Prof. d-r Slobotka Aleksovska Sekiz yÕllÕk ilkö÷retimde VIII`ci

Prof. d-r Slobotka
Aleksovska
KMYA
Sekiz yllk ilköretimde
VIII’ci snar için
Düzenleyen:
Prof. D-r Blagoya Yordanoski
“ Aya Kiril ve Metodiy” Üniversitesi Matematik Fakültesi,
Kimya Enstütüsünde profösör
Arif Recepi
Üsküp “ 25 Mays “ ÖO’unda
kimya ve zik öretmeni
Lilyana Antonovska
Üsküp “ Lyuben Lape “ ÖO
Bioloji-kimya profesörü
Lektör:
Stanka Damyanovska
Makedonca’dan Türkçe’ye çeviri:
Ayca Selman
Dil redaksiyonu:
Dr. Fatima Hocin
Lektör:
Feyhan Ruid
Bilgisayar tasarm:
Yazar
Düzelten:
Yazar
Yaync:
Makedonya Cumhuriyeti Eitim ve bilim bakanl
Bask:
Üsküp Dooel Grak merkezi
Tiraj:
700
Makedonya Cumhuriyeti Eitim ve bilim bakanl’nn 21.04.2010 tarihli 22-2315/1
sayl kararyla bu ktabn kullanlmasna izin verilmitir.
CIP - “.
” , 373.3.016:54(075.2)=163.3
!"#$!, % VIII- & / !
. - : ' *
', 2010.
- 157 . : . ; 26 ISBN 978-608-4575-34-4
COBISS.MK-ID 84065546
ÖNSÖZ
Bu ders kitab ilkokul eitiminde sekizinci snf örencileri için
tasarlanmtr. Bu kitap kabul edilen, eitim plan ve proramna uygun ve ilkokul ile lise eitiminde kitap yazma konseptine uygun bir
ekilde hazrlanmtr. Bu kitapta yer alan konular, eitim proramna göre yedinci snf malzemesinin mantken devamdr. Öyle ki, ilk
iki konu genel kimya alanndan ( yükseltgenme – indirgeme süreçleri ve kimyasal hesaplamalarn esaslar ), üçüncü konu norganik
kimya alanndan ( metaller ve ametaller), geri kalan üç bölüm ise organik kimya alanndandr ( organik kimyaya giri ve hidrokarbonlar,
oksijenli organik bileikler ve önemli biyolojik bileikler).
Konudaki içeriklerin ilgi çekebilmesi için, her konu, ksa ve ilginç metin ile balamaktadr. Bu ders kitabnda eitim birimleri dnda soru ve ödevler, küçük hatrlatc, ek bilgiler, iki test ve terminoloji sözlüü verilmitir.
Eitim birimleri, genel metinden baka çok sayda resim, tabela, deneyler ve çözümlü ödevler içerir. Tüm bunlar aslnda örencilerin, bilimi daha iyi anlamalar ve örenmeleri içindir.
Deneyler, bizim küçük laboratuvarmz bal altnda ve ders
esnasnda gerçekletirilmesi amaçl belirli eitim birimlerinde yer
almaktadr. Daha basit olan deneyleri örenciler yaparken, daha bileik olanlar da öretmen yapmaldr.
Onlardan hangisinin ve ne kadar derste gerçekleir, öretmene ve okulun artlarna baldr. En önemlisi örencilerin, kimyay
örenmek için en önemli metodik-didaktik aracn deney olduunu
anlamalardr. Bundan baka, örencilerde aratrmac ruhu uyandrmak için deneylerin önemi büyüktür.
Çözülmü ödevlerde de, çözülmenin ak ve metodolojisi, düünce ve bilgilerin balanmas verilmitir. Dolaysyla örenciler,hem
malzemeyi örenecek hem de örenmenin yollarn örenip aslnda örenilen bilgileri hangi ekilde kullanabileceklerini düünmeye
balayacaklardr.
Metinin baz yerlerinde, metinle ilgili baz ek bilgiler yazlmtr. Bu bilgilerin amac örencileri kimyaya yaklatrmak, yeni bilgiler edinmek için onlarda ilgi uyandrmaktr.Örenci onlar sadece
okumaldr.
Her konunun sonunda küçük hatrlatc bulunmakta ve örencilerin belirli konulardan örenmesi gereken en önemli bilgiler de
bu bölümde yer almaktadr.
3
Malzemenin sonunda bilgiyi denetlemek için iki test vardr.
Testteki sorularn daha büyük bölümü bilginin reproduksiyonu deil, aslnda örenmeyi ve örenilen bilgilerin belirli durumlarda kullanmn gerçekletirir.
Bu ders kitab, terimlerin açkland terminoloji sözlüü ile tamamlanmaktadr.
Saygdeer örenci, ümit ederim ki bu kitap kimya alannda
yeni bilgiler edinmenin yansra sende bilime kar ilgi uyandrp
aratrma yapmana motive edecektir. Bu ders kitabn kullanrken,
u web sayfasn ziyaret et http://www.chemistry.schols.edu.mk
Her tür sorular ve kimya ile ilgili tartmalar için, u e-mail adresleri kullan:
[email protected] ve [email protected]
Hayrl ve baarl çalmalar dilerim!
MÜELLFLER
4
I.
YÜKSELTGENME- ND
NDRGENME
SÜREÇLER
SÜREÇLER
Biliyor musun ki ...
Modern tekniin ve teknolojinin geliiminde, kimyasal
tepkimeler ve elektrisite arasndaki ball gösteren bilgiler en önemli bilgilerdir.
Farkl yaptlarda kullandmz piller, otomobillerdeki
aküler, çok sayda metal ve ametallerin endüstride elde edilmesi, canl organizmalardaki çou kimyasal süreçler ayn
çeit kimyasal tepkimelere dayanr-elektronlarn yer deitirme tepkimeleri.
Kavramlar
+
+
+
+
+
Oksidasyon ( yükseltgenme )
ndirgenme ( redüksiyon )
Oksidasyon says
Yükseltgenme- ndirgenme tepkimesi
(redoks tepkime)
Yükseltgen ve ndirgen
5
I.1. YÜKSELTGENME VE NDRGENME
TEPKMELER
Yükseltgenme ve ndirgenme
Bildiimiz gibi yanma sürecinde, supstanslar oksijenle balanr sonra da oksitlenir.
Örnein: Magnezyum havada yanar, havadaki oksijenle balanr ve magnezyum oksit adyla bilinen beyaz toz halindeki bileik oluur, kükürdün yanmasyla ise kükürt dioksit gaz elde
edilir.
2Mg + O2 = 2MgO
S + O2 = SO2
Resim. I.1. Yanan Supstans
Oksitlenir
Buradan da “Oksidasyon” sözü türemitir, elementlerin oksijen elementiyle balandn ve oksitlerin elde edildiini gösterir. Fakat, sadece oksijenle
balanma süreçlerinde deil, hergünkü hayatta olagelen çou süreçlerde de, endüstride, oksidasyon (yükseltgenme) süreçleri gerçekleir. Bunlarn çounda
oksijen tepkimeye girmez. Ondan dolay bu süreçlerde
neler olduunu anlamamz önemlidir. Kimyasal tepkimelerde atomlarn gruplatn ve kimyasal balarn
elektronlarn yer deitirmesiyle olutuunu göz
önünde bulundurmalyz. Bunu magnezyumun yanmas
örneiyle göstereceiz.
Resim I.2. Magnezyumun
yanmas
Magnezyumun yanmasyla, magnezyum oksitlenmitir deriz. Aslnda bu
süreçte bir metal olarak magnezyum elementi kolay elektron verebildii için, deerlik
elektronlarn verir:
Mg < Mg2+ + 2Elektron verme süreci tüm dier oksidasyon (yükseltgenme) süreçlerinde
gerçekleir. Bundan dolay, diyebiliriz ki oksidasyon, elektron verme sürecidir.
Fakat, magnezyum elementinin atomlarnn verdii elektronlar dier birsupstansn almas gerekiyor, bu örnekteki dier supstans, oksijen elementinin atomlardr:
O + 2- < O2-
6
Bu süreç, elektron verme sürecinin tersi, yani oksidasyonun (yükseltgenmenin)
tersidir. Bildiimiz gibi yükseltgenme sürecine ters olan, indirgenme sürecidir. Aslnda
tüm indirgenme süreçlerinde elektron alma olay gerçekleir, onun için, diyebiliriz ki indirgenme (redüksiyon), elektron alma sürecidir.
Her yükseltgenme süreci (elektron verme), ayn zamanda tepkimeye katlan indirgenme süreciyle (elektron alma) gerçekleir. Bundan dolay bu tür tepkimeler, ortak bir ad ile ’’yükseltgenme-indirgenme’’ tepkimeleri ya da ’’redoks-tepkimeleri’’
olarak adlandrlr. Bu tepkimeler esnasnda elektronlar yükseltgenen supstanstan indirgenen supstansa tanr.
Ona göre,
yükseltgenme-indirgenme tepkimeleri (redoks tepkimeler)bir supstanstan dier
supstansa elektronlarn alp-verilme tepkimeleridir.
Elektron veren supstans yükseltgenir ama dier supstans da indirgedii için ona
’’indirgen‘’ denir. Elektron alan supstans ise indirgenir, dier supstans yükseltgedii için
de yükseltgen olarak tanmlanr. Buradan u kanya varabiliriz ki:
Yükseltgenen supstans indirgendir, ndirgenen supstans ise yükseltgendir.
Bir supstans ne kadar daha kolay elektron verirse , o kadar daha güçlü indirgendir, fakat ne kadar daha kolay elektron alrsa, o kadar daha güçlü yükseltgendir. Eer
bir supstans güçlü yükseltgen ise, onun indirgenmi hali daha az güçlü indirgen olur
veya tersi olabilir. Metaller, kolay elektron verdikleri için indirgendirler, ametaller ise kolay elektron aldklar için yükseltgendirler. Ametaller arasnda en güçlü yükseltgen ?uor elementidir.
YÜKSELTGENME
yükseltgenmi
hali
indirgen
NDRGENME
indirgenmi
hali
yükseltgen
Resim I.3. Redoks tepkimesinin ematik gösterilii A supstans, B supstansna elektron verir ve onu indirger, kendisi
ise yükseltgenir.
7
Magnezyum dorudan, örnein: klor elementiyle de balanabilir, böylece
magnezyum klorür elde edilir.
Mg + Cl2 = MgCl2
Bu tepkimede göründüü gibi, magnezyum yükseltgenir ve indirgen saylr, klor ise
indirgenir ve yükseltgen saylr, ametal olduundan dolay kolay elektron alr.
Farkl durumlarda da, metaller ve ametaller arasndaki tepkimelerden söz
edildiinde, hangi supstansn yükseldiini hangisininde indirgendiini kolay farkedebiliriz.
Dier bir örnek de demirin kükürt ile balanmasdr, bu srada demir (II) süld
elde edilir.
Fe + S = FeS
Bu tepkimede, demirin her atomu iki
elektron verir ve yükseltgenir.
Fe Fe2+ + 2Ayn zamanda, kükürtün her atomu
ikier elektron alr ve indirgenir.
S + 2- S2ya da
2Fe + S
Fe2+ + S2-
Fakat, hangi supstansn yükseltgendii
hangisinin ise indirgendii tepkimenin denkleminden öyle basit bir ekilde belirlenemez.
Bu sorunu kimyagerler oksidasyon saylar
kavramyla çözmüler.
Resim I.4. Demir ve Kükürt arasndaki tepkime yükseltgenme – indirgenme tepkimesidir, demir oksitlenir (yükseltgenir) kükürt
ise indirgenir.
I.2. OKSDASYON SAYILARI
Yükseltgenme- ndirgenme tepkimelerinin örenilmesi için oksidasyon
saysnn önemi büyüktür. Reakti?erde bulunan baz elementlerin oksidasyon saylar,
ürünlerdekinden farkl olduu takdirde yükseltgenme-indirgenme tepkimesi söz konusudur. lk önce oksidasyon saylar nedir ve onlar nasl belirlenir, görelim.
Oksidasyon says, bir supstansn elementlerinin atomlarna ait olan
saydr. Bu say, elementin sembolünün üzerinde arap says önünde + ya da –
iareti ile belirlenir.
8
Örnein:
+2 -2 +1
+3 -1
H2 SO4
Mg(OH)2
AlBr3
Sülfürik asidi
Magnezyum hidroksit
Aluminyum bromür
+1
+6 -2
Oksidasyon says, sabit olan elementlerin says az olduundan dolay onlar bilinmelidirler. Farkl bileiklerde, çou elementler farkl oksidasyon saylarna sahip olurlar. Böyle durumlarda, o elementlerin atomlarnn oksidasyon saylarnn belirlenebilmesi için baz basit kurallarn bilinmesi gerekir.
+
Elementer durumda olan, supstanslarn atomlarnn oksidasyon says
(örnein: Fe, Cl2, O2, Cu, Na, H2 v.b.) her zaman sfrdr.
+
Bileiklerde her zaman oksijen atomunun oksidasyon says -2’dir.
(istisna durumlar da var onu ileride öreneceksin).
+
+
+
+
Bileiklerde, hidrojen atomlarnn oksidasyon says her zaman +1’dir.
(tipik metallerle oluturduu bileikler, istisnadr).
IA grubundaki elementlerin atomlarnn (alkali metaller), tüm bileiklerde
oksidasyon says her zaman +1’dir, IIA grubundaki elementlerin says ise her
zaman +2’dir.
Flüor elementinin atomlarnn, tüm bileiklerde oksidasyon says -1’dir.
Bileikte, tüm atomlarn oksidasyon saylarnn toplam her zaman sfr olmaldr.
ki veya fazla elementten oluan bileikte, saydmz kurallar kullanarak bileikteki elementlerin oksidasyon saysnn nasl belirlenebileceini örneklerle gösterelim.
Örnek 1. iki elementten oluan bileik
Demir (III) oksitte Fe2O3, demirin oksidasyon saysn belirle:
Bilinenler :
Aranan:
Oksijenin oksidasyon says -2’dir.
Formülde oksijenin endeksi 3’tür.
Formülde demirin endeksi 2’dir.
Demirin oksidasyon says.
Bileikte, oksidasyon saylarnn toplam sfr olmaldr. Demek oluyor ki,
iki elementten oluan her bileikte bir elementin atomunun oksidasyon says
ile endeksin çarpm, dier elementin atomunun oksidasyon says ile endeksin
çarpmna eit olmaldr, fakat ters iaretle.
Çözüm :
x · 2 + 3·(-2) = 0
x = +3
Cevap : Bu bileikte demirin atomlarnn oksidasyon says +3’tür.
9
Örnek 2. Daha çok elementten oluan bileik
H3 PO4, fosforik asidinde fosforun oksidasyon saysn belirle:
Bilinenler :
Aranan:
Oksijen oksidasyon says -2’dir.
Fosforun oksidasyon says.
Hidrojenin oksidasyon says +1’dir.
Formülde, hidrojenin endeksi 3’tür.
Fosforun endeksi 1’dir.
Oksijenin endeksi 4’tür.
Bileikte, oksidasyon saylarnn toplam sfr olmaldr.
+3 +5 -8
+1
Çözüm:
3·(+1) + 1·()+4·(-2) = 0
x -2
H3 PO4
=+5
Cevap: Fosforik, fosforun oksidasyon says +5’tir.
Kimyasal denklemlerle, farkl kimyasal tepkimeleri gösteririz. Bir kimyasal denklemle, redoks-sürecin gösterilip gösterilmediini örenmek istersek, tepkimeye katlanlarn oksidasyon saylarn belirlemeliyiz. Eer elementlerin bazlarnn oksidasyon saylarnda deime varsa o denklem redoks-sürecini gösterir. @u denklemlerde* oluan
oksidasyon says deimelerine göz atalm:
0
0
Mg +
+2 -2
O2 MgO
0
0
S +
O2 SO2
0
+4 -2
0
Mg
0
Fe
+
+2 -1
Cl2 MgCl2
0
+2 -2
+ S FeS
Görüldüü gibi denklemlerin herbirinde, elemetlerin oksidasyon saylarnda deimeler olumutur. Buradan da gerçekten yükseltgenme-indirgenme tepkimeleri söz
konusu olduu kanaatine varabiliriz. Bundan baka, yükseltgenen elementin oksidasyon saysnn artt görülür. Örnein:magnezyum ve demir elementlerinin oksidasyon
says 0’dan +2’ye deimitir, kükürt ise 0’dan +4’e. Tüm dier yükseltgenme tepkimelerinde de ayn durum olduundan rahatlkla yükseltgenen elementin, oksidasyon says artar diyebiliriz.
*Dikkat et, tepkimelerin denklemleri eitletirilmemitir.
10
EK BLG :
OKSDASYON SAYISI VE DEERLK (VALANS)
Geçen yl deerliin (valansn) aslnda baka bir atomun
ne kadar hidrojen atomu balayabilecei veya deitirebileceini
belirleyen say olarak tanmlamtk.
Kimyasal balar örendiimize göre, deerliin
(valansn), aslnda bir elementin, atomlarnn oluturabilecei
kovalent balarn says olduunu söyleyebiliriz. Yapsal formüllerde küçük çizgilerle belirlenirler. Ondan dolay iyonik
bileiklerin yapsal formülleri yazlmaz.
yonik bileiklerin oksidasyon says, iyonun yüküne eittir. Eer
bileik kovalent ise, elektron çiftinin hangi atoma daha yakn
olduuna dayanarak elementin oksidasyon says pozitiv ya da
negativ deere sahip olacaktr.
Bilmeliyiz ki, DEERLK ve OKSDASYON SAYISI iki
FARKLI eylerdir. Deerlik roma rakamyla belirlenir ve her zaman pozitivdir, oksidasyon says ise arap saylaryla belirlenir
ve + ya da – ön ek ile belirlenir.
Örnein, eer oksijen (O2) elementer durumdaysa
deerlii 2’dir. ( O=O), fakat oksidasyon says 0’dr.
Örnek 3. Verilen denklemler, (oksidasyon-redüksiyon), yükseltgenme-indirgenme
sürecini mi gösterir, açkla. (denklemler eitletirilmemitir).
) NaOH + 2
04 —> Na2S04 + 20
b) FeCI3 + 2
—> FeCI2 + + HCI
Çözüm: Verilen denklemlerin, yükseltgenme-indirgenme sürecine ait olup olmadn belirlemek için, tüm elementlerin oksidasyon saylarn belirlememiz gerekmektedir ki hangi elementlerin oksidasyon saylarnda deime olduunu görebilelim.
+1 -2 +1
)
+1
+6 -2
+1 -2
NaOH + H2S O 4 Na2S O 4 + H 2O
+3 -1
b)
+1 +6 -2
+1 -2
+2 -1
0
+1 -1
FeCl3 + H2S < FeCl2 + S + HCl
a) kkndaki denklemde hiçbir elementin oksidasyon saysnda deime olmamtr, böylece bu denklem oksidasyon – redüksiyon sürecini temsil etmez. b) kkndaki denklemde ise demirin oksidasyon says +3’ten +2’ye deiir, kükürtün ise
-2’den 0’a deiir. Buna göre, bu denklem oksidasyon – redüksiyon sürecini temsil eder.
11
Örnek 4. Redoks tepkimesinin denklemi verilmitir:
NaNO3 + Pb —> NaNO2 + PbO
) Hangi element yükseltgenmi, hangisi ise indirgenmitir, belirle.
b) Hangisi yükseltgen, hangisi ise indirgendir?
Çözüm: Öncelikle tüm elementlerin oksidasyon saylarn belirlemeliyiz .
+1 + 5 - 2
0
+1 + 3 - 2
+2-2
Na N O 3 + Pb Na N O2 + Pb O
) Gördüümüz gibi, azotun oksidasyon says +5’ten +3’e azalmtr, demek ki
indirgenmitir. Kurunun ise oksidasyon says 0’dan +2’ye artmtr, demek ki
yükseltgenmi.
b) Sodyum nitrattaki azot indirgenmitir, ondan dolay sodyum nitrat, yükseltgendir
deriz (kurunu yükseltgemi!). Öbür yandan, kurun yükseltgendiinden dolay
indirgendir, deriz. Bu denklem de eitletirilmemitir.
I.3. KM DAHA ÖNEML
YÜKSELTGENME – NDRGENME SÜREÇLER
Metallerin, kolay elektron verdiklerinden dolay indirgen olduklarn söylemitik.
Metallerin çou, asitlerle tepkimeye girdiinde hidrojen serbest edilir. Demek oluyor ki,
asitteki hidrojeni indirgerler. Örnein, eer çinko parçasn HCl eriyiine koyarsak, serbest edilen hidrojenden kabarcklar oluacaktr. Baz metaller (sodyum, potasyum v.b.
gibi ), hidrojeni sudan bile serbest edebilirler.
Fakat, metaller farkl asitlerle oluturduklar tepkimelerde farkl davranrlar. Baz
metaller asitlerle tepkime srasnda hidrojeni
serbest ederler. Baz metaller ise asitlerle tepkimeye girmez ya da girer ama sonradan hidrojeni serbest etmez.
Metallerin, asitler ile tepkimelerindeki farkl davranlarnn sebebi, baz metallerin elementer hidrojenden daha kolay elektron verebilmesi, baz metallerin ise daha zor
verebilmesi olay ile açklanr.
12
Resim 1.5. Kimi metaller, asitlerle Tepkimeye girer ve hidrojeni serbest eder, baz metaller ise tepkimeye girmez
Hidrojenden daha kolay elektron veren metaller (ondan daha güçlü indirgen
olanlar) asitlerle tepkimeye girerler ve bu srada elementer hidrojen ayrr. Buna
ters olarak, hidrojenin daha zor yükseltgedii metaller (ondan daha zayf indirgenler)
asitlerden, hidrojen serbest etmezler. Mesela bakr, gümü, altn, platin v.b.
ndirgeme özelliine göre metaller, metallerin elektrokimya dizisi denilen dizide
sralanmtr
Elektron verme özellii azalr
...K Ca Na Al Zn Fe Cd Ni Pb
Elektrokimya dizisinde hidrojenden önce yer
alan metaller, asitlerden hidrojen serbest edebilirler. Ok iaretinin gösterdii yöne doru bu
özellik artar.
H
Cu Ag Hg Au...
Elektrokimya dizisinde
hidrojenden sonra yer alan
metaller, asitlerden hidrojen
serbestletirmezler.
Metaller, dier tuzlarn su eriyikleriyle de
tepkimeye girer. Elementer durumda olan metal eer
tuzun yapsndaki metalden daha kolay elektron
verirse o zaman bu tepkimeler mümkündür. Fakat
ters tepkime imkanszdr.
Resim I.6. Bakr (II) sulfat eriyiine,
çinko levhas konulursa, eriyikteki
bakr iyonlar, çinko levhasna çökelecektir.
Redoks – süreçlerinde elektron alp-verilmesi
olduundan dolay, redoks-süreçleri elektrik akm ile
balanabilirler. Bundan dolay bu tepkimeler pratikte
çok kullanldrlar.
Eer bir redoks-süreçte elektron alveriinde bulunan metaller, metal bir telle balanrsa ve aynlar kendi tuz eriyiklerine batrlrsa,
tek yönlü akmn elde edilmesi için aygtlar oluur.
Bu tip aygtlar, hergünkü yaammzda bildiimiz
piller ve akülerdir. Demek ki, redoks tepkimelerini, tekyönlü akm elde etmek için kullanabiliiz
Resim I.7. Farkl çeit piller.
Bundan mada, redoks tepkimelerle çok sayda metaller ve ametaller elde edilir.
Bu süreçlerde, elektrik akmnn etkisiyle, erimi supstansn ayrm olur.
13
Supstansn ayrmasndan oluan ürünler, elektrotlara, yükseltgenir ve indirgenir.
Demek ki,
supstanslarn elektrik akm etkisiyle, ayrmas olayna, elektroliz süreci denir,
bu srada oksidasyon – redüksiyon tepkimeleri gerçekleir.
Hidrojen
Oksijen
Katot
Anod
Ne yazk ki, oksidasyon-redüksiyon tepkimeleri, teknolojik alannda zararl olan baz
süreçlerde de meydana gelir. Bu süreç, metallerin paslanmasdr. Metal nesnelerin yüzeyleri, paslanmaktan korunmak için kimi metallerle örnein: bakr, nikel,krom, altn, gümü v.b.
ile kaplanr.Buna galvanizasyon, denir, galvanizasyon da elektrolize dayanr, elektrolizin de
oksidasyon-redüksiyon tepkimelerine dayandn söylemitik.
Pil
Resim 1.8. Suyun Elektrolizi öyle denilen Hofman makinesi ile gerçekleir.
NE ÖRENDN?
1. Verilen bileiklerdeki, elementlerin, atomlarnn oksidasyon saylarn belirle : HCl, NO2,
SiO2, H3PO3 KOH, NaI.
2. Verilen oksidasyon says deimelerinden hangisi yükseltgenme hangisi ise
indirgenmeyi tanmlar?
) -3’ten -5’
c) 0’dan -4’e
b) -2’den +4’e
d) +2’den -4’e
3. Baz tepkimede klor elementinin oksidasyon says +5’ten -1’e deimitir. a) Klor
atomu elektron alm mdr, vermi midir? b) Klor yükseltgenmi midir, indirgenmi midir?
4. @u denklemlerle gösterilen tepkimelerde, hangi supstans indirgen hangisi ise
yükseltgendir? (Denklemler eitletirilmemitir!)
) Zn + H2SO4 < ZnSO4 + H2
b) FeCl3 + H2S < FeCl2 + S + HCl
c) CdS + I2 + HCl < CdCl2 + HI + S
5. Geliebilen tepkimeler, hangi denklemlerle sunulmutur?
) Cu + CaCl2 < Ca + CuCl2
b) Ag + NaNO3 < Na + AgNO3
c) Mg + Hg(NO3)2 < Mg(NO3)2 + Hg d) 2Au + 6HCI < 2AuCl3 + 3H2
ARATIR!
Senin kolye ya da yüzüünün gerçekten gümü olup olmadn
kontrol et!
- Hipotez kur, plan yap, deneyi hazrla, deneyi yap ve sonuç çkar.
14
KÜÇÜK HATIRLATICI
+ Yükseltgenme, elektron verme sürecidir.
+ ndirgenme, elektron alma sürecidir.
+ Yükseltgenme-ndirgenme (redoks-tepkimeler) tepkimeleri, bir supstanstan baka susptansa, elektronlarn al-verii ile gerçekleen tepkimelerdir.
+ Oksidasyon says, bir elementin atomuna ait pozitiv veya negativ olan saydr, elementin sembolünün üzerinde arap says önünde + ya da – iareti ile
belirlenir.
+ Yükseltgenme-ndirgenme tepkimelerinde, yükseltgenen elementin atomlarnn oksidasyon saylarnn deerleri artarken, indirgenen elementin atomlarnn oksidasyon saylarnn deeri azalr.
+ Yükseltgen, kendi indirgendii için, dier supstans ise yükseltgedii için, yükseltgen diye tanmlar.
+ ndirgen, tepkimeye girdii supstans indirgedii için, kendi yükseltgendii için,
indirgen diye tanmlar.
+ Elektrokimya dizisinde, hidrojenden önce bulunan metaller, asitlerle tepkimeye girer ve hidrojen serbestleir. Elektrokimya dizisinde bulunan her metal,dizide
ondan önce bulunan metalin tuzlarnn su eriyikleriyle tepkimeye girer ve onu
elementer olarak ayrtrr.
+ Redoks tepkimelerini, tekyönlü akmn, pil, akü gibi aygtlarda elde edilmesi
için kullanabiliriz.
+ Elektroliz supstanslarn elektrik akm etkisiyle, ayrma sürecidir. Bu
süreç esnasnda oksidasyon-redüksiyon tepkimeleri gerçekleir.
15
II.
KiMYASAL HESAPLAMA
ESASLARI
Biliyor musun ki...
Kimyasal tepkimelere katlan supstanslarn ölçülmesinin balamasyla kimya gerçek bilime ulamtr.
Matematiksel hesaplamalar sayesinde zamanla supstanslar arasnda farkl kvantativ oranlar kurulmaya balamtr. Kimyann bu bölümüne STOKYOMETR ya da kimyasal hesaplama denir. Bu konuda kimyasal hesaplama esaslaryla tanacaz.
Kavramlar
+
+
+
+
+
Supstans miktar ve mol
Avogadro sabitesi (says)
Mol kütlesi
Kütle pay 1
Miktar orants
(stokiyometri) kat says
16
II.1. FZKSEL BÜYÜKLÜKLER VE
ONLARIN ÖLÇÜ BRMLER
Büyüklük denklemleri
Bildiimiz gibi kimya eksperimental (deneysel) bilimdir. Deneyleri yapma
srasnda gözlemliyoruz, ölçüyoruz sonra da supstanslarn belirli özellikleri için
sonuca varyoruz. Ölçülebilen özelliklere ziksel büyüklükler deriz. Baz büyüklüün
ölçülmesi, aslnda standard olarak alnan büyüklükle kyaslanmas ile olur. Standard
olarak alnan büyüklüe de ziksel büyüklük birimi denir.
b)
Günümüzde Uluslararas birim sistemi kullanlr(Le Systeme International
d’Unites -ksacas SI). Bu sistemde, yedi
büyüklük ve onlarn birimleri yer alr, tüm
dier büyüklükler ve onlarn birimleri de
bunlardan türetilir. Fiziksel büyüklükler ksaca Latin veya Yunan har?ariyle belirlenir. Fiziksel büyüklük sembolleri, eik
har?erle yazlmal, ölçü birimi sembolleri
ise düz har?erle yazlmaldr. Kimyada en
çok kullanacamz ziksel büyüklükler
ve onlarn birimleri u tabelada verilmitir.
Resim II.1. Kütleyi teraziyle ölçeriz. Önceden
daha tam ölçümler için ö.d. analitik teraziler kullanlrrm. a) onlarla çalmak pek güçmü. Bugün
elektron teraziler kullanlr. b) onlar hem daha tam
ölçer hem de kullan kolaydr.
Tabela II.1. Kimyada kimi daha önemli ziksel büyüklükler
ve onlarn birimleri
Büyüklük
Büyüklük
sembolü
Birim
Birim
sembolü
Supstans
birimi
n
mol
mol
Kütle
m
kilogram (temel); gram
(daha sk kullanlan)
kg
g
Mol kütlesi
molda gram
(en çok kullanlan)
V
en çok kullanlr:
desimetreküp
santimetreküp
Hacim
17
SI dnda kullanlabilen birimler
g/mol
dm3
cm3
L, mL
Kimi daha büyük ve
daha küçük birimler
arasnda ballk
Kimyasal hesaplamalarda büyüklük denklemleri kullanrz dorusu,
supstansa ait olan ziksel büyüklüü, saysal deeri ve onun birimi ile
yazarz.
1 kg = 1000 g
1 L = 1 dm3
1mL = 1 cm3
1 L = 1000 mL
BÜYÜKLÜK DENKLEM
Fiziksel
büyüklük
Fiziksel büyüklüün
birimi
m(NaCl) = 5 g
II.2. RELATF ATOM VE RELATF MOLEKÜL KÜTLES
Atomlar çok küçük parçacklar olduklarndan dolay onlarn kütlesini ölçemeyiz.
Fakat, yine de onlarn kütlesi vardr. Atomlarn kütlesini belirlemek için, standard
olarak alnan baz elementin atomunun kütlesiyle kyaslama yaparz. Bilimin geliimi
süresince kyaslama amacyla çok sayda farkl elementlerin atomlarnn kütlesi
seçilmitir. Günümüzde, elementin kütlesi için unise edilmi birim ya da kütle
için atom birimi kabul edilmitir. Karbon elementinin atomunun kütlesi yardmyla
belirlendii için bu birime daha karbon birimi de denir. Bu büyüklük sayesinde ö.d.
relatif atom kütlesi belirlenir.
Relatif atom kütlesi, bir atomun kütlesinin, kütle için atom biriminden kaç defa
daha büyük olduunu gösteren saydr.
Relatif atom kütlesi Ar ile
belirlenir ve adlandrlmam saydr. Elementlerin relatif atom kütleleri, elementlerin peryodik cetvelinde verilmitir. Örnein: azotun relatif atom kütlesi 14,007’dir.
Demek ki, azot atomunun kütlesi karbon biriminden 14,007 defa
daha büyüktür.
Tabela II.2. Kimi elementlerin rlatif
atom kütleleri
Atom
says
Element
1
Hidrojen
1,01
6
Karbon
12,01
8
Oksijen
16,00
12
Magnezyum
24,30
16
Kükürt
32,06
17
Klör
35,45
26
Demir
55,85
18
Relatif atom kütlesi
Relatif atom kütlesine benzer ekilde, moleküller ve formül öeleri için de relatif
molekül kütlesi, Mr. vardr. Moleküller atomlardan olutuklarndan dolay molekülün
kütlesi olutuu atomlarn kütlelerinin toplamna eit olacaktr. Bir bileiin formülünü
tam olarak biliyor ve yapsndaki elementlerin atomlarnn relatif atom kütlelerini de
bilidiimiz takdirde onun relatif molekül formülünü kolayca bulabiliriz
Örnek 1. Fosforik asidinin relatif molekül kütlesini hesapla.
Çözüm: Fosforik asidinin relatif molekül kütlesini hesaplayabilmek için onun
formülünü bilmeliyiz. Formül H3PO4’ tür. Formülden de görüldüü gibi, fosforik
asidinin molekülü, üç hidrojen atomundan, bir fosfor atomundan ve dört oksijen
atomundan olumutur, buna göre,
Mr(H3PO4) = 3·Ar(H) + Ar(P) + 4·Ar(O)
Demek ki, hidrojen, oksijen ve fosfor elementlerinin relatif atom kütleleri de
gereklidir, onlar da:
Ar(H) = 1,01
Ar(P) = 30,97
Ar(O) = 16,00
Mr(H3PO4) = 3X1,01 + 30,97 + 4 X16,00 = 98
Mr(H3PO4) = 98
Eer bir bileiin formülünde, belirli grup birkaç kez tekrarlanrsa, örnein demir
(III) sulfat, Fe2(SO4)3 gruptaki her elementin atom says parantez içinde ve dnda bulunan endeks saylarnn çarpmna eittir.
Örnek 2. Aada verilen bileiklerin formüllerinin relatif molekül kütlelerini
hesapla
a) demir (III) sulfat
b) bakr (II) sulfat penthidrat
Çözüm:
a)
Mr[Fe2(SO4)3] = 2·Ar(Fe) + 3Ar(S) + 12·Ar(O)
Ar(Fe) = 55,85
Ar(S) = 32,06
Ar(O) = 16,00
Mr[Fe2(SO4)3] = 2·55,85 + 3·32,06 + 12·16,00 = 399,88
Mr[Fe2(SO4)3] = 399,88
b)
Mr(CuSO4·5H2O) = Ar(Cu) + Ar(S) + 4Ar(O) + 10Ar(H) + 5Ar(O)
Ar(Cu) = 63,55
Ar(S) = 32,06
Ar(O) = 16,00
Ar(H) = 1,01
Mr(CuSO4·5H2O) = 63,55 + 32,06 + 4·16,00 + 10·1,01 + 5·16,00 = 249,71
Mr(CuSO4·5H2O) = 249,71
19
II.3. SUPSTANS MKTARI VE MOL KÜTLES
Supstans miktar ve mol
Kimyada en önemli ziksel büyüklüklerin olduu tabela II.1’de supstans
miktar büyüklüü verilmitir ve n ile belirlenir. Maddeleri oluturan öe saysyla
balantl olduu için bu büyüklük kimya için en önemlidir. Kolay bir ekilde dier
önemli deneysel ölçülebilir büyüklüklerle balanabilir, örnein supstanslarn kütlesiyle.
Tabelada II.1’den de görüldüü gibi, supstans miktar büyüklüünün ölçü birimi mol’dur
ve mol ile belirlenir. Bu birimin tanmlanmasndan da anlald üzere birimin de
gerçekten öe saysyla balantl olduu görülür.
Mol, yapsnda 0,012 kg (12 g) karbon izotopundaki 12C atomlara eit, öe says
olan supstans miktardr.
Örnein, bir mol kükürtte, azotta, oksijende, magnezyumda, suda, karbondioksitte ya da herhangi bir dier supstansttaki parçack says, 12 gram 12C karbon izotopundaki parçack saysna eittir.
0,012 kg karbon izotopunda 12C, öelerin saysnn 6,022 1023 olduu hesaplanmtr. talyan
bilgini Amadeo Avogadro erene Avogadro says
olarak adlandrlmtr. Yukarda verilen örneklerden
de u sonuca varabiliriz ki 1 mol olan herhangi bir
supstansn yapsnda da o kadar öe says olacaktr, onun için Avagadro says yerine Avogadro sabitesinden NA söz edebiliriz. Onun deeri 6,022 ·1023/
mol.
Resim II.2. Bu kablarn herbirinde
Avagadro says öeleri vardr, demek oluyor ki bir mol supstans vardr.
Eer belli supstans miktarndaki öelerin saysn örenmek istersek o zaman bir moldaki öe
saysn belli supstans miktaryla çarpmalyz. Örnein, eer bir mol supstansta 6,022 X 1023 öe var
ise, iki molda iki defa fazla olacaktr, on molda on
defa fazla v.b. Matematiksel olarak u ekilde gösterebiliriz:
Resim II.3. Amadeo Avogadro
N(B) = n(B) • NA
Formüldeki :
N – öe says
NA – Avogadro sabitesi
n – supstans miktar
B – supstans belirler
20
Örnek 1. 0,5159 mol klorda, klorun molekül saysn bul?
Çözüm: Ödevde, klorün miktar verilmitir, molekül says aranmaktadr. Klorün
molekül says, supstans miktar ile Avogadro sabitesinin çarpmna eittir.
N(Cl2) = n(Cl2) · NA = 0,5159 mol·6,022x1023/mol
N(Cl2) = 3,107x1023
Mol Kütlesi
Bir mol, supstanstaki tüm öelerle birlikte belli kütleye sahip olacaktr. Bu kütle, bir
mol supstansa ait olduu için mol kütlesi diye adlandrlr ve M ile belirlenir.
Eer mol kütlesinin, supstanslarn g/mol (molda gram okunur) birimiyle ifade
edilen, relatif atom kütlesine daha dorusu relatif molekül kütlesine, saysal olarak, eit
olduunu bilirsek o zaman mol kütlesini kolayca belirleyebiliriz. Saysal deerlerinin
eit olmasna ramen, mol kütlesi, relatif atom ve relatif molekül kütlesinden farkl
büyüklüktür!
Örnek 2. Monooksijen (O), dioksijen (O2) ve suyun molar kütlesini hesapla?
Çözüm: lk olarak verilen supstanslarn relatif atom kütlelerini, dorusu molekül
kütlelerini bulmalyz, sonra da g/mol birimi ile ifade etmeliyiz!
Ar(O)=16,
Mr(O2)=32
Mr(H2O)=18
M(O) = 16 g/mol
M(O2) = 32 g/mol
M(H2O) = 18 g/mol
Eer, bir mol supstansn kütlesini biliyorsak ( mol kütlesi) o zaman sadece onun
mol kütlesini supstans miktaryla çarparak herhangi bir supstans miktarnn kütlesini
bulabiliriz. Supstans miktar, kütle ve mol kütlesi aralarndaki ball, matematiksel
olarak öyle sunabiliriz:
n(B) =
m(B)
M(B)
Bu denklemin yardmyla supstans miktarn hesaplayabiliriz, eer supstansn
kütlesi belliyse veya tersi de olabilir.
Resim II.4. Farkl supstanslardan oluan ayn kütlede farkl öe says vardr, daha dorusu farkl miktar çünkü onlarn farkl mol kütleleri vardr.
21
Örnek 3. Mollarla ifade edilen 100g (CO2) karbon dioksit, ne kadar miktar (CO2)
karbon dioksit içerir?
Bilinen
m(CO2) = 100 g
Aranan:
n(CO2) = ?
Çözüm: Kütlesi bilinen supstansn, miktarn bulabilmek için öncelikle mol kütlesini
hesaplamalyz. Onun için ilk önce relatif molekül kütlesini hesaplarz, ondan sonra
da g/mol birimiyle ifade edip mol kütlesini buluruz.
Mr(CO2) = Ar(C) + 2·Ar(O)
Mr(CO2) = 12,01 + 2·16,00 = 44,01
M(CO2) = 44,01 g/mol
Karbon dioksit miktarn da u formülden yararlanarak hesaplarz:
n(CO2) =
m(CO2)
n(CO2) =
M(CO2)
100 g
44,01g/mol
n(CO2)= 2,27 mol
Cevap: 100g karbon dioksit 2,27 mol karbon dioksit içerir.
Örnek 4. Diazot tetraoksit, roketlerde yakt olarak kullanlr. 1,5 mol diazot tetraoksitin
kütlesi ne kadardr?
Bilinen:
Aranan:
n(N2O4) = 1,5 mol
m(N2O4) = ?
Çözüm: Diazot tetraoksidin kütlesini bulmamz için, öncelikle bileiin mol kütlesini
hesaplamalyz.
Mr(N2O4) = 2·Ar(N) + 4·Ar(O) = 2·14,01 + 4 · 1 6 = 92,02
M(N2O4) = 92,02 g/mol
Supstans miktarn ve mol kütlesini bildiimize göre, N2O4 kütlesini öyle hesaplarz:
m(N2O4) = n(N2O4)·M(N2O4) = 1,5 mol·92,02 g/mol = 138,03 g
Cevap: 1,5 mol diazot tetraoksidin kütlesi 138,03 gramdr.
22
NE ÖRENDNZ?
1. Verilen ziksel büyüklükler hangi birimler ile ifade edilir: uzunluk, zaman, kütle,
supstans miktar?
2. Supstans miktar ile mol kütlesi kavram ayn anlaml mdr?
3. MgCO3 relatif molekül kütlesini ve mol kütlesini hesapla.
4. 0,5 mol nitrik asidinin içerdii molekül saysn belirle.
5. 37 gram arlnda olan, nikel levhasnda, nikelin miktarn belirle.
6. 0,25 mol H2O‘un kütlesini miligramla belirle.
7. Atomlarn says nerede daha fazladr: 10 g demirde mi ya da 30 g
aluminyumda m?
ARATIR!
Bir metal parçacnn ve bir küp ekerin kütlesini ölç (tart).
Ölçülen kütle üzerine her iki supstansn miktarn ve öelerinin
saysn hesapla (demir atomlar ve eker molekülleri).
Yardm : @ekerin formülü C12H22O11’dir.
II.4 KÜTLE PAYLARI VE KMYASAL
FORMÜL ÜZERE HESAPLAMAR
Kütle paylar
Bir bütünde, bütünü oluturan bölümlerden birinin, bütüne katlan kütlesini
hesaplamak istersek o zaman kütle paylarn kullanrz. Bir bütünün bölümleri olduu
için kütle paylar kesir çizgileridir (desimal saylara kolay dönütürürler), tüm bölümlerin
kütle paylarnn toplam ise bire eit olmaldr.
Baz karmdaki, bir ksmn kütle pay (w), o ksmn kütlesi ile
karmn (bütününün)kütlesinin bölümü olarak hesaplanr.
w(B) =
Resim II.5 Herey var
olduunda bütündür.
m(B)
m(karm)
Kütle pay, iki kütlenin bölümü olduundan, boyutsuz büyüklüktür. Yüzdeler, bir bütünün yüzde biridir (1/100). Bundan dolay, kütle payn yüzdelerle ifade etmek istersek, 100 ile
çarpmalyz. Yüzdelerle ifade edildiinde tüm kütle paylarnn toplam % 100’e eit olmaldr.
23
Kütle paylar genelde karmlarn kvantitativ yapsn belirlemek için kullanlr.
Fakat kütle paylar ile eriyiklerin de kvantitativ yaps belirlenebilir (onlar da karmdr).
Eriyikler, söz konusu olunca, eriyen supstansn kütle pay belirlenir, öyleki toplam
kütle eriyiin kütlesidir.
Örnek 1. 5 gram kireç ile 15 gram demirden oluan karmda, karm oluturan
ksmlarn karmdaki kütle paylarn hesapla.
Bilinen:
m(kireç) = 5 g
m(Fe) = 15 g
Aranan:
w(kireç) = ?
w(Fe) = ?
Çözüm: Karmnn toplam kütlesi, kireç ile demirin kütlelerinin toplamna eittir,
daha dorusu 5g+15g=20g. Verilen kütleleri aadaki ifadede kullanacaz:
w(kireç) =
w(kireç)
w(kireç) =
m(karm)
5g
20 g
= 0,25
w(kireç) = 25%
Paylarn toplam 1 olmaldr aslnda %100, ondan dolay demirin kütle pay 1’e veya
% 100’e kalan ksm olmaldr.
w(demir) = 1 - 0,25 = 0,75
ya da: w(demir) = 100 % - 25 % = 75 %
w(demir) = 75 %
Cevap: Karmdaki kireçin kütle pay %25 iken, demirin %75’tir.
Kimyasal formül üzere hesaplama
Daha ileride de göreceimiz gibi, kütle paylarn kimyasal formül üzere hesaplamalarda da kullanacaz. Örnein, bileikteki elementin de kütle payn hesaplayabiliriz. Hereyden önce, kimyasal formül üzere hesaplamalarnn esaslarn örenmeliyiz.
Kimyasal formül üzere hesaplamalarda, esas olarak bileiin formülündeki endeksler
alnr. Onlarn ziksel önemi öyledir:
Bir bileiin formülündeki endeksler bileiin yapsndaki elementlerin miktaryla
ayn orantdadr.
24
Miktarlarn en küçük tam say oran yazlm olan kimyasal formüle ampirik
formül ya da basit (kaba) formül denir. Bir bileiin ampirik formülünden bileii oluturan öelerin miktar oranlar örenilebilir, ayn öyle bileiin miktar ile bileii oluturan öelerin miktarnn oranlar örenilebilir. Örnein, Al2S3 formülündeki endeksler gösteriyor ki:
n(Al) : n(S) = 2 : 3
n(!l2^) : n(Al) = 1 : 2
n(!l2^) : n(S) = 1 : 3
Örnek 2. Miktar oranlar ne kadardr:
) sodyum karbonattaki, sodyum, karbon ve oksijenin;
b) demir(II) fosfattaki, demir, fosfor ve oksijenin;
c) aluminyum sulfattaki, oksijenin?
Çözüm: Miktar oranlarn belirleyebilmek için bileiklerin formüllerini tam olarak
yazmalyz.
) Sodyum karbonatn formülü Na2CO3 tür, buna göre,
n(Na) : n(C) : n(O) = 2 : 1 : 3
b) Demir(II) fosfatn formülü Fe3(PO4)2’dir, ondan
n(Fe) : n(P) : n(O) = 3 : 2 : 8
c) Aluminyum sulfatn formülü Al2(SO4)3’tür. Demek ki, aluminyum sulfat ile
oksijenin miktar oranlar :
n[Al2(SO4)3 ] : n(O) = 1 : 12
Kimyasal formüllerde, endekslerin önemini örenmiken, bileikteki elementlerin kütle paylarn da hesaplayabiliriz. Onu sradaki örnekle göstereceiz:
Örnek 3. Potasyum fosfattaki, potasyum ile oksijenin kütle paylar ne kadardr?
Çözüm: Bu durumda da bileiin formülünü tam olarak yazmalyz. Formül K3PO4’
tür. Potasyum fosfattaki potasyumun kütle pay:
w(K; K3PO4) =
m(K)
m(K3PO4)
Potasyum ile potasyum fosfatn kütlelerini, onlarn miktarlarnn ve mol kütlelerinin
çarpm olarak ifade edeceiz.
n(K)
M(K)
.
w(K; K3PO4) =
M(K3PO4)
n(K3PO4)
25
Potasyum ile potasyum fosfatn oran her zaman ayndr ve 1:3’tür. Mol kütlesi
birimleri ksaltlr, saysal deerleri ise relatif atom ve relatif molekül kütlelerine eittir.
w(K; K3PO4) =
3 . Ar (K)
1 Mr (K3PO4)
Buradan da, bileikteki elementin kütle payn hesaplamak için, genel bir formül
türetebiliriz:
w(element, bileik) =
i . Ar(bileik)
Mr (element)
Bu formüldeki ile formuldeki elementin endeksi ifade edilir. @imdi potasyum
fosfattaki, potasyum ile oksijenin kütle paylarnn hesaplanmas basittir. Potasyum
fosfatn relatif molekül kütlesi Mr = 214,24’tür, potasyum ile oksijenin relatif atom
kütlelerini ise periyodik cetvelden okuyacaz:
w(K; K3PO4) =
3 . 39,1
= 0,5526
212,27
w(K; K3PO4) = 55,26 %
4 . 16
= 0,30156
w(O; K3PO4) =
212,27
w(O; K3PO4) = 30,15 %
Cevap: Potasyum fosfattaki, potasyumun kütle pay %55,26’dr, oksijenin ise
%30,15’tir.
Bileiin, bilinen formülü üzere dier ziksel büyüklüklerde de hesaplanabilirler.
Onu daha birkaç örnekle göreceiz.
Örnek 4. 100 g arsen (III) sultteki arsenin miktar ne kadardr?
Bilinen:
Aranan:
m(As2S3)=100g
Ar(As)=74,92
Ar(S)=32,06
n(As)=?
26
Çözüm: Bileiin formülünden görebiliriz ki, arsen ile arsen (III) suldin miktar
oranlar:
n(As) : n(As2S3) = 2 : 1, buradan n(As) = 2·n(As2S3)
Demek ki, arsenin miktarn belirlemek için arsen (III) suldin miktarn bulmalyz,
onun için ise bize arsen (III) suldin mol kütlesi gereklidir. As2S3’ün mol kütlesi
197,94 g/mol’dr. Bu deeri sradaki ifadede kullanacaz:
n(As2S3) =
m(As2S3)
M(As2S3)
=
100 g
= 0,406 mol
246,02 g/mol
Buradan,
n(As) = 2·n(As2S3) = 2 · 0,406 mol = 0.812 mol
Cevap: 100 g arsen (III) sultte, arsenin miktar 0.812 mol’dur.
Örnek 5. 150 gram kükürt trioksitte oksijenin kütlesini hesapla!
Bilinen:
m(SO3) = 150 g
Ar(S) =32,06
Ar(O) =16,00
Aranan;
m(O) = ?
Cevap: Öncelikle, oksijen ile kükürt trioksit miktarlarnn mol orants kurulmal:
n(O) 3
=
n(SO3) 1
n(O) = 3 . n(SO3)
Ödevde, oksijenin kütlesi aranmaktadr, SO3’in kütlesi verildiinden bu supstanslarn
miktarlar, onlarn kütleleri ile mol kütlelerinin oran eklinde belirlenmesi daha
uygundur.
m(O) 3 . m(SO3)
=
M(O)
M(SO3)
Kütle ile mol kütle deerlerinin kullanlmasyla:
3.150g.16 g/mol
3 . m(SO3) . M(O)
= 89,93 g
=
m(O) =
M(SO3)
80,06 g/mol
Cevap: 150 gram kükürt trioksitte oksijenin kütlesi 89,93 gramdr.
27
NE ÖRENDN?
1. Bir karm, iyod ile sodyum klorürden oluur. Karmn kütlesi 50g’dr,
karmdaki iyodun kütlesi ise 15g’dr. Karmdaki iyod ile sodyum klorürün
kütle oranlar ne kadardr?
2. Eriyiin kütlesi 50g ve eriyikteki sodyum hidroksidin kütlesi 10g ise, eriyikteki
sodyum hidroksidin kütle pay ne kadardr?
3. Otomobillerin aküleri sülrik asidi eriyii içerirler. Eer eriyiin kütlesi 1,23kg ve
sülrik asidinin kütle pay %29 ise, eriyikteki sülrik asidinin kütlesi ne kadardr?
4. Verilen bileiklerdeki elementlerin kütle paylar ne kadardr: CaCO3; SiO2;
H2SO4, KOH?
5. Verilen formüllerdeki elementlerin miktar oranlar ne kadardr: HNO3; N2O5;
Ca(OH)2; Na2SO4; Cl2O7 ?
6. 25g HNO3’in içerdii azotun miktar ne kadardr?
7. 48g oksijen içeren P2O5 ‘in kütlesi ne kadardr?
ARATIR!
Aspirindeki ilaçl içerik asetilsalisilik asit (ksaca ASA)’tir. Bu bileiin
kimyasal formülü ile ilgili bilgiler ara ve yapsndaki her elementin kütle
payn hesapla.
II.5. KMYASAL DENKLEM ÜZERE HESAPLAMA
Geçen yl, kimyasal denklemle aslnda sembolik olarak kimyasal tepkimelerin
temsil edildiini örendik. Tepkimeye katlanlar, kimyasal sembol ve formülllerle yazlr
öyleki denklemin sol tarafna relati?er,sa tarafna ise ürünler yazlr.
Kimyasal tepkimelerde atomlar ne yok edilir ne de yeni atomlar oluabilir, sadece atomlarn gruplamas olur, ondan dolay ayn cins atomlarn says hem tepkimeden önce hem de sonra eit olmaldr. Bundan dolay kimyasal denklemler denkletirilmeli. Kimyasal sembollerin önüne yazdmz saylara stokyometri koesientleri
denir.
Aslnda kimyasal denklem üzere hesaplama, esas olarak bu saylara dayanr.
Demek oluyor ki, hesaplamalara geçmeden önce kimyasal denklemleri denkletirmeliyiz. Bundan dolay ilk önce stokyometri koesientlerin ne olduunu görelim.
Stokyometri koesientlerin oran, tepkimeye katlanlarn miktarlarnn oranna eittir.
Bu, kimyasal deimelere urayan saf madde miktarlar için geçerlidir.
28
Örnek olarak u denklem verilmitir:
4Al + 2 = 2AI2O3
Denkletirilen kimyasal denklemden u sonucu çkartyoruz ki :
n(AI) : n(O2) : n(l203) = 4 : 3 : 2
Kimyasal denklem üzere hesaplamalar sradaki örneklerle göstereceiz.
Örnek 1. 72 gram klorun aluminyum ile tepkimesinden elde edilecek olan aluminyum
klorürün miktarn hesapla.
Bilinen:
m(Cl2) = 72 g
Ar(Cl) = 35,45
Aranan;
n(AlCl3) = ?
Çözüm: lk olarak kimyasal denklem yazlp denkletirilir.
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
Denkletirilen kimyasal denklemden aluminyum klorür (aranan) ile aluminyum (hakknda
bilgilerimiz olan) miktarlarn oran bulunur
.
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
(AlCl3) : n(Cl2) = 2 : 3
m(AlCl3)
2
=
3
n(Cl2)
Ya da
Demek,
n(AlCl3) =
2
3
. n(Cl3)
n(AlCl3) =
Ÿ
n(AlCl3) =
2
3
.
m(Cl2)
M(Cl2)
72 g
2.
= 0,68 mol
3 70,9 g/mol
Cevap: 72 gram klorun aluminyum ile tepkimesinden oluan aluminyum klorürün
miktar 0,68 moldur.
Örnek 2. 2,02kg hidrojenin klor ile tepkimeye girmesiyle elde edilecek olan
hidroklorünün kütlesi ne kadar olacaktr?
Bilinen:
m(H2) = 2,02 kg
Aranan;
m(HCl) = ?
Cevap: Öncelikle kimyasal denklemi yazp denkletireceiz.
H2 + Cl2 = 2HCl
29
Sonra da, denkletirilen denklem üzere hidroklorür ve hidrojenin miktarlar orann
kuracaz:
n(HCl)
2
=
n(H2)
1
n(HCl) = 2·n(H2)
HCl’nin kütlesi arand için HCl’nin miktarn kütle ile mol kütlesi bölümü olarak ifade
edip aynsn hidrojen için de yapacaz. @u anda gerekli olmad halde yine de
birimlere dönütürmeyi tekrarlamak amacyla hidrojenin kütlesini gramlar ile ifade
edelim. Hidrojenin kütlesi 2,02 kg’dr. Kilogram, gramdan bin defa daha büyük bir
birimdir, demek oluyor ki 2020 g’dr. Mol kütlesini g/mol ile ifade ederiz, (2) = 2,02
g/mol.
2 . m(HCl)
m(HCl)
=
M(H2)
M(HCl)
m(HCl) =
Buradan
2 . m(H2) . m(HCl)
M(H2)
2 . 2020 g . 36,46 g/mol
= 72920 g = 72,92 g
2,02 g/mol
m(HCl) =
Cevap: 2,02 kg hidrojenin klor ile tepkimesinden elde edilecek olan HCl’nin kütlesi
72,92 kg’dr.
Örnek 3. Kalsium hidroksitin, kütle pay w(HCl)=20% olan, 10 gram hidroklorür
asid eriyii ile tepkimeye girmesi için ne kadar kütleye ihtiyac var?
Bilinen:
m(HCl eriyik) = 10 g
w(HCl; eriyik) = 20%
Aranan;
m[Ca(OH)2] = ?
Çözüm: lk olarak kimyasal tepkimenin denklemini yazp denkletireceiz.
Ca(OH)2 + 2HCl < CaCl2 + 2H2O
Kalsiyum hidroksit ile hidroklorür asidin miktarlarnn orann kurmadan önce
saf hidroklorür asidin kütlesini bulmalyz. Onu, eriyikteki kütle pay deerini ve
eriyiin kütlesini kullanarak yapacaz:
m(HCl) = w(HCl; eriyik) · m(eriyik) = 0,2 ·10g = 2g
n(Ca(OH)2)
1
=
n(HCl)
2
Ÿ
n(Ca(OH)2) = 1 n(HCl)
2
.
m(Ca(OH)2) = 1 m(HCl) M(Ca(OH)2)
M(Ca(OH)2)
M(HCl)
2
1 2 g . 74,10 g/mol
m(Ca(OH)2) = .
= 2,03 g
2
36,46 g/mol
m(Ca(OH)2)
=
1 m(HCl)
2 M(HCl)
Ÿ
30
NE ÖRENDN?
1. 5,0 mol SO2’nin oksijen ile tamamen tepkimeye girebilmesi için kaç mol oksijen gereklidir. Tepkime 2SO2 + O2 < 2SO3
2. 3 gram magnezyumun yanmasyla kaç mol magnezyum oksit elde edilecektir?
3. Amonyan yanma tepkimesi öyle gösterilmitir: 4NH3 + 3O2 < 2N2 + 6H2O.
13,7 mol amonyan tamamen yanmas için kaç gram oksijen gereklidir?
4. Su olutururken, 10 gram oksijen ile tepkimeye giren hidrojenin kütlesi ne
kadardr?
5. 16 gram magnezyum hidroksidin elde edilmesi için magnezyum klorür ile tepkimeye girecek olan sodyum hidroksidin kütlesi ne kadardr?
6. 1,5 mol hidrobromür asidi ile aluminyum tepkimeye girmesiyle elde edilecek
olan aluminyum (III) bromürün kütlesi ne kadardr ?
7. 1 kg CaCO3’n tamamen termik ayrmyla elde edilen karbon dioksidin molekül says ne kadardr?
ARATIR!
2 gram magnezyum oksit elde etmelisin. Nasl elde edeceksin ve onu
elde ettiini nasl kantlayacaksn?
- Hipotez kur.
- Gerekli olan hesaplamalar yap.
- Deneyi gerçekletir.
- Elde edilen ürünün kütlesini ölç ve onun gerçekten magnezyum
oksit olduunu kantla.
KÜÇÜK HATIRLATICI
+ Ölçülebilen özelliklere ziksel büyüklük denir.
Kimyasal hesaplamalarda büyüklük denklemleri kullanrz, burada da ziksel büyüklükleri, büyüklüün saysal deeri ile biriminin çarpm olarak ifade ederiz.
Relatif atom kütlesi Ar, bir atomun kütlesinin bir karbon biriminden kaç defa
daha büyük olduunu gösteren saydr.
Relatif molekül kütlesi Mr, supstanstaki elementlerin relatif atom kütlelerinin
toplamyla hesaplanr, her biri kimyasal formüldeki elementin endeksiyle çarplr.
Supstans miktar n, supstans oluturan öelerin says ile balantl olan büyüklüktür, mol denilen birim ile ifade edilir.
31
Mol, 12 gram karbon izotopunda 12 bulunan atom saysna, eit öe says olan, supstans miktardr.
1 mol olan herhangi bir supstansta öe says ayndr ve 6,022·1023’tür. Av o gadro says olarak adlandrlr. Avogadro sabitesi NA ile belirlenir, onun
deeri ise 6,022·1023/mol’dur.
Mol kütlesi, 1 mol olan herhangi supstansn kütlesidir. Mol kütlesi genelde g/
mol ile ifade edilir, o zaman da onun saysal deeri, supstanslarn relatif atom
kütlesi veya relatif molekül kütlesi ile eittir.
Kütle pay bir bütüne katlann kütlesi ile bütünün kütlesinin bölümüdür.
Kimyasal formüldeki endekslerin oran, bileiin yapsndaki elementlerin miktarlarnn orann verir.
32
III.
METALLER VE AMETALLER
Biliyor musun ki …
nsanolunun kulland ilk demir aslnda meteor demiriymi. Demirin M.Ö. 6000 yln daha öncesinden
kullanlmaya baladna dair bilgiler mevcuttur. Daha sonra
insanolu baka metaller de kefetmitir, alamlar da yapmaya balamtr. Son zamanlara kadar metal ve alamlar
en önemli teknik malzemesiydi fakat karbonlarn
Nanotüplerinin kefedilmesiyle bilimde devrim yaratld.
Metal ve ametallerin özelliklerinin bilinmesi büyük önem
tamaktadr. Bunlardan bazlarn bu konuda öreneceksin.
Kavramlar:
Metal
Maden
Mineral
Alam
Geri dönüüm
Ametal
Allatrop modikasyon
Katalizatör
Sera etkisi
33
III.1. METALLER
III.1.1. METALLERN BULUNUU VE ELDE EDLMES
Doada metaller
Metaller, balca yerkabuunda rastlanr fakat baz
metaller az miktarda canl organizmalarda da görünürler.Bunlarn organizmada farkl görevlerin gerçeklemesinde önemli rölü vardr. Canl organizmalarn kemikleri kalsiyum bileikleri içerir, bitkilerin yapraklarndaki klorol ise magnezyum içerir, onu da bitkiler topraktan alr. Yerkabuunda, tüm elementlerin bulunduu kantlanmtr, ki onlarn üçte ikisini de metaller oluturur. Yerkabuunda az sayda metaller serbest haldedirler. Elementer supstans olarak az sayda metaller yerkabuunda serbest halde bulunurlar. Onlar da gümü, altn, cva
ve bakrdr. Doada metaller genellikle dier elementlerle bi- Resim III.1. Magnezleik olarak bal haldedirler o da oksitler, süldler, karbonat yum yapraklarndaki
klorolin yapsna girer
v.b. olarak. Bu bileikler dünyann jeolojik süreçleri esnasnda
olumulardr.
Resim III.2 Bu mükemmel
mineralin ad lorandittir.
Kojuf danda, Alar bölgesinde bulunan endemik
mineraldir.
Doada rastlanan jeolojik süreçler esnasnda oluan
belirli kimyasal yaps olan supstanslara mineraller denir. Mineraller çounlukla dier mineraller ve dier supstanslarla
karm halde bulunurlar. Kimi mineralin, daha çok miktarda
bulunduu karmlara ve kimi metalin elde edilmesinde hammadde olarak kullanlan karmlara maden denir. 3500’e akn mineralin bilinmesine ramen sadece 100 çeit maden
vardr. Madenin içerii elverili supstanstan olumutur,
bu supstanstan da metal ile ksr denen supstans çekilebilir. Madenin içerdii elverili madde miktarna göre, madenler, zengin ve fakir olarak ayrlmtrlar.
Madenin zengin ya da fakir olacan belirleyen
metalin pay, farkl madenlerde farkldr. Dünyada madenle zengin olan maden ocaklarnn says azalmaktadr. Yaplarnda elverili supstansn miktar az olan
madenler vardr, fakat yine de ekonomik açdan istifade edilmesi uygundur.
Resim III.3. Demir madeni
34
Metallerin elde edilmesi
Genelde metaller, onlarn madenlerinin iletilmesiyle elde edilirler. Metalin,
madenden ayrlma biçimi madenin dorusu mineralin yapsna ve metalin özelliklerine
baldr. Genelde, metalin elde edilmesi üç etapta gerçekleir:
+ madenin hazrlanmas;
+ ilenmemi metalin elde edilmesi ve
+ rane etme
Madenden, temiz metalin elde edilme etaplar, gerçekleen yöntemler ve her
etapn sonunda elde edilen ürünler aadaki resimde gösterilmitir.
I. ETAP
HAZIRLIK
Ufalama, ksrn bir
bölümünün atlmas
LENMEM METAL
Metal oksitlerin elde
edilmesi ve onlarn
indirgenmesi
III. ETAP
RAFNE ETME
Uygun eriticide
eritmek ve elekroliz
MADEN KONSANTRES (karbonat,
suld, oksid)
II. ETAP LENMEM
METALN ELDE
EDLMES
TEMZ (SAF)
METAL
Resim III.4. Saf (Temiz) metalin elde edilmesindeki etaplar
@unu belirtmeliyiz ki, maden konsantresinden ilenmemi metalin elde edilme
yöntemi karbonatlar veya suldler olup olmamasna baldr. Karbonatlar, yüksek scaklkta oksijensiz stlnca oksitlere dönüürler (bu sürece piirme denir), suldler ise
oksijen ile stlrlar (bu sürece de kavurma denir). Herhangi bir ekilde elde edilen oksid, ilenmemi metale, yapsnda az miktarda dier supstanslarn da bulunduu elementer metale kadar indirgenir. Metallerin rane edilmesi daha dorusu saf (temiz )
metalin elde edilmesi genelde elektroliz ile gerçekleir. Elektroliz süreci hakknda önceki konuda redoks süreçlerinde bahsetmitik. Elektroliz aslnda elektrik akm yardmyla supstanslarn ayrma sürecidir. Kimi metallerin elde edilmesinde elektroliz daha
ikinci etaptan kullanlr ve böylece saf (temiz) metal elde edilir.
35
III.1.2. METALLERN ÖZELLKLER
Metallerin ziksel özellikleri
Her metalin kendine has özellikleri olmasna ramen çou metallerin onlar, ametallerden farkl klan ortak ziksel ve kimyasal özellikleri vardr.
Metallerin ortak özelliklerinden biri agrega halidir. Oda scaklnda metaller kat haldedirler. Sadece cva sv haldedir. Metallerin çou gri rengindedir. Renkli metaller de vardr, örnek olarak bakrn krmz – kahverengi rengi vardr ya da altn, sar renktedir. Metaller, özellikle kesildikleri anda metal parlaklklaryla ayrt edilirler. Onlar elektrik ve scakl çok iyi iletirler. Çou metaller mekanik olarak iletilebilirler daha dorusu dövülür, lehimlenir, ince yaprak ve tel haline getirilirler.
Resim III.5. Altn sar renkte ve
yüksek parlakl olan metaldir.
Bizim küçük laboratuvarmz
Ödev: Farkl malzemelerin scaklk iletkenliini aratr.
Gerekli gereçler ve supstanslar:
ayn büyüklükte farkl malzemeden
yaplm olan (cam, odun, metal, plastik) ve bir ucu balmumu ile yalanm
dört çubuk ve scak su ile beher.
Düünme yönleri
Verilen ödevi göz önünde bulundurarak, çubuklarn bir tarafnn neden
balmumu ile yalamamz gerekli olduunu düün. Çubuklarn hangi ucu
suda olmaldr? Suyun balmumuna demesi gerekli midir? Çalmak
için plan yap ve deneyi gerçekletir.
Dikkatle gözlemle ve neler olduunu
kaydet. Sonra da sonuca var.
Metallerin mekanik özellikleri, onlarn
birletirilmesiyle önemli ölçüde iyiletirilebilir. Metallerin birletirilmesi srasnda metaller, dier metallerle karr kimi durumlarda
ametallerle de karrlar, böylece alamlar
elde edilir.
Alamlarn özellikleri, yaplarndaki
metallerin özelliklerinden farkldr. Kimi alamlarn spesik özellikleri vardr ve belli
kullanm amaçl üretilirler. Gerçekte, alamlar teknikte ilerlemeler salamtr.
Metallerin ortak özelliklerinden baka
öyle ziksel özellikleri vardr ki metalleri aralarnda farkl klar. Örnein, çou metallerin çok kat olmasna ramen kimi metaller o
kadar yumuaktr ki, bçak ile kesilebilir. Alkali metaller
böyledir.
Resim III.6. Sodyum yumuak metaldir ve bçakla kesilebilir.
36
Ondan baka, alkali metallerin younluklar küçüktür (bazlarnn younluu
suyun younluundan da küçüktür). Dier metallerin ise büyük younluklar vardr.
Metallerin ortak olmayan özelliklerinden biri, erime scakldr. Metallerin çounun yüksek erime noktas var, fakat bazlarnn düük erime noktas vardr. Sezyum
(Cs) ile Galyum (Ga) elementlerinin erime noktalar vücut scaklna yakndr. Tabela
III.1’de farkl metallerin baz özellikleri verilmitir.
Tabela III.1. Birkaç metal ile onlarn ziksel özellikleri
Metal
Agrega
Hal
Renk
Younluk
(g/mL)
Erime noktas
(OC)
demir
kat
gri
7,874
1540
sodyum
kat
gümüümsü beyaz
0,970
97,5
cva
sv
gümüümsü beyaz
13,534
-38,9
kurun
kat
gri
11,342
327
aluminyum
kat
gümüümsü beyaz
2,699
658
bakr
kat
krmzms
8,950
1083
Metallerin kimyasal özellikleri
Hergünkü yaamda, metaller söz konusu olunca onlarn ziksel özelliklerini göz
önünde bulundururuz. Fakat, metaller için en karakteristik olan özellik ve bu özellikten
dolay kimi elementin metal olarak sn?andrlmasn salayan özellik, metallerin kimyasal davranlardr. Kimyasal davranmas açsndan metaller, ametallere kyasen
daha kolay elektron verirler.
Artk biliyorsun ki, metallerin çou asitlerle tepkimeye girerler ve hidrojen serbestletirirler.
Zn + 2HCI = ZnCl2 + H2
Çou metaller, asitlerle tepkimeye girerler fakat hidrojen serbestletirmezler. Az sayda metaller örnein: potasyum ve sodyum, su ile tepkimeye girerler ve hidrojen
serbestletirirler.
Çou metaller, suda eriyen dier metallerin tuzlaryla tepkimeye girer ve böylece yerlerini deitirirler. Kimi
metaller daha aktiv olup daha fazla farkl metallerin tuzlaResim III.7. Potasyum su ile ryla tepkimeye girerken dierleri daha az aktivdirler. Metatepkime yapar ve hidrojen ile lin asit ile tepkimeye girip girmemesi, daha dorusu suyla
büyük miktarda scaklk ser- tepkime vermesi, ya da dier metalin tuzuyla tepkimeye girbest edilir.
mesi, metallerin elektrokimya dizisindeki (metallerin gerilim
dizisindeki) yerine baldr. Örnein,
2AgNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2Ag
37
Oksijen, klor, kükürt, hidrojen gibi metallerin çou dorudan ametallerle balanrlar.
Örnein,
2Fe + 3CI2 = 2FeCl3
Metallerin paslanmas
Bizim küçük laboratuvarmz
Hergünkü yaamdan bildiimiz gibi
d etkenlerin etkisi altnda kalan maddeler
yok olma tehlikesi altndadrlar. Suyun, havadaki oksijen ve havadaki dier gazlarn
etkisinden, malzemelerin bozulmas sürecine paslanma denir. Tüm maddeler paslanr fakat bu kavram kullanrken genelde
metallerin paslanmas düünülür.
Ödev: Farkl supstanslarn, metallerin paslanmasna olan etkisini
aratr.
Gereken gereç ve supstanslar:
deney tüplük, dört kskaç, tpa, seyreltik HCl, yemek ya, su
Yöntem: Her dört tüpe birer kskaç
koy, öyleki ilk tüpü yarya kadar su ile
doldur, ikincisine yemek ya, üçüncüsüne seyreltik hidroklorür asidi ve
dördüncüsünü sadece tpa ile kapat.
Tüpleri birkaç gün beklet.
Paslanma srasnda metalin yüzeyinde kimyasal deimeler olur. Paslanm metalin yaps farkldr ve paslanmay
kkrtan faktöre baldr. Öyleki, oksijenle tepkimeye giren metaller, metalin yüzeyinde oksidler olutururlar. Eer, metal oksitten oluan tabaka gözenekliyse ve nemi
gaz ile geçiriyorsa, o zaman paslanma olay metali büsbütün yok eder.
Herhangi deiiklik var m? Hangi
tüpte en çok deiiklikler vardr? Sonuç çkar!
Eer oluan oksid tabakas ilerideki kimyasal etkilere dayanklysa (aluminyumda olduu gibi) o zaman, o oksid tabakas metali paslanmadan korur.
Suyun ve gazlarn zararl etkisinden metalin korunmasnn en basit yöntemi, metalin üzerini cilalamak veya boyamaktr. Metal iletkenler lastik veya plastik
(izolasyon ile) malzemelerle sarlarak korunur.
Resim III.9. Geri dönüüm iareti
Resim III.8. Paslanm boru
Skça, metallerin paslanmadan korunmas için galvanizasyon yöntemi kullanlr. Bu yöntemle metalin yüzeyi paslanmaya dayankl olan baka bir metal tabaka ile kaplanr.
Kimi durumlarda hurda gibi atlan farkl metal bölümleri
geri dönüüm ile tekrar kullanlabilirler. Geri dönüüm, aslnda yeni malzemelerin üretiminde farkl hurda çeitlerinin kullanlmas yöntemidir.
38
Resim III.10. Geri dönüüm ile iletmeyi bekleyen metal yn
Geri dönüüm yöntemiyle hurdann
bir bölümü hammade olarak kullanldndan dönüümün büyük teknolojik, ekonomik
ve ekolojik önemi vardr.
En çok geri dönüüm ile iletilen metal aluminyumdur çünkü her gün aluminyum
ambalaj hurda gibi atlr. Ayn ekilde geri
dönüüm ile iletilen metal, demir ve onun
alamlardr.
NE ÖRENDN?
1. Siderit maddenin en önemli ksm ( komponenti), siderit mineralidir, FeCO3. Sideritten demir oksitin elde edilme denklemini yaz.
2. Hergünkü yaamda rastladn birkaç metal say ve onlarn özelliklerini açkla.
Onlarn özellikleri ve kullanm alanlar arasndaki ba bulmaya çal.
3. Aluminyum alamlarnn uçak yapmnda kullanlmas, onlarn hangi özelliine
dayanr?
4. Sodyum ve suyun tepkimesinin denklemini yaz ve denkletir.
5. Bakr ve klorün tepkimesinin, denklemini yaz ve denkletir.
6. Kimi nesnenin ’’altn kaplamasndan’’ ne anlam çkartrsn. Bu yöntem neden
gerçekleir.
ARATIR!
Lityum elementinin özellikleriyle ilgili bilgi ara ve onlar ören. Öyle denilen Lityum pillerinde neden kullanld hakknda bilgi edin ve sonuç çkar.
III.1.3. KALSYUM
Kalsiyumun bulunuu ve elde edilmesi
Ca
Sra
numaras: 20
Ar = 40,08
Oksid says +2
Tm= 840 °C
= 1,55 g/cm3
Kalsiyum, 1808 ylnda Henri Deyvi tarafndan kefedilmitir.Adn, Latincede, kireç
anlamna gelen „calx", sözcüünden almtr.
Doada en çok bulunan beinci elementtir. Tüm elementler arasnda, doada bulunuu açsndan beinci yerdeyken, metaller
arasnda da üçüncü yerdedir. Büyük reakti?ii yüzünden doada sadece bal halde bulunur. En sk: kalsiyum karbonat, CaCO3 (kireçte,
mermerde, kalsitte) olarak rastlanr. Alç olarak
rastland gibi (CaSO42H2O) dier minerallerde de rastlanr.
39
Kalsiyumun baz bileikleri, canl organizma ile insan iskeletinin yapsn olusturmaktadr. Bu bileikler bitkilerde de mevcuttur. Erimi kalsiyum klorürün, elektroliz
ayrmyla elementer kalsiyum elde edilir.
Kalsiyumun özellikleri
Kalsiyum, gümüümsü beyaz, parlak ve yumuak metaldir. Toprak ( yer ) alkali grubuna girer. Kimyasal özelliklerine göre kalsiyum tipik metaldir. Dier toprak alkali metalleri gibi kalsiyumun da iki deerlik (ya da valans) elektronu vardr, kolay verir ve yükseltgenir. Ondan dolay kalsiyum elementi indirgendir. Kalsiyum çok reaktivdir, supstanslarla balandnda özellikle iyonik bileikler oluturur, daha dorusu bileiklerde iyon gibi yer alr. Hava ile temasa girince, havadaki oksijen ve azot ile
balanr. Havada yannca oksid oluturur.
2Ca + O2 = 2CaO
Kalsiyum, su ile tepkimeye girer, hidrojen serbestletirir fakat asitlerle de
tepkimeye girince hidrojen serbestletirir.
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2
Kalsiyum, çok sayda ametallerle de tepkimeye girer ve tuzlar oluturur.
Kalsiyumun daha önemli bileikleri
Kalsiyum sadece bir oksit oluturur, kalsiyum oksitd
CaO, sönmemi kireç gibi de bilinir. Bu oksid, kirecin havasz stlmasyla elde edilir, bu sürecee piroliz denir.
CaCO3 = CaO + CO2
Resim III.1.1.Mermer, ya-
Kalsiyum oksid tipik baz oksittir, su ile tepkimeye psna göre kalsiyum kargirer böylelikle kalsiyum hidroksid Ca(OH)2 elde edilir, bonattr
buna sönmü kireç de denilir ve büyük miktarda scaklk
serbestleir.
Sönmü kireç eriyiine (çözeltesi) kireç suyu denir. Kireç suyu, karbon dioksid
ile balanr ve kalsiyum karbonat oluturur CaCO3 (kireç ta).
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O
Kalsiyumun, en önemli ve en yaygn bileii kalsiyum karbonattr. Suda erimez
fakat karbon dioksitin su eriyiiyle balanp kolay eriyen tuz kalsiyum hidrojen karbonata dönüür.
CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2
40
Kalsiyum hidrojen karbonatn stlmasyla ya da uzun zaman durmasyla, kalsiyum hidrojen karbonattan CO2
ve su serbestleerek yeniden kalsiyum
karbonat elde edilir. Doada bu ekilde, kireçta maaralarnda stalaktitler
ve stalagmitler olumutur.
Resim III.12. Kireçta maaralarnda stalaktitler
Kalsiyum dier tuzlarndan,önemli olan kalsiyum sulfattr CaSO4 · 2H2O. Onun
dier ad alç ta (gips) dr, suda erimiyen supstanstr.
Kalsiyumun önemi ve kullan
Kalsiyum bileiklerinin büyük biyolojik ve teknolojik önemi vardr. Kalsiyum bileiklerinin organizmalarn iskeletinin yapsna girdiini söylemitik. Kalsiyum iyonlar
maddelerin al veriinde yer alr ve kalbin (yürein) düzgün çalmasn salar. Kanama srasnda da kann phtlamasna yardm ederler. Ondan dolay kalsiyumu bol
olan süt, süt ürünleri ve farkl sebzelerle beslenmek çok
önemlidir.
Resim III.13. Beslenmede, kalsiyum içerikli erzak kullanlmaldr.
Kalsiyum bileiklerden en çok kullanlan
kalsiyum karbonattr (kireç ta). Büyük miktarda kireç
ta sönmemi kirecin elde edilmesinde kullanlr,
ondan da svann elde edilmesi için temel hammade
olan sönmü kireç elde edilir. Sva aslnda kireç,
kum ve su karmndan olumutur. Sva, en çok
inaatçlkta kullanlr. Alç ta da ayn öyle inaatçlk
ve hekyeltraçlkta kullanlr.
Resim III.14. Alç tandan farkl
heykeller yaplr
41
NE ÖRENDN?
1. Neden kalsiyum, erimi kalsiyum klorünün elektroliziyle elde edilir, neden
onun eriyiinden elde edilemez?
2. Kalsiyum, bakrn tuzlarnn eriyiklerinde, bakr bastrabilir mi? Cevab açkla.
Eer bastrabilirse, tepkimenin denklemini yaz.
3. Hidroklorür asidi ve kalsiyumun arasndaki tepkimenin denklemini yaz.
4. Kalsiyum hidroksid ile karbon dioksidin tepkimeye girmesinden, kalsiyum karbonat elde edilir. Bu tuzun elde edilmesi için en azndan daha bir olasl tepkime sun ve denklemini yaz.
5. Svann katlamasnn sebebi nedir? Oluan tepkimenin denklemini yaz.
ARATIR!
ki tüpte berrak sv vardr. Birinde kalsiyum hidroksid eriyii var.
Kalsiyum hidroksidin hangi tüpte olduunu nasl kefedeceksin?
EK BLG :
FRESKLER NASIL ÇZLMTR?
Kilise ve manastrlarda bulunan eski
fresklere herhalde hayran kalmsnzdr.
Duvarlara nasl çizilmi ve nasl o kadar uzun
zaman solmamlardr?
Freskler genellikle alç ta veya ya
duvar svas üzerine çizilirmi. talyanca’da
’’taze’’ anlamna gelen ‘’affresco’’ sözcüünden türemitir.
Bu resim tekniinde, ya duvar svas
üzerine boyalar sürülür ve sva boyay emermi. Sonradan kurumaya
braklm. Bu süreç içinde , sva ve alç ta katlar, onlarla birlikte
freskteki boyalar da katlarm. Böylece kiliselerin inaat malzemesine skca girerlermi.
42
III. 1.4. ALUMNYUM
Aluminyumu, Alman bilgini Fridrih Veler 1827 ylnda kefetmitir. Ad
KAI(SO4)2 ·12H2O potasyum ap denilen mineralinin, Latin ad alumen sözcüünden gelir.
Al
Sra
numaras: 13
Ar = 27
Oksid says +3
Tm= 660 °C
= 2,70 g/cm3
Resim III.15. Potasyum ap
Aluminyumun bulunuu ve elde edilmesi
Aluminyum, yerkabuunda yaygnlk açsndan üçüncü srada yer alr. Doada
kalsiyum gibi sadece bal ekilde özellikle oksid eklinde bulunur. Aluminyumun
elde edilmesi için boksit minerali kullanlr, ondan ise elektroliz ile elde edilir. Büyük
miktarda aluminyum, kilin yapsna girer.
Aluminyum özellikleri
Bizim küçük laboratuvarmz
Ödev: Aluminyumun hem asit
hem de bazlarla tepkimeye girip
girmediini dene!
Gerekli gereç ve supstanslar:
Tüpler, aluminyum parçalar, hidroklorürün ve sodyum hidroksitin seyreltik eriyikleri.
Yöntem: Tüplerin birine seyreltik
hidroklorür asidi koy, dierine ise
seyreltik sodyum hidroksit eriyii
koy. Sonra da her iki tüpün içine birer parça aluminyum koy.
Tüplerde olagelen deiiklikleri gözlemle. Oluan kabarcklarn
hangi gaza ait olduunu belirle? Sonuca var.
Aluminyum yumuak, haf, gümüümsü-beyaz, parlak metaldir. Kolayca ince
yapraklara dönütürülür (aluminyum foliyosu). Aluminyum scakl ve elektrii iyi iletir. Havada koruyucu oksit tabakas oluturur, onu ilerideki oksitlenmeden korur.
4AI + 2 = 2AI2O3
Aluminyum oksid, aluminyumun nitrik asidiyle olan tepkimesinden de elde edilir.
Gerçekletirdiin deneyden, aluminyumun hem asitlerle hem de bazlarla tepkimeye girdii sonucuna vardn, onun için
aluminyumun amfoter özellii vardr deriz.
Onun hidroksidinde de bu özellik vardr.
Aluminyum çok sayda tuzlar oluturur.
43
Aluminyumun daha önemli bileikleri
Aluminyum sadece bir oksit oluturur, aluminyum oksit AI2O3. Doada, korund
minerali olarak renksiz kristaller eklinde bulunur fakat yapsnda baka iyonlar da içerdii takdirde renklenir, yakut (rubin) ve gökyakut (sar) olarak bilinir. Aluminyum
oksidinin amfoter özellii vardr ayn öyle onun hidroksidi AI(OH)3’in de amfoter özellii vardr.
Aluminyum hidroksit ile sülfürik asidinin tepkimesiyle aluminyum sulfat elde
edilir, kristalhidrat eklinde bulunur, AI2(SO4)3 ·18H2O. Aluminyumun ikili sulfatlar da
vardr onlara potasyum ap denilir.
Aluminyumun önemi ve kullan
Aluminyum ve bileiklerinin geni kullanm alanlar
vardr. Aluminyum çou alamlarn yapsna girer, onlardan en önemlisi duraluminyumdur. Bu alam uçak, gemi
ve otomobil endüstrisinde kullanlr. yi iletken olduundan
iletkenlerin yapmnda kullanlr. Ondan ve alamlardan,
mutfak ve endüstri kablar yaplr. Aluminyum folyosu da
besinin korunmasn için kullanlr. Aluminyum inaatçlkta
kap ve pencere çerçevelerinin yapmnda kullanlr.
Aluminyum oksidin, renkli kristalleri yar deerli ta- Resim III.16. Aluminyum prolleri en çok kullanlan malzelar olarak kullanlrlar.
melerdir.
Resim III.17. Gökyakut (sar) mavi renkte olan yardeerli tatr, yakut (rubin)
krmz renkte, zümrüt (smaragd) ise yeil renktedir. Aslnda her üç yardeerli
ta korund (Al2O3) mineralidir ama yaplarnda karakteristik rengi veren az miktarda kimi iyonlar içerirler.
NE ÖRENDN?
1. Aluminyum ile hidroklorür asidi arasndaki tepkimenin denklemini yaz ve denkletir.
2. Aluminyumun her dört halojen elementleri ile formülünü yaz.
3. Demirin, onun oksitlerinden indirgenmesi için aluminyum indirgen gibi kullanlabilir mi? Eer olur diyorsan o zaman Fe2O3 ve !l arasndaki tepkimeyi yaz.
ARATIR!
‘’Magnalyum‘’ ad olan aluminyum alam ile ilgili bilgi ara. Ksaca
bulduun bilgiler hakknda rapor hazrla.
44
III.1.5. BAKIR
Bakrn Latince ismi Cuprum’dur,
(ondan dolay elementin sembolü de
Cu’dur). Kbrs’tan anlamna gelir. Geçmite, bakr sadece Kbrs adasnda kaznrm. Bakrn aslnda insann ilk kulland eski metallerden olduu zannedilir. Tahminen, sadece altn ve meteorit demiri bakrdan önce kullanlmtr.
Cu
Sra numaras: 29
Ar = 63,55
Oksid says +1 +3
Tm= 1083 °C
= 8,9 g/cm3
Bakrn bulunuu ve elde edilmesi
Doada, serbest halde bulunan nadir elementlerden biri bakrdr. Ondan dolay, insann kullanmaya
balad ilk metallerden biridir, bata
metal gibi kullanrken daha sonralar
(bropnz) alamnda kullanlmtr. Bu
alam sayesinde insanln bütün bir
devri, broz devri adn almtr.
) kalkozit
b) malahit
Resim III.18. Bakrn madenleri
Bakr yerkabuunda pek yaygn deildir, fakat eksploatasyona ulamldr. Belirli yerlerde, bakr konsantre edilmitir. Bakr serbest halde bulunmaktan baka çou minerallerde ve onlarn madenlerinde de farkl kimyasal yapda bulunur, daha dorusu onlardan da elde edilir. Onlardan en tannmlar: kalkozit, kuprit, kalkopirit ve malahittir.
Bu madenlerden elementer bakrn elde edilme yöntemleri farkldr fakat maden
tipine de baldr. Yapsnda her zaman altn ve gümü içeren ilenmemi bakr elektroliz ile ayrr.
Bakrn özellikleri
Elementer bakr, krmz-kahverengi renginde, metal parlakl olan
dövülebilen bir metaldir. Çok ince bakr telleri elde edilebilir. Scakl ve
elektrii çok iyi iletir. Bu özelliinden dolay, iletkenlerin yapmnda kullanlr.
Bakr farkl alamlar oluturur, onlardan en tannm tunç(bronz)-bakr
ve kalay alam (mesing) ile pirinç-çinko ve bakr alamdr. Altnn katln arttrd için,altna eklenir.
Resim III.19. Bakr
telleri
Resim III.20. Pirinçten oluan makine parçalar ve bronz paralar
45
Bizim küçük laboratuvarmz
Ödev: Metallerden hangileri: demir, çinko, aluminyum ve gümü,
gökta eriyiinden bakr ayrtrabilir.
Gerekli gereç ve supstanslar:
Dört deney tüpü (ya da küçük beher), gökta eriyii ve demir ,çinko,
aluminyum ve gümü parçacklar
(ya da kimi nesneler).
Yöntem: 1’den 4’e kadar saylarla belirleyecein küçük beher ya da
tüplere gökta eriyii koy. Her behere herhangi bir metal parças koy
(veya metal nesne), metal nesnelerin yüzeyinde oluan ve eriyikte oluan deiiklikleri gözlemle. a) gözlemlediklerini yaz ve sonuç çkar.
Yardm: Metallerin elektrokimya dizisinde bakrn nerede bulunduunu
hatrla.
b) Oluan tepkimelerin denklemlerini yaz.
c) Metallerin yüzeyine çöken tabakann rengi hakknda öretmenle tartma yürütün.
Bakr, kimyasal aktiv olmayan elementtir. Oksijen gibi ametallerle tepkimeye
girer, oksitler oluturur ve kükürtle tepkimeye giren suldler oluturur. Hidroklorür asidiyle tepkimeye girmez. Nitrik asidi ve sülfürik asidiyle tepkimeye girer fakat hidrojen serbestletirmez, azot oksitleri dorudan kükürt serbestletirir. Bakr, bakr tuzlarnn eriyiklerinden, çou metaller ayrtrabilirler. Bu da bakrn dier metallere kyasen daha kolay indirgenebildiindendir. Bu
özellii kimi metalden oluan nesnelerin bakrlanmasnda kullanlr.
Bakrn daha önemli bileikleri
Bakr farkl bileikler oluturur, onlarda genelde oksidasyon says +2’dir fakat +1 de olabilir. Bakr, iki oksit oluturur:
Cu2O, bakr (I) oksit ve CuO bakr (III) oksit.
Bakrn oksitleri suda erimezler. Kuprit madeninde bulunan Cu2O, bakrn elde edilmesi
için hammadde olarak kullanlr.
Oksitlerden baka bakr iki hidroksit
oluturur fakat daha önemli bakr (II) hidroksittir Cu(OH)2. Bakrn tuzlarndan en önemlisi CuSO4·5H2O bakr (II) sulfat pentahidrattr. Gökta olarak bilinmektedir. Mavi renkte Kristal bir supstanstr, stlnca gökta
suyunu kaybeder ve renksiz tuza dönüür
fakat havada durunca tekrar mavi renkli
kristalohidrata dönüür.
Bakrn önemi ve kullan
Bakrn teknik önemi büyük olan metaldir. En büyük kullanm
alan, elektrotekniktedir, tellerin, makaralarn v.b. yapmnda
kullanlr. Onun, tunç (bronz) ve (mesing) pirinç alamlar da çok
kullanlr, kupronikel alam ise dövülmü paralarn yapmnda
kullanlr. Gökta eriyikleri de tarmclkta, zarar vericilerden
asmalarn korunmasnda kullanlr. Bu ve dier bakr tuzlar eriyikleri nesnelerin bakrlanmasnda kullanlr.
Tüm biyolojik süreçlere katld için bakr önemli elementtir fakat bakr ve onun bileikleri büyük miktarda zehirlidirler (toksiktirler).
46
Resim III.21. Gökta
NE ÖRENDN?
1. @u bileiklerin formüllerini yaz: bakr (II) klorür, bakr (II) suld, bakr (I) sulde
ve bakr (II) nitrat.
2. Verilen supstanslar arasndaki tepkimelerin denklemlerini yaz :
a) bakr (II) oksit ve karbondioksit
b) bakr ve klor
3. Bakr, Bakr tuzlar eriyiklerinden, altn ayrtrabilir mi?
Cevabn açkla!
ARATIR!
Göktann suyu kaybettii sürecini (dehidratasyonu) ve tekrar hidratasyonunu gösteren deneyi gerçekletir.
+ Çalmak için plan yap!
+ Gereç ve supstanslar hazrla!
+ Deneyi gerçekletir!
KÜÇÜK HATIRLATICI
+ Mineraller, yerkabuunda rastlanan Jeolojik süreçler esnasnda oluan samaddelerdir.
+ Madenler, metallerin elde edilmesi için hammaddedirler. Elverili (madde) supstans ve ksrdan olumutur.
+ Metalin, madenden elde edilmesi u etaplarda gerçekleir: hammaddelerin
hazrlanmas, ilenmemi metalin elde edilme ve rane edilmesi.
+ Metallerin ortak ziksel özellikleri unlardr: kat halde olmalar (sadece cva
sv haldedir), metal parlakl, gümüümsü,-beyaz veya gri renkte olmalar
(bakr ve altn hariç), elektrii ve scakl iyi iletmeleri, mekanik iletilebilme
yetenei.
+ Metallerin balca kimyasal özellii onlarn kolaylkla elektron verebilmeleridir..
+ Alamlar iki veya fazla metalden oluan karmlardr. Olutuklar metallerden
farkl özellikleri vardr.
+ Paslanma (korozyon) – maddelerin sudan, havadaki oksijenden ve gazlardan
zarar görmeleridir.
+ Kalsiyum, kimyasal reaktiv metaldir. Büyük biyolojik önemi vardr.
+ Bakr ve aluminyum büyük teknik önem tayan metallerdir.
47
III.2. AMETALLER
III.2.1. AMETALLERN BULUNUU
VE ELDE EDLMES
Doada ametaller
Metallere kyasen ametallerin says daha azdr. Eer elemetlerin periyodik
cetveline (resim III.24) bakacak olursak bundan emin olabiliriz. Yine de, bunlarn çou
doada elementer halde rastlanabilirler. Soluduumuz hava iki ametal azot ve oksijen
karmdr. nsanolunun kükürdü çok eski zamandan beri bilmesi, doada ayn ad
tayan doal kükürt olarak elementer halde bulunmasndandr.
Elmas ve grat ametal olan tek bir elementer karbondan
oluurlar. Periyodik cetvelinde son grup elementleri olan soygazlar ametallerdir, doada da serbest halde bulunurlar. Fakat ametaller doada genellikle hem ametal hem de metallerle
bulunurlar. Örnek olarak onsuz hayatn düünülemedii supstans olan su, iki elementten hidrojen ve oksijen ametallerinden
olumutur.
Resim III.22. Elementer kükürt kristalleri
Yerkabuunun %76’sn elementer halde bulunan ametaller ve onlarn bileikleri oluturur. Az miktarda
da olsa ametallerin bileikleri havann
da yapsnda mevcuttur. Onlar da soluk verdiimiz karbon dioksit gibi farkl gazlardr.
lerideki konularda kimi ametaller
ve onlarn daha önemli bileikleriyle ta- Resim III. 23. Kremen a) kimyasal yaps silisyum
nacaz.
dioksittir kuvarsn da ayn kimyasal yaps vardr. b)
Yerkabuunda en yaygn olan bu bileik ametal olan
oksijen ve yarmetal olan silisyumdan olumutur.
III.2.2. AMETALLERN ÖZELLKLER
Ametallerin özellikleri metallerin özelliklerinden epeyce farkldr. Metallerden
farkl olarak ametaller oda scaklnda her üç (agrega)halde bulunabilirler. Kat halde olanlar : karbon, kükürt, iyod ve fosfor, brom sv haldedir, oksijen, azot, hidrojen,
klor v.b. gibi ametaller gaz halindedirler. En büyük sertlii olan elmasn dnda, kat
halde olan tüm dier ametaller yumuaktrlar. Metallere kyasen ametallerin arasnda
daha çok renk fark gösterirler. Örnein : kükürt sar, fosfor beyaz veya krmz, klor
ise yeilimsisardr.
48
Resim III.24. Metallerin says ametallere kyasen daha çoktur. Metaller
mavi, ametaller sar, yarmetaller ise krmz renk ile belirlenmitir.
Ametallerin dier ortak özellii de s ve elektrii iletemez olmalardr. Karbonun
elementer supstans olan grat ise elektrii iyi iletir.
@imdiye kadar saydmz özellikler ziksel özelliklerdir. Fakat metallerde olduu gibi ametallerde de kimyasal özelliklere dayanarak, supstansn ametal olduunu
belirlediimiz için, kimyasal özelliklerin asl önemli olduunu söyleyebiliriz. Ametallerin
en önemli kimyasal özelliklerinden biri kolay elektron alabilme özelliidir. Bundan baka asit oksitleri de olutururlar.
Ametal ve metallerin özellikleri arasndaki farklar daha açk bir ekilde tabela
III.2’de gösterilmitir.
Tabela III.2. Metal ve ametallerin kimi genel özellikleri arasndaki farklar
Metaller
Özellik
Ametaller
Kat (cva haricinde)
Hali
Kat, sv, gaz
Balca kuruni (gri) ve
gümüümsü beyaz
Renk
Renkleri farkldr fakat
renksiz olan da var
Metal parlaklklar var
Parlaklk
Parlaklklar yoktur
Çounda büyüktür
Younluk
Küçük younluk
(elmas hariç)
Çou metallerde yüksektir
Sertlik
Düük sertlik derecesi
(elmas hariç)
Yüksek derecede
Erime noktas (derecesi)
Çounda alçaktr
Yüksek derecede
Elektrik iletkenlii
Düük seviyede
(grat hariç)
Yüksek seviyede
Is iletkenlii
Düük seviyede
49
III.2.3. OKSJEN
O
Sra numaras: 80
Ar = 15,99
Oksid says -2
Tm= -219 °C
T6= -183 °C
= 1,55 g/cm3
Oksijenin bulunuu ve elde edilmesi
Resim III.25. Oksijeni 1774
ylnda Cozef Pristli kefetmitir.
Oksijen evrende yaygnl bakmndan üçüncü srada yer alr (hidrojen ve helyumdan sonra), yerkabuunda ise en yaygn elementtir. Atmosferde elementer halde
%21 oranndadr.
Bileik halde en çok suda, sondan sonra da yerkabuunda bulunan farkl minerallerde en çok aluminosilikat ve karbonatlarda bulunur. Onlarn arasnda da en yaygn
CaCO3’tr. Canl organizmalarn yapsna giren çou bileiklerde de oksijen vardr.
Doada oksijen, iki atomlu molekülden O2 oluan, elementer
susptans oksijen (dioksijen) olarak ve üç atomlu molekülden oluan
formulu O3, elementer supstans ozon (trioksijen) olarak bulunur. Bir
elementin iki veya fazla elementer supstansn yapsnda bulunmas olayna allotropi, elementer supstanslara ise allotroplar
denir. Demek ki, dioksijen ve ozon oksijen elementinin allotroplardr ve farkl özellikleri vardr.
Dünyann on kilometre uzaklnda ozon tabakas bulunur,
dünyay zararl ultraviole nlarndan korur. Ozon doada gürleme
esnasnda oluur. Yamurdan sonra, havada oluan ozondan dolay ferrahlk hissedilir. Endüstride oksijen sv havann ayrmsal damtmyla veya suyun elektoliziyle elde edilir. Laboratuvarda, oksijenin elde edilmesi, oksijenle zengin olan (oksitler ve tuzlar) bileiklerin örnein KClO3, KMnO4 v.b. ayrmasyla gerçekleir. Eer sradaki deneyi gerçekletirirsek onu yoklayabiliriz.
Resim III.26. Oksijen
ve ozon moleküllerinin modelleri
50
Gerçekletirilen deneyden görüldüü gibi korlu oduncuk tüpten çkan
gazdan alevlenir ve yanar. Supstanslarn yanmasn salayan gaz oksijendir, demek ki tepkime esnasnda oksijen
serbestleir. Potasyum kloratn ayrma
tepkimesini u denklemle gösterebiliriz:
Bizim küçük laboratuvarmz
Ödev: Oksijenin laboratuvarda elde
edilmesi (iki grupta çaln)
Gerekli gereç ve supstanslar:
Spor, tüpler, tpalar, kvrk boru, su ile cam
tekne, oduncuk, ispirto lambas, kronometre, KClO3, MnO2.
2KCIO3 = 2KCI + 3O2
Yöntem: Resimde gösterildii gibi gazn
su altnda toplanmas için düzenei kurun.
Supstansn konulduu tüp spora skca tutturulur ve kvrlm
boru ya da hortum yardmyla
su dolu kabn içine konulmu kavanozcuk ile balanr.
Tüpe azck MnO2 ile kartrlm
KClO3 konulur. Dikkatle stn ve ne olduunu gözlemleyin! lk kabarcklarn çkmasna kadar zaman ölçün.
Tüpün azna korlu oduncuu yaklatrn. Ne fark ediyorsunuz? Serbestlenen
gaz ile üç kavanozcuu doldurun. kinci grup
ayn ekilde MnO2 eklemeden çalr.
Potasyum kloratn ayrmas için
uzun zaman stlmas gerekir. Eer tepkime mangan (IV) oksit MnO2 sayesinde
gerçekleirse tepkime daha hzl akar.
Demek mangan (IV) oksit tepkimeyi hzlandrr.
Bir tepkimeyi hzlandran supstanslara katalizörler denir, tepkimeye
ise katalitik tepkime denir. Katalizör,
onun eksikliinde de gerçekleebilen
tepkimeleri hzlandrr. Yukarda yazlan kimyasal denklemde katalizörün
formülü yazlmamtr. Katalizör katld tepkimeyi hzlandrr sonunda da
kimyasal deiime uramaz. Ondan
dolay kimyasal denklemde onun formülü yazlmaz.
Oksijenin özellikleri
Oksijen renksiz, kokusuz bir gazdr. Suda az erir, fakat yine de sudaki yaamn
sürdürülmesi için yeterlidir. Oksijen, soutulunca ve basnç altnda sv hale dönüür.
Sv oksijenin mavimsi rengi vardr.
Oksijen çok reaktiv elementtir ve çok sayda bileik oluturur. Supstanslarn oksijenle birleme tepkimesi artk bildiin kadaryla redoks sürecidir, bu süreçte oksijenle balanan supstans oksitlenir. Bu sürece ’’ yanma denir ’’. Yanma yerine bazen ’’hzl oksidasyon’’ terimi de kullanlr çünkü tepkime farkedilecek bir ekilde k ve scaklk saçarak çok hzl geliir. Ayn supstanslarn temiz (saf) oksijende yanmas srasnda
alev daha iddetlidir.
51
S, Fe ve C’un yanma tepkimeleri
aadaki
kimyasal
denklemlerle
gösterilmitir:
Bizim küçük laboratuvarmz:
Ödev: Demirin, kükürtün ve karbonun havada yanmalar ve saf oksijende yanmalar arasnda fark var mdr?
Gerekli gereç ve supstanslar:
Oksijenle dolu üç kavanozcuk (önceki
deneyden), yakma ka, ispirto lambas ve demir teli, kükürt ve karbon tozu.
Yöntem: Oksijenle dolu birinci kavanozcua yakma kayla yanan kükürt,
ikincisine erilmi demir teli ve üçüncüsüne karbon konulur. Ne farkediyorsun?
S + 2 = 2
4Fe + 3O2 = 2Fe2O3
C + O2 = CO2
Oksijenle balanma dier süreçler esnasnda da olur, örnein metallerin
paslanmas ya da organizmalarda soluk alma sürecinde besleyici supstanslarn yanmas srasnda. Bu tepkimeler
yava gerçekletii için ‘’ yava oksidasyon ‘’ terimi kullanlr.
Demirin, kükürdün ve karbonun oksijende yanma tepkimelerini kimyasal denklemle göster.
Resim III.27. Çürüme esnasnda oksidasyon süreci
gerçekleir.
Oksijenin bileikleri
Oksijen çok sayda bileikler oluturur. Bileiklerin arasnda en
önemlileri oksitlerdir. Tüm elementlerle oksitler oluturur, sadece ?üor ve soygazlaryla oluturmaz (ksenon hariç). Onun en önemli oksidi sudur.
Oksijen tüm oksijenli anorganik asitlerin ve onlarn tuzlarnn
yapsna fakat hidroksitlerin de yapsna girer. Oksijen, hidrojen peroksit de oluturur (H2O2), onda da suda olduu gibi hidrojenle baldr. Fakat bu bileik asittir. lerideki balklarda da görebilecein gibi,
Resim III.28. Hidoksijen çok sayda organik bileiklerin de yapsna girer.
rojen peroksit molekülünün modeli
Oksijenin önemi ve kullan
Oksijen, tüm canl organizmalar için en önemli elementtir. Elementer olarak
solunum süreci oksijensiz gerçekleemez, onun bileiklerinden en önemlisi sudur.
nsan vücudunun %60-%70’ni oluturur. Oksijeni havann yüksek tabakalarnda uçan
pilotlar ayn zamanda denizlerin derinliklerinde dalan dalgçlar kullanrlar. Çou kez
tpta, insan hayatnn kurtulmas için oksijen kullanlr.
52
Supstanslarn, saf oksijende yanmalar srasnda
büyük miktarda scaklk elde edilir. Oksijenin bu özellii
kaynak yapma ve metal kesme tekniinde kullanlr.
Ondan baka çelik elde etmek için, oksidasyonu kontrol edilmi farkl kimyasallarn elde edilmesinde,
supstanslarn yand srada scakln elde edilmesi
gerektii yerlerde, tbbi amaçlar için v.b. Röketlerde, yanma sürecini destekler. Hidrojen peroksit ve onun tuzlar,
beyazlatc ve antiseptik olarak kullanlr.
Resim III. 28. Roketlerin yükseli
srasnda kerozinle tepkimede
yaklak olarak 1400 ton sv oksijen harcanr.
NE ÖRENDN?
1. Verilen supstanslardan oksijenin elde edilmesini kimyasal denklemler ile göster:
) su
b) HgO
2. Metallerin, havada yanmas ve saf oksijende yanmas srasnda oluan deiik
likler arasndaki farklar açkla. Her iki durumda da ayn ürünler elde edilecek mi?
3. Çinko ile aluminyumun oksijende yanma tepkimelerini yaz.
4. Oksijen, metaller ve ametallerle tepkimeye girer böylece farkl oksitler oluturur. Sradaki oksitleri metal ve ametal olarak sn?andr: Na20,
MgO, P2O5, PbO2, N2O5, Cu2O, MnO2, NO, Cr2O3 CO, HgO, ^3 .
5. Neden SU oksitler grubuna girer!
ARATIR!
Oksijen, ayn elementlerden oluan hidrojen ve oksijenden iki bileik
oluturur. Onlarda su ve hidrojen peroksittir. Bu iki bileik hakknda bilgi
ara, onlarn bulunuu, elde edilii, özellikleri ve onlarn özellikleri, önemi ve kullanm arasndaki balantyla ilgili bilgi ara.
Prezentasyon-sunum için malzemeyi hazrlaynz.
- Suyun kirlilii ile ilgili aratrma yapnz. Prezentasyonlar-sunumlar
hazrlaynz, sonradan suyun kirlilii ve doal sularn kirlilikten korunma
yöntemleri hakknda tartn.
53
III.2.4. HDROJEN
H
Sra numaras: 1
Ar = 1,08
Oksid says +1
Tm= 259 °C
T6= - 252 °C
= 0,0899 . 10-3 g/cm3
Hidrojeni, 1766
ylnda, kzgn demir
ile su buharnn tepkimesi srasnda Henri
Kevendi kefetmitir.
Ad ’’su douran’’
anlamna gelen, Yunan
sözleri, hidro (su) ve
genes (douran)’ten
türemitir.
Bizim küçük laboratuvarmz
Resim III.28 Henri
Kevendi
Hidrojenin bulunuu ve elde
edilmesi
Ödev: Hidrojenin elde edilmesi
Hidrojen tüm gazlardan daha
haftir ve ondan dolay az miktarda da
olsa serbest halde atmosferin yüksek
tabakalarnda bulunur. Uzayda en çok
bulunan elementtir. Yerkürede, çou
bileiklerde bulunur örnein suda,
ayn öyle bitkisel ve hayvansal organizmalarda da bulunur.
Endüstride kullanlan hidrojen
büyük miktarda petrol ve yeralt gaznda
bulunan hidrokarbonlarn ayrmasyla
elde edilir. Genellikle metan CH4 bileiinin su buhar ile olan tepkimesinden
elde edilir.
Gereken gereç ve supstanslar : Spor,
deney tüpleri, tpalar, kvrk boru, su
ile dolu cam tekne (veya baka kab),
kibrit, çinko tanecikleri ve seyreltik hidroklorür asidi.
Yöntem: Su altnda gazn toplanmas
için düzenek kur (içine supstansn
konulduu tüpü, spora tuttur ve kvrlm
boru yardmyla su ile dolu olan kabn
içine batrlan dier deney tüpü ile
bala. Tüpe, birkaç çinko tanecii ve
deriik hidroklorür asid eriyii koy. Ne
farkediyorsun? Serbestlenen gaz, su
altnda birkaç tüpte topla. Gazla dolu
olan deney tüplerini tpa ile kapat.
CH4 + H2O = CO + 2
Hidrojen, suyun elektrolizi ile
de elde edilebilir. Laboratuvarda hidrojen, metallerin (örnein: çinko
veya demirin) seyreltik hidroklorür ya
da sülrik asidiyle tepkimeye girmsiyle elde edilir.
54
Çinkonun, seyreltik sülrik asidi ile gerçekleen tepkimesi u denklem ile
gösterilebilir.
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + 2
Sodyum veya potasyumun su ile tepkimesinden de hidrojen ayrabilir :
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
Bizim küçük laboratuvarmz
Hidrojenin Özellikleri
Ödev: hidrojen özelliklerini aratr
Gerekli araç ve supstanslar: Önceki deneyden hidrojen ile dolu üç deney
tüpü, kibritçik.
Yöntem: gazla dolu bir deney tüpünü içinden cam çubuu geçen tpa ile
kapat. Cam çubuunun azna yanan
kibritçii yaklatr. Ne oluyor? Hidrojenle dolu olan deney tüplerinden birinin azn yukarya doru dierinin ise
aaya doru çevir ve her deney tüpüne yanan oduncuk yaklatr.
Deiiklikleri açkla, oluan tepkimeleri ise kimyasal denklemler ile
göster.
Hatrla: Hidrojenin de elde edildii,
kimi metalin, seyreltik asid ile tepkimeye girip giremeyecei neye baldr.
Gerçekletirdiimiz
deneyde hidrojenle dolu olan deney tüpünü dikkatle gözlemlersen hidrojenin
renksiz ve kokusuz gaz olduunu
fark edeceksin. Sadece, az yukar doru olan tüpteki gazn yanmas,
hidrojenin havadan daha yenlik olduunu ve su altnda toplayabilmemiz onun suda erimediini gösterir.
Gerçekletirdiimiz deneylerden gördük ki, hidrojen havada yaklnca yanar. Saf hidrojen mavimsi bir
alevle patlamadan yanar. Fakat, iki
hacm hidrojen ve bir hacm oksijenden oluan karm yannca patlaycdr ve ’’gürleyen gaz’’ ad ile bilinir.
Yanma srasnda hidrojen, oksijen ile balanr ve suyu oluturur.
2H2 + O2 = 2H2O
Hidrojen, sadece serbest halde bulunan oksijenle deil, bileik halde olan
oksijenle de balanabilir. Örnein stlm bakr (II) oksidin üzerinden hidrojen iletilince
bakr elde edilir. Bu tür yükseltgenme-indirgenme tepkimelerinde, oksitteki metal,
elementer hale kadar indirgenir. Demek oluyor ki, hidrojen metal oksitlerden kimi
metalleri indirgeyebilir. Ondan dolay hidrojen indirgenir deriz.
CuO + H2 = Cu + H2O
Hidrojenin bileikleri
Hidrojen, büyük sayda bileikler oluturur. Neredeyse tüm organik ve biyolojik
önemli bileiklerin yapsna girdiinden dolay canl dünya için önemlidir. Tüm
bileiklerinden en önemlisi tabi ki sudur. Sudan baka, hidrojen tüm anorganik asitlerin,
hidroksitlerin ve baz tuzlarn da yapsna girer.
55
Hidrojen (iki elementten oluan) hem metal hem de ametallerle binar bileikler
oluturur. Bu tür bileiklerden en önemlisi amonyaktr, NH3. Amonyak, endüstri
süreçlerinin çounda kullanlr. Hidrojenin binar bileiklerine ‘’hidridler’’ denir.
Hidrojenin önemi ve kullan
Hidrojenin, oksijende yanmas srasnda büyük miktarda scaklk
serbestlendiinden dolay hidrojen, metallerde, kesmede ve lehimlemede kullanld
gibi roketlerde de yakt olarak kullanlr. Endüstride stma için kullanlan öyle denilen ‘’
su gaz ‘’ yapsna girer.
Hidrojen besin endüstrisinde bitkisel yalardan, margarinin elde edilmesinde,
kimya endüstrisinde de sentetik benzinin, amonyan, hidroklorür asidinin v.b.
bileiklerin elde edilmesinde kullanlr. Hidrojen, indirgen olarak da kullanlr.
Hidrojen, organik bileiklerin çounun ve önemli biyobileiklerin yapsna giren
temel elementlerden biridir.
NE ÖRENDN?
1. Neden evrende tüm elementlerden en çok hidrojenin bulunduunu açkla.
2. Verilen supstanslarn tepkimesinden hidrojenin elde edilime denklemini yaz:
) çinko ve seyreltik HCI
b) demir ve seyreltik H2SO4
3. Metallerin elektrokimya dizisini göz önünde bulundurarak, hidrojenin metal
tuzlarnda indirgeyebilecei birkaç metal saynz.
4. Verilen tepkimelerin ürünlerini yaz a) Cl2+ H2 b) H2 + N2
5. Hidrojenin, astrokimyada kullannn sebebi nedir?
ARATIR!
Hidrojenin, havadan daha yenlik olduunu verilen gereç ve malzemelerle göster. Gerekli olan sadece: meyve suyu iesi, çocuk balonu, iplik,
çinko tanecikleri ve seyreltik hidroklorür asidi. Asid ile dikkatli çal!
Baaryla çözümlenen ödevin kantn herkes görmeli.
56
III.2.5. KARBON
Karbonun ad Latince carbo’dan
türemitir ve kömür anlamna gelir. Kömür,
hemen de saf amorf karbondur. Karbonun,
amorf karbondan baka allotroplar da
vardr: grat, elmas gibi, son zamanlarda
ise fullerenler ve nanotüpler olarak bilinen
yeni allotroplar kefedilmitir.
C
Sra
numaras: 6
Ar = 12,01
Oksid says +4
Tm= 3652 °C
= 2,27 g/cm3
Karbonun bulunuu ve allotroplar
Doada saf halde karbonun çok allotroplar
vardr. En tannmlar elmas ve grattir.
Elmas, aralarnda güçlü çekme kuvvetleriyle
bal olan ve düzgün yapya sahip olan karbon
atomlarndan olumutur. Böyle yapya sahip
olduundan dolay elmas çok sert maddedir ve
elektrii iletmez. Doal elmaslar, saydam (berrak)
ve saydam olmayan (siyah) olabilirler. Doal
elmaslarn ilenmesiyle deerli talar gibi kullanlan
güzel kristaller elde edilir. Sertliinden dolay elmaslar, delmek için kullanlan cisimlerin doruklarnn
yapmnda kullanlr.
Resim III.30. Elmasn strüktürü
Resim III.31. Gratin strüktürü
Grat, ayni öyle birbirine bal olan fakat
elmastan farkl bir düzende olan karbon atomlarndan yaplmtr. Gratte, karbon atomlar tabakalar oluturur. Tabakalar arasndaki ba zayf olduundan gratin sertlii azdr, parçalanabilir ve katta iz brakabilir. Elektrii ilettiinden
dolay elektrodlarn yapmnda kullanlr. Fiziksel
özelliklerine göre öyle görünmüyorsa da gratin,
karbonun daha stabil allotropu olduunu belirtmeliyiz.
57
Amorf karbon karbonun dier allotropudur, dier supstanslarla karm halindeyken
kömürde ve kurumlarda bulunur. Karbonun pek bilinmeyen fakat dierleri kadar önemli
olan baka allatroplar da kefedilmitir. Fullerenlerin ve karbon nanotüplerinin kefedilmesi
bilimde ve teknolojide, nanokimya ve nanoteknoloji denilen bölümlerin açlmasna neden
olmutur.
Resim III.32. Fullerenlerin
strüktürü
Elementer halde bulunmaktan baka, karbon havann
yapsnda karbondioksit olarak mevcuttur. Havann yapsnda
bulunan karbondioksidin sabit kalmas,solunumdan ve yanma ile elde edilen karbondioksidin bir taraftan fotosentez
olaynda absorbe edilen karbondioksidin,dier taraftan da
dengelemenin sonucudur.
Bal halde karbon daha sonra söz konusu olacak
olan tüm organik bileiklerin yapsnda bulunur. O bileikler,
petrolün ve yeralt gaznn yapsna fakat ayn öyle tüm canl
organizmalarn yapsna da girer. Burada sadece organik olmayan karbon bileiklerinden söz edilecektir.
III.2.6. KARBONUN BLEKLER
Karbon iki çeit bileik oluturur, anorganik ve organik. Organik olanlarn says
çoktur ve onlar kimyann özel dal olan organik kimya tarafndan aratrlr. Karbon
monoksid, karbon dioksid, karbon asidi ve dierleri anorganik kimyann aratrd
bileiklerin bölümüdür.
Karbonun oksitleri
Oksijen miktarna bal olarak karbonun yanmas esnasnda Karbon monoksit
CO ve Karbon dioksit 2 olarak iki farkl oksid elde edilebilir.
Tabela III.3. Karbon oksitlerinin kimi özelliklerinin kyaslanmas
Karbon monoksid
Gaz
Özellik
Hal (agrega)
Karbon dioksid
Gaz
Kokusuz
Koku
Kokusuz
Renksiz
Renk
Renksiz
Yanma
Yanmaz
Yanar, CO2 elde edilir
Güçlü zehirdir
Zehirlilik
58
Zehirli deildir, Karbon
dioksid atmoseferinde
oksijenin olmadndan
dolay boulma meydana
gelir.
Tabeladan görüldüü gibi, karbonun az miktarda oksijenle yanmasndan karbon monoksid
oluur. Renksiz, kokusuz bir gazdr. Güçlü zehirdir çünkü solunduunda kanda, hemoglobindeki
demirle balanp, çok sabit bir bileik oluturur.Bu
özellii, çou kez otomobilde veya kat yakt frnlarn
yaknlnda meydana gelen ölümlerin sebebidir.
Yanmayla karbon monoksid, karbon diokside Resim III.33. Tütün dumannda çok
dönüür.
sayda zehirli supstans bulunur. Sigara içmek, bamllk hastaldr
fakat çou hastalklarn da sebebidir.
2 + 2 = 22
Karbon monoksid, oksid madenlerinden metallerin elde edilmesinde indirgen
olarak kullanlr, öyleki oksitteki oksijeni alp karbon diokside dönüür. Gaz halindeki
yaktlarn yapsna girer örnein ’’ su gaz ’’ ve ’’ jeneratör gaz ’’ olarak da adlandrlr.
Karbon dioksid ve Karbon asidi
Atmoseferde az miktarda karbon dioksid vardr. nsanlar ve hayvanlar karbon
dioksidi solunum süreci esnasnda serbestletirirler. Bitkiler havadaki karbon dioksidi
kullanp organik maddelere dönütürürler, sonra da insan ve hayvanlarn kulland
oksijeni serbest ederler. Bu olay daima sürmektedir ve dünyadaki yaamn sürmesi için
temel olaydr.
Karbonun yeterli miktarda oksijende yanmasyla karbon dioksid elde
edilir. Ayn öyle karbonatlar ile asitlerin
tepkimesinden de elde edilir.
Örnein,
Bizim küçük laboratuvarmz
Ödev: Karbon dioksidin elde edilmesi
Yöntem:
a) Yumurta kabuunun üzerine biraz
sirke damlat
b) Bir parça tebeirin üzerine limon suyu
damlatn
Az daha geni olan bir ie içine tebeir
tozu koy ve biraz seyreltik hidroklorür
asidi ekle. @ieyi tpa ile hafçe kapat.
Bir süre sonra ne olacak? @ienin içine
yanan kibritçik koy. Onunla ne olacak?
Neler olduunu yaz.
Deiiklikleri açkla.
CO2 + H2O
CaCO3 + 2HCI = CaCl2 + CO2 +H2O
Karbon dioksid renksiz ve
kokusuz bir gazdr. Havadan daha
ardr, kendisi yanmaz ayn zamanda onun bulunduu yerde dier supstanlar da yanmaz. Karbon dioksidin
bu özelliinden dolay yangnlarn
söndürülmesinde kullanlr.
Karbon dioksid suda az erir ve
su ile tepkimeye girince karbonik asidi
H2CO3 elde edilir.
H2CO3
59
Karbonik asidi sabit deildir ve su ile karbon diokside ayrr. Bundan dolay karbon dioksit içeceklerin gazlandrlmas için kullanlr. Bildiin gibi, karbon asidinin tuzlar
karbonatlar olarak adlandrlrlar. Bunlarn çou suda zor eriyen supstanslar olduu için
suyun kireçlenmesine neden olan supstanslarn arasnda yer alrlar. Karbon dioksidin,
metal oksitler veya hidrokistler ile tepkimeye girmesiyle karbonatlar oluurlar. Öyleki,
eer karbon dioksid kireç suyuna Ca(OH)2 konulursa, oluan CaCO3’ten beyaz bulant
oluur. Bu tepkime karbon dioksidin varlnn kantlanmasnda kullanlr.
NE ÖRENDN?
1. Neden elmas ve gratin farkl özellikleri vardr?
2. Öyle denilen ’’sera etkisi’’ yaratan, onunla birlikte küresel snmann da sebebi
olan gaz halindeki supstans hangisidir?
3. Birka alkali ve yeralkali karbonatlarnn formulünü yaz.
4. Magnezyum karbonatn piroliz tepkimesinin denklemini yaz.
5. Karbon dioksid ve kalsiyum hidroksidin tepkimesinin denklemini yaz.
ARATIR!
Ödev 1. Doada farkl çeit kömür vardr. nternet veya dier bilgi kaynaklarndan, kömürün doada oluumu, kömürün kalitesi v.b. ile ilgili bilgiler arayn. Topladnz malzemeleri sistematize edin ve örenin, sonra
da prezentasyona-sunuma uygun ekilde hazrlayn.
Ödev 2: (birkaç grupta çaln) verilen mazlemeden, yangn söndürme aygt yapnz. Eer yangn-yanan mumu söndürebilirseniz, o zaman
ödevi baaryla çözdüünüz saylacaktr.
@u gereç ve supstanslar verilmitir: kapakl plastik ie, küçük deney
tüpü, plastik kam, makas, selobant, sakz, sodyum bikarbonat ve sirke.
Grubunuzda ödevi nasl çözeceinizi düünün, kir yürütün aratrn
v.b.
Çalmak için plan yapn ve aranzda ödevleri ayrn.
+ Yangn söndürme aygtnz yapn, sonra da ’’yangn’’ söndürün!
60
KÜÇÜK HATIRLATICI
Doada, ametaller her üç halde rastlanabilir.
Ametallerin balca kimyasal özellii kolay elektron alabilmeleridir.
Oksijen, solunumu salayan havadaki gazdr. Kendisi yanmaz fakat yakmak
için gereklidir.
Oksijen, sv havann ayrmsal damtmyla, suyun elektroliziyle ve oksijenle zengin olan bileiklerin ayrmasyla elde edilir.
Katalizörler, kimyasal tepkimeleri hzlandran supstanslardr.
Elementer supstanslar oksijende yanarlar, onunla birleip oksitleri
olutururlar. Elementer supstanslarn oksijenle birlemesi tepkimesine oksidasyon denir.
Kimi element ve oksijenden oluan bileiklere oksid denir.
Hidrojen indirgendir.
Saf karbon doada farkl allotroplarda bulunur. En tannm olanlar elmas
ve grattir. Elmas serttir ve elektrii iletmez. Gra
t yumuaktr ve elektrii
iletir.
Karbon monoksid, karbonun yetersiz miktarda oksijende yanmasyla elde edilir. Zehirlidir.
Karbon dioksid renksiz, kokusuz bir gazdr, yanmaz ve kendisinde bulunan
supstanslar da yanmaz. Karbon asidi ha
f sabit olmayan asittir, karbon dioksid ve suya ayrr.
61
IV.
ORGANK KMYAYA
ORGAN
KMYAYA GR
K
G
GR
ORGANK
Biliyor musun ki ...
Dünyada ylda birkaç yüz bin bileik sentezlenir. Onlardan bazlar tamamyla yenidir, bazlar doada bulunur fakat
kimyagerler onlar laboratuvarda sentezlemeye çalrlar.
Öyleki, örnein kimyagerler canl organizmada bulunan
çok saydaki vitaminleri, hormonlar, albuminleri v.b. sentezlemeyi baardklar gibi doada bulunmayan baz ilaçlar,
plastik maddeleri, dokumalar v.b supstanslar da sentezlemeyi baarmlardr. Bunlar yüzyllar boyunca biriken
insan bilgisinin ve tecrübesinin eseridir. Bu bileiklerin en
büyük bölümü öyle denilen organik bileiklerdir ve genelde
sentezleri uzun süreli ve zordur ( güçtür ). Yine de herey
basit ama asrlk olan sentezle balad, bilimde de yeni bir
bölümün açlmasna neden oldu. O hangi sentezdir ve hangi
bölümdür ?
Kavramlar
Organik bileikler
Homoloji
zomeri
Hidrokarbonlar
Supstitusyon
Adisyon
Polimerizasyon ( polimerleme )
62
IV.1. ORGANK KMYAYA GR
Organik kimyann balangçlar
Önceki konuda gördük ki metalleri, mineralleri, madenleri ve dier anorganik supstanslar,
insanolu daha eski zamandan beri bilirmi. M.Ö.
1000 ylnda insanlar nesne ve silah yapmnda
kullanacaklar metali elde etmek için madenleri
eritirlermi. Fakat bundan mada ekmek piirirler,
meyvelerden arap, sirke,merubat veya meyve
sular üretirlermi. Baz bitkiler veya böceklerden
elde edilen supstanslarn yardmyla bitkisel li- Resim IV.1.Eski imyaclar’’felsefe ta’’
?eri boyarlarm. Baz bitkilerden kokulu yalar peindeyken çou yeni fakat organik olüretirlermi, baz bitkilerle ise farkl hastalklardan mayan bileikler kefetmilerdir.
ilaçlanrlarm.
Yinde de on sekizinci yüzyln sonuna kadar kimyaclarn sentezlemeyi baardklar
supstanslarn tümü mineral kökenliymi. Kimyagerler, bitkisel ve hayvan kökenli baz
supstanslar bulabilirler fakat mineral kökenli supstanslarla sentezleyemezlermi. Bundan dolay supstanslarn ayrm yaplm cansz doadan olanlar anorganik, canl
doada bulunanlar ise organik olarak adlandrmlardr.
Birçok kimyager canl organizmada bulunan baz bileiin
elde edilmesi için, sadece canl organizmalarda bulunan ‘’Canl güç’’ (vis vitalis) denilen kuvvetin gerekli olduunu düünürlermi ve onun için onlar organik bileikler olarak adlandrmlardr. Bu düünce ö.d. ’’Vitalis teorisinin’’ temelini oluturur. Supstanslarn ilk ayrm da bu teoriye göre yaplmtr.
Anorganik bileiklerin organik bileiklerden çok sayda özelliklerle farkl olduundan dolay bu teori uzun zaman kabul görmütür. 1828 ylnda Alman bilim adam Fridrih Veler’in (Friedrich Wöehler) anorganik bileii olan amonyum siyanat stmasyla karba midi (üre) elde etmesiyle Vitalis teorisi son bulmutur. Öyleki insan tarihinde ilk kez, anorganik supstanstan
o zamana kadar sadece canl organizmalarla oluabilen bileResim IV.2. Fridrih Veik elde edilmitir.
ler, Canl güç teorisini
ortadan kaldrmtr.
Bu aslnda insan tarihinde devrim yaratan kei?erden biridir çünkü o zamandan
çok tannan organik supstanslar sentezlenmeye balanmtr. Fakat ayn zamanda yepyeni, bilinmeyen supstanslarn da elde edilmesine balanmtr.
Organik bileikler kavramnn bugünkü anlam
63
Organik bileikler kavramnn bugünkü anlam
Veler’in karbamidi sentezlemesiyle Vitalis teorisi son bulmu fakat yine de
bileiklerin anorganik veya organik bileikler olarak ayrm kalm ve hala kullanmdadr.
Aslnda bileiklerin anorganik ve organik olarak ayrm onlarn yapsna göre yaplmtr.
Dorusu tüm organik bileiklerde karbon mevcuttur. Onun için diyebiliriz ki
organik bileikler karbon bileikleridir (onun oksitleri, karbon asidi ve onun
tuzlar siyanidler ve az sayda dier bileikler hariç).
Organik bileiklerin yapsna hangi elementlerin girdiini kantlamak için sradaki
deneyi gerçekletireceiz:
Bizim küçük laboratuvarmz
Ödev: Karbon, hidrojen ve oksijenin organik bileiklerde varln
kantlaynz.
Gerekli araç ve supstanslar:
Pamuk, eker, deney tüpleri ve ispirto lambas.
Yöntem: ayr tüplere eker ve
pamuk koyup st.
- Oluan deiiklikleri gözlemle
- Tüpte kalan supstans hangisidir?
- Tüpün souk duvarlarndaki damlalar nedir?
- Bu supstanslarn hangi elementlerden olutuunu bilebilir misin?
Gerçekletirdiimiz deneyden görebiliriz ki eker ve pamuk stlnca ayrrlar,
öyleki tüpün duvarna su damlalar ayrr,
kalan ksm ise siyah renktedir. Tüpte kalan supstans, karbondur. Demek ki, ekerin ve pamuun yapsnda karbon, hidrojen
ve oksijen elementleri bulunur.
Çok sayda dier organik bileiklerde
de durum ayndr. Tüm organik bileiklerde karbon bulunur, onlarn çounda hidrojen de bulunmaktadr. Organik bileiklerinde çou kez oksijen, azot, kükürt, fosfor ve halojen elementler de bulunur. Organik bileiklerin says büyüktür ve anorganik bileiklerin saysn epeyce geride brakmaktadr. Bugün ylda 100.000 yeni organik bileik sentezlenmektedir. Bu sebepten dolay organik bileikler dier bileiklerden ayr olarak organik kimya gibi bilinen
disiplin dalnda örenilirler.
Organik bileiklerin yapsn, strüktürünü, özelliklerini ve sentezini öreten
(aratran) kimya bölümüne organik kimya denir.
Organik bileiklerin ve bilim olarak organik kimyann insann çada yaamndaki
önemi büyüktür. nsann hayat plastik malzemeler, sentetik li?er, boyalar, cilalar, eriticiler v.b. gibi supstansz düünülemez. Organik kimyaya dayanan endüstrü dalna
organik endüstrisi denir. Biokimya, eczaclk ile tp kimyasi ve biokimya ayn öyle
moleküler biyoloji gibi önemli bilim dallarnn temeli organik kimyaya dayanr.
64
IV.2. ORGANK BLEKLERN AYRILMASI VE
TEMSL EDLDKLER FORMÜLLER
Organik bileiklerin ayrlmas
Çok sayda organik bileiklerin olmas ve onlarn özel özelliklerinin olmas,
karbon atomunun yapsna ve oluturduu kimyasal balara borçludur. Elementlerin peryodik cetvelinde karbon dördüncü grupta yer alr, demek ki 4 deerlik (valans)
elektronu vardr. Bu dört elektron, dört kovalent ban olumasnda yer alr ondan
dolay karbon, organik bileiklerinde her zaman dört valansldr. Karbon atomlar
sadece dier elementlerin atomlaryla deil, kendi aralarnda da tek, ikili ve üçlü
bala balanabildikleri gibi dier elementlerle de balanabilme imkanna sahiptirler.
Karbon atomlar aralarnda farkl ekillerde balanabilirler: açk diziler halinde (uzun
dallanmam veya dallanm) veya kapal diziler halinde.
Organik bileikleri çok sayda olduundan dolay daha iyi örenilmesi için
gruplatrlrlar. Gruplatrma farkl ekillerde yaplabilir fakat genelde onlar u kriterlere göre gruplatrrz:
• bileiin yaps;
• karbon dizinin strüktürü;
• fonksiyonel grup.
• Yapsna göre ayrlma
Organik bileiklerin yapsnda bulunan elementlere göre: hidrokarbonlar, oksijenli, azotlu ve baka olarak ayrlrlar. Bu çeit ayrm aadaki tabelada görebilirsin.
Tabela IV.1. Organik bileiklerin ayrlmas
Yaps
Bileikler
Hidrokarbonlar
C, H
Oksijenli organik bileikler
C, H, O
Azotlu organik bileikler
C, H, N
Kükürtlü organik bileikler
C, H, S
Halojen elementli bileikler
C, H, X - halojen
• Karbon dizisinin strüktürüne göre ayrlma
Karbon atomlarnn balandklar dizilere göre bileikler: açk dizili dorusu
asiklik bileikler ve siklik bileikler dorusu kapal dizili bileikler olabilirler.
65
Örnek 1.
Açk karbon dizileri (asiklik)
Dallanmam karbon dizisi
Dallanm karbon dizileri
Kapal karbon dizileri (siklik)
• Fonksiyonel grubuna
göre ayrlma
Çou organik bileiklerin özellikleri içerdikleri atom
veya atom gruplarna baldr.
Organik bileiklerin özelliklerinin bal olduu atom veya
atom gruplarna fonksiyonel
gruplar denir. Öyleki, örnein
alkoller OH (hidroksil grubunu)
grubu içerir, bu grubun bulunmasndan dolay tüm alkollerin baz ortak özellikleri vardr.
Ondan dolay organik bileiklerin gruplatrlmas fonksiyonel
gruba göre de yaplr.
Tabela IV.2. Daha önemli fonksiyonel gruplar
ve kapsadklar bileikler
Fonksi yonel
Grup
Grubun ad
Kapsadklar
bileikler
C C
kili ba
Alkenler
C C
Üçlü ba
Alkinler
Hidroksil
Grubu
Alkoller
Karbonil
( keto ) grubu
Ketonlar
OH
C
O
C
O Aldehit grubu
Aldehidler
H
O
C
OH
NH2
66
Karboksil
Grubu
Organik
asitler
Amino grubu
Aminler
Organik kimyada kullanlan formüller
Anorganik kimyay örenirken, endeks saylarn, elementlerin miktarlarnn en küçük
tam say orann temsil eden formüller olarak kullandk. Böyle formüller (empirik) basit
formül olarak adlandrlrlar. Fakat bu tür formüllerin organik bileiklerde kullanm uygun deildir çünkü çou bileiin ayn empirik formülü olabilir. Ondan dolay, organik
kimyada empirik (basit) formül yerine molekül formülü kullanlr. Bu formüller bileiin
molekülünün yapsnda bulunan her elementin atom saysn tam olarak gösterirler.
Öyleki, örnein organik bileii olan benzenin molekül formülü C6H6’dr, fakat empirik formülü CH olacaktr. Molekül formülü C2H2 olan etin bileiinin de ayn empirik
formülü (CH) vardr. Bu örneklerden aslnda organik kimyada empirik formül yerine
molekül formüllerinin önemini anlyoruz.
Gördüümüz gibi, bazen sadece molekül formüllerini deil molekülde atomlarn
dizilii ve balanma ekillerini de bilmeliyiz. Bunun için yapsal formüller kullanlr.
Organik bileiklerin yapsal formülleri çok uzun olabilirler, ksaltma amaçl
yapsal formül yerine rasyonel yapsal formüller kullanlr. Rasyonel formüllerde karbon ve hidrojen atomlar arasndaki balar çizgiyle gösterilmezler.
Örnek 2: Propann molekül, yapsal ve rasyonel formülü
Molekül formülü : 38
Yapsal formül:
Rasyonel formülü: 3- 2- Bu bileikte (herhangi dier bileikte olduu gibi) karbon ve hidrojen
atomlarnn balanmasn görsel gösterebilmek için modeller kullanabiliriz. Modeller sopacklarla bal toplar ve kesik toplar eklinde olabilirler. Modeller, bileikte
açlar ve balarn uzunluu hakknda görsellik sunar, dorusu molekülde atomlarn
alandaki diziliini gösterir.
Resim III.3. Propann modelleri: a) topçuk ve
oduncuklarla b) kesilmi toplarla
67
NE ÖRENDN?
1. Verilen bileiklerden hangisi organiktir: KCN, CH4, CH3COOH, Na2CO3, C2H2?
2. @u tümceleri tamamla: Tüm organik bileikler
içerir ve her zaman
. Karbon atomlar
balanrlar ve
balanrlar balar oluturarak.
Organik bileiklerin farkl yaam alanlarndaki önemini örneklerle anlat .
Açk ve kapal dizide 4 karbon atomunun balan ekillerini göster. Bota kalan
her karbon atomuna birer hidrojen atomu bala.
) Karbon atomlar kaç ekilde balanabilir?
b) Bu bileiklerin herbirinde, hidrojen atomlarnn says ne kadardr?
5. @u rasyonel formüller verilmitir:
a) CH3-CH2-CH2-CH3
b) CH3-CH2-OH
c ) CH3-CH2-CI
) Bileikleri üç kriter üzerine gruplatr.
b) Verilen bileikleri molekül ve yapsal formülleri ile göster.
ARATIR!
nternet veya dier bilgi kaynaklarndan organik kimyadaki kei?erle ilgili bilgiler ara.4’cü sorudaki bileiklerin moleküllerini modelleriyle göster.
KÜÇÜK HATIRLATICI
Organik kimya organik bileikleri inceler.
Organik bileikler karbon bileikleridir (az sayda anorganik bileikler,
karbonun oksitleri, karbon asidi ve onun tuzlar v.b hariç)
Organik bileiklerinde karbon atomu dört valansldr.
Karbon atomlar aralarnda açk ve kapal dizilerde balanabilirler, ayn öyle
dier elementlerin atomlar ve bütün atom gruplaryla da kovalent balaryla
balanabilirler.
Organik bileiklerin ayrlmas: karbon atomunun yapsna, strüktürüne göre ve
içerdii fonsiyonel gruba göre yaplr.
Fonksiyonel grup, atom veya atom grubudur ve belirli grup bileiklerin
özellikleri onlara baldr..
Organik bileikler genellikle: molekül, yapsal ve rasyonel yapsal
formüllerle gösterilebilir. Bileiklerin görsel gösterilmesi için de modeler
kullanlr.
68
IV.3. HDROKARBONLAR
IV.3.1. HDROKARBONLARIN AYRILMASI VE
HDROKARBONLARIN HOMOLOJS
Hidrokarbonlar ve onlarn ayrlmas
Onlarn adndan da belli olduu gibi,
Hidrokarbonlar sadece karbon ve hidrojen içeren organik bileiklerdir.
Hidrokarbonlarn ayrlmas karbon dizisinin strüktürüne göre yaplmtr.
Tabela IV.3. Hidrokarbonlarn karbon dizisinin strüktürüne göre ayrlmas
HDROKARBONLAR
Açk dizi – asiklik
Doymu
Kapal dizi - siklik
Doymam
Alisiklik
Aromatik
Alkenler
Alkanlar
CH2=CH2
C
CH3CH2CH3
Alkenler
C C
C
C
C
C
C
C
C
C
CHCH
Tabeladan da görüldüü gibi karbon dizisinin yapsna göre,hidrokarbonlar
asiklik (açk dizili) ve siklik (kapal dizili) olarak ayrlrlar.
Açk dizili hidrokarbonlarda, karbon atomlar aralarnda tek, ikili ve üçlü bala
balanabilirler. Hidrokarbonlardaki karbon atomlar aralarnda sadece tek bala
balysalar onlara doymu hidrokarbonlar denir ve bu gruba alkanlar girer.
Doymam hidrokarbonlarda ki karbon atomlar arasnda en az bir, ikili veya üçlü
ba vardr. Bu gruba örnein: alkenler ve alkinlar girer.
Siklik hidrokarbonlar (kapal dizili hidrokarbonlar) alifatik siklik (alisiklik)
ve aromatik siklik (aromatik) olarak ayrlmlardr. Aromatik hidrokarbonlar büyük ve
önemli grup organik bileikleridir, onlardan en önemli olan birinci temsilcisi benzen
(C6H6)dir, tüm aromatik bileikler ondan türemitir.
69
Homoloji ve homoloji dizileri
Aadaki tabloda verilen bileiklerin formüllerine baknz ve ard arda gelen iki
bileiin ve herhangi iki bileiin aralarndaki fark bulmaya çaln.
Tabela IV.4. Alkanlarn homoloji dizisi
Karbon atom
Alkann ad
says
Rasyonel formül
1
metan
2
etan
3
propan
4
butan
CH3— CH2— CH2—CH3
5
pentan
CH3—CH2—CH2—CH2—CH3
6
heksan
CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3
7
heptan
CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3
8
oktan
CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2-—CH3
9
nonan
CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2-—CH2—CH3
10
dekan
CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3
CH4
CH3—CH3
CH3—CH2—CH3
Tabelada verilen bileiklerin formüllerinden belirli doruluklar farkedebilirsin:
- Bileikler bir C atomundan balayarak karbon atomlarnn srasna göre sralanmlardr;
- Bileiklerin formülleri aralarnda bir veya daha fazla -CH2- grubu (bu grubun ad
metilen grubudur) için farkldrlar;
- Dizideki son karbon atomlarna üç hidrojen atomu baldr.
Kimyasal yaplar bir veya fazla -CH2- grubu için farkl olan ve kimyasal özellikleri
benzer olan bileiklere homolojik bileikler, bu olaya ise homoloji denir.
Homoloji bileikleri karbon atomlarnn saysnn artmasyla sralandnda homoloji dizisi meydana gelir. Dizinin her bileii onun üyesidir.
Dizideki elemanlar aralarnda bir veya daha çok—CH2— grubu için farkl olduunu
bildiimize göre, kolaylkla homoloji dizisinin genel formülünü elde edebiliriz,
öyleki yukardaki tabelada verilen bileiklerin (alkanlarn)genel formülü udur:
CnH2n+2 burada n – karbon atomu saysn gösterir. Homoloji dizisinin genel formülleri dier hidrokarbonlar için de elde edilebilir. Homoloji dizisinin genel formülü, dizinin
her üyesinin kimyasal formülünün belirlenmesini salar.
C ve H atom saysnn düzgün bir ekilde arttndan dolay, homolojik bileiklerin ziksel özelliklerinin düzgün bir ekilde deimesini etkileyen molar kütlede düzgün artar.
70
IV.3.2. DOYMU HDROKARBONLAR-ALKANLAR
HOMOLOJ, ZOMER NOMENKLATÜR
Alkanlar doymu hidrokarbonlardr
Organik bileiklerin karbon dizisinin strüktürüne göre yaplan ayrm tabeladan
izlersen, alkanlarda karbon atomlarnn açk dizide bal olduklarn ve sadece tek
bala bal olduklarn fark edeceksin: ondan dolay onlara doymu hidrokarbonlar
da denir. Bu homoloji dizisinin ilk üç bileiinin kimyasal formüllerini ve modellerini
kyaslarsan ayn kanya varacaksn.
Metan
Etan
Propan
Buna dayanarak unu diyebiliriz ki:
Alkanlar moleküllerindeki karbon atomlar aralarnda tek bala bal olan doymu
hidrokarbonlardr.
Alkanlarda homoloji ve izomeri
Tabeladaki formüllerden görebiliriz ki metan hariç her karbon atomuna iki hidrojen atomu balanr, sonlardaki iki karbona üçer hidrojen atomu balanr. Ona göre
belirli sayda karbon atomu (n) içeren alkann homoloji dizisinin genel formülü udur:
CnH2n+2
Örnek 1. 10 Karbon atomu olan alkann formülü nedir?
Bilinen:
n = 10
says CnH2n+2
Çözüm:
C10H2·10+2
Aranan:
alkann formülü (C10Hx) dorusu H-atom
Ÿ
C10H22
Cevap: 10 Karbon atomu olan alkann kimyasal formülü C10H22 ‘dir.
71
Dizinin birinci temsilcisi 4 metandr. Onun formülünden görüldüü gibi metann
sadece bir karbon atomu vardr. O, bir karbomna tomu olan tek hidrokarbondur.
Sradakilerde etan ve propanda karbon atomlar aralarnda açk dallanmam dizilerde
baldrlar.
Dizideki ikinci temsilcinin molekül formülü C4H10’dur. Bu formül için iki farkl
yapsal formül yazlabilir, biri dallanmam ve dieri dallanm dizili. Bu formüllerle
aslnda iki farkl bileik temsil edilmitir çünkü farkl strüktürleri ve farkl özellikleri
vardr.
ki veya daha çok bileiin ayn kimyasal yaps, ayn molekül formülü
fakat farkl strüktür formülü ve farkl özellikleri olmas olayna izomeri, bileiklere
ise izomerler denir.
@imdiye kadar incelediklerimizden alkanlarda izomeri olayna (butandan
balayarak), karbon atomlarnn aralarnda farkl ekillerde balanabilmeleri ve farkl
strüktürler oluturabilmelerin sebep olduu sonucuna varabiliriz. Homoloji dizisinin
bir üyesindeki izomerlerin says, karbon atom saysnn artmasyla artar. Öyleki,
pentann üç izomeri vardr. Bu üç bileiin molekül formülü ayndr C5H12 fakat yapsal
olarak farkldrlar. zomerlerden biri dallanmam dizilidir, iki tanesi ise dallanm dizilidir. Molekül formülleri ayn olmasna ramen özellikleri farkl olduundan dolay onlar
farkl bileiklerdir.
40 karbon atomlu olan alkann 6,25·1012 izomeri
vardr.
Resim IV.4. Pentann izomerlerinin modelleri
Verilen örneklerden u kanya varabiliriz ki: organik bileiklerinin saysnn
çok olmasnn nedenlerinden biri de izomeri olaydr.
72
Alkanlarn Nomenklatürü – Adlandrlmas
Alkanlarn, homoloji dizisinin ilk dört üyesinin ö.d. triviyal adlar vardr. Bu adlar
bileiklerin baz özelliklerine göre verilmi, bulunduklar yere göre v.s.
Bu adlarn triviyal olmasna ramen hepsinde ‘’an’’ son eki
bulunduu görülür. Sradaki bileikler nomenklatüre göre IUPAC
(Uluslararas genel ve uygulamal kimya birlii) adlandrlrlar. Bu nomenklatürün kurallar, organik kimyann incelenmesini kolaylatrr.
CH4 - metan
C2H6 - etan
C3H8 - propan
C4H10 - butan
Dallanmam dizili alkanlarn adlar, karbon atom saysnn yunan adna
‘’an’’ son eki eklenerek yaplr.
Tabela IV.5. 5-10 C-atomu olan Alkanlarn adlar ve formülleri
C-atom says
5
6
7
8
9
10
Formül
C-atom saysnn yunan ad
C5H12
C6H14
C7H16
C8H18
C9H20
C10H22
pentheksheptoktnondek-
Ad
pentan
heksan
heptan
oktan
nonan
dekan
Dallanm dizili alkanlarn adlar üç bölümden oluur:
ön ek
temel kök
son ek
Daln yeri ve ad
En uzun karbon dizisi
Bileik çeidi
Adlandrma u ekilde yaplr
Ilk olarak adn kökü bulunur. Kök olarak en çok karbon atom says olan alkann
ad alnr. Demek ki, yazl ekline önem vermeden en uzun dizi seçilir (yatay, dikey,
v.b.) buna ‘’an’’ son eki eklenir.
En uzun dizideki karbon atomlar saylandrlrlar, saylandrma dallanmann olduu
C-atomunun daha küçük sayya sahip olaca ekilde yaplr.
Dizide dallanma yeri ve dallanmann olduu yerdeki C atom says adlandrlr.
Eer dallarda ayn atom veya atom gruplar için söz edilirse o durumda adlar önüne
di, tri v.s. ön ekler (preks) yazlr. Eer ayn bir C atomunda iki dallanma varsa C
atomunun says iki defa yazlr.
73
IV.6. Alkil radikallerin adlar
ve formülleri
Dizinin dallanm bölümünü
radikaller oluturur. Onlar alkanlarn
bir valansl artklardr, belirli alkandan bir hidrojen atomu daha az içerirler. Alkanlarn radikallerinin adlar belirli alkann adndan elde edilir, öyleki an eki atlr –il son eki katlr. Ondan dolay alkan radikallerine alkil radikaller de denir.
Formüller
Adlar
CH3
metil
CH2CH3
etil
CH2CH2CH3
propil
CH3 CH
CH3
zopropil
Örnek 1: Aada formülü verilen bileiin ad nedir?
CH3
CH3
C CH2
CH2
CH3
CH2
CH3
Çözüm: lk önce en uzun dizi seçilir çünkü o alkann kök addr. Bu durumda en
uzun dizi alt C atomu içerir, demek ki bileiin kök ad heksandr.
C-atomlarnn numaralandrlmas öyle yaplr ki, metil gruplarnn bal olduu Catomu daha küçük deere sahip olsun. Dallanmada iki metil grubu vardr.
Demek ki, bileiin ad 3,3 dimetil heksan
Örnek 2: Ad 2,4 dimetil pentan olan alkann formülü nedir?
Çözüm: En uzun dizi be C-atomu içerir çünkü pentan söz konusudur. kinci ve
dördüncü karbon atomunda birer hidrojen atomu metil grubuyla yer deitirmitir.
Demek ki, formül bu dur:
74
NE ÖRENDIN?
1. Ad 2,3 dimetil heksan olan bileiin rasyonel ve yapsal formülünü yaz.
2. Alt karbon atomu olan alkann a) molekül formülünü; b) olasl yapsal
formülleri; c)yapsal formülleri ile verilmi olan bileiklerin adlarn yaz
3. @u radikalleri adlandr: -C6H13, -CH3 -C5H11, -C2H5
4. Formülleri verilen bileiklerin herbirinin adn oku:
IV.3.3. ALKANLARIN ÖZELLKLER
Alkanlarn ziksel özellikleri
Alkanlarn homoloji dizisinde bileiklerin ziksel özellikleri karbon atomlarnn artmasyla düzgün bir
ekilde deiir. Öyleki, C-atomlar saysnn artmasyla
kaynama ve erime noktalar (derece) yükselir. Ondan
sonra ilk dört öesi gazdr, 5-17 C-atomu içeren sv daha
yüksek alkanlar kat haldedir. Suda erimezler sadece organik eriticilerde erirler. Sv halde olan baz alkanlarn
cila, reçina, yalar v.b. eritme özellii vardr.
Resim IV.5. Mumlar, C25H52 alkann, izomerlerin karmndan
yaplr, 53 °C erirler ve tabi ki
suda erimezler.
Alkanlarn kimyasal özellikleri
Alkanlarda karbon atomlar arasnda tek kovalent
balarn bulunduunu söylemitik. Ondan dolay alkanlar az
relativ bileikleridir. Onun için onlara ‘’paranler’’ (parum alnis) de denir, Latincede az reaktiv anlamna gelir. Tüm alkanlar havada atele temasa girince yanar. Sadece karbon ve
hidrojenden olutuklarndan dolay onlarn yanmasnn ürünü Resim IV.6. Propan-butan
karbon dioksid ce sudur. Örnein:
karm, stmak için kullanlr
2C2H6 + 7O2 = 4CO2 + 6H2O
75
Alkanlarn gösterdikleri tepkimelerden en önemlisi deime tepkimesidir, ona
genelde supstitusyon tepkimesi denir.
Alkanlarda,supstitusyon tepkimesi, alkan molekülünde bir ya da fazla hidrojen
atomu, baka bir elementin atomlaryla ya da gruplaryla deimesidir.
Alkanlarda suptitusyon, genelde halojen elementleriyle ve güne ile
gerçekleir. Bu tepkime esnasnda alkann bir veya fazla hidrojen elementi halojen elementin atomlaryla yer deitirir. Halojen elementin atomlaryla tüm hidrojen atomlar
yer deitirinceye kadar supstitusyon tepkimesi gerçekleir.
H
H
H
C
C
H
H
Etan
H
Cl
Cl
H
H
H
C
C
H
H
Klor
Cl
+
H
Cl
Kloretan
IV.4.3. ALKANLARIN ÖNEM VE
TEMSLCLER
Metan
Allkanlarn temsilcisi olarak homoloji dizisinin
ilk üyesi olan metan öreneceiz. Doada metan organik süpstanslarn oksijen eksikliinden ayrmasyla
oluur. Ondan dolay, yeralt gaznn yapsnda ve kömür madenlerinde de bulunduu için ona daha maden
gaz da denir. Endüstride metan karbon ve hidrojenin
dorudan senteziyle, scakln ve metal katalizörün
eliinde elde edilir.
C + 2H2
T
Ni
Resim IV.7. Metan bataklklarda
bulunur.
CH4
Metan laboratuvarda elde edilebilir. Onun için genelde sodyum asetattan(sirke
asidinin sodyum tuzu) ve sodyum hidroksitten elde edilir, u denkleme göre:
NaCH3COO + NaOH = CH4 + Na2CO3
Bu deneyi bizim küçük labaratuvarmzda elde edebiliriz.
76
Bizim küçük laboratuvarmz
Ödev: Laboratuvarda metan elde
edelim
Gerekli gereç ve supstanslar:
Sodyum asetat, sodyum hidroksit
erii, su altnda gaz toplama aygt
Yöntem: su altnda gaz toplamak
için düzenek kur. Kuru deney tüpüne bir kak sodyum asetat ve biraz
sodyum hidroksid eriyii koy. Tüpün
az içinden cam çubuun geçtii
tpa ile kapatlr ve dikatlice stlr.
Gerçekleen deneyden metann renksiz ve kokusuz bir gaz olduunu farketmisindir. Suda erimez ve havadan daha haftir.
Yaklnca parlak bir alevle yanar. Açk
havada bu tepkime patlaycdr. Kömür madenlerinde oluan kaza ve patlamalarn nedeni budur.Bu tepkime u denklem ile gösterilebilir.
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
Dier alkanlar gibi metan da halojen
elementleriyle supstitusyon tepkimesine girer.
Metann klor ile tepkimesinde her dört hidrojen
atomu yer deitirebilir.
Suyla dolu olan tüp ile ne oluyor gözlemle. Bu tüpün azna yanan kibritçii yaklatr.
Ne oluyor? Hangi gaz serbestlenmitir?
Alkanlarn önemi
Alkanlarn kullanm en çok yanabilme özelliindendir çünkü büyük miktarda
scaklk serbestleir. Onun için gaz halinde ve sv halde olan alkanlarn endüstride,
evlerde ve trakte yakt olarak kullanlmalar büyük miktarda doada bulunmalarna ve kolay ulaml olmalarndan kaynaklanmaktadr. Aslnda onlar petrolün ve yeralt gaznn yapsna girerler. Alkanlar kimya endüstrisinde önemli hammadde olarak
kullanlr, onlardan da plastik maddeler için
hammade olarak kullanlan doymam hidrokarbonlar elde edilir.
Supstitusyon ile elde edilen alkanlarn baz ürünleri organik süpstanslarn eriticileri olarak kullanlrlar.
Resim IV.8. Denizden petrol çkartma platformu.
Petrol ve yeralt gaz halen balca enerji
kaynaklardr
77
EK BLG
‘’ KARA ALTIN’’ NEDR VE NASIL OLUMUTUR?
Geçmite altn, bir insann hatta bir devletin ne kadar zengin
olduunu ölçmek için kullanlrm çünkü elementer halde kalabilir daha dorusu zor deiebilir. Ondan farkl olarak ’’siyah
altn’’olarak adlandrlan ya halinde, koyu renkte, kendine has
kokusu olan ve farkl tepkimelere kolay giren bir svdr. Yine
de siyah altn gerçek altndan daha pahaldr çünkü bir devletin
ekonomik geliimini salayan en önemli faktörlerden biridir.
’’Siyah altn’’ kavram aslnda petroldür. Petrol hidrokarbonlar karmdr, hidrokarbonlar ise yanma srasnda büyük
miktarda scaklk serbest ederler. Onun için petrol en önemli
enerji kaynaym ve halen de öyledir.
Petrol yer kürenin derinliklerinde bulunur ondan da çkartlr.
Fakat petrol nasl olumutur? Bu soruyla ilgili birbirine zt
iki hipotez bulunur. Birine göre petrolün anorganik olduu ve
yerkürenin derinliklerinde yüksek basnç ve scaklk derecesi
altnda karbidlerin (karbonun metan ile bileikleri) ve suyun
tepkimesi sonucu meydana geldiidir.
Dier hipoteze göre, daha çok kabul edilen hipotez olarak, petrol
organik kökenlidir ve ölmü deniz hayvan ve bitkilerin denizlerin dibine çökmeleriyle olumutur. Zamanla, dünyada olagelen
jeolojik deimeler ile bu çöküntülerin üzerine büyük toprak
katmanlar sralanmtr. Basnç, yüksek scaklk, yetersiz oksijen mikroorganizmalar etkisinden kalntlar ayrr ve zamanla
koyu ya görüntülü svya dönüürlermi. Bugün petrolün, denizlerin dibinden ya da bir zamanlar denizin bulunduu tahmin
edilen yerlerden çkartlmas, bunun kantdr.
Demek ki petrol, yer gaz ve karbon ,yandnda scaklk serbest eden organik bileikler içerirler. Fakat petrolün belki de en
önemli olan bir rolü daha var. Aslnda o ö.d. petrokimyasallarn
kaynadr daha dorusu çada kimya endüstri dal olan
petrokimya endüstrisinde en önemli hammaddedir ki ondan
kimya endüstrisinde de plastik maddeler, sentetik, li?er, deterjanlar, patlayclar v.b. elde edilir.
Dünyay sokaklarda araçsz, uçaksz, plastik maddelersiz, sentetik lifsiz, deterjansz hayal edin, aslnda petrolün neden ‘’siyah altn‘’ olduunu anlarsnz.
78
NE ÖRENDN?
Bir alkann rasyonel formülü (2)53’tür onun molekül formülü nedir?
2,3 dimetil pentan, 2,3 dimetil oktann rasyonel ve yapsal formüllerini yaz.
Heksan izomerlerinin rasyonel ve yapsal formüllerini yaz ve onlar adlandr.
Butan yaklnca yanar bu tepkimenin denklemini yaz.
Butan ile klor arasndaki supstitusyon tepkimesinden monoklor butann elde
edilme tepkimesinin denklemini yaz.
6. Bilgisayar donatlar kullanarak:
) metann molekülünün ve metan ile klorün süpstitasyon ürünlerinin modellerini
çiz.
) belli bilgisayar donatlar ile bileiklerin moleküllerinin modellerini birletir.
1.
2.
3.
4.
5.
ARATIR!
nternet veya dier bilgi kaynaklarndan, petrolün, kaynaktan benzin pompasna kadar giden yolu ile ilgili bilgiler ara.
Asit yamurlarn sebebi petrol olabilir mi diye bilgiler bul.
KÜÇÜK HATIRLATICI
+ Hidrokarbonlar sadece karbon ve hidrojenden oluan organik bileikleridir.
+ Karbon dizisinin strüktürüne göre hidrokarbonlar asiklik (açk dizili) ve siklik
(kapal dizili) olarak ayrlrlar.
+ C-atomlar sadece tek bala bal olan hidrokarbonlara doymu hidrokarbonlar denir. Doymam hidrokarbonlar ise yaplarnda ikili veya üçlü ba içerirler.
+ Homoloji bileiklerinin benzer kimyasal özellikleri vardr fakat kimyasal yaplarnda bir veya daha çok -CH2- grubu ile farkldrlar.
+ Alkanlar doymu hidrokarbonlardr, onlarn moleküllerinde karbon atomlar
aralarnda tek ba ile baldrlar. Alkanlarn homoloji dizisinin genel formülü
udur: CnH2n+2
+ Alkil radikaller, alkanlarn bir valansl kalntlardr. Adlar belirli alkann
adndan-an son ekinin atlmas ve –il son ekinin eklenmesiyle oluur.
+ iki veya fazla bileiin ayn kimyasal yaps, ayn molekül formülü fakat farl yapsal formülü ve farkl özellikleri varsa bu olaya izomeri, bileiklerere ise
izomerler denir.
+ Alkanlarn karakteristik tepkimesi supsitasyon ya da deime tepkimesidir.
Bu tepkimede alkann molekülünde bir veya daha çok hidrojen atomlar dier
elementlerin atomlar veya atom gruplaryla yer deitirirler.
79
IV.4. DOYMAMI HDROKARBONALR
IV.4.1. ALKENLER – HOMOLOJ, ZOMER VE
NOMENKLATÜR ( ADLANDIRMA)
Alkenlerin homoloji dizisi
Karbon atomlar tek balardan mada aralarnda ikili ve üçlü balarla da
balanabildiklerini söylemitik. Eer bir hidrokarbonda iki karbon atomu arasnda
sadece ikili ba varsa o zaman alkenler söz konusudur.
alkenler, iki karbon atomu arasnda ikili ba olan doymam hidrokarbonlardr.
Tabela IV.7. Baz alkan ve alkenlerin adlar ve formülleri
Alkann ad
Alkann formülü
Alkenin ad
Alkenin formülü
etan
C 2H 6
eten
C 2H 4
propan
C3 H 8
propen
C 3H 6
butan
C4H10
buten
C 4H 8
pentan
heksan
C5H12
C6H14
penten
heksen
C5H10
C6H12
Tabela IV.5’te baz alkan ve alkenlerin adlar ve formülleri verilmitir. Tabeladan
da görüldüü gibi, belirli alkanla karbon says ayn olan alkenin iki hidrojen atomu
daha az vardr. Böylece, alkenlerinin homoloji dizisinin genel formülünde de alkanlara
kyasen iki hidrojen atomu daha az olacaktr. Buna göre alkenlerin homoloji dizisinin
genel formülü:
CnH2n
H
H
C
H
C
H
Resim IV.9. Etenin formülü ve modelleri – en basit alken
80
Alkenlerde izomeri
Alkanlarda olduu gibi alkenlerde de dizinin dallanmasndan dolay strüktür
izomerisi vardr. O butenden balar. Öyle molekül formülü 48 olan alkenin iki strüktirik formülü olabilir, biri dallanmam ve biri dallanm dizili.
Fakat, dallanmam dizili bir strüktür formülü daha yazlabilir
q
H 3C
CH CH
HC
CH CH
CH
2
2
3
CH3
Bu iki formül arasndaki fark ikili ban bulunduu yerdir. Demek alkenlerde
bir çeit izomeri daha vardr o da öyle denilen pozisyon izomerisidir. kili ban
farkl yerlerde bulunmasndan oluan izomeri çeidi. Ona göre butenin strüktür
izomerlerinin says üçtür.
Alkenlerde nomenklatür (adlandrma)
Tabela IV.5’ten görülebilir ki alkenlerin adlar alkanlarn adlarna benzer, aradaki
fark alkenlerde -an son eki yerine –en son eki vardr. Alkenlerin adlandrlmasnda alkanlarda kullanlan kurallarn aynlar geçerlidir sadece ikili ban bulunduu yerle ilgili
ve en uzun temel (kök) dizi seçimiyle ilgili baz tamamlamalar vardr: öyleki,
En uzun temel (kök) dizi, ikili ba içermeli;
Karbon atomlarnn numaralandrlmas srasnda, ikili ban dier supstituentlerden öncellii vardr, daha dorusu o en düük saysal deere sahip
olmaldr.
Örnek 1. Aada formülü verilen alkenin ad nedir?
HC3 CH2
CH CH2
CH
CH
CH3
CH2
CH2
CH3
Çözüm: ilk olarak ikili ba içeren
en uzun dizi seçilir. Bu durmuda
en uzun dizi sekiz C- atomundan
olumutur, demek ki bileik süpstite
edilen oktendir. Karbon atomlarnn
numaralandrlmas
ikili
ban
daha küçük saysal deere sahip
olaca ekilde yaplr (iki, alt deil)
görüldüü üzere beinci karbon atomuna etil grubu baldr ona göre bu alkenin
ad udur: 5- etilokt -2- en.
81
te birkaç örnek daha. Sradaki bileikleri adlandralm.
1
2
CH2
3
4
CH CH2
CH3
4
3
CH3
CH3
A
A)
2
CH CH
1
CH2
1
2
3
CH3
CH
C
CH3
B
Daln ad ve yeri
En uzun dizi
kili ban yeri sonek
/
-but
1-en
4
5
CH2
CH3
C
Bileiin ad udur: but -1-n
B)
Daln ad ve yeri
En uzun dizi
kili ban veya sonek
3-til
-but
1-en
Bileiin ad udur: 3-metilbut -1-en
C)
Daln ad ve yeri
En uzun dizi
kili ban veya sonek
3-metil
-pent-
2-en
Bileiin ad udur: 3-metilpent -1-en
NE ÖRENDN?
1. 5,8 ve 11 karbon atomlar olan alkenlerin molekül formüllerini yaz.
2. Aadaki emada hangi molekül formülleri eksiktir?
C2 H 4
C3H6
C4H8
C5H10
/
C7H14
/
C9H18
/
3. Pentenin olasl izomerini ikili ban bulunma yerine göre, rasyonel formüllerle
göster ve onlarn adlarn yaz.
4. Verilen bileiklerin rasyonel formüllerini yaz:
) 2-metilpent-1-en;
b) 2,3-dimetilbut-2-en.
ARATIR!
Bilgisayar donatlarn kullanarak pentenin toplam olarak izomerlerini aratr ve onlar modellerle göster
82
IV.4.2. ALKENLERN ÖZELLKLER
Alkenlerin ziksel özellikleri
Alkenlerin ziksel özellikleri alkanlarn özellikleriyle benzerdir. Dizinin ilk dört
üyesi gazlardr sonra svlar ve kat supstanslardr. Karbon atom saysnn artmasyla,
onlarn erime ve kaynama noktalar (dereceleri) artar. Tabela IV.8. onlar apolar
bileikleridir ve suda erimezler sadece apolar eriticilerde erirler.
Tabela IV.8. Baz alkenlerin erime ve kaynama dereceleri
Ad
Formül
eten
propen
but-1-en
pen-1-en
2=2
2=
2=2
2=223
°C ile ifade edilen °C ile ifade edilen
erime derecesi kaynama derecesi
-104
-169
-185
-48
-185
-6
-165
30
Alkenlerin kimyasal özellikleri
Tüm hidrokarbonlar gibi alkenler de havada yaklnca yanar, yanmann ürünleri
ise söylediimiz gibi karbon dioksid ve sudur:
2C3H6 + 9O2 - 6CO2 + 6H2O
Fiziksel özellikleri bakmndan benzer olmalarna ramen, kimyasal davranlar
bakmndan alkenler alkanlardan farkldrlar. Öyleki alkenlerin, alkanlara kyasen çok
daha reaktiv olmalar, alkenlerin kimyasal davran içerdikleri ikili badan dolaydr.
Geçen yl örendiniz ki, ikiz ba iki elektron çiftinden oluur. Alkenlerin ikiz bandaki
bir elektron çifti farkl artlar altnda kolay kapabilir. Bu ekilde iki karbon atomuna birer
atom veya grubu balanabilir. Bu tip tepkimeye birleme tepkimesi veya adisyon tepkimesi denir. Demek:
adisiyon tepkimesi, organik bileiklerde ikili veya üçlü baa, atom veya atom
gruplarnn birleme (eklenme) tepkimesidir.
Genel olarak adisiyon tepkimesi u denklemle gösterilir.
C
C
+
X
Y
83
C
C
X
Y
Örnekler:
Eten
Hidrojen
Eten
Klor
Etan
1,2-dikloretan
kiz ban yerine neyin balanacana göre adisiyon tepkimelerinin özel adlar
da vardr :
Hidrojenleme – hidrojenin adisiyonu;
Hidratasyon - suyun adisiyonu;
Halojenleme – halojen elementin adisiyonu;
Hidrohalojenleme – hidrohalojenin adisiyonu.
Polimerizasyon (polimerleme) özel adisiyon çeidi
Alkenlerin molekülleri, içerdikleri ikili badan dolay kendi aralarnda da büyük
moleküller oluturarak balanabilirler.
Adisiyon tepkimesi süresince bir süpstansn çok sayda küçük moleküllerinden büyük molekülün elde edilmesi tepkimesine polimerizasyon (polmerleme)
denir.
Polimerleen süpstansa (moleküller kendi aralarnda balananlar) monomer
(mono-1, meros- bölüm) denir, polimerleme ürününe ise polimer (poli- çok) denir.
H
H
C
n
C
H
H
H H
H H
H
C C
C C C
H H
H H
H
n
Eten
Polieten
84
Genelde polimerlerin molekülleri birkaç bin monomer biriminden olumutur.
Onlar çok büyüktür ve onlar için makromoleküller terimi kullanlr. Doal ve sentetik
polimerler vardr. Polimerlerin, elde edildikleri monomerlerden tamamen farkl özellikleri vardr. Spesik özelliklere sahip olduklarndan onlarn büyük teknik - teknolojik
önemi vardr.
Resim IV.10. Farkl polimerlerin polimer
zincirlerinden bir bölüm
Resim IV.11. Bu plastik levhalar
polimerleme ile elde edilmitir.
NE ÖRENDN?
1. Pent-1-en ve pent-2-en’in yanmasyla ayn ürünler mi elde edilecektir?
2. Hidrokarbonalarn yanmas sonucu ürünlerinin hangileri olduunu bilerek etenin yanma tepkimesinin denklemini yaz ve eitletir.
3. Propenin hidrojenleme (hidrogenizasyon) tepkimesini kimyasal denklemle
göster.
4. Etene hidroklorür adisiyonu tepkimesinin denklemini yaz.
5. Propene bromun adisiyon tepkimesinin denklemini yaz.
6. Etenin polimerleme tepkimesine göre propenin polimerleme tepkimesinin
kimyasal denklemini yaz. Elde edilen polimerin de adn yaz.
7. Etan ve etende karbonun kütle payn hesapla. Bu bileiklerden
hangisinin dumanl yalmla yanmas beklenir?
IV. 4.3. ALKNLER – HOMOLOJ, ZOMER VE
NOMENKLATÜR ( ADLANDIRMA)
Alkinlerin homolojisi
Alkinler, alkenlerden daha az hidrojen içeren hidrokarbonlardr aslnda onlar
daha da doyumsuzdurlar. Eer IV.3 tabelay gözden geçirirsek onu farkedebiliriz. Bir
alkinin formülü belirli alkenin formülüyle kyaslanrsa onun formülünde alkene kyasen
iki hidrojen atomu daha az vardr. Bu da, onlarn molekülünde bulunan üçlü badan
dolaydr. Onun için alkinlerin homoloji dizisinin genel formülü udur: CnH2n-2.
85
@imdiye kadar örenilen açk dizili hidrokarbonalarn homoloji dizilerinin genel
formülleri unlardr:
CnH2n+2
CnH2n
CnH2n-2
alkanlar
alkenler
alkinler
Alkinlerin izomerisi
Alkinlerde, alkenlerde olduu gibi ayn çeit strüktür izomerisi bulunur onlar
da zincir izomerisi ve pozisiyon izomerisidir. Butin, iki izomer bileikleri olan homoloji
dizisinin ilk bileiidir, bu izomerler ise üçlü ban bulunduu yere göre farkldrlar.
C-atomlarnn saylarnn artmasyla izomerlerin says da artar, bu izomerler ise
aralarnda sadece üçlü ban bulunduu yere göre deil, dizisinin dallanmasna göre
de farkldrlar.
HC
C CH2
CH3
CH3 C
But-1-in
C
CH3
But-2-in
Pentin üç izomeri vardr.
1
HC
2
3
4
C CH2
5
1
CH2 CH3
2
CH3 C
1
3
4
5
C
CH2 CH3 HC
2
3
C CH
4
CH3
CH3
B)
A)
C)
Alkinlerde nomenklatür (adlandrma)
Alkinlerin adlandrlmas alkenlerin adlandrlmasnda kullanlan kurallarn
aynsna göre gerçekleir öyle ki onlar için karakteristik son ek -in dir. Öyleki, pentinin
üç izomerini u ekilde adlandracaz:
A)
Daln ad ve yeri
En uzun dizi (kök dizi)
kili ban yeri ve son ek
/
-pent-
1-en
Bileiin ad udur: pent-1-in
B)
Daln ad ve yeri
En uzun dizi (kök dizi)
kili ban yeri ve son ek
/
-pent-
2-in
Bileiin ad udur: pent-2-in
C)
Daln ad ve yeri
En uzun dizi (kök dizi)
kili ban yeri ve son ek
3-metil
-but-
1-en
Bileiin ad udur: 3-metilbut-1-in
86
IV.4.4. ALKNLERN ÖZELLKLER
Alkinlerin ziksel özellikleri
Dier hidrokarbonlarda olduu gibi alkinlerde de bileiklerin ziksel özellikleri
C-atom saysnn artmasyla deiir. Öyleki, etin ve propin gazdr 5-16 karbon atomu
olan alkinler sv, 16 karbondan fazla karbon atomu olanlar ise kat supstanslardr.
Dier hidrokarbonlar gibi alkinler de suda erimez ,organik eriticilerde ise kolay erirler.
Alkinlerin kimyasal özellikleri
Alkan ve alkenler gibi, alkinler de yanma özelliine sahiptirler ve yanma
esnasnda büyük miktarda scaklk serbest edilir.
Örnek:
2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O
Molekülünde içerdii üçlü ba alkinlerin, alken ve alkanlardan daha reaktiv
olmalarn salar.
alkanlar
alkenler
alkinler
Reaktivlik artar
Alkinler doymam hidrokarbonlar olduundan dolay, adisiyon ve polimerizasyon tepkimelerine girerler. Alkinin molekülüne baz süpstansn bir veya iki molekülü
eklenebilir (hidrojen, halojen elementi, hidrohalojenler v.b. gibileri). Alkinlerde adisiyon
tepkimesini u örnekle gösterebiliriz:
H
H
H
C
C
H + H2
C
C
H
Etin
H
C
C
H
Eten
H
H + 2 H2
H
H
C
C
H
H H
Etan
Etin
Alkinlerde hidrojenin adisiyon tepkimesinin son ürünü alkandr. Doymam hidrokarbonlar çok sayda dier tepkimelere de katlrlar, onlar daha sonra öreneceksiniz.
87
NE ÖRENDN?
1. Butan, butin, ve buten bileikleri verilmitir. Onlar reaktivliklerinin artna
göre dizide srala.
2. Verilen bileiklerin hangileri alkinlerin homoloji dizisine aittir?
3. C5H10; CH3CH2C{CH; C3H8; CH3CH=CHCH3; CH{CCH3; C2H2
4. Önceki soruda verilen bileikleri adlandr.
5. 5 karbon atomu olan alkinin izomerlerinin rasyonel formülünü yaz.
) onun bütün izomerlerinin rasyonel formüllerini yaz.
b) izomer bileiklerinin adlarn yaz.
6. Heksinin yanma tepkimesinin denklemini yaz ve eitletir.
7. Bir molekül etine bir molekül klorun adisiyon tepkimesini denklemle göster.
8. Mol oran ½ olan etin ve bromun arasndaki tepkimenin denklemini yaz.
ARATIR!
- Verilen bileiklerin moleküllerini bilgisayar donatlar kullanarak
model ile göster
) 3-etil-2-metilpent-2-en
b) 4-metilpent-1-en
-eten ve propenin polimerleri ile ilgili ve onlarn hergünkü yaamda
nerede kullanm gördükleriyle ilgili bilgiler bul.
IV.4.5. ALKEN VE ALKNLERN ÖNEM
VE TEMSLCLER
Eten (tilen) C2H4
Alkenlerin homoloji dizisinden etenin en büyük önemi vardr çünkü ondan
polimerleme ile önemli ürünler elde edilir. Laboratuvarda eteni u deneyle elde edebiliriz.
Bizim küçük laboratuvarmz
Ödev: etenin elde edilmesi ve onun baz özelliklerinin aratrlmas (deneyi öretmen gerçekletirir.)
Su altnda gazn toplanmas için düzenek kurulur. Balona 1ml etanol, 3ml deriik sülrik asidi ve birkaç kum tanesi konulur. Dikkatlice stlr. Ayran gaz
suya batrlm olan tüpe toplanr. Tüpün azna doru yanan kibrit tanecii yaklatrlr. Ne farkediyorsun?
Ayran gazn özelliklerini tarif et.
Sonradan ayrlan gaz suya batrlm tüpe deil, içinde brom suyu olan tüpe toplanr.
88
Etanol ve deriik
sülrik asidinden oluan
karm stlmasyla eteni
elde ederiz. Örendik ki, bu
asidin süpstanslardan suyu
alma özellii vardr. Demek
ki, bu tepkimede de asid alkolden suyu alr veya denildii gibi alkolü dehidre
eder. Bu tepkimeyi sradaki
denklemle gösterebiliriz:
H
H
H
C
C
HO
H
H
H
H2 SO4
H
C
+ H2 O
C
H
H
Veya
CH3 CH2 OH
H2 SO4
Etanol
H 2C
CH2 + H2O
Eten
Gözlemlemeden etenin renksiz ve kokusuz bir gaz olduu, suda neredeyse
hiç erimiyen bir gaz olduu görülür. Yaklnca yanar hava ile patlayc karm da
oluturabilir.
Brom suyu ile tepkimesinden ( bromun su eriyii, kahve rengindedir) bromun adisiyon tepkimesi gerçekleir dolaysyla eriyik renksizleir. Onun için brom
suyu ile yaplan tepkime doymam bileiklerin spatlanmas için kullanlr.
Etin (asetinlen) C2H2
Endüstride ve laboratuvarda etin, kalsiyum karbit ve suyun tepkimesinden
elde edilir. Etinin elde edilme tepkimesini u denklemle gösterebiliriz.
CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2
Etin renksiz ve kokusuz bir gazdr. Suda çok az
erir. Eer yakarsak dumanl bir alevde yanar, saf oksijenle 3500|C scaklk derecesinde temasa gelince parResim IV.12. Etinin elde edillak alevle yanar.
Etinin yanma tepkimesini u denklemle göstere- mesi için düzenek
biliriz:
2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O
Öteki doymam hidrokarbonlar gibi etin de, brom suyu ile tepkimeye girer
ve sonra da renksizleir:
H C
C
H
+
2 Br2
H
Etin
Br
Br
C
C
Br
Br
H
Tetrobrometan
Üç molekül etinin, stlma ve katalizör eliinde polimerlemesiyle çok
önemli olan, benzen olarak adlandrlan, siklik bileik elde edilir.
89
Doymam hidrokarbonlarn önemi
Alken ve alkinler kolay kimyasal tepkimelere girdiklerinden dolay büyük teknolojik öneme sahiptir. Öyleki eten hammadde olarak, etanol, etin, plastik maddeler, eritici ve patlayc maddelerin üretilmesinde kullanlr. lginç olan da etenin, meyvelerin
olgunlamasn hzlandrmasdr.
Etin, endüstride çok kullanlmaktadr. Etin (asetilen) saf oksijenle
temasa gelince çok yüksek scaklk elde edildiinden dolay metal
kesme ve metallerde kaynak yapmak için kullanlr.
Etin adisiyon ve polimerizasyon tepkimelerine kolay girdiinden
dolay sentetik organik bileiklerinin: etyol, kauçuk, sentetik li?erin
elde edilmesinde kullanlr.
Resim IV.13. Metallerin kaynak
yapmnda etin kullanlr.
NE ÖRENDN?
1. Eten ve etin adisiyon tepkimesine girerler
) eten ve etinin hidroklorür ile tepkimelerinin denklemlerini yaz
b) iki tepkimenin ürünlerini adlandr
2. Verilen bileiklerin hangisinde karbonun kütle pay en büyüktür.
) etan b) eten c) etin
3. Verilen bileiklerden hangileri polimerleme tepkimesinde monomer olabilirler?
a) C2H6, b) C3H6, c) CH3CH2CH3, d) C4H6,
IV.4.6. PLASTK MADDELER VE SENTETK LFLER
Hergünkü yaamda plastik
Güncel hayatta plastik maddelerle (veya ksaca
‘’Plastik’’ denilen) karlamaktayz. Plastik sözü kolay
ekillendirilebilen anlamna gelir. Plastik maddeler kolay ekillendirildiklerinden dolay onlardan farkl ekilde
nesneler yapld gibi ayn zamanda farkl renklere
de boyanabilirler. Suya, atmosfer etkilerine, paslanmaya çok sayda kimyasallara, bazlar da yüksek
scakla dayankldrlar. Çeitli ve spesik özelliklere sahip
olduklarndan dolay onlarn ekonomik önemi büyüktür ve farkl
kullanm alanlar vardr. Plastik maddelerden eya, ayakkablar,
çantalar, ev ve mutfak eyalarnn birçou örnein: yemek
takm farkl ev kablar v.b. elde edilir.
Resim IV.14. Besinin korunmas için plastik kablar
Resim IV.15. Plastik
borular
90
Plastik Maddelerin Elde Edilmesi
Plastik maddeler aslnda polimer maddelerdir. Bildiin gibi, polimerler makromoleküler bileiklerdir, doal veya sentetik olabilirler. Plastik maddeler söz konusu olunca genelde sentetik polimerleri düünürüz.
Polimer maddelerin üretimi için gereken hammaddeler, petrolün iletilmesinden
elde edilir ve çok ucuzdurlar. Plastik maddeler, polimerleme ve polikendonzasyon
tepkimelerinden elde edilir. Polimerleme ve polikondenzasyon tepkimeleri yüksek
basnç ve scaklkta, katalizörler eliinde gerçekleir. Elde edilen polimerin özellikleri,
sürecin gerçekletii koullara baldr. Onun için, koullarn ayarlanmasyla belirli
özelliklere sahip olan polimerler elde edilebilir.
Polimerleme tepkimeleri hakknda, etenin polimerlemesinde söz etmitik.
Etene benzer ekilde, çou doymam hidrokarbonlar da polimerleebilirler örnein:
kloreten(vinilklorür), tetra?uoreten, etin vb.
Örnein:
n CH2
CH
CH2
Cl
CH
CH2
Cl
CH
CH2
CH
CH2
Cl
Cl
n
Kloreten(viniklorür)
Polivinilklorür PVC
Kloretenin (vinilklorür) polimerlemesiyle, polivinilklorür polimeri elde edilir,
plastik maddedir, PVC olarak bilinen, çou nesnelerin yapmnda kullanlr.
Tetra?uoretenin polimerlemesiyle hergünkü yaamda ‘’te
on’’ gibi bilinen politetra
uoreten elde edilir. O, yüksek scaklklara dayankl olan plastik maddedir, kablarn yapmnda ve enstrumanlarn farkl ksmlarnn yapmnda kullanlr.
Polimerlemenin kimyasal süreci u denklemle gösterilebilir:
F
C
n
F
F
F F
F F
C C C
F
C C
F F
C
F F
F
F
n
Tetra?uoreten
Politetra?uoreten
Plastik maddeler, polikondenzasyon tepkimeleri ile de elde edilebilirler. Polikondenzasyon, polimerleme tepkimesidir, burada polimerden baka, yan ürün
olarak baz küçük molekül (genelde su, amonyak v.b.) de ayrlr.
91
Bu tip tepkimeyle, farkl nesnelerin üretiminde
kullanlan, çeitli reçineler elde edilir. Polikondenzasyon
tepkimesiyle, güncel hayatta duymu olduunuz ‘’silikonlar’’ da elde edilir.
Polikondenzasyon tepkimeleri, çok sayda sentetik
li?erin elde edilmesinde kullanlr, sentetik li?er ise doal
tekstil li?erin yerine kullanldndan tekstil endüstrisinde Resim .IV.16 te?on kablarda
piirilen yemekler yanmyor
çok kullanm görürler.
Resim.IV.17 silikon
yaptrc
Resim.IV.18 farkl sentetik li?er
Resim IV.19 enstrumanlar
için farkl Te?on ksmlar
Plastik Maddeler ve Yaam Ortam
Plastikten üretilmi olan nesneler açk havada ayrmazlar. Plastik artklar günden
güne ynlamakla, çevreyi kirletirler, ondan dolay ekolojik problem yaratrlar. Fakat plastikten oluan maddeler, çevreyi kirleten, sadece atklar m, olmallar?
Plastik madde atklaryla sadece kimyagerler deil, endüstriciler de ilgileniyor,
atklardan döngü ürün elde etmek için büyük yatrmlar yapmaktadrlar. Günümüzde,
sanayisi gelimi olan ülkelerde plastik ieler, poetler, plastik ambalajlar v.b. döngü sürecinde kullanlrlar.
NE ÖRENDN?
1. Polimerleme ve polikondenzasyon tepkimeleri arasnda fark nedir?
2. Neden plastik nesnelerin çou yaam ortamnn kirleticileri saylrlar?
3. Kloretenin, polimerleme denklemini yaz.
ARATIR!
Üç grupta çaln. Her grup verilen ödevlerden birini seçiyor:
1.Kauçuk nedir ve nasl elde edildii hakknda bilgiler bulunuz.
2.Polimer maddeleri için hammadde olarak kullanlan, petrolün
fraksiyonlar hakknda bilgiler bulunuz.
3.Plastiin ’’geri dönüüm’’ süreciyle ilgili bilgiler bulunuz.
Bilgileri proje eklinde hazrlaynz ve arkadalarnza sununuz.
92
EK BLG
LETC PLASTKLER
Plastik sözü her zaman izolatörü çartrr .Plastik maddelerin çou, izolatör olduklarndan dolay elektrik kablolarnn
üretiminde, daha dorusu metal tellerin izole edilmesinde
kullanlrlar.
Son yllarda, elektrik akmn ileten polimerler daha
dorusu plastik maddeler elde edilmitir. Bu keiften dolay, 2000
ylnda üç kimyager kimya dalnda, Nobel ödülünü kazanmstr.
letici plastik maddeler, polimerlerdir, onlarn strüktüründe tek ve
ikili balar ve belirli supstanslardan az miktarda ilaveler vardr.
Böyle maddeler ilk olarak 70’li yllarn ortalarnda
yaplmtr, böylece kimya ve zikte iletici polimerler bilimi olarak
yeni bir dal gelimitir.
Bu keif sayesinde, bu gibi maddeler örnein:bilgisayar
tekniinde ,elektronikte, cep telefonlarnda v.b. gibi alanlarda
kullanlmaya balamtr.
KÜÇÜK HATIRLATICI
+ Alkenler, doymam hidrokarbonlardr, molekülünde iki C- atomu arasnda
ikili ba vardr. Alkenlerin homoloji dizisinin genel formülü udur: CnH2n
+ Alkinler doymam hidrokarbonlardr,molekülünde iki C- atomu arasnda
üçlü ba vardr. Alkinlerin homoloji dizisinin genel formülü udur: CnH2n-2
+ Alkin ve alkenlerde dizi izomerisinden mada ikili daha dorusu üçlü ban
farkl yerlerde bulunmasndan oluan izomeri de bulunur.
+ Doymam hidrokarbonlarn tipik tepkimeleri adisyon ve polimerizasyontepkimeleridir.
+ Adisyon tepkimesi srasnda doymam bileiin ikili veya üçlü bandaatom veya atom gruplarnn birlemesi gerçekleir.
+ Bir supstansn çok sayda küçük molekülünden, büyük bir molekülün elde
edilmesinin gerçekletii adisyon tepkime çeidine polimerizasyon denir.
+ Polimerleen supstansa monomer, polimerlemenin ürününe ise polimer
denir.
+ Polikondenzasyon, polimerleme tepkimesidir, bu tepkimede polimerden
mada yan ürün olarak baz küçük molekül (genelde su, amonyak v.b. ) de
ayrlr.
93
V.
OKSiJENLi
OKSIJENLI ORGANiK
ORGANIK
BiLEiKLER
BILEIKLER
Biliyor musun ki…
Çok sayda organik bileikler oksijen içerirler. Yaplarnda
oksijen asitleri bulunduundan dolay farkl meyve ve sebze
çeitlerinin tad ekidir. Meyvelerin fermentasyonuyla elde
edilen alkol de oksijenli organik bileikler grubuna girer.
Meyvelerin ho kokusu bir grup oksijenli organik bileiklerden
gelir. Bu konuda da bu grup bileiklerle tanacaz:
Kavramlar
Alkoller
Fermentasyon (mayalama)
Karboksil asitler
Esterikasyon (esterleme)
Esterler
94
V.1. ALKOLLER
Gördüümz gibi organik bileiklerin sn?andrlmas, farkl kriterlere göre
yaplabilir. Yapsna göre sn?andrlmada, öyle denilen oksijenli bileikler alkol olarak
bilinen organik bileikler girer. Onlar için karakteristik fonksiyonel grup hidroksil grubudur dorusu – OH grubudur.
Bu bileikler ayn grubu içeren anorganik bileiklerle benzer midirler? Alkollerin
eriyikleri turnusol kadnn maviye boyarlar m? Bu sorularn cevabn bu konuda bulabileceksin.
V.1.1. ALKOLLERN YAPISI, AYRILMASI VE
NOMENKLATURÜ (adlandrlmas)
Alkollerin yaps
Alkollerin yapsnda u elementler bulunur: karbon, hidrojen ve oksijen. En basit
alkollerin kimyasal formülleri öyledir:
Metanol
Etanol
Propanol
Resim V.1. Metanol ve propanol moleküllerinin modelleri
Bu bileiklerin formüllerinden de görüldüü gibi her biri hidrojen ve oksijenden
oluan –OH hidroksil grubu içerir. Hidroksil grubu radikale baldr. Ona göre diyebiliriz ki
alkoller baz radikale bal olan –OH ( hidroksil grubu) içeren organik bileiklerdir.
Radikal
R
OH
Hidroksil grubu
Hidroksil grubu (-OH) alkollerin fonksiyonel grubudur ve alkollerin özellikleri
bunlara baldr.
95
Alkollerin ayrlmas
Yapsnda bir hidroksil grubu içeren alkollere monohidroksil alkoller denir. Öyle alkoller örnein: metanol, etanol ve propanoldur ki bunlarn formüllerini
görmütük.
Baz alkoller iki veya fazla hidroksil grubu içerebilir fakat onlar farkl karbon
atomlarna baldrlar. Demek ki, alkollerin olasl ayrlmasndan biri alkolün molekülünün içerdii hidroksil grubunun saysna göredir.
CH2 —OH
CH2 —OH
Bu alkol ikihidroksil grubu içerdii için dihidroksil
alkoldür. Etan -1, 2- diol olarak adlandrlr fakat glikol gibi bilinir.
CH2 —OH
CH —OH
CH2 —OH
Bu alkol üçhidroksil grubu içerdii için tri hidroksil
olkoldur. Propan -1,2,3- triol olarak adlandrlr fakat
gliserol olarak bilinir.
Dihidroksil alkoller ikihidroksil grubu içerirler. Bu tür alkol örnein hergünkü
yaamda glikol olarak bilinen alkoldür. Yapsnda üç hidroksil grubu içeren alkollere ise
trihidroksil alkoller denir. Bu tür alkol ise örnein hergünkü yaamda gliserol olarak
bilinen alkoldür.
Alkollerde nomenklatür (adlandrma)
@imdiye kadar andmz örneklerden fark edebiliriz ki tüm alkollerin adlar –ol
son eki içerirler.
Örnekler:
CH3OH metanol
C2H5OH etanol
37 propanol
49 butanol
511 pentanol
C6H13OH heksanol
Bu örneklerden görüyorüz ki alkollerin ad alkan ile ayn karbon says olan
alkann adna –ol son eki eklenerek yaplr. Monohidroksil alkollerin ad ise alkil radikalin adna alkol sözcüünün eklenmesiyle olur.
Örnein:
3 metil alkol
32 etil alkol
Çok sayda karbon atomu olan alkollerde ise hidroksil grubu farkl yerlere daha
dorusu farkl karbon atomlarna balanabilir.
96
Hidroksil grubu bulunduu yer –ol son ekinden önce say ile belirlenir.
Saylandrma ise hidroksil grubunun dizinin (zincirin) hangi tarafna daha yaknsa o
taraftan yaplr. Örnein u alkolleri adlandralm:
CH3 CH2 ߌ CH2 ߌ OH
CH3 ߌ CH ߌ CH3
OH
A
A
B
Daln ad ve yeri
En uzun karbon dizisi
Bileiin yeri ve çeidi
/
Butan
1-ol
B
Daln ad ve yeri
En uzun karbon dizisi
Bileiin yeri ve çeidi
/
Propan
2-ol
Demek ki: A’daki alkolun ad butan -1-ol dur, B’deki alkolun ad ise propan -2-ol dur.
Eer alkol yapsnda iki veya daha çok hidroksil grubu içerirse, -ol son eki önüne di, tri,
tetra, v.b. ön ekleri konulur, onlar hidroksil grubunun saysn belirler. Örnein:
1
2
3
4
CH2 CH2 ߌ CH ߌ CH3
OH
OH
5
4
3
2
1
CH5 CH2 ߌ CH ߌ CH ߌ CH3
OH OH
Butan-1,3-diol
Pentan-2,3-diol
NE ÖRENDN?
1. Verilen kimyasal formüllerin hangileri alkolleri temsil eder ?
) NaOH;
b) C2H5OH;
c) CH3CH(OH)CH2CH3;
d) Ca(OH)Cl;
e) HOH2C-CH2OH.
2. Önceki soruda verilen alkollerin adlarn oku.
3. Kimyasal formülü C7H15OH olan alkolün ad heptamoldur. Radikal nomenklatürüne göre onun ad nedir?
4. Verilen alkollerin rasyonel formüllerini yaz: ) heksan-1,3,5-triol; b) pentan-3-ol;
c) propan-1,3-diol;
d) heptan-5-ol;
e) nonan-1-ol.
ARATIR! Atom modelleri veya bilgisayar program kullanarak, butan -1-ol ve butan -2-ol moleküllerinin modellerini yap. Bu bileikler
aralarnda nasldrlar? Neye göre farkldrlar?
97
V.1.2. ETANOL
Etanolun elde edilmesi
Etanol veya etil alkol kimyasal formülü 32 olan alkol çok eskiden
insanlarn bildii süpstanstr. Aslnda alkol sözü kullanlnca bu bileik düünülür.
Etanolun elde edilmesinin en eski yöntemi üzüm ekerinin glikozen fermentasyonu (mayalanmas) dr. Bu süreç üzüm kabuklarnda bulunan maya mantarlar
sayesinde gerçekleir. Maya tepkimeyi hzlandrd için katalizördür. Canl organizmalarda tepkimeleri hzlandran katalizörlere (bu durmuda onlar maya mantarlardr)
biyokatalizörler veya enzimler denir fakat fermentler de denir.
Üzüm ekerinin fermentasyonu (mayalanmas) srasnda etil alkolden baka
karbon dioksit de serbest edilir. Karbon dioksid gaz olduundan dolay kaynamaya
benzeyen köpük oluturur, aradanda da bu sürece ‘’kaynama’’ denilmitir.
Etanolun elde edilmesi u denklem ile
gösterilebilir:
Maya
2C2H5OH + 2C02
C6H12O6
Glikoz
Etanol
Resim V.2. Ezilmi üzüm, 10-18 ‫ޡ‬C scaklnda mayalanr öyleki CO2 serbestleir.
H
Endüstride etanol, etene suyun adisiyonu ile
yüksek scaklk ve yüksek
H
C
C
H
H
+
H
OH
H
H
H
C
C
H
H OH
Etanol
Eten
Etanolun özellikleri
Etanolun özelliklerinin bir bölümünü kefetme için bizim küçük laboratuvarmzda verilmi olan deneyleri gerçekletireceiz. Gerçekletirilen deneylerden
etanolun renksiz ho ve karakteristik kokulu sv olduunu söyleyebiliriz. Etanol
büsbütün tümüyle suda erir, bu da içerdii OH grubunun su molekülleriyle çekme
özelliindendir. Karbon says az olan alkoller de suda erir. Fakat karbon dizisinde
karbon atom saysnn artmasyla alkollerin suda erime yetenei azalr fakat baz
organik eriticilerin erime yetenei artar. Etanol çou kat ve sv süpstanlar iyi eritir.
98
Bizim küçük laboratuvarmz
Ödev: etanolun özelliklerini
kefet!
Gerekli araç ve süpstanslar:
Deney tüplük, su, sv ya, iyot
kristalleri ve azck benzin.
Yöntem: üç tüpe etanol koy ( 2cm3,
5cm3 ve 8cm3). Tüpleri su ile doldur
öyleki etanol ve suyun hacmlarnn
önce 10cm3 olsun sonradan onlar
kartr. Sonra mezür ile her tüpün
harcmn ölç. Ne fark ediyorsun?
Baka üç tüpün herbirine 5cm3 etanol koy ilk tüpe birkaç
damla benzin, ikincisine sv ya
üçüncüsüne ise birkaç iyot kristali
koy. Deiiklikleri farket.
Porselen kaba damlalkla
azck etanol koy dikkatlice yanan
kibriti yaklatr. Ne farkediyorsun?
Etanol 78 ‫ޡ‬C kaynar. Yakldnda
mavimsi alevle yanar ve bu srada karbon
dioksid ve su elde edilir. Tepkimeyi u denklemle gösterilebilir:
C2H5OH + 3O2 = 2CO2 + 3H2O
Etanolun kimyasal özellikleri içerdii
–OH grubuna baldr. Etanol genelde hidroksil grubunun katld birçok farkl tepkimeye girer. Etanolun sülfürik asidiyle dehidrasyon sürecinde eten elde edilir.
H2SO4
C2H5OH
-H2O2
Gerçekletirdiimiz deneylerin sonuncu deneyinden etanolun sodyumla tepkimeye girdii bu arada hidrojenin de serbest edildii kansna vardk. (serbest edilen gazn yanmas bunun yantdr ). Bu tepkimeden sodium etanolat bileii elde edilir.
(bu gibi bileiklerin genel ad alkoholatdr )
gerçekletirilen kimyasal tepkimeyi u denklemle gösterebilirz:
Dikkatle öretmenin ne yaptn
gözlemle!
Tüpe 2mL alkol konulur. Tüp
spora skca tutturulur. Bezelye tanesi büyüklüünde sodyum parças alnr ve etanolun olduu tüpe
konulur. Tüp, içinden cam çubuun
geçtii tpa ile kapatlr. Serbestleen gaza yanan kibritçik yaklatrlr.
C2H2
2C2H5OH + 2Na = 2C2H5ONa + H2
Sodyum
Etanolat
Dier alkollerinde etanola benzer
kimyasal özellikleri vardr. Etanol çok daha
baka tepkimelere de girer örnein asitlerle
v.b. gibi
Resim V.3. etanol mavi alevle
yanar.
99
Etanolun kullan
Etanol pazarlamada genellikle
ispirto ad ile bilinir (%96 etanol ve su
karmdr), denatüre alkol gibi de ( zehir
veya kokusu ho olmayan baz süpstans
katlan alkol) ve saf alkol (%100 saf alkol)
olarak rastlanr.
Resim V.4. arap bodrumu. @arap %12 etanol içerir fakat rak ise %50 etanol içerebilir.
Istma gereci ve eritici gibi kullan yansra ispirto tpta
dezenfekte gereci olarak kullanlr. Fakat maddeleri eritebilme
özelliinden ve kolay buharlanabilmesinden dolay etanol parfümlerin üretiminde de kullanlr. Farkl bitkisel ürünlerin fermestasyonu
ile elde edilen alkollü içeceklerde etanol vardr. Farkl içeceklerde
etanolun içerii farkldr.
nsanlar, örnein: bira, arap, rak gibi farkl alkollü içecekler
Resim V.5. Parfüm- kullanrlar. Organizmaya giren alkol miktarna bal olarak insanda
ler etanol içerir.
farkl manifestasyonlar oluur. Onlar aadaki tabelada verilmitir.
Tabela V.1. Etanolun insan organizmas
üzerine olan etkisi
Etanolun
organizmadaki
%’si
0,1’e kadar
Organizmada etkisi
Neeli ruh hali
0,15
Kontrolsuz hareketler
0,2
lk zehirlenme iaretleri
0,5 üzeri
Resim V.6. alkol bamllk hastal, alkolizmin olumasn salar.
Genelde ölüm ile sonlanr
Tabela V.1’den görülebilir ki alkolün organizmaya girmesi bata neelendirir fakat sonradan insan kendi hareketlerini kontrol edemez. Büyük miktarda alkolun alnmas
zehirlenmeye hatta ölüme de yol açar. Eer insan alkolü uzun zaman ve büyük miktarda
alrsa ona baml oluyor ve alkolizim denilen hastaln iaretleri olumaya balyor.
Alkolizim bamllk hastaldr ve onun ilaçlanmas için özel yardma ihtiyaç duyulur.
Alkol karacieri, sinir sistemini ve beyni yok eder. Organizmin bütün fonksiyonlar bozulur. Alkolik, kiilik olarak çöker, ruhsal ve ziki olarak mahfolur. Onunla birlikte en
yaknlar da eziyet çeker.
100
NE ÖRENDN?
1. Etanolun endüstride elde edilme tepkimesinin denklemini yaz.
2. Etanolda, karbonun, hidrojenin ve oksijenin kütle paylarn hesapla.
3. Potasyum etanolatn formülü nedir?
4. Etanolun yanma tepkimesinin denklemini yaz.
ARATIR!
Üzüm ( suyunun ) mayalanmas srasnda serbest edilen gazn karbon
dioksit olduunu nasl kantlayacaksn.
V.2. KARBOKSLL ASTLER
Biliyoruz ki, bileikler yaplarna ve özelliklerine göre organik ve anorganik olarak
ayrlmlardr. Anorganik asitlerinin örnein: sülfürik, nitrik, hidroklorür v.b. gibilerin özelliklerini örendik. Fakat ortak ad ‘’karboksil asitler‘’ olan organik bileikler de vardr. Bu
asitler,yaplarna göre olduu gibi bulunular ve özelliklerine göre de organik asitlerden
farkldrlar. Onlar için aada söz edilecektir.
V.2.1. KARBOKSLL ASTLERN BULUNUU YAPISI
VE NOMENKLATÜRÜ ( ADLANDIRILMASI )
Karboksilli asitlerin bulunuu
Canl doada, anorganik asitlere
kyasen organik asitler daha yaygndrlar.
Isrgan otu tenimize deince veya ar yada
karnca srnca deride kzarklar oluur.
Onun sebebi karncalarn salgland asit
ö.d. karnca asidi’dir.
Resim V.7. Isrgan otuna dokununca ve ya karnca
Organik asitler çou besin ürünler- srnca, salglanan karnca asidinden deride
inde vardr. Öyleki, farkl meyve ve se- kzarklar oluur.
bzelerdeki eki tad içerdikleri asitlerden
kaynaklanmaktadr. Limonda limon asidi,
yourt ve (pavlakada) kaymakta süt asidi vardr.
Anorganik asitlerinin olduu gibi organik asitlerinin de bu ürünlerde bulunur. Bulunmas turnusol kad veya baka (indikatör) göstergelerle kantlanabilir
(ispatlanabilir).
101
Bizim küçük laboratuvarmz
Kullandmz meyve sularnda turnusol kad, krmzya boyanr. Demek
oluyor ki, meyvelerden sklan meyve suyu
asit içerir.
Ödev: meyvede organik asitlerinin bulunduunu kantla.
Geregli gereç ve supstanslar:
Farkl meyveler, süzgeç, tüpler, turnusol kad.
Yöntem: farkl meyvelerin suyunu
sk (örnein: limon, portakal, elma ve
üzüm) ve farkl tüplere koy. Her tüpe
turnusol kad parças koy.
Karboksil asitlerinin yaps
Alkoller gibi karboksil asitler de C,
H ve O elementlerinden olumutur. Alkollerden nasl farkl olduklarn görebilmek
için sradaki formülleri incele:
Ne farkediyorsun?
H-COOH
CH3-COOH
CH3CH2COOH
Veya strüktürik ekilde yazlm:
O
H
O
CH3
C
OH
O
CH3
C
CH2
OH
C
OH
Resim V.8. a) metan asidi b) etan asidi modelleri
Bileiklerin formülleri ve modellerinden farkedebiliriz ki tüm asitler yapsnda
-COOH grubunu içerirler, bu grubun ad karboksil grubudur. Demek,
Organik asitlerin fonksiyonel grubu karboksil grubudur.
Oradan da onlara ortak bir adla karboksil asitler denir.
O
Karboksil grubu
OH
Hidroksil grubu
C
Karboksil grubu
102
Karbokil asitlerde –COOH karboksil grubu radikale baldr. Ona göre,
Karboksil asitler karboksil grubundan ve radikalden oluan organik bileikleridir.
HCOOH formülü olan metan asidi karnca asidi hariç onun strüktüründe karboksil grubu radikal yerine hidrojen atomuna baldr. Ondan dolay, metan asidinin dier
organik asitlerden farkl kimyasal özellikleri vardr ve en güçlü organik asitlerden biridir.
Yaplarnda iki ya da fazla karboksil grubu olan organik asitleri olduu gibi radikalinde dier fonksiyonel gruplar içeren asitler de vardr.
Oksalik
asit
Süt
asidi
Alanin
(aminoasit)
Stearik
asit
Oleik
asidi
salisilik asidi
Yüksek ya asitleri
Öyleki, örnein: yapsnda fazla karboksil grubu içeren asitler vardr (örnein
oksal), hidroksil grubu olan asitler (süt, salisil), amino gruplu (alanin) ö.d. aminoasitler
v.s. Bunlar uzun karbon dizili olan asitlerdir (çok sayda C-atomlu), doymu (örnein:
stearin) ve doymam (örnein: olein) olabilirler.
Karboksilli asitlerde nomenklatür (adlandrma)
Karboksilli asitlerde adlandrma öyle yaplr: asit ile ayn sayda karbon atomu içeren
alkann adna ‘’ oik asit ‘’ eki getirilir. Örnein:
2
1
CH3 COOH
4
3
2
1
CH3 CH2 CH2 COOH
Etanoik asidi
Butanoik asidi
103
Asidin bulunduu yere göre onlar ö.d. ‘’triviyal adlarla’’ da adlandrabiliriz
örnein: limon asidi, üzüm asidi, süt asidi, karnca asidi, sirke asidi v.b.
V.2.2 ETANOK (ASETK) AST
Dier grup bileiklerde olduu gibi karboksilli asitlerde de ortak fonksiyonel grubundan (karboksil) dolay çok ortak özellikleri vardr. Öyleki, onlardan birinin
özelliklerini aratrrken tüm grubun özellikleriyle ilgili bir genelleme yapabiliriz. Onu,
hergünkü yaamdan bildiimiz sirke asidi örneiyle göstereceiz.
Etanoik (asetik) asidinin elde edilmesi
Etanoik asidinin elde edilmesinin en eski yöntemi öyle denilen‘’ sirke-asit
fermentasyonu’’dur. Bu elde etme yöntemini örneklerle göstereceiz.
lk deneyden görüldüü gibi birkaç
gün durduktan sonra bardaktaki arap
ekimi ve sirke elde edilmitir. Sirke yapsnda %5 cvarnda sirke asidi bileii bulunan karmdr. Aslnda araptaki
etanol oksijenle balanr daha dorusu
oksitlenir ve sirke asidi elde edilir. Tepkime sirke bakterilerinin etkisi altnda gerçekleir daha dorusu onlarn salglad enzim sayesinde gerçekleir. Ondan
dolay bu tepkime sirke-asit fermentasyonu ad ile bilinir.
Bizim küçük laboratuvarmz
Ödev: Etanoik asidinin elde
edilmesi
Gereken gereç ve supstanslar:
Bir bardak beyaz arap, sodyum
asetat, sülfürik asidi, havan ve havaneli, kak
Yöntem 1: bir barda yarya kadar beyaz arapla doldur. @arabn
özelliklerini kaydet (renk, koku, tad).
Barda 20 ‫ޡ‬C scaklkta açk ekilde
birkaç gün brak. Bundan sonra bardaktaki svnn özelliklerini kontrol
et. Mavi turnusol kad ile de deney yap. Ne farkediyorsun?
Sirke asidi onun tuzuna kendisinden daha güçlü anorganik asit ile
etki edersek o zaman da elde edilebilir. Bunu da gerçekletirdiimiz ikinci deneyden görebiliriz. Hissedilebilen karakteristik koku aslnda sirke asidinin kokusudur.
Yöntem 2: porselen avann içine
yar kak sodyum asetat koy. Supstans havaneli ile ufala sonra da 2-3
cm3 seyreltik sülfürik asidi ekle. Karm iyice kartr. Avandan sonra
doru elini salla, kok ve hangi supstans söz konusudur kefet.
Sirkenin elde edildii bu yöntemden baka saf sirke asidinin elde edilmesi için farkl yöntemler de vardr.
104
Sirke asidinin elde edildii tepkimelerin denklemleri unlardr:
CH3 CH2 OH + O2
CH3 COOH + H2O
Etanol
Sirke asidi
2NaCH3COO + H2SO4 = Na2SO4 + 2CH3COOH
Sodyum asid
sirke asidi
Endüstride aacn kuru damtm sürecindeki ürünlerinden biri olarak sirke
asidi elde edilebilir. Aacn havasz ortamda çok sayda farkl supstanslara ayrt bu
süreç çok bileik endüstri sürecidir.
Sirke asidinin özellikleri
Saf sirke asidi renksiz svdr, 20 ‫ޡ‬C scaklkta buza benzeyen
kristal supstansa geçer, glasiyol sirke asidi ad ile bilinir. Sirke
asidinin kendine has sert bir kokusu vardr, suda kolay erir. Glasiyol
sirke asidinden baka pazarlamada esans (deriik sirke asidi su
eriyii) ve sirke (%3-9 eriyik) adlar ile rastlanr.
Resim V.9. Glasiyol sirke asidi
Saf sirke asidi ve esans zehirlidirler ve onlar kullanrken
dikkat edilmelidir çünkü kemirirler. Asidi seyrekletirirken
(seyreltmek) anorganik asitler suda eritmek için kullanlan
kuraln ayns gerçekleir az porsiyonlarda asit suya dökülür.
Bizim küçük laboratuvarmz
Ödev: sirke asidinin baz özelliklerini
aratr
Gerekli gereç ve supstanslar:
Üç küçük bardak turnusol kad, alkollü
sirke, çelik (yünü) li, çinko kapl lim teneke ve aluminyum folyosu.
Yöntem: a) turnusol kadn koyduunuz üç küçük bardan yarsna kadar
alkollü sirke koy. Turnusol kadn rengi nasl boyanr?
Birinci bardaa bir parça çelik
yünü, ikinci bardaa bir parça çinko kapl teneke, üçüncü bardaa aluminyum
folyosu koy.
Meydana gelen deiiklikleri gözlemle. Bu tepkimeler esnasnda ne serbest edilir?
105
Kimyasal davran açsndan denilebilir ki, sirke asidinin baz
özellikleri (dier karboksil asitlerinde) anorganik asitlerinin özellikleriyle ayndr. Tüm asitlerde olduu gibi
sirke asidi eriyiinde de mavi turnusol kad krmzya boyanr.
Sirke asidi baz metallerle yava tepkimeye girer, böylece
sirke asidinin tuzu oluur ve hidrojen
serbestleir. Sirke asidinin tuzlarna
asetatlar denir.
2CH3COOH + Zn = Zn(CH3COO)2 + H2
Çinko asetat
Bizim küçük laboratuvarmz
Ödev: sodyum karbonatn sirke ile
tepkimesini gerçekletir.
Gerekli gereç ve supstanslar:
Bardak, sodyum karbonat, sirke
Sirke asidi asit gibi bazlarla neutralizasyon (nötrleme) tepkimesine
girer. Sonra da onun tuzlarndan asetatlar ve su elde edilir,
örnein:
CH3COOH+NaOH = NaCH3COO+H2O
Yöntem: büyük bir bardaa veya kavanoza yar kak sodyum karbonat
(NaHCO3) koy ve biraz sirke ekle. Sirkeyi eklediinde ne oluyor?
Köpüün üzerine yanm kibrit
yaklatr. Kibrit yanmaya devam edecek
mi? Serbestleen gaz hangi gazdr?
Asetatlar herhangi bir metalin
tepkimesiyle de elde edilirler.
2CH3COOH + Zn = Zn(CH3COO)2 + H2
Çinko asetat
Sirke asidi ondan daha haf olan,
dier asitlerin tuzlaryla da tepkimeye girer. Öyleki, sirke asidinin karbonatlar ve hidrojen karbonatlarla tepkimeye
girmesiyle karbon dioksit serbest edilir.
NaHCO3 + CH3COOH = NaCH3COO + CO2 + H2O
Sirke asidinin ayn öyle dier karboksil asitlerin de girdii çok önemli tepkimesi
alkollerle olan tepkimesidir. Bu tepkime çeidiyle esterler denilen büyük bir grup organik bileikler elde edilirler.
Alkol ile asidin tepkimesiyle ester ve suyun olumas tepkimesine esterleme denir.
esterleme
AST
CH3
COOH
Sirke asidi
ALKOL
+
HO
CH2
ESTER
SU
Hidroliz
CH3
H2SO4
Etanol
CH3
COO
CH2 CH3 + H2O
Etilasetat
Esterleme tepkimesinde su serbest edilir. Asidin molekülünde –OH grubu ve
alkolün molekülündeki H atomundan suyun molekülü oluur.
Esterleme tepkimesi dönüümlü tepkimedir. Demek ki, ester ve su aralarnda
tepkimeye girince tekrardan alkol ve asit elde edilir. Bu tepkimeye hidroliz denir. Esterin ayrmamas için sülfürik asidi eklenir o da oluan suyu alr.
Esterler çou doal ürünlerin yapsna girer. Meyvelerin kokular çounlukla
esterlerden dolaydr. Özellikle yüksek ya asitlerinin esterlerinin önemi büyüktür, onlar için daha sonra bahsedilecektir.
106
Sirke asidinin kullan
Sirke olarak ( %3-9 eriyik), sirke asidi beslenmede ve sebzelerin konzerve edilmesinde kullanlr. Endüstride eritici olarak ve sentetik li?erin sentezinde boyalar, cilalar ve baka supstanslarn sentezinde kullanlr. Düük alkollerde olan esterlerin çou
meyvelerde vardr ve ondan dolay yiyecek maddelerin aromatize edilmesinde kokulu
malzeme ve ekstrakt olarak kullanlrlar.
Resim V.11. çerdii esterlerden
dolay çilein ho kokusu ve tad
vardr.
Resim V.10. Etilasetat molekülünün
modeli
NE ÖRENDN?
1. Verilen kimyasal formüllerden hangileri karboksil asitleri temsil eder:
C3H7COOH; C5H11; CH3CHCICOOH; ( COOH)2; CH3COCH3?
2. Verilen asitlerin adlarn oku : C7H15COOH; C6H13COOH; HCOOH ve
C10H21COOH.
3. Sirke asidinin, metallerle olan tuzlarnn kimyasal formüllerini yaz: sodyum,
kalsiyum ve aluminyum.
4. Sirke asidinin verilen supstanslarla olan tepkimelerini denklemlerle göster:
) çinko;
b) potasyum hidroksil;
c) butanol.
5. Alkollü sirkede, sirke asidinin kütle pay %9’dur. 15 kg sirkede saf sirke
asidinin kütlesini hesapla.
ARATIR!
Tannm ilaç olan aspirindeki ilaçl komponenti asetil salisilik asididir. Bu
supstans esterler grubuna girer. ki asitten esterin olumas artcdr.
nternet veya dier bilgi kaynaklarndan salisik asidiyle ilgili ve bu esterle
ilgili bilgiler arayn ve ester bann nasl olutuunu örenin. Aratrma
sonuçlarn prezentasyon-sunum için hazrlayn.
107
KÜÇÜK HATIRLATICI
+ Alkol ve karboksil asitler, karbon, hidrojen ve oksijenden oluan organik
bileiklerdir.
+ Alkollerin fonksiyonel grubu –OH grubu, hidroksil grubudur.
+ Alkollerin adlar -ol son ekiyle biter
+ Enzimler biyokatalizörlerdir.
+ Etanol (etil alkol), C2H5OH maya mantarlarnda bulunan supstanslarn etkisi
altnda ekerin fermetasyonuyla ( mayalanmasyla) elde edilir. Ondan baka
etene suyun adisyonuyla da elde edilir.
+ Büyük miktarda etil alkolün organizmaya girmesiyle zehirlenme meydana gelir. Organizmaya sürekli alkolün girmesi alkolizm denilen bamllk hastalnn olumasna sebep olur.
+ Karboksilli asitlerin fonksiyonel grubu (-COOH) karboksil grubudur..
+ Alkol ile asidin tepkimesinden ester bileiinin ve suyun olumas tepkimesine esterikasyon (esterleme) denir.
+ Sirke asidi ( etan – asetit asit ) CH3COOH, endüstride sirke-asit fermentasyonuyla ya da aacn kuru damtmyla elde edilir. Laboratuvarda onun tuzlarnn kendisinden daha güçlü olan asitlerle tepkimeye girmesiyle elde edilir.
+ Sirke asidinin tuzlarna asetatlar denir.
108
VI.
ÖNEMLi BiYOLOJiK BiLEiKLER
Biliyor musun ki.....
Canl organizmalarn yapsnda belirli sayda elementler
yer aldndan dolay onlara biyojenik elementler denilir. Onlardan en çok: karbon, hidrojen, oksijen ve azot bulunur. Biyojenik elementlerden albuminler, karbonhidratlar, lipidler
v.s gibi biyobileiklerin molekülleri olumutur. nsan ve hayvanlar bu elementleri besin ile alrlar. Onlarn ayrmasyla
organizmada farkl fonksiyonlarn gerçeklemesi için gerekli olan ya da biyobileiklerin yeni moleküllerinin sentezi
için gerekli olan enerji serbestlenir. Bu kimyasal ve enerji
deiim süreci ömür boyunca sürer.
Kavramlar
Biyojenik elementler
Biyobileikler
Karbonhidratlar ( ekerler )
Albuminler
Yalar ve sv yalar
Sabunlar
109
VI.1. KARBONHDRATLAR
VI.1.1. KARBONHDRATLARIN BULUNUU, YAPISI
VE AYRILMASI
Karbonhidratlarn bulunuu ve yaps
Dünyann en büyük laboratuvarn ormanlar dorusu bitkiler oluturur, onlara
dünyann ‘’ akcierleri’’ denir. Bitkilerde en önemli biyokimyasal tepkime olan fotosentez süreci gerçekleir.
Bu süreç havadaki karbon dioksid ve topraktaki su katlar sürecinde güne
nlar ve bitkilerdeki klorol eliinde gerçekleir. Ondan sonra havaya oksijen serbest
edilir, bitkilerin yeil yapraklarnda ise en basit ekerler oluurlar. @ekerlerin olumas
bileik bir biyokimyasal süreçtir, onu daha basit olarak u kimyasal denklemle gösterebiliriz:
6CO2 + 6H2
Güne
nlar
C6H12O6 + O2
klorol
Glikoz
Bizim küçük laboratuvarmz
Ödev: karbonhidratlarn yapsna
hangi elementler girer kefet.
Gereken gereç ve supstanslar:
Üç cam saati, cam bardak, damlallk,
seramik parça, kibrit, eker, un, pamuk, deriik sülfürik asidi.
Yöntem: üç cam saati üzerine eker, un ve pamuk koy. Her supstansn
üzerine damlalk ile deriik sülfürik asidi damlat. Ne tür deiiklikler olacak
gözlemle.
Seramik parça üzerine küp eker koy, küpün öbür kenarna biraz sigara külü koyun. @ekeri kibrit ile yak,
yanarken cam bardakla ört, ekerle ne
olacak ve bardan duvarlarnda ne
farkediliyor?
110
Bitkiler ekerleri yap supstanslar (örnein: selülöz) veya yedek besin
olarak (örnein: niaste) kullanrlar. nsan ve hayvanlar için ekerler hereyden önce besin ve enerji kaynadr fakat ayn zamanda organizmann korunma sisteminin yapsna da girer.
Çou supstanslar ilk görüte çok
farkl görünseler de örnein: eker, un
ve pamuk gibileri yaplarnda ayn gruba ait olan bileikler vardr. Onlar da karbonhidratlardr ya da onlara daha ekerler de denir. Deriik sülfürik asidinin etkisinden un, eker ve pamuun kararmas
bu supstanslar yaplarnda karbon içerdiklerinin kantdr. @ekerin yanmas srasnda bardan duvarlarnda su damlacklarnn olumas aslnda hidrojen ve
oksijen elementlerinden oluan bileikler içerirler.
Bundan dolay bu bileiklere ‘’karbonhidratlar’’ (karbon ve sudan oluan) ismi
verilmitir. Önceleri tatl tad olan tüm bileiklerin ekerler olduu düünüldüünden
bu bileikler eker ismini de tarlarm. Günümüzde her iki ismin uygun olmad
saptanm fakat yine de her iki isim kullanlmaktadr.
Karbonhidratlarn ayrlmas
@ekerlerin ayrlmas farkl kriterler göre yaplr, mesela:
Karbon atomlarnn saysna göre ;
Fonksiyonel grubun çeidine göre ve
ekerlerin bileiklerine göre.
Bizler ekerleri örenirken, ekerlerin ayrlmasn onlarn bileikliine göre
kullanacaz. Sradaki tabelada karbonhidratlarn ayrlmas, hidroliz tepkimesiyle
(suyun birlemesiyle oluan tepkime) daha basit ekerlere ayrp ayrmamalarna
göre verilmitir.
Tabela VI.1. Karbonhidratlarn bileikliine göre ayrlmas
KARBONHDRATLAR
Monosaharidler
(basit ekerler)
Oligosaharidler
(10 monosaharide kadar)
Polisaharidler
(bileik ekerler)
Glikoz
Saharoz
Niasta
Fruktoz
Laktoz
selülöz
VI.1.2. MONOSAHARDLER
Monosaharidler en basit ekerlerdir. Demek ki,
monosaharidler molekülleri daha basit ekerlere ayrmayan ekerlerdir.
Monosaharidler en önemlileri: glikoz ve fruktozdur.
Resim VI.1. Bal, glikoz ve fruktozdan oluan doal karmdr.
111
Resim VI.2. Glikoz, üzümde bulunur adn
da ondan almtr.
Glikoz (üzüm ekeri), serbest halde üzümde ve balda bulunur. Bileik halde
ise bileik ekerlerin yapsnda beslenmede kullandmz ekerde, niasta ve selülözde bulunur. nsan kannda da vardr. Salkl insann kannda 1litre kanda 3,3-6,5
aras mmol glikoz bulunur. Glikozen polisaharidin bal olan glikoz karacierde yedek eker olarak depolanr. Kandaki glikozun seviyesi normalin altna düerse glikojen
yeniden glikoza kadar ayrr.
Fruktoz (meyve ekeri) meyvelerde serbest halde bulunur. Baz bileik
ekerlerin yapsna girer. Bal, eit miktarda glikoz ve fruktozdan oluan karmdr.
Glikoz ve fruktozun yaps
Glikoz ve fruktozun kimyasal yaplar ayndr. Karbon, hidrojen ve oksijenden olumuturlar, ayn molekül formülleri de C6H12O6 vardr. Fakat moleküllerindeki
atomlarn sralanmas açsndan farkldrlar, onlarn strüktürlerinden de görülebilir.
O
O
C
H
C
OH
H
C
OH
OH
C
H
H
C
H
OH
OH
C
H
H
C
OH
H
C
OH
H
C
OH
H
C
OH
H
C
OH
H
C
OH
H
Glikoz
H
Fruktoz
Eer bu iki bileiin formülleri dikkatle incelenirse, yaplarnda daha çok hidroksil grubu ve bir aldehid grubu (glikozda) dorusu
bir keto grubu (fruktozda) içerirler. Aldehid
olarak adlandrlan bileiklerin fonksiyonel grubu
aldehid grubudur, ketonlar olarak adlandrlan
bileiklerin fonksiyonel grubu ise keti grubudur.
C
C
O
O
H
Aldehid
grubu
Keto
grubu
Glikoz ve fruktozda karbon atomlar açk dizide bal olmaktan baka (yukarda verilen strüktür formüllerinden de görüldüü gibi) su eriyiklerinde moleküllerinin siklik strüktürü olduu tespit
edilmitir.
Resim VI.3. Glikoz ve fruktozun siklik strüktürlerinin
modelleri
112
Glikoz ve fruktozun kimyasal formüllerinden yaplarndaki fonksiyonel gruplardan monosaharidler öyle tanmlanabilirler:
Monosaharidler, polihidroksil aldehidler veya ketonlardr.
Glikoz ve fruktozun özellikleri
Glikoz ve fruktoz beyaz kristal eklinde, tad tatl olan supstanslardr, (fruktozun
glikozdan daha tatl tad vardr), suda erirler. Farkl fonksiyonel gruplarndan dolay (aldehid ve keto) ve farkl strüktürlerinden dolay onlarn farkl kimyasal özellikleri vardr.
Bizim küçük laboratuvarmz
Ödev: glikoz ve fruktoz Feling eriyii ile tepkimeye girer mi kontrol et .
Gereken gereç ve supstanslar:
Deney tüplük, ispirto lambas, cam çubuu
Yöntem: ayr tüplere 5’er cm3 glikoz
ve fruktoz eriyiinden koy. Glikoz eriyii olan tüpe 1cm3 Feling 1 eriyiinden ve 1 cm3 Feling 2 eriyiinden ekle
ve kartr (eriyikleri öretmenin hazrlayacak. Feling 1, bakr (II) sulfat
pentahidrat eriyiidir, Feling 2 ise
arap asidi tuzunun baz eriyiidir).
Tüpü görünür deiiklikler olana kadar dikkatlice st.
Fruktoz eriyii ile de bu deneyi
ayn ekilde gerçekletir.
ki deneyden elde ettiin sonuçlar karlatr. Nasl bir sonuca varabilirsin?
Baz bileiin Feling eriyii ile
tepkimesinden elde edilen krmz tortu
(çökelti), bileikte aldehid grubunun bulunduunun kantdr.
Feling eriyii ile tepkimeyi glikoz
verirken fruktoz vermez, demek ki glikozda aldehid grubunun bulunduu kantlanr. Bu tepkimeyle ilgili sadece aldehid grubunun oksitlendiini karboksil
grubuna dönütüünü söyleyeceiz.
Resim VI.4.
Glikozda aldehid grubunun
bulunduunu
kantlamak için
öyle denilen
‘’gümü ayna
tepkimesi ‘’ de
kullanlr.
oksidasyon
113
Glikoz ve fruktozun önemi ve kullan
Glikoz ve fruktoz önemli biyobileikler olmaktan baka önemli iktisadi hammaddeleridirler. Alkol ve
alkollü içeceklerin elde edilmesinde hammadde olarak
kullanlrlar. Glikoz besin endüstrisinde: ekerler, çikolatalar gibi ürünlerin elde edilmesinde kullanlr. Tpta
glikoz eriyii enfuzyon eriyii olarak da kullanlr.
Resim VI.5. Glikoz organizmaya
en çok üzüm ile girer.
Resim VI.6. Hastalara ve takatsizlere enfuzyon vastasyla glikoz eriyii verilir.
NE ÖRENDN?
1. Fotosentez sürecinin nasl gerçekletiini açkla.
2. Glikozun mol kütlesini ve molekül kütlesini hesapla eer:
Ar(H) = 1;
Ar(O) =16.
Ar(C) = 12;
3. Neden takatsiz ve hasta insanlara glikoz eriyii ile birlikte enfuzyon verilir?
4. Glikoz ve fruktozun, izomer bileikler olduu söylenebilir mi? Cevab açkla.
5. Eer izomer bileikleriyseler, hangi çeit izomeri söz konusudur.
6. 30 mol glikozde, glikozun kütlesi kaç gramdr?
ARATIR!
Bilgisayar program veya atom modelleri yardmyla glikoz ve fruktoz moleküllerinin modellerini yapnz.
Grup olarak çalnz:
Glikoz ve fruktozun sudaki çözülürlüünü aratr:
) souk suda
b) 40 ° scaklkta stlm suda
c) 60 ° scaklkta stlm suda
Sonuçlar tabelada göster .
Glikoz ve fruktozun çözülürlüünün scaklkla olan ball hakknda sonuca varnz.
114
VI.1.3. DSAHARDLER
Disaharidlerin yaps
@ekerlerin ayrlmas tabelasndan görülebilir ki disaharidler, oligasaharidler
grubuna girer, yapsnda 2-10’a kadar monosaharit molekülleri içeren ekerlerdir.
Aslnda disaharidlerin yapsnda iki monosaharit molekülü vardr.
Monosaharid + Monosaharid
Disaharid + Su
C6H12O6 + C6H12O6
C12H22O11 + H2O
Bu kimyasal denklemden görülebilir ki, monosaharid C6H12O6 molekülleri daha
büyük moleküle balanmlar ve bir molekül su ayrmtr. Böylece iki heksozdan elde
edilen disaharidin kimyasal formülü:
C12H22O11
Eer disaharide tekrardan su eklenirse o zaman o monosaharid moleküllerine ayracaktr. Bu tepkimeye hidroliz denir. Laboratuvarda bu tepkime asit etkisiyle
gerçekleirken canl organizmalarda belirli enzimlerin etkisiyle gerçekleir.
hidroliz
Disaharid
Asit, enzim
Monosaharid + Monosaharid
Bundan u sonuca varabiliriz ki:
disaharidler, iki monosaharid molekülünden oluur ve bu srada bir molekül su
ayrr.
Demek oluyor ki,
Disaharidler molekülleri iki monosaharid biriminden (monosaharidin molekül
kalntlarndan) oluan karbonhidratlardr.
Daha önemli disaharidler: saharoz, laktoz ve maltozdur. Bunlarn herbiri hidroliz
ile iki monosaharid molekülüne ayrrlar.
Örnein:
laktoz + su = glikoz + galaktoz
maltoz + su = glikoz + glikoz
115
Saharoz
Saharoz veya genelde adlandrdmz gibi eker, eker kam ve eker
pancarn iletilmesiyle elde edilir. Saharoz, glikoz ve fruktozun balanmasyla oluur,
bu arada su serbestlenir.
C6H12O6 + C6H12O6
Glikoz
Fruktoz
=
C12H22O11 + H2O
Saharoz
Saharozun ziksel özelliklerini çok iyi biliyorsun. O beyaz Kristal supstanstr, tad tatldr,
suda erir. Istlnca erir ve ö.d. karamele dönüür.
Istmaya devam edersek eker karbonlar daha
dorusu elementer karbon elde ederiz.
Resim VI.7. Rane edilmi ve rane
edilmemi ekerler, küp ekerler
Bizim küçük laboratuvarmz
Ödev 1: Saharoz Feling eriyii ile
tepkimeye girer mi, kontrol et .
Gerekli gereç ve supstanslar:
Bardaklar, tüpler, ispirto lambas (veya
reo), saharoz, Feling eriyii, seyreltik
hidroklorür veya sülfürik asidi.
Yöntem: bir bardakta saharoz (eker)
ve su eriyii hazrla ve ondan iki tüpe
5’er cm3 koy. Bir tüpe 1 cm3 Feling
eriyiinden koy ve birkaç dakika st.
Deiiklikler oluyor mu fark et?
@eker eriyii olan ikinci tüpe
birkaç cm3 seyreltik hidroklorür veya
sülfürik asidi koy. Asidi yava ve
dikkatle ekle! Scak su ile olan (su
banyosunda) bardaa, tüpü koyarak
on dakika beklet. Sonra da birinci tüpe
yaptn ayn ekilde Feling eriyile
deney yap. Deiiklik var m? Birinci
ve ikinci tüpteki tepkimelerden elde
edilen sonuçlar karlatr.
Feling eriyiiyle olan tepkimeyi glikozda anmtk. Fakat saharoza Feling eriyii ekleyince hiçbir deiiklik farkedilmediinden onda serbest aldehid grubunun olmadn anlarz. Fakat asidin etkisinden
saharoz olumu olduu monosaharidlere
ayrr. Ondan dolay hidrolizden sonra Feling eriyii ile tepkimede, krmz renkte çökelti farkedilir. Demek oluyor ki, saharozun
ayrmasnda elde edilen ürünlerden biri
aldehid grubu içerir o ise glikozdur.
Disaharidlerin önemi
Disaharidlerden en önemli olan saharozdur, onu hergünkü beslenmemizde
ve reçel, marmelat v.b. yapmnda kullanrz. Saharoz maddesinin önemli olanlar laktez ve maltezdir. Laktoz (süt ekeri) sütte vardr. O özellikle küçük çocuklarn beslenmesinde önemlidir. Öyle denilen sütlü-asitli kaynama ile laktoz farkl süt
ürünlerinin elde edilmesinde yer alr.
Maltoz (tatl eker) niastann ayrmasyla elde edilen disaharittir. Birann elde
edilmesi sürecinde önemlidir.
116
NE ÖRENDN?
1. Saharozun ayrma sürecinin kimyasal denklemini yaz.
2. Reçel yaplrken, limon ya da limontozu mu eklenir?
) Neden reçele eklenirler?
b) Ne zaman koyulmalar daha iyidir, reçelin kaynamasnn balagcnda m
yoksa sonunda m?
3. Verilenlerin hangisi daha çabuk suda erir, srala: küp eker, pudra ekeri ve
kristal eker.
4. Feling eriyii ile tepkimede aldehid grubu oksitle karboksil grubuna dönüür.
Bu durumda glikoz, indirgen mi, yükseltgen midir?
ARATIR!
- Baz bileikte aldehid grubunun bulunduu örnein: glikozda öyle denilen ‘’ gümü ayna ‘’ tepkimesiyle de kantlanabilir daha dorusu Tolens
reagensi tepkimesiyle .
) Bu tepkimenin nasl tepkime olduuyla ilgili bilgi arayn;
b) Deneyi gerçekletirmek için plan yapn;
c) Öretmenin yardmyla deneyi gerçekletir.
- sütte, süt ekeri laktozun bulunduunu biliyorsun. @imdiye kadar
örendiklerinden istifade ederek kendi plann yap ve yöntem teklif et.
VI.1.4.POLSAHARTLER
Polisaharitlerin bulunuu
@ekerin ayrlmasnda bileiklik derecesine göre polisaharitler en yüksek yerdedirler.
Onlar ö.d. bileik ekerlerdir. Doada en yaygn
polisaharitler niasta ve selülozdür. Selüloz bitkisel hücrelerin hücre zarnn yapsna girer.
Baz bitkiler örnein pamuk gibi neredeyse saf
selülozdür. Gevi getiren hayvanlar, selülozü besin olarak kullanrlar çünkü barsaklarnda onu
ayrtrabilen mikroorganizmalar vardr. Dier
memelilerin organizmalarnda selülozü glikoza
kadar ayrtran enzimler yoktur.
Resim VI.8. Pamuk neredeyse temiz
(saf) selülozdür.
117
Niasta, bitkilerde yedek polisaharittir. Niasta tanecikleri eklinde her bitkiye özel
ekilde en çok tahllarn tanelerinde, msrda,
patateste ve dier bitkilerde vardr. Beslenmede önemlidir çünkü enzimlerin etkisinden
organizmada glikoza kadar ayrr, glikoz
ise organizmaya gerekli olan enerjinin temel
kaynadr.
Polisaharitlerin yaps
Gördüümüz gibi deriik sülfürik asidi
etkisinden un ve pamuk ( polisaharit ile zengin
Resim VI.9. Patates çok miktarda niasta
ürünler ) karbonlarlar. Demek ki, dier ekerler
içerir ve insann temel besinidir.
gibi polisaharitlerde karbon, hidrojen ve oksijenden olumuturlar. Polisaharitlerin molekülleri,
monosaharit moleküllerinin balanmasyla oluur ve böylece su ayrr. Buna dayanarak diyebiliriz ki
polisaharitler monosaharitlerin polikondenzasyon süreciyle oluurlar, demek ki
monosaharitlerin molekül kalntlarndan olumuturlar.
Öyleki, en önemli polisaharitlerin niaste ve selülzün molekülleri glikoz
kalntlarndan ( atklarndan ) olumutur. Demek onlarn hidroliziyle asit veya enzimler etkisiyle glikoza kadar ayrrlar.
polikondenzasyon
Hidroliz
Buna dayanarak diyebiliriz ki,
polisaharitler polimer bileikleridir, hidroliz ile çok sayda monosaharid moleküllerine ayrrlar.
Niasta selülz ve glikojen aralarnda glikoz kalnt saysna (‘’n’’dorusu dizilerin büyüklüü) göre ve onlarn aralarnda balan ekillerine göre farkldrlar.
Aslnda niasta iki polisaharitten, amiloz- lineer strüktürü olan ve suda tamamen erimeyen ve amilopektin- dallanm strüktürü olan polisaharitten olumutur. Bir
bütün olarak niastann strüktürü tanecikler eklindedir.
118
Resim VI.10. Selülzün moleküllerinin lineer strüktürü vardr
Selülzün moleküllerinin lineer strüktürü vardr. Aralarnda çekim kuvvetleriyle bal olmalar, selülzün farkl bitkilere tipik olan deiik uzunluktaki li?er
eklinde olmasndandr. Bu strüktür, selülz li?erinin çok kuvvetli ve elastik olup suda
erimemelerine sebeptir.
Niasta ve selülzün özellikleri
Bizim küçük laboratuvarmz
Ödev 1: mikroskop altnda un, patates,
msr tozu ve pamuk. Onlarn görünüünü tarif et veya çizim ile göster.
Gereken gereç ve supstanslar:
Mikroskop, niasta içeren ürünler
Ödev 2: Niasta ve selülzün, souk ve
scak suda çözülürlüünü aratr.
Gereken gereç ve supstanslar:
Birkaç küçük laboratuvar barda un veya
puding, souk ve scak su.
Yöntem: iki küçük bardaa souk su koy
sonra da birine biraz niasta ( gustin, puding, un) dierine ise pamuk koy. Ne farkediyorsun?
Souk suda bir kak niasta kartr, sonra da kaynayan suya kartrarak
ekle. Scak suda niastaya ne oluyor. Kaynar suda, pamuk ayracak m?
119
Niasta ve selülz suda çözülürlükleri bakmndan aralarnda farkldrlar. Öyleki, souk suda niasta erimez. Kaynar suda öyle denilen niasta yaptrcsna dönüür.
Söylediimiz gibi pamuk neredeyse saf selülzdür. O suda asla
erimez. Selülz asitlerde ve bazlarda erimez. Sadece ö.d. vayser reajensinde erir. Niasta ve selülz arasndaki erime farkll, onlarn moleküllerinin farkl strüktürleri olduundandr.
yod eriyii ile deney yaptmz çou supstanslar koyu maviye
boyanrlar. O da, bu supstanslarn niasta içerdiinin kantdr. Aslnda niastann iyod eriyii ( tinktürü) ile tepkimeye girmesiyle koyumavi renklenme görülür. Bu tepkime niastann bulunduunu kantlamakta kullanlr.
Niasta ve selülz Feling eriyii ile tepkimeye girmez, demek ki onun yapsnda
serbest aldehid grubu yoktur.
Bizim küçük laboratuvarmz
Selülz ve niastann kullan
Ödev: verilen ürünlerin hangisinde niasNiasta içeren bitkiler (patata vardr, kefet.
tes, tahllar, msr ve onlardan elde
edilen ürünler, un, ekmek, puding v.b
Gereken gereç ve supstanslar:
gibileri), hergünkü beslenmede temel
Saat camlar, damlalk, patates parças, ürünlerdir. Niastadan alkol elde edielma, muz, ekmek, un, ezilmi tahl, pirinç lir. Niastann ö.d. niasta yaptrcveya baka bitkisel ürün, alkollü iyod eriyii s oluturabilme özelliinden dolay
(ö.d. iyod tinktürü).
niasta yaptrc ve boyalarn elde
edilmesinde kullanlr.
Yöntem: önceki deneyden elde edilen niasta yaptrcsndan az miktarda saat camn üzerine koy. Damlalkla birkaç damla alkollü iyod eriyii damlat. Ne farkediyorsun?
Farkl saat camlar üzerine niasta içerip içermediklerini yoklamak istediin
Resim VI.11. niasürünleri koy. Herbirinin üzerine birkaç damla
ta beslenmede kullanlr.
iyod tinktüründen damlat. Ne farkediyorsun?
Elde edilen sonuçlar tabelaya geçir.
Büyük miktarda selülz, kadn üretiminde kullanlr. Tekstil endüstrisinin esas
hammaddesi selülzdür ki bu doal veya ilenmi olabilir. Sunni ipek, viskoz ve selafonun elde edilmesinde milyon ton cvarnda selülz kullanlr. Gliseral ile birlikte selülöz,
patlayc maddelerin elde edilmesinde kullanlr.
Selülzün aaçtan elde edilmesinden dolay endüstrideki ihtiyaçlar için ormanlar
sürekli olarak yok edilmektedir. Ormanlarn yok edilmesi, malzemenin inaatçlk, kat
üretimi veya tekstil endüstrisinde kullanlp kullanlmayaca farketmeksizin dünyadaki
hayat tehlikeye atmaktadr.
Resim III.12. Kireçta maaralarnda stalaktitler
120
NE ÖRENDN?
1. Niasta ve selülzün izomer bileikleri olduu
doru mu? Senin düünceni açkla.
2. Polimerleme ve polikondenzasyon kavramlar arasndaki fark açkla.
3. Niastann hidrolizini kimyasal denklemle göster.
ARATIR!
1. Bal, glikoz ve fruktozdan olumutur. Onunla birlikte invert eker
kavram balanr. Bu kavramn ne olduunu ve nereden geldiini aratr.
2. Kat kalntlarndan benim kitaplarm için kada kadar.
- Plan yap, farkl bilgi kaynaklarndan aratr, malzemeleri gruplatr,
sonra da balkta verilen süreci ema ile göster.
3. Senin beslenmende kullandn baz ürünlerin yapsnda niastann
bulup bulunmadn aratr.
KÜÇÜK HATIRLATICI
+ ekerler (karbonhidratlar), karbon, hidrojen ve oksijenden olumuturlar.
+ Karbonhidratlar, polihidroksilli aldehidler veya ketonlardr ya da onlara
kadar hidrolize edilen bileiklerdir.
+ Yaplarna göre ekerler: monosaharitler, oligosaharitler ve polisaharitler
olabilirler.
+ Monosaharitler daha basit yapl ekerlere ayramayan ekerlerdir. En tannmlar : glikoz (üzüm ekeri) ve fruktozdur (meyve ekeri). Glikoz, Feling eriyii ile kantlanan aldehid grubu içerir.
+ Disaharitler, iki monosaharit molekülünden bir molekül suyun ayrmasyla
elde edilen karbonhidratlardr. Onlarn molekülleri iki monosaharit biriminden (monosaharitin molekül kalntsndan) olumutur.
+ En tannm disaharitler: saharoz ve laktozdur.
+ Polisaharitler, monosaharitlerin polikondenzasyon süreciyle oluurlar,
ondan dolay monosaharit kalntlarndan oluan polimer bileikleridir.
Hidroliz ile çok sayda monosaharit moleküllerine ayrrlar.
+ En tannm polisaharitler niasta (bitkilerde yedek eker, iyod ile tepkimesinden koyu mavi renk verir) ve selülz, hücre zarnn yapsna girer. Bu iki polisaharit glikoz kalntlarndan olumutur.
121
VI.2. YALAR VE SIVI YALAR
VI.2.1. KATI YALAR VE SIVI YALARIN BULUNUU,
YAPISI VE ÖZELLKLER
Kat ya ve sv yalarn bulunuu
Kat ve sv yalar lipidler grubuna girer- temel ve en önemli biyobileikler
grubudur.
Resim VI.13. Bölgemizde ayçiçei, sv ya
üretiminde temel hammaddedir
Resim VI.14. Domuz organizmasnn en büyük
bölümü yadan oluur.
Bizim küçük laboratuvarmz
Ödev: verilen besin ürünlerinde kat
veya sv ya var m kefet.
Gereken gereç ve supstanslar:
Havan ve havaneli, ltre kad, ayçiçei
ve afyon çekirdei, ceviz, fndklar, yer fst, ya parças ve domuz ya parças.
Yöntem: ay çiçei ve afyon çekirdei, ceviz, fndk ve yer fstn ayr ayr ez. Filtre katlar üzerine küme halinde koyunuz.
Üzerlerini baka ltre katlaryla örtünüz
sonra da her kümeyi yukardan havaneli
ile bastrn.
Ne farkediyorsun? Farkl ürünlerin
damgalarn kyasla. Dier lter kadna
ya parçasn ve domuz yan ayn yöntemle tekrarla.
122
Tüm grubun adn da ald ya
ve sv yalardan (lipos- ya) baka lipidler grubuna balmumu, baz vitaminler, hormonlar, kolesterol ve bazo dier
bileikler girer.
Çou hayvansal organizmalarda, ya dokusunda yalar bulunur. Sv
yalar ise en çok baz bitkilerin çekirdeklerini de veya ürünlerinde vardr.
Örnein: ayçiçei, susam, afyon,
pamuk, keten, zeytin v.b. ayn öyle bademlerde, fndklarda ve cevizlerde de
sv ya vardr. Sv yalar hayvansal organizmalarda da vardr örnein: balklarda.
Bu ürünlerin herhangilerini ezip
beyaz katla bastrrsan ya damgas
oluacak. Bu da belirli ürünün ya içerdiinin kantdr.
Kat ve sv yalarn yaps
Kat ve sv yalarn birçok benzer bileikten oluan karm olduklar
kantlanmtr. Onlardan pek kabark sayda olanlar: yüksek ya asitleriyle oluan
gliserol esterleridir, onlara gliseridler denir.
Yüksek ya asitleri aslnda daha uzun karbon dizili olan karboksilli asitlerdir.
Kat ve sv yalarn yapsnda en çok rastlananlar:
Palmitik asidi
Steatik asidi
Oleik asidi
C15H31COOH
C17H35COOH
C17H33COOH
H2C OH
HO CO R
HC OH
HO CO R
H2C OH
Gliserol
(doymu)
(doymu)
(doymam)
esterleme
hidroliz
HO CO R
yüksek ya asidi
H2O O CO
R
HO O CO
R
+ 3 H2O
H2C O CO R
trigliserid (ester)
Trigliseridin elde edilmesi tepkimesinin denkleminden görülebilir ki, o, mol oran 1:3 olan trihidroksil alkolün, gliserolün yüksek ya asitleriyle
olan tepkimesinden elde edilir. Gliseral ve asitler
ester olarak balanrlar ve bu durumda su serbestlenir. Triglisezidin yapsna bir asit, iki farkl
veya üç farkl asit girebilir.
Kat ve sv yalarn arasndaki esas fark
onlarn agrega halidir. Oda scaklnda, sv
yalar sv halde, kat yalar ise kat haldedirler. Sv yalar genelde bitkisel organizmalarda
kat yalar ise hayvansal organizmalarda bulunurlar, zaten onlardan da elde edilirler.
Resim VI.15. Kat ve sv ya moleküllerinin modelleri
Dier durumlarda da olduu gibi burada da istisnalar vardr. Örnein: balklardan balk ya, palmiye
aacndan palmiye ya elde edilir.
Tabela VI.2. Kat ve sv yalarn yaps ve agrega hali
Kat ya
Kat
Hayvansal
(palmiye ya hariç)
Doymu yüksek
ya asitleri
Sv ya
Sv
Bitkisel (balk ya hariç)
Doymam yüksek
ya asitleri
123
Kat veya sv yalarn m söz konusu olaca
trigliseridlerin yapsna giren yüksek ya asitlerine
baldr. Öyle ki, eer trigliseridlerin karmnda
doymu yüksek ya asitlerinin esterleri daha fazlaysa (örnein: palmitin veya stearik asidi) o zaman kat ya elde edilecektir. Eer doymam yüksek ya asitlerinin esterleri ise daha fazlaysa (bir
veya fazla ikili bal) o zaman sv ya elde edilecektir. Örnein: koyun yann trigliseridleri %55
doymu ve %45 doymam yüksek ya asitleri içerir,
ayçiçei yann trigliseridleri ise %89 doymam Resim VI.16. Zeytin yanda doymam
yüksek ya asitlerinin pay daha
ve %11 doymu yüksek ya asitleri içerir.
büyüktür.
Kat ve sv yalarn özellikleri
Kat ve sv yalarn özelliklerinden birini artk biliyorsun. O da onlarn agrege
halidir. Oda scaklnda kat yalar kat halde, sv yalar ise sv haldedirler. Baz
dier özelliklerini kefetmek için sradaki deneyleri gerçekletireceiz:
Bizim küçük laboratuvarmz
Gereken gereç ve supstanslar: tüpler, sv ya, domuz ya, kat ya, yumurta
sars, benzin ve alkol.
Ödev 1: kat ve sv yalarn younluklarnn suya kyasen nasl olduunu
kontrol et.
Yöntem: Üç tüpe 5’er cm3 su koy, sonra da ilkine biraz sv ya ekle, ikincisine yarm kak domuz ya koy, üçüncüsüne de bir parça kat ya ekle. Ne
farkediyorsun? Sv ya ve su ile olan tüpü güçlü bir ekilde sarst. Ne olacan
gözlemle. Tüpü dingin duruma getiriniz. Bir süre sonra farkedecein deiiklikleri
kyasla.
Ödev 2: Sv ya emulziyonuna, yumurta sarsnn nasl etkilediini kontrol et.
Yöntem: Bir tüpe sv ya ve su koy, sonra da sv ya ve su karmna biraz
çrplm yumurta sars ekle. Herhangi bir deiikliin olacana dikkat et. Bu
tüpteki ve önceki ödevdeki sv ya ve su tüpündeki deimeleri kyasla.
Ödev 3: Sv ve kat yalarn, organik eriticilerdeki çözünürlüünü incele.
Yöntem: Bir tüpe 1-2 cm3 sv ya koy, dierine ise bir parça kat ya koy. Tüplerin herbirine karbontetraklorid( tetraklar metan) veya benzin koy. Tüpleri iyice
sarsnz. Kat ve sv ya eriyecek mi?
124
Gerçekleen deneylerden birçok sonuç çkartlabilir. Sv, kat ve domuz ya
suyun üzerinde yüzüyor, bu durum yalarn sudan daha haf olduklarn (daha
küçük younluklar vardr) ve suyla karmadklarn gösteriyor. Su ve yan bulunduu
tüpü sarsnca ufack damlalara ayran ya svy bulandryor. Böylece, öyle denilen
emulziyon elde edilir. Belli bir süre sonra ufack ya damlacklar yeniden büyüyor
ve ya tabakas sudan ayrlyor. Yumurta sarsnn da bulunduu tüpteki emulziyonda
deimeler olmaz. Demek ki, yumurta sars ya damlalarn birlemesini önlüyor. Ona
emulgatör denir.
Sv ya ve kat yalar, benzin, kloroform, karbon tetraklorid v.b. gibi organik
eriticilerde erirler. Onlarn bu özellii, elde edildikleri bitkilerden ayrlmalar (ekstrasiyon) için kullanlr. Havada stlnca kat ve sv yalar deiir. Öyle scak hava ve
nemde durmaktan, kat ve sv yalar kötü koku alrlar. Aslnda bu süreç onlarn kötü
kokusu olan ürünlere ayrmasyla açklanr. Bu gibi süreçler terleme esnasnda insann
derisinde de olur, onun için vucudun hijyeni sürekli korunmaldr.
Eer kat yalar yüksek scaklkta stlrsa kötü koku hissedilir, bu koku aslnda
onun ayrt ürünlerin birinden gelir ki o kanserojen supstans olarak saylr. Ondan
dolay yanm kat ya beslenmede tavsiye edilmez.
NE ÖRENDN?
1. Neden doal kat ve sv yalar ayn formülle gösterilemez?
2. Birkaç yüksek ya asidinin adn ve formulünü yaz.
3. @u kavramlarn anlamlarn yaz: esterleme ve hidroliz.
4. Hangi ekilde doymam bileikten doymu bileik elde edilebilir?
5. Palmitin ve stearik asitlerinin doymu oleik asidi ise doymam yüksek ya
asidi olduunu biliyorsun. Bu asitlerin trigliseridlerin formüllerini yaz a) kat
yalarda daha youn olan b) sv yalarda daha youn olan.
VI.2.2. KATI VE SIVI YALARIN ÖNEM
Kat ve sv yalar- canl organizmalarn enerji kayna
Kat ve sv yalar karbonhidratlarla birlikte canl organizmalarn balca
enerji kaynaklardr. Kat ve sv yalarn ayrmasyla elde edilen enerji ekerlerin
ayrmasna kyasen iki kat daha fazla olduu tespit edilmitir. nsan ve hayvanlar kat
ve sv yalar besin ile alrlar. nsan besin ile ald enerjinin % 20-50’sini hayvansal
organizmalarn kat yalarndan alr. Daha çok ’’yal besin ’’ alnca deri altnda veya
karnda tortular (çökelir). Onun için kat ve sv yalar organizmada belli organlarn
etrafnda koruyucu (izolasyon) gibi görev yapar.
125
Fakat gerektiinden fazla kat ve sv yala zengin
olan besinin alnmas yalarn kan damarlarnda çökelmesine neden olur, bu da kann normal dolamn engeller.
Endüstride kat yalar
Sv yadaki doymam asitleri doymu asitlere
dönütürürsek sv yadan kat ya elde ederiz. Esasta,
sv yalardan kat yalar elde edilir. Örnein: margarinin Resim VI.17. Yalarn kan damarlarnda tortulamasnn görüntüsü
elde edildii gibi.
Resim VI.18. Margarin,
hidrojenleme bitkisel
yalardan elde edilir.
Özel artlar altnda yüksek basnç ve katalizör eliinde
kat yalara hidrojen ve ikili balar balanr ( hidrojenleme tepkimesi) böylece sv ya kat yaa dönüür. Tadn iyiletirilmesi
için esas karma (bitkisel sv yalar) süt, aroma, renk, vitaminler v.b. eklenir.
Kat ve sv yalarn ayrmasyla elde edilen ürünlerden
dolay, kat ve sv yalar önem tamaktadrlar. Kat yalarn,
hidroliziyle, gliserol ve yüksek ya asitleri elde edilir. Bu supstanslar çok önemli ürünlerin elde edilmesinde önemli hammaddelerdir. Kat yalarn bazlar ile hidrolizinden sabun elde
edilir.
Ykama gereci olarak sabun ilk defa Msr’da anlr. Sabunun üretimini gösteren
II’ci y.y.’a ait resimler vardr. nsanlar kat yalar sodyum hidroksitle kaynatarak sabun
yaparlarm. Kimya endüstrisinin geliimiyle ve NaOH (sodyum hidroksidin) elde edilmesi için ucuz yöntemin kefedilmesiyle sabun üretimi oldukça çoalmtr.
Sabunun elde edilme tepkimesi u denklemle gösterilebilir.
H2C
O CO R
H2C OH
HC
O CO R + 3NaOH
HC OH
H2C
O CO R
Kat veya
sv ya
+
+
3NaRCOO
+
Sabun
H2C OH
Sodyum
hidroksit
=
Gliseral
Bu tepkimeyle elde edilen sabun ürününün sürecine ’’sabunlama’’ denir. Demek ki, kimyasal yapsna göre sabunlar yüksek ya asitlerinin alkaliktuzlardr
(genelde Na ve K’un) onlar u formülle gösterilirler: NaRCOO, KRCOO, bu formüllerde RCOO yüksek ya asitinin kalntsdr.
126
Günümüzde de, esasta sabunun
iletmesi ayn yöntemle olur fakat çada
teknolojik yöntemle sabunun çeidine ve
kullanmna bal olarak sabun karmna
farkl supstanslar: kokulu maddeler, boyalar, ilaçl supstanslar, kozmetik gereçler v.b.
eklenir(katlr). Sabunlar suda kolay erirler,
köpürürler ve kirleri uzaklatrma özellikleri
vardr.
Resim VI.19. Sabunlar, farkl ekiller ve renklerde ve farkl kokularla üretilirler.
Bizim küçük laboratuvarmz
Ödev: Sabun, yumuak suda m yoksa kireçli (sert) suda m fazla köpürür, aratr.
Gereken gereç ve supstanslar:
Tüpler, azck tuz, damtlm veya kaynatlm su.
Yöntem: Bir tüpe 5 cm3 damtlm (veya
kaynatlm) su koy, dier tüpe ise 5 cm3 musluk suyu, üçüncüsüne de musluk suyu ve birkaç tuz kristali koy.
Her üç tüpe yaklak eit miktarda ufalanm sabun koyunuz. Tüpleri iyice sarsnz.
Her üç tüpteki deimeleri kyaslayn
ve sonuç çkartn.
Resim VI.20. Sabun su ile köpürür ve
kirleri uzaklatrr.
Sabun en çok yumuak suda köpürür. Sert (kireçli) suda ise sabun daha az
köpürdüünden dolay ykama gereci olarak tavsiye edilmiyor. Günümüzde ykama
gereci olarak sentetik gereçler olan deterjanlar kullanlyor. Deterjanlar daha ucuz
hammaddelerden (petrokimyasallardan) elde edilirler. Onlar sert (kireçli) suda da etkindirler fakat onlarn çou yaam ortamnn kirleticileridir. Son zamanlarda öyle denilen ‘’biyoayrml deterjanlar’’ tavsiye ediliyor, onlar yaam ortamn kirletmezler.
127
NE ÖRENDN?
1. Neden hayvansal ve bitkisel yalar makinelerin yalanmasnda kullanlmaz?
2. Stearik asidi ile sodyum hidroksit ve stearik asidi ile sodyum arasndaki
tepkimeleri kimyasal denklemlerle göster.
) iki tepkimenin ortak ürünü nedir?
b) kimyasal yapsna göre o nedir?
c) ne için kullanlr?
3. 100 gram margarinde: 85,5gram kat ya, 15,5 gram süt, 0,2 gram emulgatör
vardr ve geri kalan ksm vitaminler ve dier supstanslar oluturur.
Margarindeki kat yalarn kütle payn hesapla.
4. Margarinin bitkisel sv yadan elde edilmesi hangi süreçle olur.
) hidrojenin supstitusyonuyla.
b) hidrojen adisyonuyla
c) stma ve younlamayla ( koyulamayla ).
ARATIR!
Sabun yapabilir misiniz? (gruplarda çaln)
Sabunun ev artlarnda ve laboratuvar artlarnda elde edilmesiyle ilgili bilgiler ara. Çalmak için plan yapnz, gerekli gereçleri ve
supstanslar hazrlayn ve sabun yapmaya çalnz.
Sadece öretmenin eliinde çalnz.
Gerekli olan supstanslarn ielerinde bulunan uyar ve tehlike iaretlerine dikkat ediniz.
KÜÇÜK HATIRLATICI
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Kat ve sv yalar, lipidler denilen biyobileikler grubuna girerler
Yüksek ya asitleri, daha çok sayda karbon atomlar olan karboksilli asitlerdir.
Kat ve sv yalarn yapsna yüksek ya asitleriyle gliserdun esterleri girer.
Sv yalar, oda scaklnda sv haldedirler çünkü yaplarnda doymam
yüksek ya asitlerinin esterleri arlkldr. Genelde bitkilerden elde edilirler.
Kat yalar, oda scaklnda kat haldedirler çünkü onlarn yapsnda doymu
yüksek ya asitleriyle gliserdun esterleri arlkldr. Kat yalar genelde hayvansal kökenlidir.
Hidrojenin adisiyonuyla (hidrojenleme) kat yalardan sv yalar elde edilir.
Kat ve sv yalar organizmann önemli enerji kaynadr. nsan ve hayvanlar
besin ile alrlar.
Sabunlama, kat ve sv yalarn alkalik bazlarla ayrma sürecidir.
Sabunlar, yüksek ya asitlerin alkalik tuzlardr (genelde potasyum ve sodyumun) doal hammaddelerden elde edilirler.
128
VI.3. PROTENLER (ALBÜMNLER)
VI.3.1. PROTENLERN BULUNUU VE YAPISI
Proteinler önemli bir grup biyobileikleridir. ’’Protein’’ sözcüü Yunan kökenlidir ve ilk- en önemli anlamna gelir, bu bileiklerin önemi ile balantldr. Her canl
hücrenin yapsna girdiklerinden dolay, hayatn temelini olutururlar. Yumurtann ak
neredeyse saf protein olduundan dolay bunlara daha albüminler de denir.
1838 ylnda ilk olarak Berselius, proteinlerin moleküllerini tarif etmitir. Frederk
Sander ise bu grup bileiklerden birinci bileik olan insulini bulmu ve bunun için de
1958 ylnda Nobel ödülünü almtr. Çok geçmeden özel X-nlar metoduyla hemoglobin kefedilmitir. Bu bulutan sonra proteinlerin öreniminde ilerleme kaydedilmitir.
Proteinlerin bulunuu
Proteinler her hücrenin yapsna girdiklerinden veya organizmada belirli fonksiyonlar yaptklarndan dolay hayatn temelini olutururlar.
Hayvansal organizmalar balca albüminlerden olumutur. Deri, kaslar, trnaklar, yün,
boynuzlar v.s. albümin içerirler.
Solunum sürecinde önemli rolü olan kanda bulunan hemoglobin de albüminlerden
olumutur. nsan ve tüm hayvansal organizmalar proteinleri besin ile alrlar. Bu albuminler organizmada deiime urarlar ve bir tür albüminden baka tür albüminlere
dönüürler.
Soya ve baklagil bitkiler büyük miktarda albümin içerirler.
Albüminlerle zengin olduklarndan ayn öyle
et, balk, yumurta, süt
ve süt ürünleri de besinin zorunlu öeleridir .
Resim VI.21. Yumurtada
büyük miktarda protein vardr.
Resim VI.22. Baklagiller büyük miktarda
protein içerirler.
Proteinlerin yaps
Proteinler, karbon, hidrojen ve oksijenden baka dier elementler de içerirler.
Yumurta aknn yapsn incelersek bunu spatlayabiliriz. Karbon, hidrojen ve oksijenin
spatlanmasn birçok kez gerçekletirdik. Albüminlerin yapsnda bu elementlerden
baka hangi dier elementler bulunur görelim.
129
Bizim küçük laboratuvarmz
Ödev 1: Albüminlerin azot içerip içermediini açkla.
Birinci deneyden elde edilen
amonyan kokusu yumurta aknn
albümin içerdiini gösterir.
@u kanya varabiliriz ki,
Gereken gereç ve supstanslar:
Tüpler, ispirto lambas, turnusol kad, bir
yumurta, su, sodyum hidroksit eriyii, kurun (II) asetat.
Albüminler, karbon, hidrojen,
oksijen ve azottan oluan organik bileikleridir.
Yöntem: yumurtadan akn ayr ve çrp. Çrplm yumurta akna 50 cm3 su ekle ve kartr. Hazrladn yumurta ak eriyiinden
az miktarda bir tüpe koy. (tüpün 1/3’ne),
sodyum hidroksit eriyiinden biraz ekle sonra da dikkatle st. Serbestlenen gazn kokusu neyi hatrlatr?
Tüpe slak krmz turnusol kad
yaklatrnz. Krmz turnusol kat rengini
deitirecek mi? Deimeyi açkla.
Ona göre diyebiliriz ki, albüminler
azotlu organik bileikleridir.
Azottan baka baz albüminler, kükürt, fosfor ve baz dier
elementleri de içerirler. kinci deneyde elde edilen siyah tortu, yumurta aknn kükürtte içerdiinin
kantdr. Aslnda oluan siyah tortu, kurun (II) süldin olutuunun
kantdr.
Asit, baz ve enzimlerin (fermentlerin) etkisinden tüm hayvansal ve bitkisel kökenli albüminler
olutuklar temel öelerine daha
basit supstanslara öyle denilen
aminoasitlere ayrrlar.
Ödev 2: Yumurtann aknda kükürt var m
kefet.
Dier tüpe hazrladn yumurta ak
eriyiinden koy ve kurun asetat eriyiinden
Pb(CH3COO)2 biraz ekle. Tüpü siyah tortu
oluuna kadar dikkatlice st. Oluan deimeyi açklamaya çal.
Aminoasitler strüktüründe –COOH karboksil grubundan baka –NH2 amino
grubu da içeren organik asitlerdir.
aminoasit
NH2 - CH2 - COOH < karboksil grubu
~
amino grubu
Albüminlerin yapsnda 20’den fazla protein kefedilmitir. Hangi proteinin elde
edilecei aminoasidin çeidine onlarn saysna, sralanna ve balanma ekline
baldr. Tüm bu faktörler, proteinlerin dev sayda olmasn salar.
Proteinlerin, aminoasitlerden olumas bileik süreçtir. Proteinlerde, aminoasitler bir molekülün karboksil ve bir molekülün amino grubuyla balanrlar, böylece
bir molekül su ayrlr. Aminoasitlerin moleküllerinin balandklar baa amid ba veya
daha sk peptid ba denir. Bu ekilde, aminoasitlerin iki molekülü peptid bayla
balanr ve dipeptid oluur.
130
R
O
CH C
OH
NH2
H N CH COOH
-H2O
H R
R
CH C
NH2
O
NH CH COOH
R
Daha çok aminoasit molekülü polipeptidler oluturur. Eer peptid bayla
balanan aminoasitlerin says çok ise o zaman protein denilen polimer oluur.
Ona göre diyebiliriz ki,
albüminler, farkl aminoasit kalntlarndan oluan makromoleküller bileiklerdir.
Resim VI.23. Protein molekülü modeli. Peptid ba sar renkle
gösterilmitir.
Protein moleküllerinin polimer dizileri aralarnda (dier supstanslarla bal
olmadklarnda) ve bileik proteinler olarak (dier supstanslarla bal olduklarnda)
rastlanrlar. Örnein: tahllarda bulunan glüten, basit proteindir, hemoglobin ise
bileik proteindir çünkü globin proteini demir içeren bileikle baldr. Enzimler (biyokatalizörler) kimyasal yaplarna göre albüminlerdir.
VI.3.2 PROTENLERN ÖZELLKLER VE ÖNEM
Proteinlerin makromoleküllü bileik olmalar çok büyük moleküllerden
olutuklarn ve büyük mol kütlelerine sahip olduklarn göstermektedir. Onun için
yumurtann ak veya onun su eriyii, ltre kadndan geçmez çünkü onun parçacklar
ltre kadnn gözeneklerinden daha büyüktür.
Su ile karan proteinler öyle denilen koloid olutururlar. Koloidlerin basit eriyiklerin özelliklerinden farkl spesik özellikleri vardr. Proteinlerin,farkl kimyasal ve
ziksel faktörlerden örnein: scakln azalmas ve artmas, farkl nlar, güçlü asit
ve bazlarn etkisi, ar metallerin tuzlar, organik eriticiler, deterjanlarn etkisi v.b. gibilerden, ziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri deiir. Bu olaya ‘’denatürleme’’
denir, protein ise denatürlemitir deriz.
131
Bizim Küçük Laboratuvarmz
Gereken gereç ve supstanslar: tüpler, ispirto lambas, yumurta ak, sodyum albüminlerinin hidroksid eriyii, CuSO4n %5
eriyii, seyreltik sülfürik asidi ve demir(III)
klorür.
Ödev 1: proteinlerin spatlanmas
Yöntem: tüpün yarsn yumurta ak eriyiiyle doldur. Ona 1cm3 %10 NaOH eriyii ve
birkaç damla %1 CuSO4 eriyii ekle. Eriyiin
rengi nasldr?
Ödev 2: yumurta aknn stlmasyla oluan deiiklikleri kefet.
Yöntem: bir tüpe azck yumurta akndan
koy ve onu st. Istlnca yumurta aknda neler oluyor?
Ödev 3: proteinlerin çökelmesi
Yöntem: Hazrlanan yumurta ak eriyiiyle üç tüpü yarya kadar doldur birinci tüpe
sodyum hidroksit eriyii, ikincisine seyteltik
sülfürik asidi ve üçüncü tüpe demir(III) klorür koy. Her tüpte oluan deimeleri açkla. Elde edilen tortular suda eriyecek mi
kontrol et.
Albüminler stlnca ve
asitlerin, hidroksitlerin ve tuzlarn
etkisinden, parçacklar yapr ve
çökelir. Albümin parçacklarnn
yapp çökelmesi sürecine koagulasyon (phtlama) denir.
Albüminlerin phtlama süreci genelde dönüümlü deildir
ve phtlaan albümin esas özelliklerini kaybeder. Örnein: kaynatlm ya da piirilmi yumurtay,
eski görünümüne dönütüremeyiz. Kandaki albüminlerin phtlamas 42|C scaklkta olur, bundan
dolay insann o kadar yüksek ateinin olmas tehlikelidir.
Proteinler farkl tepkimelere girerler. Sadece albüminlere özel olan teplimelerden biri
ö.d. biruet tepkimesidir. Yumurta aknn, sodyum hidroksit ve
bakr(II) sulfat ile olan tepkimesinden e?atun(mor) rengin elde edilmesi, aratrlan albüminlerin bulunduunun kantdr.
Proteinlerin Önemi
Bildiimiz gibi, albüminler canl organizmalarda her canl hücrenin yapsna girdiklerinden dolay yaam için gereklidirler. Organizmann büyüme ve gelimesi
için albüminlerle zengin olan besinlerin tüketilmesi arttr.
Esas besin olmaktan baka albüminler, farkl ürünlerin iletilmesinde kullanlrlar.
Deri, yün ve doal ipek, tekstil ve deri endüstrisinde esas hammaddelerdir. Sütte bulunan, kazein albümininden, kazein yaptrcs, sunni ipek ve plastik maddeler elde
edilir. Kolagen (kalojen) albümininden tutkal ve jelatin adnda yaptrc üretilir. Baz
albüminler ilaç olarak kullanlr.
132
NE ÖRENDN?
1. Amino grubunun formülünü yaz.
2. Aminoasitler nedir?
3. Yumurta aknn kaynatlmas veya piirilmesi srasnda ne gibi deiiklikler
oluur?
4. Yumurta akndan krem anti yaplrken neden limon suyu eklenir?
5. Basit proteinlerin hidroliziyle hangi bileikler oluur?
6. Proteinlerin çökelme sürecine ne denir?
7. Enzimler, hangi grup bileiklere girerler?
8. Proteinlerin, doal, ziksel, kimyasal ve ziyolojik özelliklerini kaybetme
sürecine ne denir?
9. Doal albüminlerin yapsna kaç aminoasit girer?
10. 6 gram albüminler, 7.3 gram kat yalar, 0.5 gram karbonhidratlar ve 35
gram su içeren yumurtada, yumurta aknn kütle pay ne kadardr?
ARATIR! Hemoglobin proteini için bilgi aratr. Hangi grup proteinlere
girer, önemi nedir v.b. Sonuçlar tantma uygun ekilde açkla.
@u web-sayfasnda http://www.chemitry.schools.edu.mk proteinlerle
ilgili verilen malzemeyi ayn öyle çözülmü örnekleri ve testleri gözden
geçir.
KÜÇÜK HATIRLATICI
+ Proteinler (alüminler), karbon, hidrojen, oksijen ve azottan olumutur.
Kükürt, fosfor ve dier elementleri de içerebilirler.
+ Proteinler, hidroliz ile (asitlerin, hidroksitlerin ve enzimlerin etkisinden) aminoasitlere kadar ayran, doal polimerlerdir (makromoleküler bileikler).
+ Aminoasitler, karboksil grubundan baka, amino gurubu-NH2 da içeren organik asitlerdir.
+ Proteinlerde, aminoasitler, peptid bayla baldrlar.
+ Albüminler stlnca ve asitler, bazlar ve tuzlarn etkisinden phtlarlar.
+ Biyobileik öneminden mada albüminler hayvansal organizmalarda her hücre
yapsna girdiinden dolay farkl endüstri dallarnda hammadde olarak kullanlr.
133
VI.4 VTAMNLER
Vitaminler, insan organizmasnn ve hayvanlarn büyümesi, gelimesi ve
korunmas için az miktarda gerekli fakat çok önemli bileiklerdir.
Bu bileiklerin önemini göz önünde bulundurarak, Polonyal biyokimyac Kazimir Funk, Latincede vita-yaam anlamna gelen sözcüü ile aminler sözcüünü
birletirerek vitaminler adn vermitir. Bunun nedeni de kimyasal yapsna göre bu
bileiklerin aminler olduunun zannedilmesidir. Uygun olmamasna ramen, günümüzde de bu isim kullanlmaktadr.
Bitkiler ve çok sayda mikroorganizmalar, vitaminleri daha basit supstanslardan
sentezleyebilirler. Onlardan farkl olarak insanlar daha basit bileiklerden onlar sentezleyemezler. Ondan dolay insan vitaminleri besin ile almaldr.
Vitaminlerin bulunuu ve önemi
Vitaminler, bitkisel, hayvansal organizmalarda ayn öyle mikroorganizmalarda
yaygndr. Onlarn farkl kimyasndan dolay, önemli olan çou ziyolojik süreçlere girer
örnein görme sürecine, büyüme ve farkl dokularn gelimesi sürecine (epitel, kemik
v.b dokularn) v.b. Vitaminler sinir sisteminin çalmasn etkiler ve üreme sisteminin
normal çalmasnda da önemlidirler. Onlar baz ziyo-kimyasal süreçlere de katlrlar
örnein: katyonlarn hücrelere giriini salayan hücre zarnn geçirgenliini düzenlerler.
Organizmaya uzun süre bir vitaminin alnmamas avitaminöz olayn tanmlayan
farkl belirtiler oluur. Herhangi bir vitamin organizmaya yeterli miktarda alnmad
takdirde hipovitaminöz oluur. Baz vitaminlerin ise gerektiinden fazla organizmaya
alnmas hipervitaminözler olarak adlandrlan ar hastalklarn olumasna yol açar.
Vitaminlerin Ayrlmas ve adlandrlmas
@imdiye kadar 20 cvarnda vitamin kefedilmitir. Bugün bile kullandmz vitaminlerin adlar farkl ekillerde verilmitir. Genelde vitaminler büyük Latin har?eriyle
belirlenir. Örnein A,D,E,K v.b. vitaminler. Baz vitaminlerin triviyal adlar da vardr,
genelde o vitaminin eksiklii sonucu beliren hastala göre adn alr. örnein D vitamine daha antiraitizam vitamini denir.
Vitaminlerin ayrlmas nerede eridiklerine göre yaplr. Öyle ki erimelerine göre
vitaminler ikiye ayrlrlar: suda eriyen vitaminler ve yada eriyen vitaminler.
134
Resim .VI.24. Farkl besin ürünlerinde
vitaminlerin bulunmas
Suda eriyen vitaminler
Suda eriyen vitaminler grubuna: B1, B2, B6, B12 v.b. girer. B vitaminleri yeil
bitkilerde ve birçok bakterilerde ve mantarlarda sentezlenirler. nsan bu vitaminleri, içerdikleri besin ile alrlar. Tabelada bu vitaminleri içeren ürünler ayn öyle
onlarn eksikliinde oluan hastaln belirtileri verilmitir.
Tabela VI.3 B vitaminlerinin bulunmas ve onlarn eksikliinde
oluan hastalklar
Vitamin
Bulunmas
Hastalk
B1
Tahl tohumlarnda, pirinç, fasülye,
soya, bezelye, hayvansal ürünlerde Beri-beri hastal
ise: sütte, ette ve balkta
B2
Sütte, karacierde,
kalpte, balklarda
B6
B12
böbreklerde, Dermatit ve az
yanmalar
Bira mayasnda, ette, balkta, pirinç
Sinir sisteminin çalmakabuklarnda, buday kabuklarnda,
snda bozukluklar
fasülye v.b
Pernisiyöz anemi dorusu
Karacier, böbrekler v.b hayvansal krmz kan hücrelerinin ve
onlarn olgunlamasnn
besinlerde
azalmas
135
C – vitamini (L-askorbik asit). C-vitamini bitkilerde sentezlenir. nsan besin ile alr.
Doada C vitamini çok yaygndr, özellikle turunçgillerde (limon, portakal, kivi),
kuburnu, elma, kzlck, lahana, biber v.b. bulunur.
C vitamin eksiklii skorbüt hastalna yol açar. Bundan dolay askorbik asit
adn almtr (antiskorbutik faktörü). Bu hastaln belirtileri unlardr: klcal damarlarn
zarar görmesi, di etlerinin imesi, dilerin sallanmas ve kayb.
Yada eriyen vitaminler
Bu gruba u vitaminler girer: A, D, E, K v.b.
A vitamini: A vitaminin balca kaynaklar unlardr: yumurta sars, süt,
karacier, balk ya, inek ya v.b. ki bunlar insan besinle alr. A vitaminin eksiklii,
görme duyusunun lo a uyum salama yeteneinin kaybedilmesi ile beliren avitaminoza yol açar ve tavuk karas olarak da bilinen gece körlüü hastalna neden olur.
Görme sürecinden baka A vitaminin epitel dokunun (deri ve mukoza) oluumu
ve normal fonksiyonu için önemli faktor olduu saylr. Üreme sisteminin normal fonksiyonu için kemiklerin ve dilerin büyümesi için gereklidir.
D vitamini: Benzer kimya strüktürü olan grup bileikleri, D vitamin adyla
kapsanmtr. D vitaminin balca kaynaklar unlardr: balk ya, karacier, inek
ya, yumurta sars v.b. D vitamini eksikliinde raitizm hastal belirir. D vitaminin
avitaminözlüünde kalsiyum emilimi azalr ve kemiklerin minerallemesi azalr.
K vitamini Antihemorajik vitamin olarak da bilinir. K1 vitamini bitkisel kökenli
besinde bulunur, özellikle bitkilerin yeil ksmlarnda (lahana, spanak, srgan otu,
domates v.b) bulunur. Bu vitamini, farkl mikroorganizmalar sentezledii gibi insandaki
barsak bakterileri de bu vitamini sentezler. nsanda ve memelilerde K vitaminlerinin
kanamay durdurma özelliinin yansra kann phtlama yeteneini normalletirme
özellii de vardr. K avitaminözü srasnda kann phtlama hz yavalar ve kanama
oluur. (deri altnda ve kaslarn içinde).
.VI.25.Sallk yaam için
gerekli olan besleyici ürünler.
136
NE ÖRENDN?
1. Yumurtann içerdii vitaminlerin bazlarn say.
2. Limonlar yaklak olarak %0.1 C vitamini içerirler. Bu vitaminin günlük ihtiyacnn karlanmas için, kütlesi 60 mg olan limondan, alnmas gereken kütle ne
kadardr?
ARATIR!
Beslenme listeni gözden geçir.
-Bir kat parçasna en sk yediin besinleri(besin ürünlerini) yaz.
-nternet veya dier bilgi kaynaklarndan belirli ürünlerin, hangi biyobileikleri
içerdiklerini kontrol et. Özellikle vitaminlere özen göster.
-Saln açsndan onlarn önemini (+) ve (-) ile belirle.
-Örendiklerini birkaç arkadanla payla.
-Saln için yararl olan besin ürünleri listeni yap.
KÜÇÜK HATIRLATICI
+ Vitaminler, insan organizmasnn ve hayvanlarn büyümesi, gelimesi ve korunmas için az miktarda gereken önemli bileiklerdir.
+ Bitkiler ve çok sayda mikroorganizmalar daha basit supstanslardan vitaminleri sentezleyebilirler. nsan vitaminleri besin ile alr.
+ Vitaminler büyük Latin hareriyle belirlenirler.
+ Organizmaya uzun süre bir vitamin alnmazsa avitaminozu tanmlayan farkl belirtiler ortaya çkar. Organizmaya yeterli miktarda bir vitamin alnmazsa o
zaman hipovitaminoz oluur. Vitaminlerin gerektiinden fazla alnmas ise
hipervitaminözler olarak bilinen ar hastalklara yol açar.
+ Çözünürlüklerine göre vitaminler ikiye ayrlr: suda eriyen vitaminler ve yada eriyen vitaminler.
+ Suda eriyen vitaminler unlardr: B1,B2,B6,B12,C v.b.
+ Yada eriyen vitaminler unlardr: A,D,E,K v.b.
+ Belirli vitamin eksiklii :C vitamini –skorbüt, D vitamini – raitizm, A vitamin tavuk karas, B1 vitamini – beri-beri , v.b. gibi hastalklarn olumasna neden
olur.
137
KENDN DENETLE!
1.
Sülfüroz asidinde, 2^03 kükürdün oksidasyon says ne kadardr?
)
b)
c)
d)
2.
NaCI + !gNO3 = AgCI + NaNO3
HCI + NaOH = NaCI + 2
2Na + 2H2O = 2NaOH + 2
CaO + 2O = Ca(OH)2
@u kimyasal denklemle 2CuO + C = 2Cu + CO2 gösterilen tepkimede CuO’daki
bakr
)
b)
c)
d)
6.
-3’ten -5’e
-3’ten +1’e
0’d a n -4’e
+2’den -4’e
Verilen kimyasal denklemlerden hangisi yükseltgenme-indirgenme tepkimesini
temsil eder?
)
b)
c)
d)
5.
7 elektron vermitir
8 elektron almtr
8 elektron vermitir
7 elektron almtr
Hangi oksidasyon saylarnn deiimi oksidasyonu gösterir?
)
b)
c)
d)
4.
+2
+4
-4
+6
Eer klor elementinin oksidasyon says -1 den +7 ye deimezse o zaman
kaç elektron deitirmitir?
)
b)
c)
d)
3.
I, II ve IIIcü Konudan test
indirgenmitir
2 elektron vermitir
yükseltgenmitir
indirgendir.
@u denklemle gösterilen Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 tepkimede hangi supstans
indirgendir?
) Zn
b) H2
c) H2SO4
d) ZnSO4
138
7.
Kükürdün en küçük oksidasyon says -2’dir, en yüksek says ise +6’dr. Eer
bir redoks süreçte kükürt en küçük oksidasyon saysndan en büyük oksidasyon
saysna geçerse kaç elektron deimitir?
)
b)
c)
d)
8.
@u denklemle gösterilen tepkimede hangi supstans yükseltgendir?
CdS + l2 + HCI < CdCI2 + HI + ^
)
b)
c)
d)
9.
8 elektron alr
4 elektron alr
8 elektron verir
4 elektron verir.
CdS
I2
HCI
CdCI2
Galvanizasyon esnasnda hangi süreç gerçekleir?
)
b)
c)
d)
protoliz
elektroliz
metalleri koruyucu boya tabakasyla yalama
hidroliz
10. @u denklemlerle verilen tepkimelerin hangisinde hidrojen ayrlr?
)
b)
c)
d)
Mg + HCI <
Hg + HF <
Cu + HNO3 <
Au + H2SO4 <
11. Gerçekleebilen tepkimeler hangi denklemlerle gösterilmitir?
II. Au + 3AgNO3 < 3Ag + Au(NO3)3
I. Cu + 2NaCI < 2Na + CuCl2
III. Mg+ 2AgNO3 < Mg(NO3)2 + 2Ag
IV. Ag + 2HCI < AgCI + H2
)
b)
c)
d)
I, II ve IV
sadece IV
I ve III
sadece III
12. mol kütlesi nasl belirlenir?
)
b)
c)
d)
m
r
Mm
13. Supstans miktar büyüklüünün birimi hangisidir?
) 1/mol
139
b) g
c) moI
d) mol-1
14. CoSO4 · 6H2O mol kütlesi ne kadardr?
) 263,11
b) 263,11 g/moI
c) 16738,92
d) 172, 99 g/moI
15. Bakr (II) fosfattaki elementlerin miktar oran ne kadardr?
)
b)
c)
d)
n(Cu):n(P):n(O) = 3:2:2
n(Cu):n(P):n(O) = 3:2:8
n(Cu):n(P):n(O) = 3:2:4
n(Cu):n(P):n(O) = 2:3:6
16. 5 mol demir (III) oksit kaç mol demir içerir?
) 3
b) 2
c) 10
d) 5
17. Eer 80 gram suda 15 gram eker eritilmise ekerin kütle pay ne kadardr?
)
b)
c)
d)
% 18,75
% 5,33
% 15,78
% 6,33
18. Kum ve iyottan oluan karmn kütlesi 15 gramdr, karmdaki iyodun kütlesi
ise 2 gramdr. Karmdaki iyodun kütle pay ne kadardr?
)
b)
c)
d)
0,33
0,13
1,33
13,3
19. CdBr2’deki bromun kütle pay ne kadardr ?
)
b)
c)
d)
20.
% 29,35
% 79,90
% 11,44
% 58,70
Kaç mol SO2,12 gram kükürt içerir?
) 0,187 moI
140
b) 0,374 moI
c) 0,640 moI
d) 1,120 moI
21. Kükürt trioksitteki kükürdün kütle pay kükürt dioksittekine kyasen:
)
b)
c)
d)
22.
Kaç gram glikoz 114 gram karbon içerir ?
)
b)
c)
d)
23.
daha büyük
daha küçük
eittir
yaklak eit
360,06 g
2160 g
960 g
864 g
% 75 ZnS içeren 50 gram maden kaç gram çinko içerir?
) 33,55 g
b) 50,32 g
c) 25,16 g
d) 37,50 g
24.
30 gram % 70 H3P04 kaç gram fosfor içerir?
)
b)
c)
d)
3,16 g
22,14 g
9,49 g
6,64 g
25. 2,3 gram sodyumun sui le tepkimeye girmesiyle kaç mol hidrojen serbestleir?
)
b)
c)
d)
26.
Hidrojen ve klorün direk senteziyle hidroklorür elde edilir. 146 gram hidroklorürün
elde edilmesi için kaç gram klor hidrojenle tepkimeye girmeli ?
)
b)
c)
d)
27.
0,5
2,0
0,05
5,0
71
142
35,5
14,2
Amonyan yanma tepkimesi u denklemle verilmitir:
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O. 13,7 mol amonyan büsbütün yanmas için kaç
gram oksijen gereklidir?
141
) 18,27g
b) 10,27g
c) 329 g
d) 96g
28.
1 kg CaCO3’in termik ayrmasyla elde edilen karbondioksidin molekül says ne
kadardr?
)
b)
c)
d)
3,011 · 1024
6,022 · 1024
3,011 · 1023
6,022 · 1022
29. 100g propann yanmasyla kaç gram karbondioksid elde edilir?
)
b)
c)
d)
30.
33,33 g
100 g
99,67 g
299,32 g
Kütle pay w(HCl)=%10 olan 20 gram eriyik ile tepkimeye giren kalsiyum oksidin
kütlesi ne kadar olmal? Tepkimenin denklemi udur:
CaO + 2HCI < CaCI2 + H2O
) 3,072 g
b) 1,538g
c) 15,38g
d) 7,68 g
31. Kalsiyum bileiklerinde kalsiyum valans (deerlilii) ne kadardr ?
) 4
b) 2
c) 2 ve 4
d) 1 ve 2
32. Kalsiyum dier elementlerle hangi kimyasal ba ile balanmtr?
) kovalent polar ba
b) hidrojen ba
c) kovalent apolar ba
d) iyonik ba
33. Sva havada durmakla bir gazn etkisinden katlar, bu gaz havada bulunur. Bu
gaz hangisidir?
) oksijen
b) kükürt dioksid
c) azot
d) karbondioksid
142
34. Aluminyumun havada durmasyla:
) deimeye uramaz
b) oksidasyondan koruyan oksid tabakasyla örtülür.
c) gözenekli tabakayla örtülür
d) aluminyum hidroksid tabakas oluturur.
35. ki tüpte kalsiyum hidroksid ve potasyum hidroksid eriyikleri bulunur. Hangi
supstansn hangi tüpte bulunduunu nasl ve neyle belirlenebilir?
)
b)
c)
d)
krmz turnusol kad ile
hidrojenin eklenmesiyle
oksijenin eklenmesiyle
karbondioksidin eklenmesiyle
36. Aluminyumun sülfürik asidi ile oluturduu tuzun kimyasal formülü hangisidir ?
) AI2(SO4)3
b) AI(SO4)3
c) Al3(SO4)2
d) AISO4
37. Kimyasal yapsna göre elmas nedir?
) karbon bileii
b) karbon
c) silisium
d) silikat
38. Oksijen ve ozon ne temsil eder?
) izomerler
b) homolojik supstanslar
c) allotroplar
d) izobarlar
39. Verilen metallerin hangisi doada elementer halde rastlanabilir?
) demir
b) bakr
c) potasyum
d) aluminyum
40. Metallerin en tipik özellii hangisidir?
)
b)
c)
d)
yükseltgendirler
elektron alrlar
elketron verirler
indirgenirler.
143
KENDN DENETLE
1.
IV, V ve VICI Konudan Test
Organik bileiklerde karbon atomunun valans ne kadardr?
) her zaman 4
b) her zaman 2
c) 2 ve 4
d) bazen 0’da
2.
Verilen bileiklerden hangisi organik deildir ?
38, 32O, 2O3, CO, CHCI3
) sadece 2O3
b) CO ve l3
c) 23 ve l3
d) CO ve 23
3.
Strüktür formülü aada verilen bileiin molekül formülü hangisidir?
) 612O2
b) 36O-2
c) 612
d) 36O-
4.
I
I
I
I
OH H H HH
I
I
H OH
izotopler
izomerler
polimerler
allotroplar
Verilen bileiklerin hangileri izomerdir?
)
b)
c)
d)
6.
———=———
ki hidrokarbonun ayn molekül formülü 410 vardr fakat atomlar farkl
sralanmtr. Onlar nedir ?
)
b)
c)
d)
5.
H H
I I
H H
I I
(3)2O ve 32
510 ve 512
48 ve (3)-2O
510 ve 410
Verilen formüllerle izomer bileikler temsil edilmitir. Hangi çeit izomer söz
konusudur?
3 — — 2 — 3
H
)
b)
c)
d)
2 — 2 — 2 — 3
H
dizi izomerisi
struktur izomerisi
stereo izomeri
pozisyon izomerisi
144
7.
Verilen bileiklerin hangileri homoloji bileiklerdir?
) heptan, hepten, heptin
b) 2,2-dimetilheksan, 2,4-dimetilheksan, 3,3-dimetilheksan
c) heptan, dekan, heksan
d) tetraklormetan, tetrabrommetan, tetrayodmetan
8.
3,3- dimetiloktan izomer bileii hangisidir?
)
b)
c)
d)
9.
dekan
3,3-dimetilnonan
heptan
oktan
Homoloji bileikler için hangisi yanltr?
)
b)
c)
d)
benzer özellikleri vardr
bir veya fazla -2 – grubu ile farkldr
hepsi izomer bileikler oluturur
ayn molekül fomülleri vardr
I
10. Verilen formüllerle hangi bileikler temsil edilmitir?
CH3
I
CH3 CH CH2
CH3 CH CH2 CH CH3
I
I
I
CH CH3
CH3
CH3
I
) izomerler
CH3
b) ayn bileikler
c) homologlar
d) farkl bileik çeitleri
11. 8 karbon atomundan oluan alkann kimyasal formülü nedir?
) 818
b) 816
c) 814
d) 88
12. Verilen bileik nasl adlandrlr?
3
I
CH2
I
3— -2— 3
I
2
I
2
145
) 3-etil-3-metilheksan
b) 3,3-metil, etilheksan
c) 2-etil-2-propilbutan
d) 3-etil-3-propilbutan
13. Hidrokarbonlarn yanmasyla hangi bileikler elde edilir?
)
b)
c)
d)
karbon dioksid ve hidrojen
karbon monoksid ve su
karbon ve hidrojen
karbon dioksid ve su
14. Monoklapropan bileiinin kaç izomeri vardr?
) 4
b) 6
c) 2
d) 8
15. Verilen alkanlarn kaynama noktasnn artmasnn doru dizilii ( sralanmas)
nasldr?
I. 716
II. 1226
III. 512
IV. 2042
) III > I > II > IV
b) I V < II < III < I
c) I V > II > I >III
d) III > II > I V > I
16. Verilen kimyasal denklemlerin hangisi supstitusyon tepkimesini temsil eder?
) 4 + 2 O 2 = O2 + 22O
b) 2 6 + l2 = 2 5 l + l
c) 2=2 + 2 = 3-3
d) 26 = 24 + 2
17. @u denklem ile gösterilen tepkimeden hangi bileik elde edilir?
H2SO4
3 - 2 — —-—
)
b)
c)
d)
sirke asidi
etan
eten
etin
18. Hidrokarbonlarda ikili ban bulunduu hangi tepkimeye kantlanr?
) hidrosülfür
b) brom suyu
c) sert su
d) tuzlu su
146
19. @u bileiin ad nedir?
3
3— -=-3
I
3
) 2,2-dimetilhept-‚-in
b) 2,2-dimetpent-‚-in
c) 4,4-dimetpent-2-in
d) hept-2-in
20. Bir mol propine, bir mol hidrojenin adisiyonuyla hangi bileik elde edilir?
)
b)
c)
d)
propan
propil
propanol
propen
21. Verilen formüllerin hangileri alkollerin formülleridir?
CH3— CH2— CH—CH—CH3
NH4OH
OH OH
C2H5COOH
II.
CH3CH2CH2OH
III.
IV.
I.
)
b)
c)
d)
22.
hepsi
I, III ve IV
III ve IV
I ve IV
Pentan -2,-4- diol’un formülü hangisidir?
)
OH
OH
I
I
CH-CH2— CH
I
I
OH
OH
b)
CH3
CH3
I
I
CH-CH2— CH
I
I
OH
OH
CH3
CH3
I
I
OH— CH — CH2—CH—OH
OH— CH2 — CH2—CH2—OH
c)
d)
23. Verilen doymu monohidroksil alkollerin suda erimelerinin doru
dizilii(sralanmas) hangisidir?
I . C H 3OH
II. C8H17OH
III. 1225
) III > II > I V > I
b) I > I V > II > III
147
IV.C6H13OH
c) IV > III > II > I
d) I < II < IV < III
24. Verilen tepkimelerde denklemlerin hangisinde hidrojen serbestlenecektir?
) 2=2 + N a <
b) 3 + NaOH<
c) 3 + N a <
d) + 3<
25. Plastik kütle elde edilmesinde hangi supstans kullanlr?
)
b)
c)
d)
klormetan
kloretan
1,2-dikloretan
kloreten
26. Verilen formüllerden hangileri karboksilli asit formülleridir?
3— 2— ——3 H2CO3 25 322
II.
III.
IV.
H O
)
b)
c)
d)
HCOOH
V.
I.
hepsi
I, III ve V
sadece III
III ve V
27. Hangi monokarboksilli asitlerde karboksil grubu radikale bal deildir?
) etanoik
b) propanoik
c) metanoik
d) butanoik
28. Butanoik asidi ve potasyum hidrosit arasndaki tepkime hangi tür tepkimelere
girer?
)
b)
c)
d)
indirgenme
esterleme
nötürleme
yükseltgenme
29. @u denklemle hangi tepkime çeidi gösterilmitir?
CH3— COOH
+
HO — CH3
O
II
CH3— C— O— CH3 + H2O
148
) alkollü kaynama
b) sabunlama
c) nötürleme
d) esterleme
30. @u asidin ad nedir?
3
I
3— 2— —
I
3
)
b)
c)
d)
2,2-dimetilheksanoik
heksanoik asidi
2,2-dimetilbutanoik asidi
2-metilbutanoik asidi
31. Verilen klarn hangisinde sadece disaharidler saylmtr?
)
b)
c)
d)
fruktoz, maltoz, laktoz
saharoz, galaktoz, fruktoz
saharoz, galaktoz, niasta
saharoz, maltoz, laktoz
32. Glikozun yapsna hangi fonksiyonel gruplar girer?
)
b)
c)
d)
aldehid grubu ve hidroksil grubu
karboksil grubu ve hidroksil grubu
keto grubu ve hidroksil grubu
sadece hidroksil gruplar
33. Polisaharidlerin, monosaharidlerden elde edilme tepkimesine ne denir?
) polimerleme
b) polikondenzasyon
c) esterleme
d) hidroliz
34. Niasta hangi reajens ile kantlanr?
)
b)
c)
d)
iyodun alkollü eriyii
vayser reajensi
Feling reajensi
Tolens reajesi
35. @u denklem ile hangi tür tepkime gösterilmitir?
CH2— O — CO — C15H31
CH2— OH
I
I
CH — O — CO — C15H31
+ 3 KOH
CH — OH + 3 KC15H31COO
I
I
CH2— O — CO — C15H31
CH2— OH
149
)
b)
c)
d)
esterleme
sabunlama
indirgenme
yükseltgenme
36. Basit proteinlerin hidrolizi ile hangi bileikler elde edilir?
)
b)
c)
d)
37.
polipeptidler
dipeptidler
gliseral ve aminoasitler
aminoasitlerVerilen tepkimelerin hangisinden margarin elde edilir?
Verilen tepkimelerin hangisinden margarin elde edilir?
)
b)
c)
d)
kat yalarn hidratasyonuyla
sv yalarn hidratasyonuyla
kat yalarn hidrojenlemesiyle
sv yalarn hidrojenlemesiyle
38. Hemoglobin yapsnda demir iyonlar içeren proteindir. Bu bilgiye dayanarak
hemoglobin hangi albumin grupuna sn?andrlr?
)
b)
c)
d)
bileik protein
basit protein
iyonpeptid
metalopeptid
39. Hangi vitamin eksikliinde raitizm hastal belirir?
) D
b) c) B1
d) A
40. Vitamin C, kimyasal yapsna göre nedir?
) hidrokarbon
b) hidroksid
c) asit
d) ester
150
psna giren çok sayda C-atomundan oluan
karboksilli asitlerdir.
Terimler sözcüü :
Aritaminoz – baz vitamin eksikliinden dolay organizmin patolojik durumu.
Gliseridler – yüksek ya asitleriyle gliserolun
esterleri.
Avagadro sabitesi (NA) – bir mol supstansla, öe (atomlar, moleküller, iyonlar, elektronlar v.b.) says.
Disaharidler – iki monosaharid kalntsndan
oluan karbonhidratlar .
Adisyon – doymam bileiklerin ikili veya
üçlü banda atom veya atom gruplarnn birleme tepkimesi.
Metallerin elektro kimyasal dizisi – elektron
verebilme yeteneine göre metallerin sraland dizi.
Alkali metaller – elementlerin peryodik cetvelindeki IA grubu elementlerinin (Li, Na, K,
Rb, Cs, Fr ) ortak ad.
Enzimler (fermentler) – biyokatalizörler dorusu canl organizmalarda katalizörler.
Alkanlar- açk dizili, doymu hidrokarbonlar,
homoloji dizisinin genel formülü CnH2n+2’dir.
Alkenler – doymam hidrokarbonlar, homoloji dizisinin genel formülü CnH2n’dir. ki karbon atomu arasnda bir ikili ba içerirler.
Ester – esterlemeden ürün olarak elde edilen bileik.
Esterleme – alkol ve asitin arasndaki tepkimeden, ester ve suyun elde edildii kimyasal tepkime.
Alkil radikaller – bir valansl alkan kalntlar.
Doymu hidrokarbonlar – karbon atomlar sadece tek bala bal olan hidrokarbonlardr..
Alkinler – doymam hidrokarbonlardr, homoloji dizisinin genel formülü CnH2n-2. iki karbon arasnda üçlü ba içerirler.
zomerler – ayn molekül formülü olan fakat
farkl özellikleri olan bileiklerdir.
Alkoller – karbon, hidrojen ve oksijenden oluan –OH fonksiyonel grubu içeren organik bileikleridir.
zomeri – iki ya da fazla bileiin ayn kimyasal yaps ayn molekül formülünün olmas fakat farkl özelliklerinin olmas olaydr.
12
Kütle için atom birimi – karbon izotopunun
C kütlesinin 1/12 si.
Hidrokarbonlar – sadece karbon ve hidrojenden oluan organik bileikler..
Asiklik hidrokarbonlar – karbon atomlar
açk dizide bal olan hidrokarbonlardr.
Kütle için karbon birimi – kütle için atom birimi bak
Albüminler (proteinler) – aminoasitlerden
elde edilen makromoleküler bileiklerdir (polimerler)
Karbonhidratlar (ekerler) – yaplarna göre
polihidroksil aldehidlerdir ya da ketonlardr ya
da onlara ayrabilen bileikler.
Biyobileikler – canl organizmalarn yapsna giren ya da canl organizmalardaki süreçlere katlan bileikler.
Karboksil grubu (-COOH) – karboksilli asitlerin fonksiyonel grubu
Vitaminler – insan organizmasnn ve hayvanlarn büyümesi, gelimesi ve bakm için
çok az miktarda gerekli olan önemli biyolojik
bileikleridir.
Yüksek ya asitleri – sv ve kat yalarn ya-
Karboksilli asitler – karbon, hidrojen ve oksijenden oluan fonksiyonel grubu – COOH
olan organik bileikleridir..
Phtlama (koagulasyon) - albüminlerin çökelme süreci.
Süpstans miktar (N) – supstansn öe say-
151
syla bal olan büyüklük. Öe says ve Avagadro sabitesinin bölümü olarak ifade edilir.
Kütle pay – bir karma katlann kütlesi ve
karmn toplam kütlesinin bölümüdür.
Kat yalar – doymu ya asitlerinin trigliseridlerinden oluan sv karmlardr.
Sv yalar – doymam yüksek ya asitlerin
trigliseridlerinden oluan sv karmlardr.
Metal – metal özellikleri olan elementer supstans çeidi
Mol – supstans miktar birimidir. 12 garm karbon izotopunda 12C bulunan öe saysna eit
sayda öe içeren supstans miktardr..
Mol kütlesi (M) – bir mol olan baz supstansn kütlesi
Monomer – Polimerleme tepkimesine katlan supstans
Monosaharidler (basit ekerler) – hidroliz ile daha basit yapl karbonhidratlara
ayramayan karbonhidratlardr.
kimya dal.
Polikondenzasyon - polimerin elde edildii
ve dier küçük molekülün ayrld polimerleme tepkimesi.
Polimer - polimerleme ile elde edilen ürün.
Polimerleme – bir supstansn çok sayda
küçük moleküllerinden bir büyük molekülün
elde edilmesi tepkimesi.
Polisaharidler (bileik ekerler) – çok
sayda monosaharid kalntsndan oluan
doal polimerler.
Indirgenme - elektron alma sürecidir..
ndirgen - baka supstans indirgeyen, supstans kendisi yükseltgenir.
Relatif atom kütlesi (Ar) –bir atomun kütlesinin, karbon biriminden kaç kez daha büyük
olduunu gösterir.
Relatif molekül kütlesi (Mr) –bir molekülün
kütlesinin karbon biriminden kaç defa daha
büyük olduunu gösteren say.
Sabunlar – yüksek ya asitlerinin tuzlardr.
Petrol – doal kökenli hidrokarbonlardan oluan sv karm.
Ametal – metal özellikleri olmayan elementer
supstans çeidi
Doymam hidrokarbonlar – yaplarnda ikili
veya üçlü ba içeren hidrokarbonlar
Sabunlama – sv ve kat yalarn bazlarla
ayrmas srasnda sabunlarn elde edilmesi.
Supstitusyon – bir bileiin bir veya fazla
atomlarnn baka atomlar veya atom gruplaryla deime tepkimesi.
Yükseltgenme - elektron verme süreci.
Fiziksel büyüklükler – ölçülebilen özellikler
dorusu kvantitativ ifade edenler.
Oksidasyon says - bir elementin atomuna
ait olan pozitiv veya negativ say
Fonksiyonel grup – bir grup bileiin özelliklerinin bal olduu atom veya atom gruplar.
Yükseltgen – kendi indirgenir dier supstans yükseltger.
Homoloji – iki veya fazla bileiklerin bir veya
fazla –CH2- gruplar ile farkllk göstermeleri
Yükseltgenme – indirgenme tepkimeleribir supstanstan dier supstansa elektronlarn
alp-verilmesiyle gerçekleen tepkimeler.
Homoloji bileikler – bir veya fazla
grubu için farkllk gösteren bileikler.
Organik bileikler – karbon bileikleridir
(onun oksitleri, karbon asidi ve onun tuzlar
hariç v.b.).
Organik kimya – organik bileikleri inceleyen
-CH2-
Siklik bileikler – karbon atomlarnn kapal
dizilerde bal olduu hidrokarbonlar .
152
ÇNDEKLER
I. YÜKSELTGENME- NDRGENME SÜREÇLER ............... 5
I.1. Yükseltgenme – ndirgenme süreçleri ..............................................6
I.2. Oksidasyon saylar ............................................................................8
I.3. Baz daha önemli yükseltgenme-indirgenme süreçleri ...............12
II. KMYASAL HESAPLAMA ESASLAR ........................... 16
II.1. Fiziksel büyüklükler ve onlarn birimleri ......................................17
II.2. Relatif atom ve relatif molekül kütles ............................................18
II.3. Supstans miktar ve mol kütle ...................................................... 20
II.4. Kütle paylar ve kimyasal formül üzere hesaplama .................... 23
II.5. Kimyasal denklem üzere hesaplamalar ........................................28
III. METALLER VE AMETTALER........................................ 33
III.1. METALLER ......................................................................................34
III.1.1. Metallerin bulunuu ve elde edilmesi .......................................34
III.1.2. Metallerin özellikleri ....................................................................36
III.1.3. Kalsiyum .......................................................................................39
III.1.4. Aluminyum ...................................................................................43
III.1.5. Bakr ..............................................................................................45
III.2. AMETALLER ....................................................................................48
III.2.1. Ametallerin bulunuu ve elde edilmesi .....................................48
III.2.2. Ametallerin özellikleri .................................................................48
III.2.3. Oksijen . ........................................................................................50
III.2.4. Hidrojen .......................................................................................54
III.2.5. Karbon ........................................................................................ 57
III.2.6. Karbonun bileikleri ...................................................................58
IV. ORGANK KMYAYA GR ........................................... 62
IV.1. Organik kimyaya giri ....................................................................63
IV.2. Organik bileiklerin ayrlmas ve temsil edildikleri formüller ... 65
IV.3. HDROKARBONLAR ......................................................................69
IV.3.1. Hidrokarbonalarn ayrlmas ve homoloji .................................69
IV.3.2. Doymu hidrokarbonlar – alkanlar.
Homoloji, izomeri, nomenklatür (adlandrma)...........................71
IV.3.2. Alkanlarn özellikleri ....................................................................75
153
IV.3.3. Alkanlarn temsilcileri ve önemi ............................................ 76
IV.4. DOYMAMI HDROKARBONLAR ............................................. 80
IV.4.1. Alkenler- homoloji, izomeri ve adlandrma .......................... 80
IV.4.2. Alkenlerin özellikleri .............................................................. 83
IV.4.3. Alkinler- homoloji, izomeri ve adlandrma............................ 85
IV.4.4. Alkinlerin özellikleri ............................................................... 87
IV.4.5. Alkinlerin temsilcileri ve alken ile alkinlerin önemi ........... 88
IV.4.6. Plastik maddeler ve sentetik lier ........................................ 90
V. OKSJENL ORGANK BLEKLER .........................
94
V.1. ALKOLLER ................................................................................. 95
V.1.1. Alkollerin yaps, ayrlmas ve adlandrlmas ...................... 95
V.1.2. Etanol ....................................................................................... 98
V.2. KARBOKSLL ASTLER .......................................................... 101
V.2.1. Karboksilli asitlerin bulunuu, yaps ve adlandrlmas ... 101
V.2.2. Etanoik (asetit) asidi .............................................................. 104
VI. ÖNEML BYOLOJK BLEKLER .........................109
VI.1. KARBONHDRATLAR .............................................................. 110
VI.1.1. Karbonhidratlarn bulunuu, yaps ve ayrlmas ........... 110
VI.1.2. Monosaharidler .....................................................................111
VI.1.3. Disaharidler .......................................................................... 115
VI.1.4. Polisaharidler ....................................................................... 117
VI.2.KATI VE SIVI YALAR ............................................................. 122
VI.2.1. Kat ve sv yalarn bulunuu, yaps ve özellikleri .......... 122
VI.2.2. Kat ve sv yalarn önemi ................................................. 125
VI.3. PROTENLER .......................................................................... 129
VI.3.1. Proteinlerin bulunuu ve yaps ......................................... 129
VI.4. VTAMNLER ........................................................................... 134
BLGN DENETLE (I, II ve III’cü konudan test ) ............................ 138
BLGN DENETLE (IV, V ve VI’ci konudan test) ............................ 144
TERMNOLOJ (Terimler sözlüü) ................................................ 151
ÇNDEKLER .................................................................................... 154
154
155
ELEMENTLERN PERYODK CETVEL