Prof. Dr. Baki Hazer Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü

1. Prof. Dr. Baki Hazer Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü GENEL KİMYA II LABORATUVARI

2. Dersin Künyesi

3. Deney No: 1 Gravimetrik Miktar Analizi BİRİNCİ HAFTA

4. Gravimetrik Miktar Analizi Deney No:1 Kimyasal tepkimelerde, tepkimeye giren ve tepkimede oluşan maddelerin kütleleri arasındaki ilişkilerin bulunmasına stokiyometri denir. Bu deneyde potasyum kloratın mangan dioksit katalizörü ile ısıl bozunması incelenecek ve elde edilen veriler KClO3 ün stokiyometrisinin belirlenmesinde kullanılacaktır. Daha sonra potasyum klorat ve potasyum klorür karışımında ağırlıkça % değerleri belirlenecektir. Potasyum klorat MnO2 ile ısıtılınca aşağıdaki tepkimeye göre ayrışır:

5. Deney No:1 Deneyin Yapılışı: A) Potasyum kloratın stokiyometrisinin incelenmesi: Kuru ve temiz bir deney tüpüne bir miktar mangan dioksit koyulur ve tüple birlikte 0,01g duyarlılıkla tartılır. Tüpe bir miktar potasyum klorat eklenerek tekrar tartım yapılır. Tüpün çeperlerine hafifçe vurarak tüp içindeki klorat ve katalizörün iyice karışması sağlanır. Karıştırma işleminden sonra tüp bir spora yaklaşık 45 derecelik açı ile tutturularak önce yavaşça sonrasında kuvvetlice ısıtılır. Bek alevinde sıcaklığın en yüksek olduğu konum mavi alevin üst noktasıdır. Isıtma işlemine tüp kırmızılaşıncaya dek devam edilir. Bu noktada tüplerin pyrex cam olduklarından dolayı eriyebilecekleri veya sünebilecekleri unutulmamalıdır. Duruma göre ısıtma işlemine tüpü hafifçe çevirerek devam edilmelidir. Oksijenin tamamen uzaklaştığından emin olmak için tüpün açık kısmına yanık bir kibrit tutulur.

6. Deney No:1 Eğer parlak bir alevle yanıyorsa hala oksijen geliyor demektir. Bu durumda ısıtma işlemine devam edilir. Deney sonucunda bek söndürülerek tüpün soğuması beklenir ve numune tartılır. Kütle farklarından stokiyometriler hesaplanır. B) Karışımda bileşenlerin yüzdelerinin belirlenmesi: A şıkkındaki deneysel sıralamanın aynısı potasyum klorat ve potasyum klorür karışımı için tekrarlanır. Tartım sonucu elde edilen verilere dayanarak karışım yüzdesi hesaplanır.

7. Deney No:1 Veriler: A) Potasyum kloratın stokiyometrisinin incelenmesi: Tüp + MnO2 kütlesi................................................................. Tüp + MnO2 + KClO3 kütlesi.................................................. Isıtma sonunda tüp katalizör ve kalanın kütlesi ................... B) Karışımda bileşenlerin % lerinin belirlenmesi: Tüp + MnO2 kütlesi.............................................................. Tüp + MnO2 + karışım kütlesi................................................. Isıtma sonunda tüp katalizör ve kalanın kütlesi ...................

8. Deney No:1 Hesaplama ve Sonuçlar A) Potasyum kloratın stokiyometrisinin incelenmesi: Kaybolan oksijenin kütlesi ..................................................... Kaybolan oksijenin mol sayısı .................................................. Potasyum kloratın mol sayısı ................................................ Potasyum kloratın kütlesi ...................................................... Cl un mol sayısı........................................................................ K un mol sayısı........................................................................

9. Deney No:1 B) Karışımda bileşenlerin % lerinin belirlenmesi: Karışımın kütlesi ................................................................... Kaybolan oksijenin kütlesi ........................................................ KCl ün kütlesi.......................................................................... Kaybolan oksijenin mol sayısı .................................................. Potasyum kloratın mol sayısı .................................................. Bilinmeyen numunedeki KCl ün kütlesi ................................... KCl ve KClO3 ın kütlece yüzde bileşimi ....................................

10. Deney No: 2 Yer Değiştirme Reaksiyonlarının İncelenmesi İKİNCİ HAFTA

11. Deney No:2 Yerdeğiştirme Tepkimeleri Önce, birçok bileşiğin formülü, ismi, fiziksel hali, rengi, kokusu, kristal yapısı ve çözünürlüğü ile ilgili gözlem yapılır. Tepkimeye giren tüm katyonların anyonlarının değişmesi sonucu oluşan tepkimelere metatez tepkimeleri denir. Metatez tepkimelerinin gelişimini sistematik olarak inceleyebilmek için gözlem yapmak ve tepkime denklemlerini yazmamız gerekir. Örnek olarak aşağıdaki denklem verilebilir:

12. Deney No:2 Çözeltide tepkimeye giren maddeler tepkime başlamadan önce ayrı tüplerde çözücüde çözülür. Maddelerin çözülüp çözülmediğini gözlemlenir. Çözülüyorsa iyonlar çözeltide hidratlaşmış şekilde yazılır. Tepkimenin olduğunu gösteren belirtiler aşağıdaki özellikler gözlemlenerek söylenir. 1. Çökelek oluşumu 2. Gaz çıkışı 3. Isı alış verişi 4. Renk değişimi 5. Asit-bazlıkta değişim Tepkime sonucu çözeltide oluşan ürünlerin formülleri tepkimeye giren maddeler sulu çözeltide araya gelince oluşan ürünlerin formülleri yazılır.

13. Deney No:2 Çökelek oluşumu alt indis(k), iyonik halde çözeltide kalanlar alt indis (su) şeklinde gösterilir. İyonik denklem: Tepkimeye giren ve tepkime sonucu oluşan maddeler bir araya getirilir ve tepkime denklemi yazılır. Net iyonik denklem: Burada tepkimenin oluşumunda sorumlu olan iyonlar tepkime denkleminde görülür. Diğer iyonlar net tepkime denkleminde görünmez.

14. Deney No:2 Deneyin Yapılışı: Deney tüpleri 1 den 11 e kadar etiketlenir. Tüplere sırayla; 1.tüpe katı CaCO3 yazılır ve tüpe spatülün ucuyla katı CaCO3 koyulur. 2. tüpe 3M, 2mL NaOH 4. tüpe 0,1M, 2mL FeCl3⋅6H2O 5. tüpe 0,1M, 2mL CoCl2⋅6H2O 6. tüpe katı NH4Cl 7. tüpe 0,1M, 2mL Na2CO3 8. tüpe 0,1M, 2mL NiCl2⋅6H2O 9. tüpe 0,1M, 2mL Na3PO4⋅12H2O 10. tüpe 0,1M, 2mL CuSO4⋅5H2O 11. tüpe 0,1M, 2mL BaCl2⋅2H2O

15. Deney No:2 On bir adet metatez tepkimesi incelenecek, tepkimelerin denklemleri, formülleri ve çözeltideki iyonları yazılacaktır. Her kimyasal maddenin kristal özellikleri, renkleri, çözünürlükleri belirtilir. Gözlemler her tepkime için ayrı ayrı kaydedilir. Bu parametreler tepkime olduğunu gösteren renk değişimi, koku, çökelek, ısı değişimi, gaz çıkışı ve benzeri şeylerdir. Yapılacak işlem sırası aşağıdaki gibidir: 1. HCl asit çözeltisinin yarısı katı CaCO3 e ilave edilir. 2. NaOH çözeltisinin 1/3 nü HCl çözeltisine ilave edilir. 3. NaOH çözeltisinin yarısı NH4Cl çözeltisine ilave edilip, tüp elin sıcaklığı ile ısıtılır ve tüpün ağzı koklanır. 4. FeCl3 çözeltisinin yarısı geri kalan NaOH e ilave edilir. 5. CoCl2 çözeltisinin yarısı FeCl3 çözeltisine ilave edilir. 6. CuSO4 çözeltisinin 1/3 ünü Na2CO3 çözeltisine ilave edilir. 7. Geri kalan CuSO4 çözeltisinin yarısı BaCl2 çözeltisine ilave edilir.

16. Deney No:2 8.Na3PO4 çözeltisinin yarısı kalan CuSO4 çözeltisine ilave edilir. 9.NiCl2 çözeltisinin yarısı kalan Na3PO4 çözeltisine ilave edilir. Bilgi için incelenecek tepkimelerde oluşan bazı maddelerin özellikleri ve kullanım alanları aşağıda verilmiştir. • Fe(OH)3 jelatinimsi çökelek, seramikte, lastikte ve camda pigment olarak, susuz bileşikleri mücevhercilikte parlatmada kullanılır. • CuCO3·Cu(OH)2 tohum iyileştirmede, boyada kullanılır. • NiCO3·Ni(OH)2 seramikte renklendirici olarak kullanılır. • BaSO4 fotoğraf kağıdında, betonda, radyasyon yalıtıcı olarak kullanılır. • Cu(PO4)2 gübre, fosforik asidin paslandırma etkisinin geciktirilmesinde kullanılır. • NH3 nitrik asit üretiminde, gübre, patlayıcı yapımında ve fiberlerde kullanılır.

17. Deney No:2 Ölçüm ve Hesaplamalar CaCO3 + HCl ................................. HCl + NaOH .................................... NaOH + NH4Cl ............................. FeCl3 + NaOH ........................... CoCl2 + FeCl3 ............................... CuSO4 + BaCl2 ............................... NiCl2 + Na3PO4 ................................ Na3PO4 + CuSO4 ……………………

18. Deney No: 3 Sıcaklığın Tepkime Hızına Etkisi ÜÇÜNCÜ HAFTA

19. Deney No:3 Sıcaklığın Tepkime Hızına Etkisi Reaksiyona giren maddelerin hangi hızla ürünlere dönüştüğünü, bu dönüşümde ortaya çıkan fiziksel ve kimyasal özelikleri ve moleküllerin reaksiyona girdiklerinde birbiriyle nasıl etkileştiklerini kimyasal kinetik inceler. Bir reaksiyonun olabilmesi için reaksiyona giren atomların, moleküllerin veya iyonların birbiriyle çarpışmaları ve ayrıca çarpışan taneciklerin belli bir hıza sahip olmaları gerekir. Dolayısıyla bir reaksiyonun hızı derişime, sıcaklığa ve basınca bağlıdır. Katalizörler de ayıca reaksiyon hızını seçimi bir yönde arttırmak için kullanılır.

20. Deney No:3 Arrhenius’a göre her molekül çarpışınca reaksiyon vermez, ancak aktifleşme enerjisi denen minimum enerjiye sahip olan moleküller çarpışınca reaksiyon verebilir. Reaksiyon için gerekli aktifleşme enerjisine sahip moleküllerin sayısı da sıcaklıkla artar. Dolayısıyla sıcaklıkla reaksiyon hızı artmaktadır. Deneyin Yapılışı: Bu deneyde potasyum permanganat ile okzalik asit reaksiyonu asidik ortamda yürür. Bu yüzden ortam pH ı sülfürik asit ile düşürülmüştür. Reaksiyon sonunda permanganatın pembe renginin sıcaklığa karşın değişimi gözlemlenecektir. Reaksiyon denklemi aşağıda gösterilmiştir.

21. Deney No:3 5 deney tüpünün her birine 5×10−4 M lık potasyum permanganat çözeltisinden 5 er mL ve 0,25 M’lık sülfürik asit çözeltisinden 1 er mL konulur. Ayrıca 5 tüp daha alınır ve tüplerin her birine 2,5×10−3 M lık okzalik asit çözeltisinden 9 ar mL konulur. İçinde permanganat çözeltisi bulunan tüplerden biri ile okzalik asit bulunan tüplerden biri, içinde 25ºC de su bulunan 250mL’lik behere daldırılır. Bu sabit sıcaklıktaki su banyosunda tüpler 5dk tutulur. Çabuk ve dikkatlice tüpteki okzalik asit permanganat çözeltisine aktarılır. Reaksiyon sona ermesi için geçen süre ölçülür. Bu süre içinde tüpün sıcaklığı 25ºC de tutulmalıdır. Tüpler 25ºC deki sabit sıcaklık su banyosundan çıkartılarak banyonun sıcaklığı 35ºC ye yükseltilir. Permanganat ve okzalik asit tüplerinden birer tane alınarak deney tekrarlanır.

22. Deney No:3 Deney 45ºC, 55ºC ve 65ºC de yinelenir. Sonuçlar ve Değerlendirme: a) 25ºC’ da rengin kaybolması için geçen süre ........................ 35ºC’ da rengin kaybolması için geçen süre ............................ 45ºC’ da rengin kaybolması için geçen süre ............................ 55ºC’ da rengin kaybolması için geçen süre ............................. 65ºC’ da rengin kaybolması için geçen süre ............................. b) sıcaklığın 10ºC artması için reaksiyon hızı hangi çarpan kadar artıyor? 25-35ºC için............................................................................. 35-45ºC için.............................................................................. 45-55ºC için.............................................................................. 55-65ºC için ......................................................................... c) sıcaklığa karşı zamanı gösteren bir grafik çizimi.

23. Deney No: 4 Derişimin Tepkime Hızına Etkisi DÖRDÜNCÜ HAFTA

24. Deney No:4 Derişimin Tepkime Hızına Etkisi Teori: Kimyasal reaksiyonlar, çok yavaş, yavaş, oldukça hızlı veya hızlı gerçekleşebilirler. Reaksiyonların hızlarını etkileyen en temel neden, reaksiyona giren maddelerin özellikleridir (yapısal etken). Ancak reaksiyon hızları yapısal etken dışındaki kriterlerle de değişebilirler. Çeşitli dış etkenlere göre, reaksiyona giren maddelerin çarpışma sayıları, yada reaksiyona ilişkin aktivasyon enerjileri (etkinleşme enerjileri) farklılaşabilir. Buna göre reaksiyon hızlarını etkileyen başlıca faktörler:

25. Deney No:4 • Yapısal Etkenler • Sıcaklık • Derişim (veya basınç) • Reaktant tanecikleri arasındaki temas yüzeyi (yüzey alanı ve karıştırma hızı) • Katalizörler Reaksiyon hızı bir reaksiyonda birim hacimde ve birim zamanda dönüşmeye uğrayan maddenin mol sayısı olarak tanımlanabilir. Hacim birimi genel olarak litre, zaman birimi de saniye, dakika, saat veya gündür. Bazı reaksiyonlar o kadar hızlı olur ki, hızlarını ölçmek pratik olarak mümkün değildir. Örneğin O2 ve H2 gazları bir kıvılcım yardımı ile ani olarak reaksiyona girerler.

26. Deney No:4 Yine kuvvetli bir asit kuvvetli bir bazla çok hızlı olarak nötralleşme reaksiyonu verir. Bu reaksiyonlar çok hızlıdırlar ve ölçülemezler. Diğer bazı reaksiyonlar, o kadar yavaş cereyan eder ki, zamanla hiçbir dönüşme gözlenmeyeceği için bunların hızı da pratik olarak ölçülemez. Örneğin O2 ve H2 gazları bir kapta beraber bulunsalar, bu karışım yıllarca beklese bir reaksiyon gerçekleşmez veya reaksiyon o kadar yavaştır ki, ne harcanan gaz miktarını ne de oluşan su miktarını ölçmek mümkün değildir. Bazı inorganik reaksiyonlar vardır ki normal bir hızla olurlar ve bu reaksiyonların hızlarının ölçülmesi mümkündür. Bu tip reaksiyonlarda reaksiyona katılan maddeler tamamen harcanırlar. Reaksiyonun hızına konsantrasyon, sıcaklık, ve katalizör etki eder.

27. Deney No:4 Deneyin Yapılışı A) Derişimin Reaksiyon Hızına Etkisi: Bir büret (100mL) 0,2M KI çözeltisi ile, aynı büyüklükteki diğer büret 0,1M (NH4)2S2O8 çözeltisi ile doldurulur. Bu çözeltilerin her birinden ayrı tüplere dikkatli bir şekilde 20mL çözelti koyulur. Na2S2O3 çözeltisinin konsantrasyonu 0,005M dır. Beherdeki tiyosülfat çözeltisi içine 3 damla nişasta indikatörü ilave edilir ve bir termometre beher içine daldırılır. Daha önce büretten deney tüplerine 20 mL olarak alınmış olan I ve peroksidisülfat çözeltileri beherde karışırken kronometre ayarlanır. Çözelti karıştırılır ve çözelti sıcaklığı dikkatli bir şekilde tespit edilir. İki farklı tüpteki 20mL çözelti behere ilave ettikten sonra mavi renk oluşana kadar geçen zaman saptanır. Sıcaklık, mavi renk oluşması için geçen zaman ve kullanılan çözeltilerin hacmi kaydedilir.

28. Deney No:4 Aynı deney tabloda verilen azaltılmış iyodür ve peroksidisülfat çözeltileri kullanarak tekrar edilir. Her deneyde tiyosülfat 10mL ve nişasta 3 damla alınır. Toplam hacmi sabit tutmak için KCI ve (NH4)2SO4 çözeltiler kullanılır. Toplam iyon şiddetini aynı tutmak için saf su yerine KCI ve (NH4)2SO4 çözeltileri tercih edilir.

29. Deney No:4 Her bir deney için I, S2O32− ve S2O82− iyonlarının başlangıç konsantrasyonları hesaplanır. Reaksiyonun hızı şu şekilde ifade edilebilir. Ölçülen zaman 2,5×10−5 mol S2O82− iyonun 50mL de reaksiyona girmesi için gerekli zamandır. Bu nedenle reaksiyonun hızı S2O82− cinsinden ifade eldir. Örneğin 2,5×10−5 mol S2O82− iyonunun 50mL çözelti içinde reaksiyona girmesi için gerekli zaman 10 dakika olsun. Bu zaman esasında Δ (S2O82−) = -5×10−4 mol/L dir. Bu zaman esnasındaki ortalama hız;

30. Deney No:4 Reaksiyon hızı değişen konsantrasyonlara karşı grafiğe geçirilebilir. (1, 4 ve 5 deneyler için I− iyonu ve 1, 2, 3 deneyler için S2O82− iyonu). Veriler ve Sonuçlar: Reaksiyon Hızına Konsantrasyonun Etkisi:

31. Deney No: 5 Tuz Çözeltilerinde Kimyasal Dengenin İncelenmesi BEŞİNCİ HAFTA

32. Deney No:5 Tuz Çözeltilerinde Kimyasal Denge Bir kimyasal tepkimede, dengenin konumu ortamın pH sı ve derişimle değişebilir. Bu değişim çözeltinin renk farkından izlenebilir. Çoğu kimyasal tepkime tamamen ürüne dönüşmez. Bu deneysel teknik ve düzenlemelerin bir sonucu değil tamamen tepkimenin özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Başlangıçta tepkime ürüne dönüşmeye başlar ama bir süre sonra tepkimeye girenlerin ve tepkimede oluşan ürünlerin derişimleri sabit kalır. Bu noktada artık tepkimeye giren maddelerin ürüne dönüşme hızı, ürünlerin tepkimeye girenlere dönüşme hızına eşittir.

33. Deney No:5 Diazotetraoksitin oluşma hızı azotoksidin oluşma hızına eşittir. Tepkimede dengeye her iki taraftan da başlanarak ulaşılabilir. Dengeye dışarıdan bir etki olduğu zaman, denge bu etkiyi yok edecek şekilde davranır (Le Chatelier). Bu deneyde çeşitli dengeler incelenecektir. 1- Kromat – Bikromat dengesi, Bir kromat tuzu suda çözünürse çözeltide hem kromat (CrO42−) hem de bikromat (Cr2O72−) iyonları bulunur. Kromat iyonlarının rengi sarı, bikromat iyonlarının rengi turuncudur. Bu denge tepkimesi ortamın pH sından etkilenir.

34. Deney No:5 2- Az çözünen tuzların çözünürlük dengesi, Az çözünen tuzlar çözeltide bir dengeye kadar iyonlarına ayrışır. Ortamın pH sı iyonlaşma dengesini etkiler. 3- Kompleks dengeleri, CoCl2 suda çözünür ve Co2+ iyonları su ile pembe renkli oktahedral (koordinasyon sayısı altı) bir kompleks oluşturur. [Co(H2O)6]2+. Su yerine etilalkol çözücü olarak kullanılırsa mavi renkli tetrahedral (koordinasyon sayısı dört) olan bir kompleks oluşturur. [CoCl4]2−. Alkolün içerisinde az miktarda su bulunursa çözeltide her iki kompleks de bulunur. Ortamdaki klor ve su derişimlerine bağlı olarak dengenin konumu değişebilir.

35. Deney No:5 Deneyin Yapılışı: 1- Kromat – Bikromat dengesi: İki deney tüpüne 20 şer damla 0,3M Na2CrO4 çözeltisi koyulur ve çözeltilerin renklerine dikkat edilir. Tüplerden birine damla damla 0,3M NaOH (5 damla), diğerine 0,3M HCl ilave edilir. Her damladan sonra tüpler çalkalanarak renk değişimleri kaydedilir. Tepkime denklemleri yazılarak dengenin değişimi açıklanır. Denklem ................................................................................ Değişim ................................................................................. 2- Az çözünen tuzların çözünürlük dengesi: Bir deney tüpüne 20 damla 0,3M Na2CrO4 çözeltisi koyulur. Bu çözeltiye 5 damla 0,1M BaCl2 ilave edilir. Oluşan tepkime ve reaksiyonu açıklanır. Denklem ............................................................................. Değişim ................................................................................

36. Deney No:5 Çözeltiye damla damla 0,3M HCl ilave edilir (5 damla). Oluşan tepkime ve reaksiyonu açıklanır. Denklem ................................................................................ Değişim .................................................................................. Çözeltide BaCrO4 ü çöktürmek için çözeltiye ne ilave edilmelidir?............................................................................... 3- Kompleks dengeleri: CoCl2 nin etanoldeki çözeltisinden 20 damla bir tüpe konur. Rengine dikkat edilir. Bu çözeltinin üzerine damla damla saf su ilave edilir. Renk değişimi gözlemlenir. Denge akua ve klor kompleksleri yönünde nasıl değişmektedir? Saf su ilave edilen tüpe yeniden çözelti mavi renge dönünceye kadar derişik HCl ilave edilir. Denge akua kompleksi yönünde ekzotermiktir. Pembe akua kompleksi buz banyosunda soğutulursa tepkimenin kloro kompleksi yönüne kaydığı görülür.

37. Deney No:5 Alkoldeki kobalt kompleksine su ilave edildiğinde akua kompleksi (pembe) oluşur. Bu kompleks sıcak su banyosunda ısıtılırsa tepkimenin tetraklorokobaltat (mavi) kompleksi yönüne kaydığı görülür. Denklem ................................................................................ Değişim ................................................................................

38. Deney No: 6 Reaksiyon Isısının Hesaplanması ALTINCI HAFTA

39. Deney No:6 Reaksiyon Isısının Hesaplanması Teori: Deneyde reaksiyon ısısı, molar ısı kapasite, spesifik ısı ve kalorimetre kavramlarını irdelenecek ve bir reaksiyon ısısı hesaplanacaktır. Termodinamik, fiziksel ve kimyasal olaylara eşlik eden enerji değişimlerini inceler. Kimyasal termodinamiğin yasaları, belirli koşullarla belirli bir kimyasal tepkimenin kuramsal olarak oluşup oluşmayacağını önceden tahmin etmemizi sağlar. Tepkime ısısı, sabit sıcaklık ve sabit basınçta yürüyen bir kimyasal tepkimede sistem ile çevresi arasında alınıp verilen ısı miktarıdır. Tepkime ısıları deneysel olarak kalorimetre denilen ve ısı miktarını ölçen aletlerle belirlenir. Bir tepkime yalıtılmış bir sistemde gerçekleşirse yani çevresi ile madde ve enerji alışverişinde bulunmazsa, tepkime sistemin ısısal enerjisinde değişme meydana getirir ve sıcaklık artar yada azalır.

40. Deney No:6 Yaratılmış bir sistemde sıcaklık artışına neden olan yada yalıtılmamış bir sistemde çevreye ısı veren bir tepkimeye ekzotermik tepkime denir. Ekzotermik bir tepkimede, tepkime ısısı negatif (qtep<0) bir büyüklüktür. Yalıtılmış bir sistemde sıcaklığın azalmasına neden olan yada yalıtılmamış bir sistemde çevreden ısı alan bir tepkimeye de endotermik tepkime denir. Bu durumda tepkime ısısı pozitif (qtep>0) bir büyüklüktür. Isı, sıcaklık farkından ileri gelen enerji alışverişidir. Sıcak bir cisimden soğuk bir cisme enerji aktarımı ısı şeklinde olur. Bir sistemin sıcaklığını bir derece değiştirmek için gerekli ısı miktarına o sistemin ısı kapasitesi denir. Sıcaklık değişimi: Burada Ts son sıcaklık, Ti ilk sıcaklıktır.

41. Deney No:6 Sistemin sıcaklığı artarsa Ts>Ti dir ve ΔT pozitiftir. q nun pozitif olması ısısın soğurulduğunu, ada sistem tarafından kazanıldığını belirtir. Sistemin sıcaklığı azalırsa (Ts<Ti) ΔT negatiftir. Negatif q ısı açığa çıktığını yada ısı kaybedildiğini gösterir. Termodinamiğin birinci yasası enerjinin korunumu yasasıdır. Sistem ve çevresi arasındaki etkileşimlerde toplam enerji sabit kalır. Diğer bir deyişle evrenin toplam enerjisi sabittir. Bu yasa aşağıdaki gibi formülle edilebilir. qsistem +qçevre = 0 Buna göre, sistemin kaybettiği ısı çevresi tarafından kazanılır, çevrenin kaybettiği ısı sistem tarafından kazanılır. Yani: qsistem = -qçevre

42. Deney No:6 Reaksiyon Isılarının Ölçülmesi: Isı miktarını hesaplayabilmek için ısı kapasitesinin bilinmesi gerekir. Isı kapasitesi faz geçişlerinin olmadığı sıcaklık aralıklarında iki türlü tanımlanır. 1) Molar ısı kapasitesi: Bir mol maddenin sıcaklığını 1 K veya 1ºC yükseltmek için gerekli olan ısı miktarıdır. Birimi J/Kmol dür. 2) Spesifik ısı: Bir gram maddeyi 1 K veya 1ºC yükseltmek için gerekli olan ısı miktarıdır. Birimi J/Kg dır. ΔT=Ts-Ti (1) Bu durumda bir cismin aldığı veya verdiği ısı iki farklı şekilde hesaplanabilir. Isı(q) = mol sayısı × molar ısı kapasitesi × ΔT (2) Isı(q) = kütle × spesifik ısı × ΔT (3)

43. Deney No:6 Kalorimetreler: Reaksiyon ısıları ölçmek için kullanılan aletlerdir. Gerek sabit hacimde (kapalı kaplarda), gerek sabit basınçta (açık kaplarda, atmosfer basıncında) reaksiyon ısıları ölçülerek ΔE (iki halin iç enerjileri arasındaki fark) veya ΔH (entalpi değişimi) deneysel olarak hesaplanabilir. Her iki halde de önce kalorimetrenin ısı kapasitesi deneysel olarak belirlenmelidir. Kalorimetrenin kazandığı ısı:q(J) = kalorimetre ısı kapasitesi (J/K) ×ΔT(K) (4) bağıntısı kullanılarak kalorimetrenin ısı kapasitesi hesaplanır. Bu hesap yapıldıktan sonra kalorimetre ısı kapasitesi yerine konarak reaksiyon ısıları sadece kalorimetre içindeki sıcaklık yükselmesi (veya azalması) okunarak bulunur. Çözelti kalorimetre laboratuarda bir termos yada alüminyum yaprakla ağzı örtülmüş beherlerden yapılabilir.

44. Deney No:6 Deneyin Yapılışı: 1.Isı kapasitesi tayini: Kalorimetrenin ısı kapasitesi tayini için beher tipi kalorimetre kullanılır. (ağzı alüminyum folyo ile kapatılmış 250mL’lik beher içinde beher) Önceden tartılan Cu parçası(mCu) 30 dakika 100ºC deki etüvde ısıtılır. 250mL lik behere 100gram saf su (msu) konyulur. Bu suyun sıcaklığı bir termometre yardımı ile okunur ve kaydedilir (t1). 30 dakika sonra bakır parçası etüvden alınır ve bakırın ısısını kaybetmemesi için hemen kalorimetre kabına yerleştirilip son sıcaklığı kaydedilir (t2). (7) nolu bağıntıyı kullanılarak ısı kapasitesi hesaplanır. 2.Reaksiyon ısısının hesabı: 1. kısımda kullanılan beher boşaltılır ve kurutulur. Bu defa reaksiyon ısısı ölçülecek karışımlar koyulur. Behere 100 gram seyreltik HCl çözeltisi koyulur ve çözeltinin sıcaklığı okunarak kaydedilir (t1).

45. Deney No:6 Önceden tarttılan magnezyum parçası çözeltiye atılarak reaksiyon tamamlanınca sıcaklık okunur (t2). (8) nolu bağıntı kullanılarak reaksiyon ısısı hesaplanır. Aşağıdaki reaksiyonun reaksiyon ısısı hesaplanacaktır: • Hesaplamalar: • Termodinamiğin birinci kanununa göre kaybedilen ısı kazanılan ısıya eşit olmalıdır. Bir başka değişle kazanılan ve • kaybedilen ısıların toplamı sıfır olmalıdır. • q bakırın kaybettiği = q suyun kazandığı + q kalorimetrenin kazandığı (6) • mCu × CCu* × (100-t2) = msu × Csu*(t2-t1) + Isı kapasitesi*(t2-t1) (7) • * : CCu = 0,385 J/Kg • * : Csu = 4,18 J/Kg

46. Deney No:6 Reaksiyon ısısı = Isı kapasitesi × (t2-t1) + çözeltinin kütlesi × Cçözelti × (t2-t1) (8) Cçözelti = 4,21 J/Kg Sonuçlar: Beherin ısı kapasitesi:......................................................... Reaksiyon ısısı: ................................................................

47. Deney No: 7 İndirgenme-Yükseltgenme Reaksiyonları YEDİNCİ HAFTA

48. Deney No:7 İndirgenme Yükseltgenme Reaksiyonları Çok sayıda tepkime indirgenme yükseltgenme tepkimeleri olarak sınıflandırılabilir. Bu tepkimeler genelde oksitlenme basamağında değişikliklerin olduğu elektron aktarım tepkimeleridir. Bu tepkimeler sırasında bazen gözle görünür bir değişiklik olmaz. Bu durumda uygun bir test kullanmak gerekir. Bilinen bazı testler aşağıda verilmiştir.

49. Deney No:7

50. Deney No:7 Deneyin Yapılışı: Demir(II) – Hidrojen peroksit İki tane temiz test tüpüne 5 damla 0,1M FeSO4 ve 2 damla 2,5M H2SO4 koyulur. Bu test tüplerinden birine 5 damla H2O2 çözeltisi diğerine ise 5 damla saf su damlatılır. Çözeltiler su banyosunda ısıtılır ve değişiklikler gözlenir, tepkime denklemi yazılır. Fe2+ , H2O2, H+ / .................................................................. Fe2+ , H2O, H+ / ..................................................................... İyot – Hidrojen peroksit İki tane temiz test tüpüne 2 damla 2,5M H2SO4 ve 5 damla 0,5M KI koyulur. Bu test tüplerinden birine 5 damla H2O2 çözeltisi diğerine ise 5 damla saf su damlatılır. Çözeltiler su banyosunda ısıtılır ve değişiklikler gözlenir, tepkime denklemi yazılır. I−, H2O2, H+ / .............................................................. I−, H2O, H+ / ........................................................................