MAKALELER / MADDELERİN AYRIŞMASI
MADDENİN TANIMI
Uzayda yer kaplayan varlıklara madde denir.Her gün yediğimiz bıçak,çatal ve kaşığın tamamı veya bir kısmı çeliktendir.Farklı nesneler olmakla birlikte,aynı çeşit çelikten yapılmışlardır.Burada sözü edilen çelik,bir madde çeşididir.Madde cisimlerin yapıldığı şeylerdir.Bir maddeden çok sayıda değişik şeyler yapılabilir.Ayrıca bazı cisimler de birçok maddeden oluşabilir.Maddeler üç grupta toplanırlar.Katı maddeler birinci grubu oluşturur.Bunların değişik boyutları vardır.Serttirler ve şekilleri kolayca değiştirilemez.İkinci grup ise sıvılardır.Bunların belirli bir şekilleri yoktur.İçine konuldukları kabın şeklini alırlar.Üçüncü grup ise gazlardır.Bunlar her şekle girebilir.Belli boyutlara sığabilir
Maddeler doğada genellikle karışım halinde bulunur.Başkaca maddelerden arıtılmış katışıksız maddelere saf madde,iki yada daha fazla maddenin karıştırılmasıyla oluşan katışığa karışım denir.
Karışım halindeki maddeler,karışımı oluşturan bileşenlerin karışım içindeki dağılımına göre homojen ya da heterojen karışımlar olarak ikiye ayrılır.Karışımı oluşturan bileşenlerin dağılımı her noktasında aynı ise homojen karışım denir.Bunlara çözeltide denir.Karışımın her noktasında madde dağılımı farklı ise heterojen karışım denir.
MADDELER
Hava,su,demir,alüminyum,hidrojen,oksijen,su,cıva,etil alkol,
Şeker,tuz,aspirin,çelik,süt,ayran,su-kum karışımı,tuzlu su
KARIŞIMLARI AYIRMA YÖNTEMLERİ
Akşam yemeğinde evde misafir var.İşler sıkıştı.Evin hanımı bu kez önünüze pirinci koyuyor ayıklamak için.Yapılacak şey basittir.Önce pirinç taneleriyle pirinç olmayanları(genellikle hepsi taştır,kısaca taş diyelim) ayırt etmek,sonra pirinç tanelerini bir tarafa,taş tanelerini diğer tarafa toplamak;yani,pirinç ile taş tanelerini ayırmak.Bu ayırma işleminde pirinç tanelerinin renk ve şekilleriyle,taş parçalarının renk ve şekillerinin farklı olmasından yararlanırız.
Karışık olarak bulunan çeşitli maddeleri ayırmak için uygulanacak değişik işlemlerde de yukarıdaki örnekte olduğu gibi,bazı ayırt edici özelliklerinin farklı olmasından yararlanılır.Şekil maddenin kalıcı özelliklerinden değildir.Çok özel durumlar dışında,ayırma işleminde yararlanılmaz.Renk ve tat içinde aynı şey geçerlidir.
1.2.1.KATI-KATI KARIŞIMLARI
a)öz kütlelerinin farklı olmasından
b)çözünürlüklerinin farklı olmasından
c)erime noktalarının farklı olmasından
d)mıknatıslanma özelliklerinin farklı olmasından
A)ÖZ KÜTLE FARKI:Bir tatil günü.Çayınızı demlediniz.Güzel bir bardak çayı keyifle içmek amacıyla demlikten çayı boşalttınız.Ancak süzgeç kullanmayı unuttunuz.Demliğin ucunda kirpi denen alette yok.Gözleminiz nedir?Çayın üzerinde çay saplarının,dibinde yapraklarının toplandığını göreceksiniz.Oysa bunlar paketin içinde karışık halde bulunuyorlardı.Amacımız bu olmadığı halde,sonuçta çay sapları ile yapraklarını birbirinden ayırmış olduk.
Çay sapları çayın üzerinde yüzer;çünkü öz kütlesi suyunkinden küçüktür.Yapraklar dipte toplanır;çünkü öz kütlesi suyunkinden büyüktür.Bu örnek bize,karışık halde bulunan öz kütleleri farklı iki katıyı ayırmak için kullanılabilecek bir yöntemin ana hatlarını sunuyor.Bu amaçla uygun bir sıvı seçilir.
Bu sıvı ayıracağımız katıları çözmemelidir.
Öz kütlesi,ayıracağımız katıların öz kütlelerinin birinden büyük,diğerinden küçük olmalıdır.
Ayıracağımız karışımı sıvının içine attığımızda
şekildeki durumla karşılaşırız.Çayı demliğe geri boşal
tıp,mutfaktan süzgeci getirip yeniden doldurmaya üş-
eniyorsanız ve çay saplarının ağzına gelmesinden de
hoşlanmıyorsanız ne yaparsınız,aynı şekilde devam
edilir işleme.Yani üstte toplanan 1 numaralı madde
kaşıkla toplanır.2 numaralı maddeyi ayırmak için tembellikten vazgeçip süzgeci getirmek durumundasınız.
B)ÇÖZÜNÜRLÜK FARKI:Ailenizle birlikte ıssız bir koyda çadır kurdunuz.En yakın yerleşim merkezinden onlarca kilometre uzakta,sakin bir tatil geçirmeyi amaçlıyorsunuz.
Küçük yeğeniniz ,siz yerleşmekle meşgul iken size yardımcı olmak amacıyla,tuz ve karabiberin bulunduğu kapların kapağını açıp,bir güzel karıştırıyor.Ne yaparsınız?
Böyle bir olayın gerçekleşme olasılığı son derece küçüktür.Ama diyelim ki gerçekleşti.Telaşlanmayın.Bir kaba biraz su koyun.Karışımı suya dökün ve biraz karıştırın.Sonra bir tülbentten süzün.Tülbenttin üzerinde kalan karabiberleri kurutun.Tuzlu suyu ocağın üzerine koyup,suyu buharlaştırın.Ayırdığınız tuz ve karabiberi,yardımsever yeğeninizin ulaşamayacağı bir yere koymayı da ihmal etmeyin.
Karışık halde bulunan katı maddeler en çok,bir sıvıdaki çözünürlüklerinin farklı olmasından yararlanarak ayrılır.Yalnız sıvı her zaman uygun sıvı olamayabilir.Bu durumda katıların birini çözen diğerini çözmeyen bir başka sıvı kullanılır.Bir de laboratuar da süzme yapmak için tülbent kullanılmaz.Onun yerine, bu amaçla hazırlanmış süzgeç kağıtları kullanılır.
Çözünürlüğe yine ak ve karalar olarak yaklaştık ve bir sıvıda çözünen madde ile çözünmeyeni ayırmaya çalıştık.Oysa bir sıvıda bir maddenin çözünürlüğünün sınırlı olduğunu ve iyi çözünür dediğimiz maddelerin çözünürlüklerinin de,ölçtüğümüzde birbirinden farklı olduğunu söylemiştik.Bir sıvıda iyi çözünen iki maddeyi,çözünürlükleri arasında ki bu farktan ve çözünürlüklerinin sıcaklıkla değişimlerinin farklı olmasından yararlanarak ayırmak mümkündür.Buna ‘ayrımsal kristallendirme’ denir.
C)ERİME NOKTASI FARKI:Tuz ve karabiber sorununu çözdükten sonra tatiliniz sakin bir biçimde sürüyor.Siz bir yandan sürdürdüğünüz,parafinden dekoratif mum yapma uğraşına girişiyorsunuz.Sevgili yeğeninizin de yardımsever damarı kabarıyor.Sahildeki incecik pırıl,pırıl kumların,mumlarınızın güzelliğine katkıda bulunacağını düşünüyor.Kovası da kumla dolu zaten.Sizin kısa bir süre için malzemenin yanından ayrılmanızın fırsat biliyor.Kumu parafinin üstüne boca ediyor ve gücünün yettiği kadar da karıştırıyor.Bu sefer dayağı hak etti galiba!
Yeğeninizi dövemezseniz,hırsınızı parafinden çıkarmayın.Karışımı ocağın üzerine koyun,parafin kolayca eriyecektir.Daha önce kullandığınız tülbent yine işe yarayacaktır.Erimiş parafin ile kum karışımını süzerek ayırın ve gönül rahatlığıyla işinize devam edin.
Erime noktası farkı,iki katıyı ayırmak için oldukça ender ve özel durumlarda kullanılır.İki katının erime noktaları epeyce farklı olmalıdır.Ayrıca önce eriyen,sıvı hale geçtikten sonra diğer katıyı çözmemelidir.Bu koşullara uyan(katı+katı)karışımı ,ısıtılarak(sıvı+katı)karışımını çevrilir ve süzerek birbirinden ayrılır.
D)MIKNATISLANMA FARKI:Bu sefer işe yeğeninizi karıştırmayalım ve altın işleyen bir atölye de,her nasılsa altın tozlarının içine demir tozlarının karıştığını düşünelim.İçinde demir bulunan altın pek işe yaramaz.Demir tozlarını karışımdan ayırmak için ne yapmak gerekir?Demir deyince aklınıza hemen mıknatısın geleceğini biliyorsunuz.Başlığımızda yeterli çağrışımı yapıyor zaten.
Demir,nikel,kobalt gibi mıknatıslanma özelliğine sahip bir metal,bir başka katıyla karışmışsa,bunları ayırmak için izlenecek en kolay yol bir mıknatıs bulmaktır.
Demir ve kobalt gibi her ikisi de mıknatıslanan yada bakır ve çinko gibi her ikisi de mıknatıslanmayan iki maddeyi bu yolla ayıramayacağımız açıktır.
Nitelik olarak mıknatıslanmaya benzeyen bir başka özelliği,elektriklenmeyi de bu başlık altında kısaca söz edelim.Çok küçük kağıt parçaları,başka şeylerle karışmışsa,sizinde yapacağınız başka işiniz yoksa,saçınızı tarayıp,tarağı karışıma yaklaştırın.Kağıt parçalarının en küçüğünü bile ayırmayı becerirsiniz.
1.2.2.SIVI-SIVI KARIŞIMLARI
A)İki sıvı karışmıyor:Bu durumda bir bardakta bulunan su-zeytinyağı gibi bir örnekle karşı karşıyız.Ne yaparsınız?Mutfakta,dikkatli bir şekilde,üstte bulunan zeytinyağını aktarma yoluyla bir başka kaba almayı deneyebilirsiniz.Ya da bir damlalıkla,yine üstteki zeytin yağını toplayabilirsiniz.Ancak tam ayırma yapmazsınız.
Altta toplanan sıvı önce alınabilir mi?Evde değil ama laboratuarda evet.Ayırma hunisi denilen camdan yapılmış aygıtlar vardır.Ayırmak istediğimiz karışımı bu aygıta koyarsınız.Biraz bekleyince iki sıvı birbirinden tamamen ayrılıp,altlı üstlü yerleşirler aygıtın içinde.Alttaki boyunda bulunan musluğu açıp,dikkatli bir şekilde öz kütlesi büyük sıvıyı alttan bir kabın içine alırsınız.İki sıvının sınırı musluğa geldiğinde de musluğu kapatırsınız olur biter.
B)İki sıvı karışıyor:Kimyaya aşırı düşkünlüğünüz,evde küçükte olsa bir laboratuar kurmak sonucunu yaratmamışsa,birbiriyle karışan iki sıvıyı ayırmak için,mutfakta yapabileceğiniz hiçbir şey yoktur.
İki sıvı karışıyor ise öz kütle farkı önemini tamamen yitirir.Şimdi iki sıvıyı ayırmak için başka bir ayırt edici özellikten yararlanırız.Bu özellik kaynama noktası farkıdır.Birbiriyle karışan sıvıların kaynama noktaları farkından yararlanarak ayırmak amacıyla yapılan işleme ayrımsal damıtma denir.
Damıtma da maddeyi yine sıvı halden gaz haline geçirirsiniz;yani buharlaştırırsınız.Ancak bu kez işlemi açık kapta değil,buharı bir başka bölmeye gönderip,orada yeniden yoğunlaştırmamıza olanak sağlayacak şekilde tasarlanmış bir aygıtta gerçekleştirirsiniz.Böylece maddeyi sıvı halde yeniden elde edebilirsiniz.Doğadaki en temel damıtma olayı yağmur yağmasıdır.
Damıtma işlemi birkaç sıvıyı birbirinden ayırmak amacıyla yapıldığında ayrımsal damıtma adını alır ve daha karmaşık düzeneklerin kurulması gerekir.Petrol rafinelerinde benzin,gaz yağı,motorin vb. bu işlem sonucunda elde edilir.
Ayrımsal damıtma da,önce kaynama noktası en düşük olan sıvı kaynar.Bunun buharları,karışımda bulunan diğer sıvıların buharlarından ayrılır.Bir başka bölmeye gönderilip soğutulur ve bu madde sıvı halde ele geçer.Diğer sıvıların buharları ise,ısıttığımız kaba geri döner.Sonara kaynama noktası ilkinden yüksek,diğerlerinden düşük sıvı kaynamaya başlar.İşlem böylece sürer.
1.2.3.SIVI-KATI KARIŞIMLARI
A)Sıvı katıyı çözmüyorsa:Ya sıvının öz kütlesi daha büyüktür,yada katının.Birinci durumda katı,sıvının üzerinde toplanır.Ya katıyı kaşıkla toplarsınız yada süzerek ayırırsınız.İkinci durumda katı,sıvının dibinde toplanır.Ya aktarırsınız yada süzersiniz.Her iki durumda da süzme daha iyi bir ayırma yapmanızı sağlayacaktır.
B)Sıvı katıyı çözüyorsa:Sıvıya verdiğiniz öneme göre ya buharlaştırma ya da damıtma işlemi uygularsınız.Örneğin sıvınız su ise,doğa zaten sizin için damıtmaktadır.Buharlaştırma işlemi uygundur.Ama sıvınız değerli bir madde ise,bu durumda onu damıtıp,yeniden elde etmek daha akıllıca bir iş olacaktır.Sıvının buharları kötü kokulu yada zehirli ise,yine damıtma işlemi daha uygun olacaktır.
1.2.4.GAZ-GAZ KARIŞIMLARI
Gazlardan oluşan bir karışımı ayırmak için uygulanacak en temel yöntemde karışım bütün gazların yoğunlaşacağı,yani sıvı hale geçeceği sıcaklığa kadar soğutulur.Şimdi elimizde sıvı-sıvı karışımı vardır.Bu karışım,ayrımsal damıtma işlemi ile kendini oluşturan gazlara ayrılır.Ancak ayrımsal damıtmanın yukarıda anlatılan biçimden farklı olarak,elde edilen gazları soğutarak yeniden sıvılaştırmaya çalışmalıyız.Hava,bir gaz-gaz karışımıdır.Azot,oksijen,argon gibi gazlar bu karışımdan yukarıda özetlenen işlemle elde edilirler.
Karışık halde bulunan maddeleri birbirinden ayırmak amacıyla uygulanabilecek,başka pek çok işlem vardır.Örneğin,çeşitli gazların yayılma hızları birbirinden farklıdır.Bu farka dayalı ayırma yöntemleri de vardır.
BİLEŞİKLERİN AYRIŞMASI
Saf maddeleri bileşikler ve elementler olmak üzere ikiye ayırmıştık.Çeşitli yöntemlerle ayrıştırılmaya çalışıldığında değişik özellik gösteren hiçbir yabancı maddeye ayrılmayan saf maddelere element denir.Birden çok element yada maddenin kimyasal bir tepkime sonucu belirli oranlarda birleşerek oluşturdukları yeni özellikteki maddeye bileşik denir.
Karışımlardan ayrı olarak bileşikleri bileşenlerine ayırmak,ayırt edici özelliklerin yanında daha başka kimyasal teknikleri ve daha fazla bilgiyi gerektirir.
A)ISI ENERJİSİYLE AYRIŞMA:Günlük yaşantımızda sıkça karşılaştığımız bileşiklerin bir kısmı,ısı etkisiyle bileşenlerine ayrışabilir.Örneğin;turuncu renkli cıva oksit ısıtıldığında,metalik parlaklıkta bir sıvı olan cıva ile bir gaz olan oksijen elementine ayrışır.Bu iki bileşenin özellikleri cıva oksidin özelliklerinden bir hayli farklıdır
B)ELEKTRİK ENERJİSİYLE AYRIŞMA(ELEKTROLİZ):Isı etkisiyle
ayrıştırılamayan pek çok bileşik elektroliz enerjisiyle ayrıştırılabilir.Bu işleme elektroliz denir.Elektrolizde,ayrıştırılacak maddenin bulunduğu sıvıya daldırılan iki metal çubuk aracılığı ile sıvıya elektrik akımı uygulanır.İçinde ayrıştırılacak maddenin iyonlarının bulunduğu sıvıya elektrolit,metal çubuklara ise elektrot denir.Elektroliz işleminde,güç kaynağının negatif(-) ucuna bağlanan elektrot katot,pozitif(+) ucuna bağlanan elektrot anot şeklinde adlandırılır.Elektroliz sonucunda elde edilen maddeler elektrotlarda ayrı, ayrı açığa çıkar.
HAMMADDELER ANSİKLOPEDİSİ
