Tel:
Fax:
Email:
www.hayatiboskut.com.tr
Fiziksel Karışımlar
Maddenin üç aggregat hali (katı, sıvı ve gaz) doğada ve hemen her türlü kullanımda tek başına bulunmaz. Katı, sıvı ve gaz fazındaki iki veya daha fazla madde birbirleriyle çeşitli şekillerde karışarak fiziksel karışım sistemlerini oluştururlar.Bu konuda fiziksel karışımların türleri, genel özellikleri incelenecek, karışımların özelliklerinin nitel ve nicel açıklamasında kullanılan yasa ve teorilere yer verilecektir.
Bölüm Hedefi
Bu bölümü tamamladığınızda;
- Karışımların sınıflandırılması ve farklılıklarını,
- Heterojen karışımların türlerini,
- Kolloidal çözeltiler ve genel özelliklerini,
- Çözeltiler ve çözeltilerle ilgili kavramları,
- Konsantrasyon terimlerini,
- pH kavramı ve Asid-
baz teorilerini, - Osmotik basınç ve çözeltilerle ilgili yasaları
öğrenmiş olacaksınız.
9.1 Heterojen Karışımlar
Elde edilen karışımın fiziksel özellikleri çoğunlukla karışımı meydana getiren maddelerin fiziksel özelliklerinin ortalamasıdır.
Heterojen bir karışımda fazlardan biri diğeri içinde ince dağılmış halde bulunur. İki fazlı bu karışımlara genelde dispers sistemler adı verilir. Herhangi bir faz içinde dağılmış olan faza dispers faz veya iç faz, dispers fazın dağıldığı ve ortamı teşkil eden faza ise dispersiyon aracı veya dış faz denir.
Maddenin agregat hallerine bağlı olarak çeşitli dispers sistemler söz konusu olabilir. Örneğin; duman katı taneciklerin gaz(hava), sis sıvı taneciklerin hava ortamında ince dağılması ile meydana gelir. En çok bilinen dispers sistemler Tablo 9.3'te özetlendi.
Dispers sistemler akışkan olmaları ve çoğunlukla homejen görüntü vermeleri nedeni ile çözeltilere benzetilerek kolloidal çözelti kavramı ile tanımlanırlar. Ancak kaba süspansiyonları bu tanımın dışında tutmak gerekir.Genellikle ince dağılan maddenin veya moleküllerinin boyutu 10-
9.1.2 Kolloidal Çözeltiler
Gerçek bir çözelti, molekül veya iyon birimine çözünerek parçalanma sonucunda meydana gelir. Bir çözücü içinde çözünen bir madde molekül veya iyonlarına ayrılır ve bu küçük iyonlar veya moleküller çözücü içinde öyle dağılır ki çözelti göze saydam görünür. Gerçek çözelti homojendir. Kolloidal bir çözelti ise gerçek çözeltiden farklı olarak heterojendir, saydamlığı az veya bazen hiç yoktur. Çözünen maddenin molekülleri (makro moleküller) veya maddenin tanecikleri büyük ise böyle bir madde çözücü içinde dağılarak kolloidal çözelti oluşturur.
Kolloidal çözeltiler;
Sol,
Emülsiyon,
Köpük
gibi bazı gruplara ayrılır.
9.1.1.1 Soller
Soller, katı, sıvı veya gaz içinde bir katı maddenin dispersiyona uğramasıyla oluşur. Bunlardan ikincisi (sıvı içinde katı) olanlar genel olarak Kolloid adını alır. Su içinde altın, su içinde arsenik sülfür, su içinde kükürt kolloidlere örnek olarak verilebilir.
Dispersiyon ortamı su ise böyle bir sol hidrosol adını alır. Ortam alkol ise alkosol denir. Eğer kolloid parçacıkları suyu kendilerine çekerlerse hidrofilik sol (hidratize oksitler, nişasta ve protein solleri), suyu çekmezlerse hidrofobik sol (gümüş klorür baryum sülfat suda dispersiyona uğramışsa hidrofobik sol meydana gelir) adları kullanılır.Ayrıca daha genel olarak, Liyofil terimi sıvı çeken veya sıvı seven kolloidler için ve liyofob terimi de sıvı çekmeyenler için kullanılır. Kolloid parçacıkların en önemli özelliklerinden biri de elektrikçe yüklü olmalarıdır. Dispersiyon ortamı gaz olduğunda meydana gelen bu sol katı aerosol adını alır duman, volkan tozları, amonyum klorür buharı gibi. Benzer şekilde dispers faz bir sıvı dispersiyon ortamı bir gaz ise buna sıvı aerosol (sis) denir.
9.1.1.2 Emülsiyonlar ve Köpükler
Emülsiyon, benzen içinde su ve süt örneklerinde olduğu gibi, birbiri içinde çözünmeyen iki sıvıdan birinin diğeri içindeki dispersiyonu ile elde edilir.
İki tip emülsiyon vardır.
- Elektrik yükleri ve çok küçük olan boyutları sayesinde dispers sistem oluşturabilirler. Ayrıca dispersiyona uğrayan maddenin konsantrasyonu küçüktür.
- Tanecikler birinciye göre çok büyük olduğundan, yüzeylerindeki elektrik yükü onları kolloidal halde tutmaya yetmez. O halde böyle bir emülsiyonu yapabilmek ve koruyabilmek için özel bazı maddeler katılması gereklidir. Bu maddelere emülgatör denir. Bu maddeler dispers faz ile dispersiyon ortamı arasında bir ara yüzey meydana getirerek kolloidal sistemin bozulmasını önler. Emülsiyon yapıcı böyle maddeler arasında; jelatin ve sabun tipinde maddeler sayılabilir.
Sabunun temizleyici etkisi de kirdeki yağları emülsiyona çevrilmesi ile mümkün olmaktadır. Suda emülsiyon haline gelen yağ ve diğer kir maddeleri su ile yıkanınca kolayca uzaklaştırılmış olurlar. Sıvı içinde gaz dispersiyona uğramışsa bu köpük verir. Katı içinde katı dispersiyona uğramışsa katı sol (Al2O3 ve krom içeren kıymetli taşlar) elde edilir. Katı içinde sıvı halinde katı emülsiyon (kuvartz, opal) söz konusudur. Katı içinde gaz dispersiyona uğramışsa katı köpükten(süngerimsi volkanik taşlar) söz edilir.
9.1.1.3 Kolloidlerin Genel ve Optik Özellikleri
Kaba bir dispersiyon karışımı basit bir süzgeçten geçirilirse taneciklerle sıvıyı birbirinden ayırmak mümkün olur. Kolloidal çözelti ise süzme ile ayrılamaz. Ancak özel filtreler kullanılırsa bu ayırma mümkün olur. Seramik maddelerden yapılan bu tür filtrelere ultra filtre denir.
Kolloid süspansiyonlarda taneciklerin çok büyük olmasından dolayı difüzyon yok gibidir. Gerçek çözeltide ise bilindiği gibi iyonlar sürekli hareket halinde olup çözelti içinde bir yerden başka bir yere doğru belli bir hızla difüzlenirler.Kolloid çözeltiler bazen gerçek bir çözelti gibi saydam görünebilir, bazen de saydam olmayan bulanık (opak) şekildedirler.Saydam olan kolloid bir çözelti, bir ışık demeti ile aydınlatılıp buna dik yönden gözlenirse bulanık görünür. Buna Tyndall olayı denir. Tyndall olayı sayesinde kolloid parçacıklarının görülebilmesi mümkündür. Karanlık bir oda, bir delikten güneş ışığı görünce, ışığın yolu üzerinde uçuşan toz tanecikleri görülür. Toz tanecikleri olmasaydı bu olay görülmezdi. Herhangi bir ortamda böylesi bir olay gözleniyorsa orada kolloid parçacıklar var demektir.Kolloidal taneciklerin gözlenmesi ultramikroskop ya da elektron mikroskobu ile yapılır.
Üste ve alttaki kaplardaki sıvılara tutulan ışınların görüntülerini Tyndall olayı sayesinde görmektesiniz.
Bölüm -