğumuz için virgülden sonraki ikinci basamakta bulunan rakam hakkında hiçbir bilgimiz yoktur. Yukarıda 3’ten sonra yazılan sıfır, virgülden sonra ikinci basamağın bilinmediğini veya saptanmamış olduğunu ifade etmez.

MatterAnd

Measurement

Anlamlı RakamlarÇünkü onun da diğer rakamlar gibi değerlendirilmesi gerekir (Bununla birlikte aşağıda 1. kurala bakınız). Yukarıda yaptığımız ölçümdeki belirsizlik 3 rakamında olduğu için son anlamlı rakam budur.

Bir ölçümde yazılması gereken anlamlı rakamların sayısıaşağıdaki kurallarla belirlenir.

MatterAnd

Measurement

Anlamlı Rakamlar

• Bir ondalık sayıda virgülün yerini belirtmek için kullanılan sıfırlar anlamlı değildir. Diyelim ki iki nokta arasındaki uzaklık 3 cm olarak ölçülmüştür. 1 cm 0.01 m’ye eşit olduğundan, bu ölçüm 0.03 m olarak da yazılabilirdi.

3 cm = 0.03 m• Görüldüğü gibi her iki değerde de sadece

virgülün yerini belirtmek için kullanıldığından anlamlı değildir. Şu halde bir ölçümün duyarlılığı birimleri değiştirmekle arttırılamaz.

MatterAnd

Measurement

Anlamlı Rakamlar

Diğer tarafta ölçülen değerin bir parçası olan sıfırlar anlamlıdır. Örneğin, 0.0005030 sayısında dört anlamlırakam vardır. 5’ten sonraki sıfırlar anlamlıdır, fakat 5 ten önce gelen sıfırlar anlamlı değildir.

Çünkü bunlar sadece virgülün yerini belirtmek için kullanılmışlardır. Bazen 600 sayısında olduğu gibi sıfırlar içeren bir sayı içindeki anlamlı rakamları saymak zordur.

MatterAnd

Measurement

Anlamlı Rakamlar• Buradaki sıfırlar anlamlı mıdır yoksa sadece virgülün

yerini belirtmek için mi konmuştur? Bu tür sorunlar bilimsel notasyon kullanılarak ortadan kaldırılabilir.

• Virgülün yeri 10’un kuvvetleri kullanılarak belirlenir; terimin ilk bölümü sadece anlamlı rakamları gösterir, böylece 600 sayısı ölçümün ne kadar duyarlılıkla yapıldığına bağlı olarak aşağıdaki yazılışlardan biriyle ifade edilebilir.

6.00 x 102 (üç anlamlı rakam)6.0 x 102 (iki anlamlı rakam)6 x 102 (bir anlamlı rakam)

MatterAnd

Measurement

Anlamlı Rakamlar2. Terim tanımlarından ortaya çıkan bazı değerler ise

tamdır. Örneğin, 1 litre tam 1000 mL’ye eşit olarak tanımlanmıştır. 1000 sayısında virgülden sonra sonsuz sayıda anlamlı rakam (sıfır) bulunduğu düşünülebilir.

Sayılarak elde edilen değerler de tam olabilir. Örneğin, H2 molekülünde tam 2 atom vardr. 2.1 veya 2.3 atom yoktur. Tam olmayan bazı sayımlar da vardır; örneğin dünyanın nüfusu gerçek bir sayımdan elde edilmiş olmayıp bir tahminden ibarettir.

MatterAnd

Measurement

Anlamlı Rakamlar

3. Zaman zaman bir işlemin sonucu anlamlırakamlardan daha çok rakam içerir. Böyle bir değeri yuvarlayıp bulunması gereken anlamlı rakam sayısını elde etmek için aşağıdaki kurallar uygulanmaktadır.

a. Kalması istenen son rakamdan sonra gelen rakam 5 ten küçük ise son rakam olduğu gibi bırakılarak takip eden rakamlar atılır. Örneğin, 3.6247 sayısının 3 anlamlırakamla yazılışı 3.62 dir.

MatterAnd

Measurement

Anlamlı Rakamlarb. Kalması istenen son rakamdan sonra gelen rakam 5 veya 5

ten büyük ise son rakam 1 artırılarak onu takip eden rakamlar atılır.

Örneğin, 7.5647 sayısının 4 anlamlı rakamla yazılışı 7.565, 6.2501 sayısının iki anlamlı rakamla yazılışı ise 6.3 tür.

MatterAnd

Measurement

Anlamlı Rakamlar

c. Kalması istenen son rakamdan sonra gelen rakam 5 ise ve onu sıfırlar izliyorsa, son rakam tek bir sayı olduğu takdirde 1 artırılarak 5 atılır; son rakam çift ise olduğu gibi bırakılıp 5 atılır.

Örneğin, 3.250 sayısının 2 anlamla rakamla yazılışı 3.2; 7.635 ve 8.105 sayılarının 3er anlamlı rakamla yazılışları 7.64 ve 8.10 dur. Böyle durumlarda yuvarlanan sayı daima çifttir. Sıfır da bir çift sayı olarak kabul edilir.

MatterAnd

Measurement

Anlamlı RakamlarBir işlem sonucunun içerdiği anlamlı rakamların sayısı işlemde kullanılan değerlerin içerdiği anlamlı rakamların sayısına bağlıdır.

Şu problemi ele alalım: Kütlesi 52.2 g olan bir kaba 2.38 g tuz konduğunda kap+tuzun kütlesi ne olur?

Basit bir toplama ile bu değerin 54.58 olduğu bulunur. Fakat ikisinin birlikte kütlesini sadece birininkinden daha hassas olarak bilemeyeceğimiz için toplamın en yakın 0.1 g’a yuvarlanmasıgerekir ki, bu da 54.6 g’dır.

MatterAnd

Measurement

Yukarıdaki toplama işleminin sonucu 199.1 dir. Çünkü 5.6 sayısı virgülden sonra sadece bir rakam içerir.

161.032

5.6

32.4524

199.0844

4. Bir toplama veya çıkarma işleminin sonucu, bu işlemlerde yer alan sayılardan en az ondalık basamak içereni kadar ondalık basamak içermelidir.

MatterAnd

Measurement

Anlamlı Rakamlar• Bir çarpma veya bölme işleminin sonucu,

işlemlerde yer alan sayılaran daha az anlamlırakam içereni kadar anlamlı rakam içermelidir. Örneğin, aşağıdaki çarpmanın sonucu 36 olarak bildirilmelidir. Çünkü işlemdeki en az duyarlı terim 0.24 tür ve bu da iki anlamlırakam içerir.

152.06 x 0.24 = 36.4944

MatterAnd

Measurement

Çok adımlı işlemlerde kullanılacak değerler, işlemler yapılmadan önce yuvarlanmalıdır. Fazla anlamlı rakam içeren sayılar sonuçta bulunması gereken anlamlı rakam sayısından bir fazla anlamlı rakam içerecek şekilde yuvalanır.

Örneğin, aşağıdaki işlemin sonucu sadece iki anlamlı rakam içermelidir. Çünkü 56 sayısında iki anlamlı rakam vardır.

1.267 . 4.35317856

MatterAnd

Measurement

Anlamlı Rakamlar

Bu nedenle yukarıdaki değerler üç anlamlı rakama yuvarlanmalı, işlemin cevabı ise iki anlamlı rakamla ifade edilmelidir.

1.27 . = 0.0994.3556

temel kimya dersikisi.deu.edu.tr/lcavas/madde_ve_olcme_hafta_1.pdfmatter and measurement...

Documents