Cevaplar

2012-11-29T15:17:36+02:00

Bir kimyasal tepkimede pratik olarak tepkimeye giren maddelerin kütleleri toplamı, tepkime sonunda oluşan ürünlerin kütleleri toplamına eşittir. Ancak gerçekte tepkime sonunda bir miktar kütle enerjiye dönüşür. Fakat bu kütle oldukça az olduğundan ihmal edilir.

Tanım: Kimyasal olaylarda, tepkimeye giren maddelerin kütleleri toplam, tepkime sonunda oluşan maddelerin kütleleri toplamına eşittir. Bu olaya “Kütlenin Korunumu Kanunu” denir. Kütlenin korunumu kanunu, zaman zaman Lomonosov-Lavoisier kanunu olarak da adlandırılan, kapalı bir sistemde var olan çevrimler ve işlemler ne olursa olsun, kütlenin sabit kalacağını belirten kanundur. Denk bir ifadeyle açkılamak gerekirse kütlenin durumu yeniden düzenlenebilir fakat kütle yaratılamaz veya yok edilemez. Böylece, kapalı bir sistem dahilindeki her türlü kimyasal tepkime ve proseste tepkenlerin (yani reaktantlarn) kütlesi, ürünlerin kütlesine eşit olmalıdır. Kimyasal tepkimelerde kütle enerjiye dönüşmez. Çekirdek reaksiyonlarında ise kütle E=mc² ye göre enerjiye dönüşebilir.

Fizik ve kimya derslerinde sık sık karşılaştığımız bir söz vardr: “Var olan şey yok, yok olan da var edilemez”. “Maddenin veya kütlenin korunumu kanunu” olarak bilinen bu ifade, Fransız kimyacısı A. L. de Lavoisier’e aittir. Lavoisier kimyasal bileşiklerdeki kütle miktarlarının değişmezliği konusunda şunları söylemiştir: “Hiçbir şey ne yapay ne de doğal işlemlerle yeniden yaratılmaz. şu temel yasa ortaya atılabilir ki, her bir işlemde madde niceliği işlemden önce ve sonra aynı büyüklüktedir ve temel maddelerin niteliği aynıdır; yalnızca dönüşümler ve değişen biçimler vardır.” Bu bilgi modern nicel kimyanın temeli olmuş ve daha sonra, kimyasal tepkimelerde “Kütlenin Korunumu Yasası” olarak nitelenmiştir.

Şimdi her taraf kapalı bir kap düşünelim. İçinde yüzlerce çeşit bileşik bulunsun. Kabımızı tartalım ve ateşin üzerine koyalım. Bunun sonucu olarak da, kabın içinde çok sayıda reaksiyon olduğunu ve bir çok yeni bileşiklerin de teekkül ettiğini farz edelim. Deney sonunda kabımızı tekrar tarttığımız zaman, ağırlığının aynı kaldığını görürüz. Çünkü, kabımız kapalı olduğundan dar madde çok olmamış, yani, mevcut kütle kaybolmamıştır. Dardan da herhangi bir madde girişi olmadığından, yoktan yeni bir kütle meydana gelmemiştir. Dardan içeriye bir şey koysaydık veya içinden bir şeyler alsaydık, kutunun ağırlığında mutlaka bir değişme olacaktı.

Kısaca, kütlenin korunumu, çerçevesi tespit edilmiş bir kapalı sisteme uygulanan ve maddenin dönüşümleri esnasındaki ağırlıkla ilgili münasebetleri gösteren bir kanundur. Ansiklopedilerden Lavoisier’in biyografisini okuduğumuz zaman, O’nun, kimyada teraziyi ilk kullanan ilim adam olduğu görülür. Buradan da o kimyacnın, söz konusu ifade ile maksadnın ne olduğu açıkça anlaşılmaktadır. Kütlenin korunumu prensibinin geçerli olmadığı bazı gerçek fiziki olaylar da mevcuttur. Mesela, bu gün maddenin enerjiye dönüştüğü bilinmektedir. Einstein’ın en önemli buluşu olan E=mc² formülünden, m kütlesi kadar azalmanın enerji karl, c k hıznın karesiyle çarpılması sonucu bulunmaktadır. Bu uygulamaya misal olarak bir atomun çekirdeğini tekil etmek üzere bir araya gelen nötron ve protonların toplam kütlelerinin azalmasını verebiliriz. 35/17 CI şeklinde gösterilen klor atomu çekirdeği kütlesinin, 18 nötron ve 17 protonun toplam kütlesine, yani 172.007277+ 182.008665 = 35.289005 atomik kütle birimine eşit olması gerekir. Burada 1.007277 bir protunun, 1.008665 de bir nötronun kütlesidir. Fakat çok hassas deneyler sonucunda bir klor atomu çekirdeğinin 34.96885 atomik kütle birimi olarak, yani, 0.32016 daha az bulunmuştur. Aradaki kütle fark, enerjiye dönüşmüş, madde aleminden yok olmuştur.

Örnek: Lavoiser, HgO bileişiğini ısıtıyor. HgO bileişiği Hg ve 1/2O2 şeklinde bileşenlerine ayrılıyor. Dolayısıyla başlangıçta aldığı madde sadece bileşenlerine ayrışmış oluyor. Ortaya çıkan O2 gaz uzaydan başka bir yere gidemeyeceğine göre. Kimyasal olaylarda kütle mutlaka korunur.

Yürürlükteki kurama göre, yanma, yanan nesnenin “flojiston” denen, ama ne olduğu bilinmeyen, gizemli bir madde çkarması demekti. Odun kömürü gibi yandığında geriye en az kül bırakan nesneler flojiston bakmından en zengin nesnelerdi. Lavoisier yaptığı bir deneyde şu sonuca varır. Cıva oksidin ısı altnda cıvaya dönüşmesiyle kaybettiği ağırlık ile çkan gazın ağırlığı denkti. Bunun anlamı şuydu: yanma, yanan nesnenin flogiston salmasıyla değil, havanın etkili bölümüyle (yani oksijenle) birleşmesiyle gerçekleşmektedir.

Lavoisier’i unutulmaz yapan bir özelliği de nesnelerin kimyasal değişimlerini ölçmede gösterdiği olağanüstü duyarlılıkıtı. Bu özelliği ona “Kütlenin Korunumu Yasası” diye bilinen çok önemli bilimsel bir ilkeyi ortaya koyma olanağı sağlar. Lavoisier kimi kez kendi adıyla da anılan bu ilkeyi şöyle dile getirmiştir: “Madde yoktan var edilemediği gibi, vardan da yok edilemez. Sadece birinden ötekine dönüşe bilir”

1 5 1
2012-11-29T15:23:29+02:00

3. Katlı Oranlar Kanunu (Dalton)
Aynı tür elementlerden oluşan iki farklı bileşikte elementlerden birinin sabit miktarına karşılık diğerinin değişen miktarına , başka bir deyişle de aralarında birden fazla bileşik oluşturan elementler arasında, birinin sabit miktarıyla, birleşen diğer elementin miktarları arasında tam sayılarla ifade edilen katlı orana katlı oran kanunu denir. John Dalton tarafından bulunmuştur.
Dalton, bir bakıma kimyayı ve kimyasal çözümlemeyi tanımlayan ilk kişidir. Ona göre, kimyanın başlıca işlev; “maddesel parçacıkları birbirinden ayırmak ya da birbiriyle birleştirmektir.” Onun sözünü ettiği bu parçacıklar maddenin, o zaman bölünmez, parçalanmaz sayılan en ufak öğeleri, yani atomlardı. J.Dalton, yaptığı çalışmaların sonucundan “iki element aralarında birden fazla bileşik oluşturuyorsa, bunlardan birinin sabit miktarıyla birleşen ikincisinin değişen miktarları arasında basit tam sayılı bir oran bulunur.” Bu şekilde “Katlı Oranlar Yasası” olarak bildiğimiz yasa bulunmuş oldu.
“Elementle; sabit oranları ya da katlı oranları sağlayan tanecikler, yani atomlar yoluyla kimyasal olaya katılırlar. Her elementin, kütle, büyüklük, kimyasal özellik yönünden kendine özgü ve özdeş yapılı atomları vardır.” 
Dalton, o zamana kadar bulunan bazı atomlar belli geometrik işaretlerle de simgeledi. Ancak sembolleri çok kaba ve büyüktü. Dalton elementlerin molekül yapısını henüz düşünememişti: Dalton’dan sonra kimya biliminde süratli bir gelişme gözlenmeye başlandı.[1]
Örnek: H2O2 ile H2O bileşiklerinde H atomları sabitken O atomları arasındaki oran 2/1 yada ½ dir.
Örnek : SO2 ile SO3 de S atomları sabitken O atomları arasındaki oran 2/3 yada 3/2 dir.
Örnek: Fe2O3 ile Fe3O4 de Fe atomları sabitleştirilirse 3/ Fe2O3 2/ Fe3O4 O atomları arasındaki oran 9/8 yada 8/9 dur.
Not: Elementlerden biri sabitken diğeri mutlaka değişmelidir. Örneğin NO2 ile N2O4 arasında katlı oran yoktur. Çünkü N atomları eşitlenince O atomları da eşitlenmektedir.[3]
Örnek: Fe ile O elementleri arasında; FeO Fe2O3 ve Fe3O4 gibi bileşikler oluşmaktadır. Bunlar arasındaki katlı oranlara bakacak olursak: Fe2O3 ve Fe3O4 bileşiklerinde mesela Fe yi sabit tutarsak Fe2O3 yi 3 ile ve Fe3O4 ü de 2 ile çarpmamız gerekir. O zaman çarpalım…
3(Fe2 O3) Fe6 O9
2(Fe3 O4) Fe6 O8
burada Fe’ler sadeleşirse oksijenler arasındaki katlı oran 9/8 oranı elde edilir.
Bunun anlamı Fe2O3 teki 9 gram oksijene karşılık, ikinci bileşikte 8 gram oksijen vardır.
Katlı oranların uygulana bilemesi için;

1.Bileşiklerde yalnız iki element olmalı
2.Bileşiklerdeki elementler birbirinin aynı olmalı
3.Bileşiklerin basit formülleri aynı olmamalı
4.Katlı oran 1/1 olmamalı  örnek:
NO – N2O3Katlı oranlar kanununa uyar
NO2 – N2O4Katlı oranlar kanununa uymaz
H2SO4 – H2SO3 Katlı oranlar kanununa uymaz
FeO – Fe2O3 Katlı oranlar kanununa uyar
4. Birleşen Hacim Oranları Kanunu (Gay-Lussac)
Gay-Lussac (1778-1850); aynı sıcaklık ve basınçta gazların, ancak belirli ve tamsayılı oranda tepkimeye girdiklerini gösterdi. Örneğin; N2 +3H2 → 2NH3 tepkimesinde 3 hacim hidrojen ile 1 hacim azot tepkimeye girerek 2hacim amonyak oluşturmuştur. Örneğin; N2 +O2 → 2NO tepkimesinde 1 hacim azot 1 hacim oksijen tepkimeye girerek 2 hacim azot monoksit oluşturmuştur. Anlaşıldığı gibi; Sabit sıcaklık ve basınçta, tepkimeye giren gaz maddelerin hacimleri arasında basit ve tam sayılarla ifade edilen bir oran vardır. Bu orana “birleşen hacim oranları” kanunu denir.
Gay-Lussac avagadro hipotezinden de esinlenerek böylece molekül kavramına açıklık getiriyor ve hesaplamalara sokuyordu. Avagadro suyun formülünü; H + O → HO şeklinde düşünürken, Gay-lussak yaptığı çalışmalarla bunun H2 + O2 → H2O şeklinde olması gerektiğini savundu. Çünkü suyun birleşme oranı 1/16 değil 1/8 di.
a) Kimyasal bir tepkimeye giren gazlarla, tepkimede oluşan gaz halindeki ürünlerin aynı koşullarda (aynı sıcaklık ve basınç) hacimleri arasında sabit bir oran vardır.
b) Aynı koşullarda gazların hacimleri mol sayıları ile doğru orantılıdır.
Örn; H2(g) + Cl2(g) ® 2HCl(g) tepkimesine göre, 1 mol H2 1 mol Cl22 gazı, 1 hacim Cl2 gazı ile birleşerek eşit koşullarda 2 hacim HCl gazı oluşturur.” İfadesi de kullanılabilir. ile birleşerek 2 mol HCl oluşturur.Hacimler mol sayıları ile doğru orantılı olduğundan, aynı olayı anlatmak için “1 hacim H. Aynı şekilde, N2(g) + 3H2(g) ® 2NH3(g) tepkimesine göre 1 hacim azot gazı 3 hacim hidrojen gazı ile birleşerek eşit koşullarda 2 hacim NH3 gazını oluşturur.” diyebiliriz.  
0