KİMYADA İLK YASALAR

Lavoisier Yasası : Lavoisier 1789 yılında yanan maddelerin havanın oksijeni ile birleşmesinin bir sonucu olduğunu göstermiştir. Lavoisier deneyi kapalı bir kapta gerçekleştirerek, kabın toplam kütlesinin reaksiyon sonunda başlangıçtaki kütlesine eşit olduğunu gösterdi. Bu bugün kütlenin korumumu olarak ifade ettiğimiz yasadan başka birşey değildir. Bu yasaya göre “bir kimyasal reaksiyonda yoktan ne madde yaratılabilir ne de var olan bir madde yok edilebilir.”

Örnekler : 1, 2

Sabit Oranlar Yasası : 1799 yılında Proust elementler birbirleri ile bileşik oluştururlarken belli oranda birleştiklerini buldu. Bugün sabit oranlar yasası olarak bilien yasaya göre “bir element başka bir elementle birleşerek bileşik oluşturduklarında bileşik içindeki elementlerin kütleleri oranı sabittir”.  Buna göre; bir bileşik örneğin suyun 18 gramında 16 gram oksijen varken geri kalan 2 gramı hidrojendir. 9 gram su alınırsa bunun 8 gramı oksijen ve 1 gramı hidrojendir. Bu oran suyun ne şekilde elde edilmiş olura olsun kesinlikle değişmez.

Örnekler : 1, 2

Katlı Oranlar Yasası :  Yasa 1804 yılında John Dalton bulmuştur. Bileşiklerde elementler arasındaki kütle oranının korunmasına karşın bazen aynı elementlerin birbirleriyle birleştiklerinde farklı özellikler gösteren bileşikleri oluşturduğu gözlenmiştir. Örneğin karbon ve oksijenin birleşmesiyle özellikleri tamamen birbirinden farklı karbondioksit ve karbonmonooksit diye adlandırlan iki farklı ürün meydana gelir. Karbonmonoksit oldukça zehirli bir gazken karbondioksit soluk alıp verirken dışarı attığımız zehirli olmayan bir gazdır ve yeşil bitkilerin yaşamını sürdürmesi için gereken en temel elemanlardan biridir. Aslında oksijen ile hidrojenin birlikte oluşturdukları birbirinden farklı 2 form vardır. Biri bildiğimiz su, diğeri hidrojenperoksittir. Hidrojenperoksidin yaklaşık %3 lük su ile seyreltilerek hazırlanmış çözeltisi eczanelerde oksijenli su olarak satın aldığımız ticari üründür. Ve özellikleri kesinlikle sudan çok farklıdır. Yalnızca karbon ve hidrojenden oluşmuş bileşiklerin sayısını ise tam olarak söylemek çok kolay değildir. Bütün bu karmaşaya karşın Dalton şunu fark etti. “Eğer bir element bir başka element ile birden fazla bileşik oluşturabiliyorsa elementlerden birinin sabit miktarı ile diğer elementtin değişen miktarları arasında basit ve tam sayılarla ifade edilebilen bir oran vardır.” Örneğin karbondioksit-karbonmonoksit örneğine geri dönersek, 44 karbondioksitte 12 gram karbon ve 32 gram oksijen vardır. Karbonmonooksidin 28 gramında ise 12 gram karbon ve 16 gram oksijen vardır. Heriki bileşikteki karbon miktarı 12 gramı için birinde 32 diğerinde 16 gram oksijen vardır. Birinci bileşikteki oksijen kütlesinin ikinci bileşiktekine oranı 32/16=2 dir. Bu dalton’a Kendi adıyla anılan Dalton Atom Teorisi fikrini verdi.

Örnekler : 1, 2

Dalton Atom Teorisi : Atom kavramından ilk olarak MÖ 400-500 yıllarında Yuana filozaflarından Leucippus ve Democrittus bahsetmiştir. Onlara göre her hangi bir maddenin bölünemeyen en küçük bir parçası olmalıydı. Zaten atom terimi de bölünemeyen  anlamına gelir. Bu açıdan bakıldığında hala tam olarak onların tanımladıkları atomlara ulaşabilmiş gözükmüyoruz. Dalton’un atom fikri ise katlı oranlar kanunun bir sonucu olarak dalton tarafından önerilmiştir. Daltonun atom kanununa göre;

1.      Bütün maddeler aom adı verilen çok küçük parçalardan oluşur.

2.      Bir elementin atomu parçalanamaz ve diğer elementlerin atomlarına dönüştürülemez.

3.      Atomlar yok edilemez veya yoktan var edilemezler.

4.      Bir elementin bütün atomları şekil, hacim kütlü ve diğer özellikleri bakımından birbirinin aynıdır.

5.      Bir elementin atomu ve diğer özellikleri bakımından başka bir elementin atomundan farklıdır.

6.      Kimyasal reaksiyon farklı elementlerin atomlarının birleşmesinden ibarettir. Atomlar birbirleri ile basit, tam sayılarla ifade edilecek bir oran ile birleşirler.

Dalton atom teorisi; Lavoisier’in öenerdiği kütlenin korunumu kanununu, Proust’un sabit oranlar yasasını ve Dalton’un kendi adı ile de anılan Katlı oranlar kanununu nedenini  açıklar.

Avogadro Sayısı :

Lavoisier Yasası (Örnekler) :

  1. Nemli bir ortamda bulunan 15.3 g lık bir demir parçası kısmen paslandığında kütlesi 16.2 g çıkmıştır. Paslanma oksijen ile tepkimenin bir sonucu olduğuna göre reaksiyon sırasında kullanılan oksijen kütlesi ne kadardır?

Çözüm :

Demir    +  Oksijen ¾¾® Paslı Demir

15.3 g.       ? g.          16.2 g.

Lavoisier kanununa göre yoktan madde var edilemeyeceğine göre bu fazlalık oksijenden kaynaklanır. Bu nedenle; paslanmaya neden olan oksijen kütlesi;

16.2 g. – 15.3 g. = 0.9 g.

olacaktır.

  1. Bir mum 5.8 g kütleye sahip bir mum bir süre yakıldığında kütlesi 4.3 g düşmüştür. Yanma sonucu yalnızca karbondioksit ve su oluştuğu düşünülürse toplam kaç gram karbondioksit ve su oluşmuştur.

Çözüm : Yanma sonucunda herhangi bir madde kaybolmayacağına göre oluşan toplam karbondioksit–su kütlesi

Mum  + Oksijen ¾® Yanmış mum + [Karbondioksit-Su]

5.8 g.   X g.          4.3 g.          ? g.

5.8 g. + X g. =  4.3 g. +  m[Karbondioksit-Su]

m[Karbondioksit-Su]= 1.5 g. + X g.

olacaktır.

  1. Karbon ve hidrojenden oluşmuş bir bileşiğin 0.058537 g karbon ve 0.019512 g hidrojen olarak belirlenmiştir. Eğer aynı bileşikten alınan yeni örnek içerisinde 0.12 gram karbon bulunduğuna göre hidrojen kütlesinin ne kadar olmasını beklersiniz?

Çözüm :  Sabit oranlar kanununa göre bileşik içindeki elementlerin kütleleri oranları korunacağına göre 0.12 g. karbon kütlesine karşın bileşik içindeki hidrojen kütlesi;

  1. Kükürdün florla birbirinden farklı iki bileşiği için aşağıdaki sonuçlar bulunmuştur. Bu verilere göre bu iki bileşiğin katlı oranlar kanununa uyup uymadığını tartışınız.

 

I. BİLEŞİK

II. BİLEŞİK

Kükürt Kütlesi

0.447 g

0.438 g

Flor Kütlesi

1.06 g

1.56 g.


Çözüm : Bu bileşiklerin katlı oranlar kanununa uyup uymadığını tespit etmek için II. Bileşiği 0.447 gram kükürt içeren örneğinin kaç gram flor içeriği;