Katılar ve Sıvılar

Prof.Dr. İbrahim USLU
Katılar ve Sıvılar
• Prof.Dr. İbrahim USLU

Katıların Genel Özellikleri
• Maddenin katı, sıvı ve gaz halinde bulunması, o
maddeyi oluşturan tanecikler arasındaki
kuvvetlere bağlıdır.
• Bir sıvının sıcaklığı düşürülürse, taneciklerinin
kinetik enerjisi azalır. Kinetik enerjinin
azalması tanecikler arası çekimin daha fazla
etkili olmasına sebep olur ve tanecikler
arasındaki uzaklık azalır.
• taneciklerin birbirine yaklaşması maddeye.
düzenli bir yapı kazandırır.
• Böylece madde donar, yani katılaşır.

İdeal Gazlarda Tanecikler Arası
Kuvvetler Yok
• Katı haldeyken madde tanecikleri sadece çok
zayıf titreşim hareketi yaptıklarından,
taneciklerin hareketsiz oldukları kabul
edilebilir.
• Bu nedenle, katı hal madde taneciklerinin en
düzenli halidir.
• Maddenin en düzensiz hali olan gazda
tanecikler arası kuvvetler yok denecek kadar az
(ideal gazlarda tanecikler arası kuvvetler yok)
ve tanecikler çok serbest bir şekilde hareket
ederken, katılarda ise bunların tam tersidir.

Kristalli ve Amorf Katılar
• Katılar taneciklerinin
istiflenmesine göre, iki sınıfa
ayrılabilir.
• Katıda taneciklerin belirli bir
düzen içinde (belirli bir
geometrik şekle göre) bir araya
gelmesiyle oluşan katılara
kristalli katılar denir (tuz,
şeker, vb).
• Katıda tanecikler belirli bir
geometrik şekle göre değil de
rasgele üst üste yığılmışlarsa,
bu tür katılara da amorf katılar
denir (cam, plastik, lastik vb).

• Katılara basınç uygulanarak hacimleri küçültülemez, bazı
katılar elektriği iletir bazıları iletemez;
• bazı katılar bıçakla kesilebilecek kadar yumuşak (alkali
metaller)
• bazıları çok serttir (elmas, silisyum karbür gibi).
• Bu özelliklerin sebeplerinden birincisi kristali oluşturan
taneciklerin farklı olması, ikincisi ise kristallerin farklı
geometrik yapıya sahip olmasıdır.
• Katılar, katıyı oluşturan birimler (tanecikler) ve
aralarındaki bağlar yönünden metalik, iyonik, moleküler
ve ağ örgülü katılar olmak üzere dört gruba ayrılırlar

İyonik Katılar
• Artı ve eksi yüklü iyon taneciklerinin birbirlerini
çekmesiyle oluşan katılardır.
• Bu iyonlar, kolay elektron veren metal atomları
ile bu elektronları kolayca alabilen ametal
atomlarıdır.
• Hem iyonlar arası ve hem de katıda tanecikleri
bir arada tutan kuvvetler iyonik bağdır.
• Örneğin, NaCl katısı, artı yüklü sodyum iyonları
ile eksi klor iyonlarının elektrostatik olarak
birbirlerini çekmesiyle oluşan iyonik bağ
nedeniyle, belirli bir geometrik şekle göre
istiflenerek oluşur.

İyonik Katılar
• İyonik katıların ısı ve elektrik iletkenlikleri
yoktur. Katı halde tanecikler hareketsiz
olduğundan ısıyı iletmezler.
• Isıtıldıkları zaman ya erirler ya da bozunurlar.
• İyonik katılarda değerlik elektronları atomlar
tarafından çok sık tutuldukları için hareketli
elektronlar içermezler ve elektrik iletkenlikleri
yoktur.
• Sıvı halleri ve çözeltileri elektriği iletirler.
• Sıvı hallerinde ve çözeltilerinde iyonlar
serbestçe hareket ettiklerinden elektrik akımını
bu iyonlar aracılığıyla iletirler.

. İyonik bir katının baskıyla şeklinin
değişmesi
Dışardan yapılan bir baskı kristal yapıdaki
yük dengesini bozacağından kristal
parçalanır. Bu nedenle iyonik katılar sert ve
kırılgandırlar.

II. Sınıf İletkenler
• Elektrik akımını hareketli iyonlar tarafından
ileten maddelere II. sınıf iletkenler denir.

Metalik Katılar
• Metalik katılar, eksi yüklü elektron denizine
daldırılmış artı yüklü iyonlardan oluşmuştur.
• Metal atomları bu elektron denizi içinde, belirli
bir geometrik şekle göre bir arada bulunurlar.
Metalik katılarda bir arada bulunan birimler artı
yüklü metal iyonlarıdır.

I.sınıf iletenler
• Metalik katıların çok iyi ısı ve elektrik
iletkenlikleri, tel ve levha haline
getirilebilmeleri hareketli elektron denizi
modeliyle açıklanır.
• Elektron denizindeki elektronlarının serbestçe
dolaşımları nedeniyle ısı ve elektriği bir
tarafından diğer taraflarına kolayca iletebilirler.
• Elektriği elektronlar aracılığıyla ileten
iletkenlere I.sınıf iletenler denir.

• Bazı metal kristallerinde tanecikler arasında
kovalent bağ bulunur ve bu katılar çok
serttirler.

Metalik bir katının baskıyla şeklinin
değişmesi
Dışardan yapılan bir baskı anında artı yüklü
iyonlar elektrik yük dengesini bozmadan yer
değiştirebildiklerinden metaller tel ve levha
haline getirilebilirler.

Moleküler Katılar
• Bu katılarda katıyı oluşturan birimler ametal
atomlarından oluşmuş moleküllerdir.
• Molekül içindeki atomlar arasında kovalent bağ
vardır.
• Ancak molekülleri bir arada tutarak katının
oluşmasını sağlayan bağ:
• moleküller polar ise dipol-dipol etkileşmesi
(buz kristalinde olduğu gibi) ve
• moleküller apolar ise Van der Waals
kuvvetleridir (Naftalinde (C10H8), fosforda (P4),
kükürtte (S8), şekerde (C12H22O11) olduğu gibi).

Moleküler Katılar
• Hiçbir fiziksel halleri ısı ve elektriği iletmez.
• Isıtıldıkları zaman ya erirler (naftalin) ya da
bozunurlar (şeker).
• Erime noktaları genellikle düşüktür.
• Moleküler katılarda değerlik elektronları
molekül içinde sıkıca tutulduğundan (kovalent
bağ) katı içinde hareket edemezler ve elektrik
iletkenlikleri yoktur.

Moleküler Katı
• Titantetraklorür suyla beyaz renkli titandioksiti
oluşturmak üzere reaksiyon veren bir sıvıdır.
• 136 C’de kaynar ve -25 C’da donarak bir
moleküler katı oluşturur.
• Uygun şekilde dişarıya püskürtüldüğünde
duman oluşturur ve gökyüzüne yazı yazmakta
da kullanılır.
• TiCl4 + 2H2O → 4HCl + TiO2

Bazı Moleküler Katılar
Buz kristali Kükürt molekülü

Ağ Örgülü Katılar
• Bu katılarda katıyı oluşturan birimler ametal
atomlarıdır ve aralarındaki bağ ise kovalent
bağdır.
• Bu tür katılarda değerlik elektronları atomlar
tarafından sıkı bir şekilde tutulduklarından
(kovalent bağ) katı içinde serbestçe
dolaşamazlar ve elektriği iletmezler (grafit
hariç).
• Erime noktaları çok yüksektir (1000°C’in
üzerinde) ve ısı iletkenlikleri de yoktur.
• Bu tür katılara en iyi örnek karbonun
allotropları olan elmas ve grafittir.

Elmas
• Elmas saydam, ışığı çok iyi
kırma özelliğine sahip, elektriği
iletmeyen kimyasal maddelere
karşı çok dayanıklı ve bilinen en
sert maddedir.
• Elmasta her bir karbon atomu
sp3 hibrit orbitalleriyle dört
karbon atomuna σ-bağları ile
bağlıdır.
• Böyle bir bağlanmada tüm
atomlar birbirlerine kovalent
bağlarla bağlı olduklarından
serbest elektronlar bulunmaz.
• Bu nedenle elektriği ve ısıyı
iletmezler.

Grafit
• Grafit ise gri-siyah renkte,
elektriği çok iyi ileten ve çok
yumuşak bir maddedir.
• Grafitte her bir karbon atomu
sp2 hibrit orbitalleriyle üç
karbon atomuna σ-bağları ile
bağlıdır.

• Bu bağlanma sonucunda her bir karbon
atomunda bağ yapmamış bir p orbitalinde
serbest birer elektron kalır ve bu elektronlar
komşu karbon atomları arasında rezonans
halinde п-bağlarının oluşmasını sağlar.
• Bu bağlanmalar sonucunda grafit, hekzagonal
karbon atomları halkalarının oluşturduğu
tabakalardan meydana gelmiştir.

Grafit
• Bu tabakalar arasında da oldukça
zayıf olan van der Waals kuvvetleri
vardır.
• Bu nedenle tabakaları birbiri
üzerinden kaydırmak oldukça kolay
olduğundan, grafit yumuşak ve
kaygan hissi veren bir katıdır.
• п-bağı elektronlarının rezonans
halinde olması nedeniyle, bu
elektronlar katı içinde rahatlıkla bir
taraftan diğer tarafa doğru hareket
edebilir ve bu da grafite ısı ve elektrik
iletkenliği sağlar.

Karbonun Allatropları

Kristal Yapıları
• Kristalli katılarda, tanecikler kristal örgüsü
içinde belirli bir geometrik şekle göre
istiflenirler.
• Kristal örgüsünün en küçük birimine birim
hücre denir.
• Birim hücrelerin üç boyutlu olarak yan yana
gelmesiyle katının kristali oluşur.
• Kristalli katılar için çeşitli kristal örgüleri
vardır. Bu kristal örgüleri Bravais örgüleri
denir.

Kristal örgüleri
• Kristal örgüleri, birim hücresinin üç kenar
uzunluğu ve kenarları arasındaki açılarla
tanımlanır. Kristal örgüleri, birim hücreyi temsil
eden geometrik şeklin köşelerine tanecikleri
temsil eden küçük daireler çizilerek gösterilir.
• Örgü birimlerinin en basit olanı kübik örgü
birimidir ve bütün kenarlar aynı uzunlukta olup,
kenarlar arasındaki açılar 90o'dir.
• Kübik örgü birimi de; basit, iç merkezli ve
yüzey merkezli olmak üzere üç çeşittir.

Lityum Metal Örgüsü

Kübik Örgüler
Basit Kübik Örgü İç Merkezli
Kübik Örgü
Yüzey Merkezli
Kübik Örgü

Kristalli Katıdaki Boşluk
• Kristalli bir katının kristal örgüsünün yapısı
bilinirse, kristalli katının ne kadarının boş
olduğu hesaplanabilir.
• Kristalli katılarda taneciklerin üç farklı kübik
örgü biriminde istiflenmeleri durumunda,
katıdaki boşluğun yüzdesi aşağıdaki gibi
hesaplanır.

• Bu hesaplama yapılırken kolaylık olması
açısından, kristal örgüsündeki taneciklerin aynı
büyülükte küreler (atomlar) olduğunu kabul
edilir.
• Gerçekte kristalli katılardaki tanecikler, hem
aynı büyüklükte değildir (NaCl'de Na+ ve Cl-
olduğu gibi) hem de küre şeklinde değildir
(Buzda tanecikler H2O molekülleri iken elmasta
C atomlarıdır.).

Basit Kübik Örgü
• Basit kübik örgüde, birim hücre
küp şeklindedir.
• Bu birim hücre üç boyutlu
olarak birbirlerine eklenirse,
kristal yapısı ortaya çıkar.
• Basit kübik örgüde birim
hücrenin (küpün) her köşesinde
bir atomun 1/8'i vardır ve
atomlar birbirine değmektedir.
• Bir küpte 8 köşe olduğuna göre,
1 birim hücrede 8x1/8 = 1 atom
vardır.

Basit Kübik Örgü

Basit Kübik Örgü
• Böyle bir durumda birim hücrenin bir kenar
uzunluğu, atomun yarıçapının iki katına eşittir.
• Atomun yarıçapı r ise, küpün bir kenarı 2r
uzunluğundadır.
• Küp içindeki atomun (küre şeklinde olduğu
kabul edilerek) hacmi ve küpün hacmi,

Basit Kübik Örgü
• Bir katının kristal yapısı, birim hücrenin üç
boyutlu olarak yan yana dizilmesinden
oluştuğuna göre, basit kübik örgüye göre
istiflenmiş bir katının %48'si boşluktur.

İç Merkezli Kübik Örgü
• İç merkezli kübik örgüde,
birim hücre küp
şeklindedir.
• Merkezli kübik örgüde
atomlar, küpün
köşelerinde ve
merkezindedir.
• Küp içinde 1 atom ve her
köşesinde 1/8 atom
bulunduğundan, 1 birim
hücresinde toplam 1+8
x1/8=2 atom vardır.

• Merkezli kübik örgüye göre istiflenmiş bir
katının %32'si boşluktur.

Yüzey Merkezli Kübik Örgü
• Yüzey merkezli kübik
örgüde atomlar, küpün
köşelerinde ve
yüzeylerindedir.
• Küpün her köşesinde 1/8
atom ve her yüzeyinde
1/2 atom vardır.
• Bir küpte 8 köşe ve 6
yüzey olduğundan, 1
birim hücrede toplam
8x1/8 + 6x1/2=4 atom
vardır.

Yüzey Merkezli Kübik Örgü

Yüzey Merkezli Kübik Birim Hücre

Yüzey Merkezli Kübik
• Yüzey merkezli kübik örgüye göre istiflenmiş
bir katının %26'si boşluktur.
• Kristalli katılan oluşturan tanecikleri birer küre
olarak düşünürsek, bu taneciklerin en sık
istiflenmesi yüzey merkezli kübik örgüde olur.
• Basit kübik örgüde ise küreler arası boşluklar
en fazladır.

Maddelerin İletkenliği
• Bir maddenin elektriği iletme yeteneği, onun
direnci ile ölçülür.
• Direnç ne kadar küçük olursa iletkenlik o kadar
iyi olur.
• Maddeleri akıma karşı gösterdikleri dirence ve
bu direncin sıcaklıkla nasıl değiştiğine göre
sınıflandırabiliriz.
• Yalıtkan, elektriği iletmeyen bir maddedir.
• Metalik iletken, sıcaklık arttıkça direnci artan
elektronik bir iletkendir.
• Yarı iletken, sıcaklık arttıkça, direnci azalan bir
elektronik iletkendir.
• Süper iletken, sıfır dirençle elektriği ileten bir
elektronik iletkendir.

Yarı İletken – Süper İletken

Yalıtkanlar
• Gazlar, iyonik ve ağ yapılı katıların, organik
bileşiklerin büyük bir çoğu moleküler veya
kovalent bağlı katı ve sıvılar yalıtkandır.

Metalik iletkenler ve yarıiletkenler
• Metalik iletkenler, tüm metalleri ve grafit gibi
bazı katıları içerir.
• Bir yarı iletkene örnek olarak az miktarda
arsenik veya indiyum içeren saf silisyum
kristali verilebilir.

Yarı iletkenler nerede kullanılır
• Diodlar, transistörler ve entegre devreler gibi
katı-faz elektronik cihazlarda yarıiletkenler
kullanılar.
• Silisyum esaslı yarı iletkenleri kullanarak güneş
ışığı elektrik enerjisine dönüştürülür.
• Güneş enerjisi elektronları bir iletkenlik
bandına doğru uyardığından, yarı iletkenler,
güneş enerjisiyle elektrik akımı oluşturur.

Yarı İletkenler ve Elektrik Enerjisi

Yakıt Hücresi ile Elektrik Elde Etme

Süper İletkenler
• 1987'ye kadar süper iletkenlerin çoğu mutlak
sıfır noktası civarına soğutulmuş metaller
(kurşun gibi) veya bileşiklerdi.
• Ancak 1987'de ilk kez yüksek sıcaklık süper
iletkenlerinden bahsedildi.
• Süper iletkenler 100 K de bile sıfır direnç
gösterir.

Alaşımlar
• İki veya daha fazla metalin karıştırılması ile
alaşımlar meydana gelir.
• Homojen alaşımlarda, farklı elementlerin
atomları düzgün bir şekilde yerleşmiştir.
• Pirinç, bronz ve darphane alaşımları, bu tür
alaşımlara örnek olarak verilebilir.
• Heterojen alaşımlar ise teneke-kurşun, lehim
ve diş doldurmada kullanılan cıva amalgam
gibi, farklı bileşimlerdeki kristal faz
karışımlardan oluşmuştur.

Yer Değiştirme Alaşımı
• Bakır atomları kübik sık istiflenir. Çinko atomları da bakır
atomları ile hemen hemen aynı büyüklükte olduklarından,
benzer özellikleri vardır.
• Bunun sonucu olarak kristal örgü de bazı çinko atomları,
bakır atomlarının yerini alabilir.
• Bir metalin atomlarının, başka bir metalin atomları ile yer
değiştirmesi sonucu oluşan bir alaşıma yer değiştirme
alaşımı denir.

Yer Değiştirme Alaşımları
• Atomların büyüklüklerinde ve elektronik
yapılarında küçük farklılıklar olduğundan, bu
tür alaşımlardaki atomlar kristal örgünün
şeklini bozar ve elektron akışını engeller.
• Yapı bozulduğu için atomların bir biri üstünden
kaymaları zorlaşır.
• Bu alaşımlar saf elemente göre daha az
elektriksel ve termal iletkenliğe sahiptir ve
daha sert ve sağlamdır.

Çelik ve Örgü Boşluğu Alaşımı
• Çelik, demirin % 2 veya daha az karbon içerdiği bir
alaşımıdır.
• Karbon atomları, demir atomlarından çok daha
küçüktür, bu nedenle kristal örgüde demir atomlarının
yerini alamazlar.
• Karbon atomları o kadar küçüktür ki bunlar, demir
örgüdeki boşluk ve çatlaklara yerleşirler.
• Bu da örgü boşluğu alaşımı olarak adlandırılır.

Çelik
• Boşluklarındaki atomlar, örgüyü oluşturan
atomların hareketlerine ve elektrik iletkenliğine
büyük ölçüde etki eder.
• Bu hareket kısıtlılığı, alaşımı metalden daha
sert ve sağlam yapar.
• Yüksek karbon çelikleri çok serttir ve eğer
ısıtılmazsa kırılır.
• Paslanmaz çelik, korozyona karşı dayanıklılık
kazandıran nikel ve krom gibi metallerle
demirin oluşturduğu bir alaşımdır.

Yarış bisikletleri
• Paslanmaz çeliğe diğer metallerin ilavesi
istenen özelliklerde ürünler elde edilmesini
sağlar.
• Yarış bisikletleri, demirin mangan, molibden ve
titan gibi metallerle oluşturduğu oldukça
sağlam, düşük yoğunluklu çeliklerden
yapılmıştır. Bu çeliğin mekanik darbelere
dayanıklılığı çok fazladır

Düşük Erime Noktalı Alaşımları
• Kurşun, kalay ve bizmutun düşük erime noktalı
alaşımları, bazı yangın söndürücü sistemlerde
kullanılan su püskürtücülerini kontrol etmede
kullanılır.
• Yangının ısısı, su su püskürtücüsünü aktive
eden alaşımı eritir ve böylece yangın
yayılmadan söndürülür.

Moleküllerin renkleri yoktur
• Hayvanların yedikleri gıdaların renklerinin,
neresinden çıkarsa çıksın, çıkan şeyin rengi ile
bir alakası yoktur.
• Buna en iyi örnek inektir.
• Bir ineğin en çok yediği yeşil renkli otlardır. Bu
otlar ineğin dört odalı midesinde çözülür ve
moleküllere ayrılır, Sütün renginin beyaz
olmasının nedeninin içinde çözünmüş halde
bulunan kalsiyum kasinat (caseinate)tır.

Dışkı niçin kahverengi,
• Dışkının kahverengi olmasının sebebi bağırsaklarda
hazmı sağlayan sıvılar, özellikler de safra suyudur. Safra
suyu aslında yeşil renktedir fakat gıdalarla karıştıkça
kahverengi renk alır. Bu nedenle dışkı bazen yeşilimsi de
olabilir. Çok az da olsa aldığımız gıdalar dışkının rengini
etkiliyebilir. Örneğin vücudumuz pancara koyu kırmızı
rengi veren maddeyi bazen parçalayamaz ve pancar
yedikten sonra dışkı kırmızımsı bir renk alabilir.
• Dışkıdaki renk, şekil ve kıvam değişikliklerinin çoğu son
zamanlarındaki bir beslenme değişikliği ya da geçici bir
sindirim bozukluğuna dayanır. Ancak eğer dışkı belirgin
bir şekilde normalden açık veya koyu renkte ise, ya da
kanlı ise, bu daha ciddi bir durumu gösterir, derhal
doktora başvurulmalıdır.

İdrar niçin açık sarı renktedir
• Vücudumuzu terk eden sıvı maddelerin, yani idrar ve terin
renginin de içilen sıvı rengi ve kimyasal yapısı ile bir alakası
yoktur.
• Sıvı veya katı olsun yemek borusundan içeri girip, sindirim
sistemimizi boydan boya geçen gıdalar eğer metabolizmada iyi
parçalamazlarsa bunun sonucu dışkıda görülebilir. Ama idrar
öyle değildir. İdrar metabolik artıkların dolaşım sistemi ile
taşınmasıyla böbreklerde oluşur.
• İdrarın normal rengi açık sarıdır. Bu renkteki değişiklikler
muhakkak bir şeylerin iyi gitmediğini gösterir.
• Bu durumda hemen doktora gitmek gerekir. İdrar kahverengi
veya kola renginde ise karaciğer veya safrakesesi problemi,
kırmızı ise enfeksiyon, iltahaplanma veya idrar sisteminde
kanama olabilir.
Ancak fazlaları vücuttan atılan vitaminler veya bazı doğal ve
suni gıda boyaları da idrarda bunlara benzer renk
değişikliklerine neden olabilir. Eğer idrarınızın rengi yeşil veya
mavi ise bu duruma hemen hemen kesinlikle gıda boyaları
neden olmuştur. Endişe edilecek bir durum değildir. Boyalar
zarar vermeden vücuttan çıkar.

Saçlarımız niçin beyazlaşıyor?
• Aslında bir saç teli, ortası boş olan ve içinde
melanin denilen boya pigmentleri bulunan bir
tüpten başka bir şey değildir. Genç yaşlarda bu
boşlukta saça renk veren melanini bir arada tutan
bir sıvı vardır.
• Yaşlandıkça derimiz saçlarımızı ve
vücudumuzdaki diğer kılları eskisi gibi sağlıklı
olarak üretemez. Kılların ortasındaki sıvı
kaybolur, boya hücreleri de tutunamadığından
sadece hava kalır.
• Saçlar boyasız hale gelir, beyaz renge yani asıl
rengine dönüşür.

Saçlarımız niçin beyazlaşıyor?
• Bütün saçlarımızın beyaza dönüşme süreci on
ila yirmi yıl sürebilir.
• Aslında her bir saç telinin rengi ya siyahtır
(sarı, kırmızı, kumral vs.) ya da beyaz.
• Yani her bir saç teli yavaş yavaş grileşip
beyazlaşmaz. Ancak bu süreç içinde hepsi aynı
anda beyazlaşmadığından, beyazların sayısı
arttıkça bütün saç gittikçe açılan gri renkte
görülür. İşin ilginç tarafı boya hücreleri bazen
üretime hız verirler. Gittikçe beyazlaşan saçlar
geçici bir süre tekrar biraz koyulaşmış gibi
görünebilirler.

Kraliçe Marie Antoinette’nin saçları
• İnsanlar arasında bir şok veya aşırı gerilim
geçiren birinin saçlarının bir gecede
bayazlaştığı, bir süre sonra da tekrar eski
rengine döndüğü söylenir. Hatta bazı tarihçiler
Kraliçe Marie Antoinette'nin giyotine gideceği
günün gecesinde saçlarının hepsinin bembeyaz
olduğunu yazarlar.

Saçların bir gecede beyazlaşması zor
• Saçların devamlı uzadığı, belirli bir süre sonra
dökülüp alttan yeni saç geldiği hatırlanacak
olursa, mevcut saçın değil, ancak yeni gelecek
saçın beyaz olabileceği, dolayısıyla saçların bir
gecede beyazlaşmasının mümkün olmadığı
görülüyor.
• Ancak bilim insanları bu olayın birkaç haftalık
bir süreçte olabileceğini söylüyorlar.

Saç Dökülmesi
• Troid bezi, şeker gibi hastalıklarda ve aşırı
stres veya şok gibi durumlarda kişinin renkli
saçları bu süreçte tamamen dökülebilir ve
geriye sadece daha önceden beyazlaşmış saçlar
kalabilir.
• Diğer saçlarla birlikte beyazların yerine de daha
gür ve siyah saçlar çıkabilir.
Saçların beyazlaşması insanlık tarihinde
nedense hep sorun olmuştur. Kimileri onu
olgunluğun ve bilgeliğin simgesi olarak
görürken, tarih boyu savaş kahramanları,
yaşlılığın ve güçsüzlüğün belirtisi olarak
görmüşler ve bir şekilde saçlarını
boyamışlardır.

Saç Şekli
• Saçlarımızın kıvırcık, dalgalı veya düz olmasını
da ebeveynlerimizden aldığımız genler
belirliyor.
• Kıvırcık bir saçı kestiğimizde kesitinin
dikdörtgene yakın olduğunu, dalgalı saçın elips,
düz saçın kesitinin ise daire olduğunu
görebilirsiniz.
• İşte bu saç kesitlerinden dolayı bazı saçlar
dümdüz uzarken bazıları hemen kıvrılmaya
başlar.
• Kıvırcık saçlılar, saçlarınızı boşuna ütülemeyin,
saçın yapısını yani kesitinin şeklini
değiştirmeden kalıcı bir düz saça sahip olmanız
mümkün değil.

Sıvı Kristal Ekran (LCD)
• Bu tür ekranların da dijital saat, hesap
makinesi, termometre vb bir çok yerde
kullanıldığını biliriz.

Sıvı kristaller
• Sıvı kristal terimi ilk bakışta garip gelebilir.
• Eskiden beri sıvının bir madde hali olduğunu
biliriz.
• Kristal ise yine maddenin bir hali olan katının
özel bir şeklidir.
• Bununla birlikte, sıvı kristal terimi doğru
terimdir ve maddenin sıvı ile katı arasındaki bir
durumunu belirtir.
• Sıvı kristaller, 100 yıl kadar önce bir rastlantı
sonucu keşfedilmiştir.
• Sıvı kristaller, sıvılar gibi akışkan ve katılar gibi
optik özelliklere sahiptirler.

Organik Bileşikler ve Sıvı Kristaller
• Sıvı kristallere en çok organik bileşiklerde rastlanır.
• Organik bileşiklerin yaklaşık %0,5 i sıvı kristal özelliği
gösterir.
• Ancak bileşiğin sıvı kristal özelliği gösterebilmesi için
silindirik biçimde (çubuk şeklinde), molekül kütlesi 200-
500 akb ve uzunluğu yarı çapının 4-8 katı olmalıdır.

Sıvı kristallerin biçimleri
• Sıvı kristallerin nematik (ipliksi) yapısında, çubuk
şeklinde moleküller paralel durumda düzenlenmişlerdir.
• Her yönde hareket edebilirler, yalnızca uzun eksenleri
etrafında dönebilirler. (Seyrek olarak doldurulmuş bir
kalem kutusunda belli bir kalemin hareketine benzer).

Simektik Biçim
• Simektik (gres benzeri) yapıda, çubuksu moleküller,
moleküllerin uzun eksenlerinin katman düzlemine ne dik
olduğu katmanlar halinde istiflenmişlerdir.
• Moleküller katmanlar içinde hareket eder, ama katmanlar
arasında edemezler.

Kolesterik Biçim
• Kolesterik biçim, nematik biçime
benzerse de bu yapıda moleküller
tabakalaşmıştır.
• Kolesterik yapıda her bir tabakadaki
moleküllerin yönelimi, alt ve üst
tabakadakilerden farklıdır.
• Fakat belli bir tabakalar demetinde her
özel yönelim yinelenir ve aynı yönelimde
molekül düzlemleri aralığı kolesterik sıvı
kristallerin ayırt edici bir özelliğidir.
• Bir sıvı kristal tarafından yansıtılan
ışığın bazı özellikleri bu karakteristik
özelliğe bağlıdır.

Kötü kolestrolün Damarlardan İyi kolestrol
tarafından taşınması

Kolestrol ile damarların tıkanması

Sıvı Kristal ekranlar, bir elektrik alanında sıvı kristallerdeki molekül
yönlenmelerinin değişmesi esasına dayanarak yapılmıştır.

Sıvı kristal ekranda:
A) en arkada gelen ışığı yansıtan ayna,
B) altında polarize film olan bir cam,
C) ön yüzeyinde indiyum-kalay olan elektrod yüzeyi,
D) tabaka halinde sıvı kristal maddesi,
E) altta dikörtgen şeklinde elektrod olan cam yüzey ve
F) ise öncekine (B de yüzeye) 90 derece açılı diğer polarize film
Vardır.

Sıvı Kristaller Nasıl Çalışır

Sıvı Kristaller ve Canlılar
• Sıvı kristaller canlı maddelerde yaygın biçimde
bulunur.
• Hücre zarları ve belirli dokular, sıvı kristal diye
tanımlanan yapılara sahiptir.
• Damar sertleşmesi, sıvı kristal kolestrol
bileşiklerinin toplanmasından meydana gelir.

SIVILAR
• H2O(katı) 0.9150 g/cm3
• H2O(sıvı) 1.0000 g/cm3
• H2O(gaz) 0.000804 /cm3

Sıvılar
• Maddelerin doğada katı, Sıvı ve gaz olmak
üzere üç fiziksel hali vardır (maddenin
dördüncü hali olan plazma çok yüksek
sıcaklıklarda bulunur.
• Maddelerin hal değiştirmeleri sırasında
ortamda iki hali (katı-sıvı, sıvı-gaz veya katı-
gaz) birlikte bulunur ve iki halin bulunduğu
heterojen bir karışım olarak düşünülebilir.

Hal - Faz
• Heterojen bir karışımın ayrı ayrı homojen
kısımlarına faz denir.
• Örneğin, katı halde bulunan bir madde erime
sırasında katı fazdan sıvı faza geçer.
• Erime tamamlandıktan sonra ise madde artık
sıvı haldedir.

Sıvı Hal
• Maddelerin üç fiziksel halinden biri olan sıvı
hal, gaz halinden katı hale geçişte ortaya çıkan
ara haldir.
• Bu nedenle, hem katı hem de gazlarda bulunan
bazı özelliklerin bir arada görüldüğü bir ara
durum olarak düşünülebilir. Sıvılar, moleküller
arasındaki düzen bakımından gazlarla katılar
arasında yer alır.
• Düzensiz yapıda olan gaz soğutulursa
moleküllerin kinetik enerjileri azalır,
birbirlerine yaklaşarak daha kararlı yapı olan
sıvı hali oluştururlar.

• Sıvı haldeki moleküller arasındaki çekim
kuvveti gaz halindekinden fazla ve katı
halindekinden azdır.

Moleküllerin Enerjisi
• Bir saf maddenin sıvı hali, katı ve buhar hali ile
karşılaştırılırsa; sıvıyı oluşturan moleküllerin
enerjisi katı fazdakinden fazla, buhar
fazındakinden azdır.
• Sıvı molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri
katılarınkinden az, buhardakilerden fazladır.
• Sıvı moleküllerinin kararlılığı, katılardakinden
az, buharınkinden fazladır.
• Sıvı molekülleri arasındaki uzaklık,
katılarınkinden fazla (su hariç), buharınkinden
azdır.

Sıvıların Özellikleri
• Sıvı hal, taneciklerin en düzenli halde bir arada
bulunduğu katı hal ile, gelişi güzel Brown
hareketleri yapan buhar hali arasında kalan bir
özelliğe sahiptir.

Sıvıların katı halleri ile karşılaştırılması
• Sıvılar katılar gibi sıkıştırılamazlar,
konuldukları kaplarda daima belirli bir hacim
kaplarlar ve kabı bütünüyle dolduramazlar.

Sıvılara basınç ve sıcaklığın etkisi
• Çekim kuvvetleri nedeniyle molekülleri
arasındaki boşluklar az olduğundan ve
neredeyse birbirleri üzerinde bulunduklarından
basınç artışıyla sıvı hacminde ölçülebilir bir
hacim azalması meydana gelmez.
• Genellikle sıvıların sıcaklıklarının artması ile
hacimlerinde çok az da olsa bir artma
olduğundan, sıcaklık artışı ile yoğunlukları
azalır.

Sıvıların Gaz Halleri ile Karşılaştırılması
• Sıvıların belirli bir şekilleri ve yüzeyleri yoktur,
konuldukları kabın şeklini alırlar.
• Sıvıda moleküllerin hareketli olması nedeniyle
birbirlerinin üzerinden kayarak bulundukları
kabın şeklini aldıklarından belli bir şekilleri
yoktur.
• Birbiri içerisinde çözünebilen iki sıvı bir araya
getirilince sıvı molekülleri, gazlarda olduğu gibi
birbiri içinde yayılırlar.

Ortalama Serbest Yol
• Sıvılarda taneciklerin enerjileri ve aralarındaki
boşluklar gaz hale göre daha az olduğundan,
yayılmaları gazlardakine göre çok yavaş olur.
• Sıvı molekülleri birbirleri içinde yayılırlarken
aynı zamanda birbirleri ile çarpışırlar.
• Moleküllerin art arda iki çarpışması sırasında
alınan yola ortalama serbest yol denir. Sıvılarda
birim zamanda daha çok çarpışma olduğundan,
ortalama serbest yol gazlarınkinden çok
kısadır.

• Birbiri ile karışan iki sıvının moleküllerinin
büyüklükleri çok farklı ise, küçük moleküller
büyük moleküllerin arasındaki boşluklara
gireceğinden toplam hacim beklenenden az
olur.

Yüzey Gerilimi
• Sıvı kitlesi içindeki moleküller yüzeydekilere oranla
kendilerini çekecek daha çok komşuya sahiptirler.
• Komşu moleküllerin çekiminin bu şekilde artması, içteki
molekülü yüzeydekinden daha düşük bir enerji düzeyinde
tutar.
• Sonuç olarak, olabildiğince çok molekül sıvı kitlesi içine
gitmeye çalışır ve olabildiğince az molekül yüzeyde kalır.
Yüzeydeki moleküller yalnızca
yüzeydeki diğer moleküller ve yüzeyin
altındaki moleküller tarafından çekilir.
Oysa, içteki moleküller her yöndeki
komşu moleküller tarafından çekilir

Yüzey Gerilimi
• Sıvılar yüzey alanlarını minimumda tutma
eğilimindedirler.
• Bu durum, küresel yağmur damlaları
oluşumunda açıkça görülür. Küre, öteki
geometrik yapılardan daha düşük bir
alan/hacim oranına sahiptir.

Yüzey Gerilimi
• Sıvı molekülleri arasındaki çekim kuvvetinden yani,
kohezyon kuvvetlerinden kaynaklanan sıvıların bir başka
özelliği de yüzey gerilimidir.
• Sıvının ortasındaki bir molekül diğer moleküllerin her
yönde eşit ölçüde çekmelerinden dolayı moleküle etki
eden kuvvetler birbirini dengelemektedir (İç kısımdaki
moleküllere etki eden kuvvetler birbirini
dengelemektedir).

Yüzey Gerilimi
• Sıvı yüzeyindeki moleküller ise alttaki ve yanlarındaki sıvı
moleküllerince kuvvetli bir şekilde çekilirken, üst taraftaki
buhar molekülleri ve havayı oluşturan moleküller
tarafından çok az çekildiklerinden, yüzeydeki moleküllere
etkiyen kuvvet dağılımı dengesizdir.
• Yüzeydeki bir sıvı molekülü sadece alt taraftaki ve
yanlardaki sıvı moleküllerinin çekim etkisinde oldukları
kabul edilir.

Yüzey Gerilimi
• Bu nedenle, yüzeydeki moleküller içteki
moleküllere göre birbirine daha fazla yaklaşır,
yüzeyde bir büzülme ve küçülme meydana
gelir.
• Bu durum yüzeyde bir molekül zarı meydana
getirir. Oluşan bu zar sıvının içinden dışarı
çıkacak ve dışından içine girecek herhangi bir
cisme veya taneciğe bir direnç gösterir.
• Bu dirence, sıvının yüzey gerilimi denir.
Sıvıların yüzey gerilimi, sıcaklık yükseldikçe
kohezyon kuvvetlerinin küçülmesi nedeniyle
azalır.

Su Yüzeyinde Yürüyen Böcek

Çelik suda yüzermi

Kohezyon ve Adezyon Kuvvetleri
• Bir kap içerisinde bulunan sıvıların yüzeylerinin
şekli kohezyon ve adezyon kuvvetlerinin
büyüklüğüne bağlıdır.
• Kohezyon kuvvetlerinin adezyon
kuvvetlerinden büyük olması, sıvı yüzeyinde
dışa doğru bir kavis oluştururken, adezyon
kuvvetlerinin büyük olması durumunda içe
doğru bir kavis oluşur.
İncelediğimizde suyun
içe, cıvanın ise dışa
doğru kavisli olduğunu
görürüz.

Adezyon ve Kohezyon Kuvvetleri
• Aynı cins tanecikler (sıvı-sıvı) arasındaki çekim
kuvvetine kohezyon kuvvetleri ve farklı cins
tanecikler (sıvı-kap yüzeyi) arasındaki çekim
kuvvetine adezyon kuvvetleri denir.
• Adezyon ve kohezyon kuvvetleri sıvıların
viskozluğunu, yüzey gerilimini ve yüzeylerinin
şeklini etkileyen faktörlerdir.

Su ve cıvanın yüzey şekilleri
• Su molekülleri ile cam molekülleri
arasındaki çekim (adezyon) kuvvetlerinin
suyun kendi molekülleri arasındaki çekim
(kohezyon) kuvvetlerinden büyük olması
suyun tüpte cam tarafından yukarı doğru
çekilmesine neden olur ve yüzeyde içe
doğru bir kavis oluşur.
• Cam tüp içerisindeki cıvada ise kohezyon
kuvvetlerinin adezyon kuvvetlerinden
büyük olması nedeniyle, cıva molekülleri
birbirlerini camdan daha fazla çekerler ve
dışa doğru bir kavis oluşur.

• Yüzey gerilimi sıvı yüzeyindeki enerji
seviyelerini minimuma dönüştürmeye
meyillidir. Bu nedenle sıvı damlaları küresel
olur.

Yapraklarda Su Damlacıkları
• Yaprakların mumlu yüzeylerindeki su damlacıklarının
küreye yakın biçim alması, yüzey geriliminin bir
sonucudur.
• Su damlacıkları yerçekimi etkisiyle hafifçe düzleşir.
Buz şeklinin dalda görünüşü

Lateks Küreleri
• Uzay mekiği çalışmalarında üretilen lateks küreleri.
• Yarı çapları 0,01 mm olan mükemmel kürelerdir ve
yerçekimsiz ortamda (uzayda) oluşmuşlardır.
• Bu küreler toz halindeki ilaçların parçacık boyutlarını
ayarlamak için kullanılmaktadır

Yüzey geriliminin sıcaklıkla değişimi

Bazı sıvıların yüzey gerilimleri

Kapiler Etki
• Dar borularda, adezyon kuvvetleri,
kohezyon kuvvetlerinden yeterince
büyükse, örneğin sıvı su sütunu
kendiliğinden yükselir.
• Geniş borularda, adezyon kuvvetleri
de zayıfsa, sıvının yükselmesi çok az
olur; hatta alçalma gözlenebilir.
• Kapiler etki, bir kağıt havlunun suyu
emmesinden kısmen sorumludur.

Cıva ve Kapiler Tüp
• Suyun yerini sıvı cıvanın alması durumunda ise
bu sıvı yüzeyi dış bükeydir. Yani dışa doğru
bombeleşir.
• Cıva da kohezyon kuvvetleri Hg atomları
arasındaki kuvvetli metalik bağlardan meydana
geldiğinden cıva cam kılcal tüpte, kılcalın
dışındaki cıva düzeyinden daha aşağıda bir
düzeye sahip olur.

Yüzeyin Islatılması
• Bir sıvı damlası bir yüzey boyunca bir film halinde
yayılırsa, sıvının bu yüzeyi ıslattığı söylenir.
• Sıvı damlasının bir yüzeyi ıslatması ya da yüzeyde
küresel damla halinde kalması kohezyon ve adezyon
kuvvetlerine bağlıdır.
• Eğer kohezyon kuvvetleri adezyon kuvvetlerinden daha
büyükse damla biçimini korur.
• Eğer adezyon kuvvetleri yeterince büyükse damlanın
dağılması sırasında yapılan iş, sıvının bir film halinde
yayılması için gereken enerjiyi karşılar. Su, cam ve bazı
dokumaların yüzeylerini ıslatır.
• Suyun bir temizlik aracı olarak kullanılmasında bu özellik
rol oynar.

Temizlik
• Eğer cam bir sıvı yağ filmiyle kaplanırsa, su
artık bu yüzeyi ıslatamaz. Damlacıklar cam
üzerinde durur.
• Laboratuarda cam malzemeyi yıkadığınız
zaman eğer su cam üzerinde düzgün bir film
oluşturuyorsa işimizi iyi yapmışız demektir.

Islatma Maddeleri
• Suyun yüzey gerilimini düşüren ve onun çok kolay
yayılmasını sağlayan maddelere ıslatma maddeleri denir.
• Bunlar bulaşık yıkamadan tutun da endüstriyel süreçlere
kadar pek çok uygulamada kullanılırlar.
• Bir süngerin sıvıyı emme etkisi, selüloz lifli materyallerin
içindeki kılcal borularda suyun yükselmesine dayanır.
• Suyun toprakta yükselmesi de kısmen kılcallık etkisine
dayanır.

Suya deterjan katılmasının iki etkisi
• Birincisi deterjan çözeltisi yağı çözerek yüzeyi temizler.
• İkincisi deterjan suyun yüzey gerilimini düşürür.
• Yüzey geriliminin düşmesi, damlanın filme dönüşmesi
için gereken enerjinin düşmesi anlamına gelir.

Hücre zarı

Sabunun Yağı Temizlemesi

Kumaş Yumuşatıcı

Viskozite
• Sıvıların akmaya karşı gösterdiği dirence viskozite,
bunun tersine ise akıcılık denir.
• Sıvıların viskozluğu moleküller arasındaki çekim
kuvvetinin, bir başka deyişle temasta olan sıvı tabakalar
arasındaki iç sürtünmenin bir ölçüsüdür.

Viskozite Ölçüm Cihazı

Su baldan daha hızlı birleşir
İki yüzen sıvı
damlasının birbiriyle
birleşerek tek damla
olması hızı viskozite
ile ilişkilidir. Örneğin
su baldan daha hızlı
birleşir.

Küçük ve küresel moleküllerden
oluşan sıvıların viskozluğu küçüktür
• Bir sıvının viskozluğu o sıvının molekül kütlesi
ve moleküllerinin geometrik yapısı ile büyük
ölçüde değişir.
• Büyük ve gelişi güzel molekül yapısına sahip
sıvıların viskozluğu büyük iken, küçük ve
küresel moleküllerden oluşan sıvıların
viskozluğu küçüktür.

Sıcaklık Artışı ve Vizkozite
• Genel olarak bir sıvının sıcaklığının
yükselmesiyle, moleküllerin kinetik enerjileri
artacağından, kohezyon ve adezyon kuvvetleri
azalır ve buna bağlı olarak da sıvının viskozluğu
azalırken akıcılığı artar.
• Basınç artışı ise sıvının viskozluğunu
arttırırken, akıcılığını azaltır.

Buharlaşma
• Yüzeye yakın ve yüzeye dik doğrultuda hareket
eden ve enerjileri buharlaşmak için gereken
enerjiye eşit veya daha fazla olan moleküllerin
sıvıdaki çekim kuvvetlerini yenerek sıvıdan
ayrılmalarına buharlaşma denir.

Buharlaşan Sıvının Çevreden Isı Alması
• Buharlaşan sıvının çevreden ısı alması
– denizden çıkan bir kişinin üşümesini,
– kolonya ile yıkanan ellerin soğumasını,
– bir testiden sızan suyun buharlaşarak testideki suyu
soğutmasını,
– kesilmiş karpuzun güneş altında soğumasını
sağlar.

Aseton, Su ve Cıva
• Sıvısıyla dinamik dengede bulunan bir buharın
oluşturduğu basınca buhar basıncı denir.
• Oda sıcaklığında yüksek buhar basıncına sahip sıvılara
uçucu, çok düşük buhar basıncına sahip olanlara da
uçucu olmayan sıvılar denir.
• Bir sıvının uçucu olup olmaması moleküler arası
kuvvetlerin büyüklüğüne bağlıdır.
• Bu kuvvetler azaldıkça uçuculuk artar (buhar basıncı
büyür). Dietil eter, aseton uçucu sıvılardır.
• Su orta uçuculukta bir sıvıdır.
• Uçucu olmayan sıvılara bir örnek cıvadır.

Buhar Basıncı
• Herhangi bir sıcaklıkta sıvısı ile dengede bulunan buharın
basıncına, o sıvının buhar basıncı denir.
• Buhar basıncı sıvıdan sıvıya değiştiğinden, her sıvının
buhar basıncı farklı değerdedir.
• Sıvının molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri zayıf ise
moleküller sıvıdan daha az bir enerjiyle ayrılırlar.
• Bu nedenle belli bir sıcaklıkta buhar fazına geçen
molekül sayısı daha çok olacağından buhar basıncı da
daha büyük olur.
• Örneğin; 200ºC sıcaklıkta dietil eter'in buhar basıncı 422
mm Hg ve suyun buhar basıncı 17.5 mm Hg dır.
• Bu durum su molekülleri arasındaki çekim kuvvetlerinin
dietil eter molekülleri arasındaki çekim kuvvetlerinden
daha fazla olduğunu gösterir.

Buharlaşma ve Sıvıların Buhar Basıncı
• Bir sıvıyı oluşturan moleküllerin ortalama
kinetik enerjileri sıcaklık artışı ile artar ve sıvı
molekülleri arasındaki çekim kuvvetini yenecek
seviyeye ulaşınca, moleküller sıvı fazdan ayrılıp
buhar fazına geçerler ve sıvı kaynamaya başlar.
• Bazı moleküller kaynama olmadan da
buharlaşabilirler. Çünkü bir sıvıdaki
moleküllerin hepsinin kinetik enerjileri aynı
değildir.

Sıvı ve Çevresi
• Buharlaşma sırasında yüksek enerjili moleküllerin
sıvıdan ayrılmasıyla, geride kalan sıvı moleküllerinin
ortalama kinetik enerjileri azalır ve sıvının sıcaklığının
düşmesi beklenir.
• Eğer sıvı çevresiyle ısı alışverişinde bulunabiliyorsa,
kaybettiği enerjiyi çevresinden alır ve sıcaklığında bir
değişme olmaz (Ancak bulunduğu ortamın sıcaklığında
bir miktar düşmeye neden olur.).
• Sonra yüksek enerjili moleküller yine buharlaşır, sıvı yine
dışardan ısı alır ve bu olay sıvının tamamı tükenene
kadar devam eder. (Bir bardaktaki suyun zamanla
azaldığını hepimiz biliriz.).

Açık Yüzey Buharlaşma Havuzu
• Metrekarede Kilogram Olarak Günlük
Buharlaşma Miktarını Ölçer

Helyograf (Günlük Güneşlenme Süresini Ölçer)

Civalı Barometre (Basınçölçer)

Anemometre (Rüzgar Ölçer)

Termograf ve Higrograf
(Yazılı Sıcaklık Ölçer ve Yazılı Nem Ölçer)

Plüviyograf (Yazıcılı Yağış Ölçer)
(Bir Metrekareye Düşen Yağışı Kilogram
Olarak Ölçer)

Molar Buharlaşma Entalpisi
• Sabit bir sıcaklıkta sıvının bir molünün
buharlaşması için harcanan enerji miktarına
sıvının o sıcaklıktaki molar buharlaşma
entalpisi veya molar buharlaşma ısısı denir.
• Bu enerji moleküller arasındaki çekim
kuvvetlerini yenmeye ve oluşan buharın
genleşmesi için dış basınca karşı yapılan işe
harcanmaktadır.
• Örneğin, suyun 100°C'ta molar buharlaşma
entalpisi 9,72 kcal·mol-1'dir.

Yoğunlaşma
• Buhar fazındaki moleküllerin içinde de enerjisi
ortalama kinetik enerjisinden çok büyük ve çok
küçük olan moleküller vardır.
• Bu moleküller kabın çeperlerine çarptıkları gibi
sıvının yüzeyine de çarparlar ve enerjisi düşük
olanlar çekim kuvvetlerini yenemeyip sıvı faza
geçerler. Bu olaya yoğunlaşma denir.

Denge
• Başlangıçta buhar fazındaki sıvı moleküllerinin
sayısı az olduğundan, yoğunlaşma hızı çok
yavaş, buharlaşma hızı fazladır.
• Bu nedenle zamanla manometrenin basıncı
artar. Öyle bir an gelir ki birim zamanda sıvıyı
terk eden (buharlaşan) molekül sayısı, birim
zamanda sıvı ya dönen (yoğunlaşan) molekül
sayısına eşit olur.

• Buharlaşma ve yoğunlaşma arasında
• H2O (s) → H2O (b)
dinamik dinamik dengenin kurulmasından
itibaren sıvı ve buhar fazındaki molekül sayısı
sabit kalır.

Yoğunlaşma
Su buharı molekülleri birbirne çarptığında birbirlerine
yapışmamazlar çünü buharlaşma sırasında oldukça
yüksek enerji almışlardır. Ancak havada bir toz yığını
bulduklarında bu daha büyük parçacığa enerjisini
bırakabilir ve onun yüzeyine yapışabilir. Kümeleşme
başlar ve bir süre sonra yağmur oluşur.

Sıvı Buhar Dengesi
• Sıvının sıcaklığı değişmediği sürece buhar
basıncı da değişmez.
• Sıvının sıcaklığı arttırılırsa buharlaşmak için
gerekli ve daha fazla enerjili olan moleküllerin
sayısı artacağından buharlaşan moleküllerin
sayısı artar ve sıvı-buhar dengesi yeniden
kurulur.
• Fakat yeni denge durumunda buhar fazında
eskisine göre daha çok molekül bulunacağından
sıvının buhar basıncı da bir miktar artar.
• Tersine sıvının sıcaklığı düşürülürse buhar
basıncı da düşer.

Kritik Sıcaklık - Kritik Basınç
• Bir sıvının sıcaklığı sürekli arttırılırsa yoğunluğu azalır.
• Bununla birlikte kapalı bir sıvı-buhar sisteminde sıcaklık
yükseldikçe buhar fazındaki moleküllerin sayısı
arttığından buharın yoğunluğu artacaktır.
• Sıcaklık artışıyla sıvının yoğunluğunun azalması ve
buharın yoğunluğunun artması her ikisinin de
yoğunlukları eşit oluncaya kadar devam eder.
• Yoğunluklar eşitlenince sıvı ile buhar fazını ayıran yüzey
de ortadan kalkar ve sistem bütünüyle gaz fazına geçer.
• Sıvı ile buhar arasındaki sınırın ortadan kalktığı sıcaklığa
kritik sıcaklık, basınca da kritik basınç denir.

Kritik Sıcaklığın Üzeri
• Kritik sıcaklığın üzerinde sadece gaz vardır, bir başka
hale rastlanmaz.
• Bir madde kritik sıcaklığın üstündeyse, basınç
uygulayarak sıvılaştırılamaz.
• Madde, kritik sıcaklıkların altındaki sıcaklıklarda basınca
bağlı olarak gaz, sıvı veya katı halde bulunur.
• Maddenin buhar ile gaz molekülleri bir çok özellikleriyle
aynıdır.
• Aralarındaki tek fark, buhar molekülleri bulunduğu
sıcaklıkta basınçla sıvı hale dönebildikleri halde gaz
molekülleri bulundukları sıcaklıkta hiçbir basınçta sıvı
faza dönemezler.
• Kritik sıcaklıkta sıvı tamamen gaza dönüştüğünden, bu
sıcaklığın üzerinde sıvı özelliklerinden söz edilmez.

Üçlü Nokta
• Bir faz diyagramı üzerinde, üç fazın kesiştiği noktadır.
• Üçlü noktada üç faz beraberce dengede bulunur.
• Su için üçlü nokta, 4.6 Torr basınç ve 0.01 ºC sıcaklığın
karşıtıdır.
• Bu şartlar altında, üç fazın tümü (buz, sıvı ve buhar)
dinamik bir denge içinde bir arada bulunur.
• Üçlü noktada su molekülleri, sıvı oluşturmak üzere
buzdan ayrılır ve ayni hızla buz oluşturmak üzere geri
dönerler: Sıvı buharlaşır, buz süblimleşir ve aynı hızla
buhar yoğunlaşarak doğrudan buzu oluşturur.

T sabitse sıvının buhar basıncı m ve V ile
değişmez
• Sabit bir sıcaklıkta herhangi bir sıvının buhar basıncı
sıvının miktarının veya kabın hacminin değiştirilmesiyle
değişmez.
• Sabit bir sıcaklıkta sıvı-buhar dengesi kurulmuş olan bir
sistemde sıvının miktarı azaltılırsa, buharın birim
hacimdeki miktarı azalacağından sıvı-buhar dengesi
bozulur.
• Bu durumda buharlaşma hızı artar, bir süre sonra tekrar
denge kurulur ve buharın basıncı ilk basınca ulaşır.

• Sabit bir sıcaklıkta herhangi bir sıvının buhar
basıncı sıvının miktarı ve kabın hacminden
bağımsızdır.
• Sonuç olarak, bir sıvının buhar basıncı sadece
sıcaklıkla değişir.

Bağıl Nem, Sis, çiy ve Kırağılaşma
• Havadaki su buharının kısmi basıncının o
sıcaklıkta olması gereken buhar basıncına
oranına bağıl nem denir.
• Havadaki bağıl nem normalde en fazla %100
olmalıdır.
• Eğer %100'den büyük olursa sıcaklığa bağlı
olarak sis, çiy veya kırağılaşma olur.

Bağıl nem ve su buharı

Çiy Noktası (dew point)
• Havanın (basınç ve nem miktarı değişmeden)
soğuyarak havadaki bağıl nemin yüzde 100'e
ulaştığı sıcaklığa çiy noktası sıcaklığı denir.
• Sabahleyin havadaki su buharının yerde
yoğuşarak oluşturdukları su damlacıklarına çiy
diyoruz.
• Çiy, yer yüzeyi sıcaklığının havanın çiy noktası
sıcaklığına kadar soğuduğunda oluşur.

Bitki üzerinde daha fazla çiy oluşur.
• Bitkiler üzerlerindeki buharlaşma ve terleme
nedeniyle nemli yüzeylere sahiptir.
• Bu nedenle bitkilerin üzerinde çiy noktası
sıcaklığı daha yüksektir.
• Bu da neden bitki yüzeylerinde daha önce ve
daha fazla çiy oluştuğunu açıklar.

Metal yüzeylerinde de çiy daha kolay oluşur
• Otomobiller gibi metal yüzeyler çok hızlı bir
şekilde soğur.
• Bu nedenle metal yüzeyler çiy oluşabilen en
uygun yüzeylerdendir.
• Bununla birlikte çiy beton gibi hava sıcaklığını
uzun süre tutabilen yüzeylerde bu kadar kolay
oluşamaz.

Otların üzerindeki çiy iyi havayı müjdeler
• ‘Otların üzerindeki çiy iyi havayı müjdeler'
şeklindeki ipucu genellikle doğrudur...
• Eğer çiy oluştuktan sonra cisimlerin sıcaklığı
düşmeye devam ederse, çiy donarak ‘beyaz çiy'
olarak adlandırılan buz topaklarına dönüşür;
kırağıya değil.

Kırağı Nasıl Oluşur?
• Öncelikle yaygın ve yanlış olarak bilindiği gibi
çiy ve kırağı havadan yağmaz, havadan yere
düşmez.
• Kırağı, havadaki su buharının direkt olarak sıvı
hale geçmeden buza dönüşüp çok soğuk
yüzeyde birikmesiyle oluşur.
• Bunlar bir yağış türü de olmadığı için miktarları
meteorolojide ölçülmez.
• Sadece çisenti, yağmur, kar, dolu ve bunların
türevlerine yağış denir ve miktarları ölçülür.

Neden acı patlıcanı kırağı çalmaz
• Çiftçilerimiz, ‘Kırağı, meyve ağaçlarının çiçeğini
yaktı. Şeftali ağaçlarında yüzde 100, armut
ağaçlarında yüzde 70 - 80 hasar var' derler
çoğu zaman.
• Kırağının geceleri yaşandığını belirtir, tedbir
alamadıkları için de mahsulün yandığından
şikayet ederler.

Süblimleşme - kırağılaşma
• Buhar basıncı yüksek olan katıların bulunduğu ortamda
sıvılaşmadan buhar haline geçmelerine süblimleşme,
bunun tersi olan buhar halinden yine sıvı ara hali
atlayarak katılaşma olayına da kırağılaşma denir

Yoğunlaşma - Buharlaşma
• Bir maddenin gaz halinden sıvı hale geçişine
yoğunlaşma, sıvı halden buhar haline geçişine
de buharlaşma denir.
• Gazların diğer özelliklerini taşıyan, gazlar için
türetilmiş ideal ve gerçek gaz denklemlerine
uyan ancak sıcaklığı kritik sıcaklığın altında
olan akışkana buhar denir.
• Herhangi bir gazın sıcaklığı kritik sıcaklığının
altında ise, bu gaz için buhar ifadesi kullanılır.

Buharlaşan sıvı çevreden ısı alır
Bu nedenle:
– denizden çıkan bir kişi üşür,
– kolonya ile elleri yıkananın elleri soğur.
– Bir testiden sızan suyun buharlaşmasıyla testideki su
soğur,
– kesilmiş karpuz güneş altında bırakılırsa soğur

Buharlaşma Isısı
• Kaynama sıcaklığındaki 1,0 g sıvıyı buhar
haline getirmek için verilmesi gereken ısıya
buharlaşma ısısı denir.

Kırağı karasal iklimde sık görülür
• Kırağı karasal iklimin hüküm sürdüğü yerlerde
eylülden hazirana kadar sık sık görülür. Kasım
ayı Kuzey Yarım Küre genelinde kırağının en sık
görüldüğü aydır.
• Birikmeyle olan kırağı bitki örtüsünü, arabaları
vb. yerleri (eğrelti otu gibi) buz kristalleri ile
kaplar.
• Havadaki su buharı soğuk yüzeylerde birikerek
beyaz buz kristallerini oluşturur.
• Kırağı yeterli kalınlıktaysa, sanki etrafa hafif bir
kar yağmış gibi bir manzara oluşur.

Çiftçi ve meyve üreticileri için kırağı çok tehlikelidir
• Soğuyan hava, yoğunluğunun artmasından
dolayı yamaçlarda aşağı akarak vadi ve çukur
bölgelerde toplanır.
• Buralardaki bahçe ve tarlalar kırağıdan büyük
ölçüde etkilenir. Ağaçlarının alt dallarındaki
meyveleri kırağı çalması bu nedenle daha fazla
görülür.
• Çiy gibi kırağı da hasadı etkiler. Örneğin, kırağı
yemiş veya çiyli olarak toplanmış pamukların
çırçırlanması neticesinde kahverengiye
dönüşmesi önemli bir problemdir.

Kırağı (Örnek)
• Örneğin; 20 °C'ta havadaki su buharının kısmi basıncı
17,54 mm Hg iken sıcaklık aniden 10 °C'a düşerse bu
sıcaklıkta da kısmi basınç en fazla 9,21 mm Hg
olacağından kararsız bir durum ortaya çıkar.
• Böyle bir durumda basınç 9,21 mm Hg'ya düşünceye
kadar su buharı yoğunlaşır ve havada bulutlaşarak sis
oluşturur.
• Eğer sıcaklık aniden O°C'ın altına düşerse havadaki su
buharı donarak buz kristallerini oluşturur ve kırağı
oluşur

Süblimleşme

Süblimleşme
Katı iyot erime noktasının
(114 ºC) bir hayli altında bile
dikkate değer bir
süblimleşme basıncına
sahiptir. Burada 70 ºC
dolayında pembe iyot buharı
oluşmuştur. Erlerin soğuk
çeperlerinde katı iyot
kırağılaşır.

Kuru Buz (katı CO2)
• Katı karbondioksit açık bir kapta ısıtılırsa süblimleşir.
Erimez. Bu yüzden kuru buz diye adlandırılır
• Kuru buz, düşük sıcaklıklar sağlaması ve eriyerek sıvı
oluşturmaması nedeniyle, soğutma ve besin koruma
işlemlerinde kullanılır.

CO2 ile yangın söndürme
• 5.1 atm basıncın üzerinde CO2 elde edilir.
• Sıvı CO2 yangın söndürücülerde kullanılır. Bu yangın
södürücülerde maddenin üç hali ortaya çıkar.
• Yangın söndürücünün vanası açılarak sıvı CO2
bırakıldığında büyük bölümü hızla buharlaşır.
• Buharlaşma için gerekli ısı sıvı CO2 den alınır.
• Soğuyan bu sıvı CO2’in sıcaklığı donma noktasının altına
düşer ve katı CO2 “kar” haline gelir. Bu katı CO2’de hızla
süblimleşerek gaz halindeki CO2’ye dönüşür
• Bu olayların hepsi:
– 1. yangının çevresinde bir CO2 “örtüsü” oluşmasına ve
– 2. soğuma ile yangının sönmesine
yardımcı olur.

Kaynama

Kaynama Noktası
• Moleküller arası kuvvetler büyüdükçe kaynama
noktası artar.
– Dipol momentler ve böylece dipol-dipol
etkileşimlerinin gücü, hidrojen ve halojen atomları
arasındaki elektronegativite farkının artması ile artar.
– London kuvvetlerinin gücü ise elektron sayısının
artması ile artar.
– Moleküller arasındaki üçüncü etkileşim tipi, suya
olağanüstü özellik kazandıran hidrojen bağıdır.
Elektron sayısı farklı olan benzer bileşiklerin molar
kütlelerinin artması ile kaynama noktalarının artması
beklenir.

Kaynama ve Kaynama Noktası
• Sabit basınç altında bir sıvı ısıtılırsa verilen ısı sıvı
moleküllerinin kinetik enerjisini arttırmaya harcanır ve
sıvının sıcaklığı zamanla artar.
• Sıcaklık yükselince sıvının buhar basıncı artmaktadır.
• Sıcaklık artışıyla sıvının buhar basıncındaki artma, sıvının
buhar basıncı atmosfer basıncına eşit oluncaya kadar
devam eder.
• Sıvının buhar basıncı atmosfer basıncına eşit olunca,
sıvının her yerinde birden buhar kabarcıkları oluşur ve
kaynama başlar.
• Sıvının buhar basıncının atmosfer basıncına eşit olduğu
andaki sıcaklığına kaynama noktası veya kaynama
sıcaklığı denir.

Normal Kaynama Noktası
• Buhar basıncının, standart atmosfer basıncına
eşit (1 atm, 760 mmHg) eşit olduğu sıcaklığa
normal kaynama noktası denir.
• Yüksek rakımlarda dış basınç düşer, örneğin
1600 m. de dış basınç 630 mmHg’dır ve bu
basınçta su 95 ºC’de kaynar.

Moleküller Arası Kuvvetler (bağlar)
• Bu bağlar atomlar, moleküller yada iyonlar arasındaki bağlar olup
moleküller içi bağlardan (kovalent ya da iyonik) daha zayıftırlar.
• Moleküller arası zayıf kuvvetler, moleküllerin bir arada durmasını
sağlar.
• Katı ve sıvıların erime ve kaynama noktaları bu bağların kuvvetleri
ile orantılı değişir

Moleküller Arası Kuvvetler (bağlar)

Dipole-Dipole Etkileşimi
• Kısmı pozitif ve kısmı negatif yüklerden dolayı polar
kovalent moleküller arasında kalıcı dipole-dipole
etkileşimler olur.

Hidrojen Bağı
• Dipole-dipole etkileşimin özel bir durumudur. F, O, N
içeren polar kovalent moleküller ve H arasında olur.
• Hidrojen ve çok elektronegatif elementler arasında
sıradan dipole-dipole etkileşimden çok daha büyük
bir etkileşim vardır.

H bağı Van der Waals kuvvetlerinden
daha kuvvetlidir
• 4A grup elementlerinin (C, Si, Ge, Sn)
hidrür bileşiklerinde, molekül kütlelerinin
artması ile kaynama noktasının düzenli
olarak arttığı gözlenmektedir ki beklenen
de budur. Bunun sebebi ise giderek
büyüyen merkez atomdaki elektron sayısı
arttıkça moleküller arası van der Waals
kuvvetleri artar ve bu nedenle de kaynama
noktaları yükselir.
• Fakat 6A grup elementlerinin (O, S, Se, Te)
yaptığı hidrür bileşiklerin grafiğine bakacak
olursak H2O bileşiğindeki uyumsuzluğu
görebiliriz. H2O'nun kaynama noktası aynı
grup elementlerinin yaptığı bileşiklerden
daha düşük olması beklenirken daha
yüksektir. Bu durum ise H2O molekülünün
hidrojen bağı yapabilme özelliği ile
açıklanabilir. H bağı van der Waals
kuvvetlerinden daha kuvvetli olduğu için
kaynama noktasında ani bir yükselme
görülür.

H bağı Van der Waals kuvvetlerinden daha kuvvetli
• 5A grubundaki NH3, PH3 AsH3, SbH3 ve 7A grubundaki HF, HCl, HBr, HI
bileşiklerininde kaynama noktası, 6A grubu ile uyumludur.
• NH3 ve HF bileşikleri H bağı nedeni ile beklenen değerlerden sapma
gösterir.

Kaynama noktası büyük moleküllerde
yüksektir
• Molekül büyüklüğü arttıkça ve molekülde
dallanma azaldıkça Van der Walls kuvvetlerinin
gücü artar ve buna bağlı olarak da kaynama
noktasında yükselme görülür.

Düdüklü Tencere
• Düdüklü tencerelerin üzerindeki yay sisteminin
içteki basıncın belirli bir basınca ulaşmadan
buharın çıkışına izin vermediğinden, tencerenin
içindeki basınç atmosfer basıncından daha
yüksek olacaktır ve kaynama açık
tenceredekinden daha yüksek sıcaklıkta
olacaktır.
• Örneğin 2 atm basınç altında su 120 ºC’de
kaynar.
• Bu da yemeklerin açık tenceredekine göre daha
çabuk pişmesini sağlayacaktır.

Kaynama Noktası Tayini
İki molekül birbirine benzer, ama farklı
dipol· momentlere sahip ise, daha büyük
dipol momenti olanın, başka moleküllerle
daha güçlü bir şekilde etkileşmesi beklenir.
Hangi molekülün polar olduğuna karar
vermek için bağların dipol momentlerinin
birbirini götürüp götürmediğine bakmak
gerekir.
p-Dikloro benzendeki iki C-Cl bağı, benzen
halkasında karşılıklı olarak bulunur ve dipol
momentleri birbirini götürür.
o-dikloro benzen molekülü ise, iki C-Cl
bağının dipol momentleri birbirini
götürmediği için polardır.
o-dikloro benzen 180 °C,
p-Dikloro benzen 174 °C de
kaynar.

Aspirinin Kaynama Noktası Yüksektir
Salisilik asitte molekül içi
hidrojen bağı
Salisilik asidin para-hidroksibenzoik asit
İsimli izomerinde molekül içi hidrojen bağı
yoktur

Cis –Trans Moleküller ve K.N.
K.N. 32 ºC
K.N. 48 ºC
K.N. 60ºC
Cis formundaki yağ asitlerinin erime noktaları
trans formuna göre daha düşüktür, kaynama
noktaları da daha yüksektir.

Niçin Cis yağ asitlerinin erime noktaları trans göre daha
düşük, kaynama noktaları da daha yüksektir?
• Cis yağ asitleri doğrusal olmadıklarından birim
hacimde daha az molekül olması erime
noktalarının daha düşük olmasının en önemli
nedenidir.

Kaynama Ancak Açık Sistemlerdeki Sıvılarda Olur
• Kapalı bir sistemde sıvı-buhar sistemini ne
kadar ısıtılırsa ısıtılsın kaynama olmaz.
• Kapalı bir sistemde sıcaklığın artmasıyla sıvının
buhar basıncının artması nedeniyle sıvının
üzerindeki basınç da artacağından, sıvının
buhar basıncı hiçbir zaman üstteki basıncı
yenecek seviyeye ulaşamayacaktır.
• Kaynama ancak açık sistemlerdeki sıvılarda
olur.

Kağıt Bir Kapta Suyun Kaynaması

Kağıt Bir Kapta Suyun Kaynaması
• Boş bir kağıt bardak bek alevinde ısıtılırsa kısa
sürede tutuşur. Eğer kağıt bardak su ile
doldurulursa, içindeki su kaynadığı sürece
yanmadan ısıtılabilir.
• Bu olayın üç nedeni vardır:
– Suyun ısı kapasitesi büyük olduğundan, bekten gelen
ısı esas olarak bardağın değil suyun ısınmasına
harcanır.
– Su kaynadığı sürece, sıvıyı buhar haline getirmek için
büyük miktarda ısı (∆Hbuhar) gerekir.
– Bardakta su olduğu sürece, bardağın sıcaklığı suyun
kaynama noktasının üzerine çıkmaz.
• Kaynama noktasının 100 oC değil 99,9 oC olması
dış basıncın 1 atm den birazcık düşük olduğunu
göstermektedir.

Standart Kaynama Noktası
• Sıvıların 1 atm basınç altındaki kaynama
noktalarına standart kaynama noktası veya
standart kaynama sıcaklığı denir.

Aşırı Isınmış Sıvı
• Bir sıvı ısıtıldığında sıcaklığı kaynama
sıcaklığının üstüne çıkmasına rağmen
kaynamamışsa, bu sıvıya aşırı ısınmış sıvı
denir.
• Aşırı ısınma genellikle sıvı çok temiz ve
pürüzsüz bir kapta ısıtıldığı zaman görülür.
• Çünkü böyle bir kapta buhar kabarcıklarının
oluşumunu kolaylaştıracak pürüzler yoktur.
• Aşırı ısınma çok artarsa veya aşırı ısınmış
sıvının içine bir cisim daldırılırsa, aniden
patlama şeklinde kaynamaya başlar ve sıvının
sıcaklığı kaynama sıcaklığına düşene kadar
devam eder.

Süt Taşması ve Aşırı Isınmış sıvı
(devam)
• Bir tencerede ısıtılan sütün bir anda taşmaya
başlaması ve ısının kesilmesine rağmen
taşmanın bir müddet devam etmesi bu
nedenledir.
• Aşırı ısınmış sıvılar daima tehlikelidir.
• Bu durumla karşılamamak için yani sıvının
normal kaynaması için içine kaynama taşları
konulmalı veya sürekli karıştırılmalıdır.

Damıtma veya Destilasyon
• Sıvıların saflaştırılması için, ısıtılarak
buharlaştırılması ve buharının tekrar
soğutularak yoğunlaştırılması işlemi yapılır. Bu
işleme damıtma veya destilasyon denir.
Destilasyon işlemi atmosfer basıncı altında
yapılıyorsa, adi destilasyon, daha düşük
basınçta yapılıyorsa, vakum destilasyonu olarak
isimlendirilir.

Damıtma veya Destilasyon

It is composed of a very large
mixture of hydrocarbons
It was formed from the
remains of sea animals and
plants that died and were
buried millions of years
ago.
Ham petrol kalın siyah
viskozitesi yüksek bir
sıvıdır.

C
H
H
H H
Hidrokarbon molekülleri çoğunlukla karbon ve
hidrojen ihtiva eder, en basiti metandır.
CH4
Hidrokarbon
molekülleri

Damıtma
Benzin
Nafta
Uçak yakıtı, gaz yağ
dizel
Fuel oil, asfalt
LPG gazı

fractions
Dizel
benzin
Gaz yağı,
Uçak yakıtı
nafta,
polimer
endüstrisi
asfalt
Metan ve
benzeri
gazlar
LPG

Ağır bileşikler kulenin
altında birikir.
Bu bileşiklerin büyük
molekül ağırlığı vardır
ve çok az uçucudurlar.
En fazla uçucu olanlar.
(kaynama noktası en
düşük olanlar) kulenin en
tepesinden çıkarlar,
bunların metan gibi çok
küçük molekül ağırlığı
vardır.

Adi ve Vakum Distilasyon
• Kaynama sıcaklığında bozunmayan sıvılar adi
destilasyon, kaynama sıcaklığında bozunan
sıvılar için de vakum destilasyonu uygulanır.
• Vakum destilasyonunda sıvının üzerindeki
basınç vakum uygulanarak düşürülür ve daha
düşük sıcaklıkta kaynaması sağlanır.
• Yeterli miktarda vakum uygulanırsa, su oda
sıcaklığında bile kaynatılabilir.

Donma ve Donma Noktası
• Bir sıvıdan soğuk bir ortamda ısı çekilirse,
sıvının sıcaklığının azalmasıyla moleküllerin
kinetik enerjileri de azalır ve daha yavaş
hareket etmeye başlarlar.
• Kinetik enerjisi çok az olan moleküller çekim
kuvvetlerinin etkisi altında belirli bir düzen
içinde istiflenmeye zorlanırlar ve sıvı donmaya
başlar.
• Sıvı fazdaki düşük enerjili moleküllerin donarak
katı faza geçmeleriyle sıvı da kalan
moleküllerin ortalama kinetik enerjisi
yükseldiğinden sıvının sıcaklığı bir miktar artar.
• Eğer sıvıdan ısı çekilerek soğutulmazsa donma
olayı durur.

Donma ve Donma Noktası
• Sıvının sıcaklığını yükselten donma olayı ile
sıvının sıcaklığını düşüren erime olayı birbirinin
etkisini yok edeceğinden sıvının sıcaklığı sabit
kalır.
• Donma olayında sıvı ile katı arasında bir denge
kurulur. Sıvı ile katının dengede olduğu sabit
sıcaklığa sıvının donma noktası veya donma
sıcaklığı denir.
• Eğer sıvıdan ısı çekmeye devam edilirse, donma
olayı hızlanır ve sıvının tamamı donana kadar
sıcaklık değişmez.
• Sıvı donarak katı fazı oluşturduktan sonra,
katıyı soğutulmaya devam edersek katının
sıcaklığı zamanla azalır.

Aşırı Soğumuş Sıvı
• Bir sıvı donma sıcaklığının altına kadar
soğutulduğu halde hala sıvı fazda kalabiliyorsa,
böyle sıvılara aşırı soğumuş sıvı denir.
• Böyle sıvılar biraz hareket ettirilir veya
içerisine küçük kristal parçaları atılırsa aniden
donar.
• Sıvının molekülleri ve viskozluğu ne kadar
büyükse, oluşacak kristal örgüsü ne kadar
karmaşık ise aşırı soğuma da o kadar belirgin
olur.

Donma - Erime
• Bir sıvının sıcaklığı düşürülürse, sıvıyı oluşturan
moleküllerin kinetik enerjisinin azalmasıyla
moleküller arası çekim kuvvetleri artar ve katı
hali oluşturur.
• Bu olaya donma denirken, katı halden sıvı hale
geçmeye de erime denir.
• Kinetik enerjisi azalan moleküller hareketsiz
hale geçerler ve katı fazı oluştururlar.

Erime Noktası
• Bir maddenin sıvısının donma
noktası ile katısının erime noktası
birbirine eşittir.
• Bir atmosfer basınç altında bir
sıvının katısı ile dengede bulunduğu
sıcaklığa standart donma (erime)
noktası veya standart donma
(erime) sıcaklığı denir.

Erime Isısı
• Erime sıcaklığındaki 1,0 g katıyı sıvı haline
getirmek için verilmesi gereken ısıya erime ısısı
denir.
• Kovalent bağlı bir bileşik, molekülleri
arasındaki zayıf bağ parçalandığında erir.
•

İyon bileşiği ise, kristal örgüler
halinde birbirlerine güçlü bağlarla
bağlı olan iyonlardan oluşur ve bu
bağların parçalanması daha fazla
enerji gerektirir. Bu nedenle iyon
bileşiklerinin erime noktaları
genellikle kovalent bağlı bileşiklerden
daha yüksektir.
Mum (kovalent bağlı bileşik) gaz
lambası kılıfından (iyon bileşiği) daha
düşük bir sıcaklıkta erir.
Oysa gaz lambasının kılıfı erimeden
akkor hale gelene kadar ısıtılabilir.

Molar Donma ve Molar Erime Entalpisi
• Donma noktasındaki bir mol sıvının katı faza
geçerken verdiği ısıya molar donma entalpisi
denir.
• Erime noktasındaki bir mol katının sıvı faza
geçerken aldığı ısıya ise molar erime entalpisi
denir.
• Molar donma ve erime entalpileri mutlak
değerce birbirlerine eşittir.

Öz Isı
• 1,0 g maddenin sıcaklığını 1°C arttırmak için verilmesi
gereken ısıya öz ısı denir.
• Öz ısısı farklı olan iki maddeye aynı miktarda ısı verildiği
zaman, öz ısısı küçük olan maddenin sıcaklığı daha fazla
artar.
• sıcak bir günde deniz suyunun sıcaklığının havanın
sıcaklığından soğuk olduğunu gözlemişsinizdir.
• Havanın sıcaklığı suyun sıcaklığından çabuk artmasının
sebebi, havanın ve suyun sıcaklığını aynı anda arttırmak
için havanın 1,0 gramına vermemiz gereken ısı
miktarının, suyun 1,0 gramına vermemiz gerekenden
daha az olmasıdır.
• Suyun ve havanın öz ısıları 1,0 ve 0,23 cal/g °C dir.

Öz Isı
• Maddenin katı, sıvı veya buhar fazında, sıcaklık
değişimi ile meydana gelecek ısı değişimi,
• Q = m C ∆T
eşitliğinden hesaplanır.
m, maddenin gram cinsinden kütlesi,
C, öz ısı
∆T ise, son ve ilk sıcaklıklar arasındaki farktır.

Örnek soru
• -10°C'taki 10 g buzu kaynama sıcaklığında tamamen
buharlaştırmak için ne kadar ısı gerekir. Buzun erime
noktası O°C, suyun kaynama noktası 100°C, suyun öz ısı
1,0 cal/g °C-1, buzun öz ısısı 0,5 cal/g °C-1 ve erime ısısı
80 cal/g ve suyun buharlaşma ısısı 539 cal/g °C-1 dir.
• Q1 = mCbuz ∆T = 10 g x 0,5 cal/g °C-1 [O - (-10)] °C = 50
cal
• Q2 = mLe = 10 g x 80 cal/g = 800 cal
• Q3 = mCsu ∆T = 10 g x 1,0 cal/g °C-1 x (100 - O) °C =
1000 cal
• Q4 = mLb = 10 g x 539 cal/g = 5390 cal
• Q = 50 + 800 + 1000 + 5390 = 7240 cal ısı verilmelidir.

SORULAR?
• Sıvılar ısıtıldıkları zaman hacimleri ölçülebilir miktarda
değişmez? Neden?
• Sıvı tanecikleri arasındaki çarpışma hızını gaz fazındaki
taneciklerin çarpışma hızı ile karşılaştırınız.
• Açık bir kaptaki sıvının buharlaştığı ortam soğur? Neden?
• Vücudu ıslak olan bir kişi rüzgarlı havada daha fazla üşür?
Neden?
• Çamaşırlar sıcak havada mı, yoksa düşük sıcaklıktaki rüzgarlı
havada mı daha çabuk kurur? Neden?
• Kesilmiş bir karpuz güneş altında soğur? Neden?
• Kapalı bir sistemde sıvısıyla dengede bulunan buhar için;
sistemin hacmi değiştirildiğinde neler değişir?
• Kapalı bir sistemde sıvısıyla dengede bulunan buhar için;
sistemin sıcaklığı değiştirildiğinde neler değişir?
• Sütün ısıtılırken köpürerek taşmasını nasıl açıklarsınız?
• Buz erirken ve su kaynarken sıcaklıkları niçin sabit kalır?
• Kırağı hangi mevsimlerde daha çok olur? .
• Sis nasıl oluşur ve hangi mevsimlerde daha çok olur?

Katılar ve Sıvılar

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Katılar ve Sıvılar

Similar to Katılar ve Sıvılar (20)

More from Prof.Dr. İbrahim USLU

More from Prof.Dr. İbrahim USLU (20)

Katılar ve Sıvılar