TYT Kimya Karışımlar Konu Anlatımı

Karışımlar

Karışımlar konusu, günlük hayatta karşılaştığımız maddelerin büyük çoğunluğunun neden saf madde olmadığını, bu maddelerin nasıl sınıflandırıldığını, bileşenlerinin nasıl ayrılabildiğini ve karışımdaki madde miktarının nasıl hesaplandığını öğretir. TYT’de bu konu iki eksende sorulur: karışımları tanıma, sınıflandırma ve ayırma (kavramsal kısım) ile derişim hesapları (işlem kısmı).

Bu konunun sonunda bir öğrencinin:

• saf madde ile karışımı ayırt edebilmesi,
• homojen ve heterojen karışımları sınıflandırabilmesi,
• süspansiyon, emülsiyon ve kolloid arasındaki farkı yorumlayabilmesi,
• çözünme olayını ve çözünürlüğü etkileyen etkenleri açıklayabilmesi,
• doymamış, doymuş ve aşırı doymuş çözeltileri ayırt edebilmesi,
• kütlece yüzde, hacimce yüzde ve ppm derişimlerini hesaplayabilmesi,
• seyreltme, derişikleştirme ve karıştırma problemlerini çözebilmesi,
• karışımın türüne uygun ayırma yöntemini seçebilmesi

gerekir.

Saf Madde ve Karışım

Maddeler saf madde ve karışım olmak üzere ikiye ayrılır.

Saf madde, tek tür atom veya molekülden oluşan ve formülle gösterilebilen maddedir. Element ve bileşik olarak ikiye ayrılır.

• Element: O₂, Fe, Au
• Bileşik: H₂O, NaCl, CO₂

Karışım ise iki veya daha fazla saf maddenin kimyasal bağ oluşturmadan bir araya gelmesiyle oluşur.

Saf madde özellikleri:

• Formülle gösterilir.
• Erime ve kaynama sıcaklıkları sabittir.
• Yoğunluğu sabittir.
• Fiziksel yöntemlerle bileşenlerine ayrılamaz.

Karışım özellikleri:

• Formülle gösterilemez.
• Bileşenlerin oranı değişebilir.
• Bileşenler kendi özelliklerini korur.
• Erime ve kaynama sıcaklıkları sabit değildir (TYT düzeyi).
• Fiziksel yöntemlerle bileşenlerine ayrılabilir.

Isınma Grafiği ile Saf Madde – Karışım Ayrımı

Isıtılan saf bir katı erirken, saf bir sıvı kaynarken sıcaklık sabit kalır. Sıcaklık – zaman grafiğinde bu bölümler yatay çizgi olarak görünür.

Karışımlarda ise erime veya kaynama sırasında sıcaklık sabit kalmaz; grafikte bu bölüm eğimli olur.

Saf bir maddenin ısınma grafiği şu sırayı izler:

katı ısınır (eğik) → erir (yatay) → sıvı ısınır (eğik) → kaynar (yatay) → gaz ısınır (eğik)

Karışımda erime ve kaynama bölümleri yatay olmaz; sıcaklık yavaşça artmaya devam eder.

Homojen Karışımlar (Çözeltiler)

Her yerinde aynı özelliği gösteren, tek faz görülen karışımlara homojen karışım veya çözelti denir.

Çözeltide fiziksel hâli belirleyen ve genellikle miktarca fazla olan bileşene çözücü, diğer bileşene çözünen denir.

Çözelti türlerine örnekler:

• Katı – sıvı: tuzlu su, şekerli su
• Sıvı – sıvı: etil alkol – su (kolonya), sirke
• Gaz – sıvı: gazoz (CO₂ – su)
• Gaz – gaz: hava
• Katı – katı: alaşımlar (pirinç, çelik, bronz, 14 ayar altın)

Heterojen Karışımlar

Bileşenleri gözle veya mikroskopla ayırt edilebilen, farklı bölgelerinde farklı özellik gösteren karışımlara heterojen karışım denir. En az iki faz bulunur.

Heterojen karışım türleri:

• Katı – katı: tuz – kum, bulgur – mercimek
• Süspansiyon (katı – sıvı): çamurlu su, kum – su, çalkalanarak kullanılan ilaç şurupları
• Emülsiyon (sıvı – sıvı): zeytinyağı – su, süt, mayonez
• Aerosol (gaz ortamında katı veya sıvı): duman (katı – gaz), sis ve sprey (sıvı – gaz)

Kolloidler

Kolloidler tanecik boyutu bakımından çözelti ile süspansiyon arasında yer alır. Görünüşte homojen olsalar da çok küçük ölçekte heterojendir.

Kolloidlerin özellikleri:

• Bekletilince çökmez.
• Süzgeç kağıdından geçer.
• Işığı saçar; ışık huzmesinin yolu görünür olur. Bu olaya Tyndall etkisi denir.

Örnekler: süt, mayonez, jöle, sis, duman.

Çözeltilerde (tuzlu su, şekerli su gibi) Tyndall etkisi görülmez.

Karşılaştırma:

• Çözelti: çökmez, süzgeçten geçer, Tyndall etkisi yoktur.
• Kolloid: çökmez, süzgeçten geçer, Tyndall etkisi vardır.
• Süspansiyon: çöker, süzgeçte tutulur, bulanıktır.

Çözünme Olayı

Çözünen taneciklerinin çözücü tanecikleri arasına dağılmasına çözünme denir.

Çözünme çoğunlukla fiziksel bir olaydır. Şeker veya sofra tuzu suda çözünürken madde kimliği değişmez; su buharlaştırılırsa madde yeniden elde edilir.

Benzer benzeri çözer ilkesi:

• Polar maddeler polar çözücülerde çözünür (tuz, şeker, etil alkol → su).
• Apolar maddeler apolar çözücülerde çözünür (yağ, naftalin, iyot → benzin, CCl₄).

Çözünme Hızı ve Çözünürlük

Çözünme hızı, çözünen maddenin ne kadar çabuk çözündüğüdür. Şunlarla artar:

• karıştırma,
• ısıtma,
• katıyı toz hâline getirme (yüzey alanını büyütme).

Çözünürlük ise belirli bir sıcaklıkta 100 g suda çözünebilen en fazla madde miktarıdır (g/100 g su).

Çözünürlüğü etkileyenler: çözünenin ve çözücünün cinsi, sıcaklık, gazlar için basınç.

• Katıların çoğunda sıcaklık arttıkça çözünürlük artar.
• Gazlarda sıcaklık arttıkça çözünürlük azalır.
• Gazlarda basınç arttıkça çözünürlük artar.

Doymamış, Doymuş ve Aşırı Doymuş Çözelti

Doymamış çözelti: Aynı sıcaklıkta daha fazla çözünen madde çözebilir.

Doymuş çözelti: Belirli sıcaklıkta çözebileceği en fazla maddeyi çözmüştür. Eklenen madde çözünmez, dipte kalır.

Aşırı doymuş çözelti: Doymuş çözeltiden daha fazla çözünen içerir. Kararsızdır; çalkalanınca veya içine küçük bir kristal atılınca fazlası çöker.

Çözünürlük eğrisinde:

• eğrinin altındaki noktalar doymamış çözeltiyi,
• eğrinin üzerindeki noktalar doymuş çözeltiyi,
• eğrinin üstündeki noktalar dipte çözünmemiş madde bulunan doymuş çözeltiyi

gösterir.

Çözünürlük Tablosu ve Grafiği Yorumlama

Çözünürlük tablosunda her sıcaklık için 100 g sudaki en fazla çözünen miktarı verilir. Aşağıdaki Z tuzu verisi, bu bölümdeki üç örnek için ortaktır:

20 °C → 20 g/100 g su 40 °C → 35 g/100 g su 60 °C → 50 g/100 g su

Grafik yorumu:

• Katılarda eğri sıcaklıkla yükselir; gazlarda sıcaklıkla alçalır.
• Eğrinin altındaki nokta doymamış çözeltiyi gösterir.
• Eğri üzerindeki nokta doymuş çözeltiyi gösterir.
• Eğrinin üstündeki nokta dipte çözünmemiş madde bulunan doymuş çözeltiyi gösterir.
• Aynı sıcaklıkta noktayı yukarı taşımak çözünen eklemek, sağa taşımak ise sıcaklığı artırmak demektir.

Seyreltik – Derişik ve Doymuş – Doymamış Ayrımı

Seyreltik ve derişik kavramları, çözünen miktarının çözelti miktarına göreli oranını anlatır. Doymuş – doymamış ise çözünebilecek en fazla miktara ulaşılıp ulaşılmadığını anlatır.

Derişim ve Birimleri

Çözeltideki çözünen miktarı derişimle ifade edilir.

Kütlece yüzde:

Kütlece % = Çözünen kütlesi / Çözelti kütlesi × 100

Hacimce yüzde:

Hacimce % = Çözünen hacmi / Çözelti hacmi × 100

ppm (milyonda bir kısım):

ppm = Çözünen kütlesi / Çözelti kütlesi × 10⁶

1 ppm = 1 kg çözeltide 1 mg çözünen

1 g çözünen / 100 g çözelti → %1 = 10 000 ppm

Derişim Hesapları (Çözümlü Örnekler)

Seyreltme

Çözeltiye çözücü (su) eklenmesine seyreltme denir.

Seyreltmede çözünen miktarı değişmez; çözelti kütlesi artar, derişim azalır.

m₁ × %₁ = m₂ × %₂

(Çözünen kütlesi değişmez.)

Derişikleştirme

Çözeltinin derişimini artırmanın üç yolu vardır:

1. Su buharlaştırmak: çözünen sabit, çözelti kütlesi azalır.
2. Aynı maddeden çözünen eklemek: hem çözünen hem çözelti kütlesi artar.
3. Daha derişik bir çözeltiyle karıştırmak.

Karıştırma

Aynı çözünenin iki çözeltisi karıştırılırsa çözünenler ve çözelti kütleleri toplanır.

m₁ × %₁ + m₂ × %₂ = (m₁ + m₂) × %son

Hızlı yöntem: Son derişim, karıştırılan derişimlerin arasındadır. Kütleler, derişim farklarıyla ters orantılıdır.

Zor Derişim Problemleri (Adım Adım)

Zor sorularda işlem sayısı artar ama yöntem aynıdır: her aşamadan sonra çözünen kütlesini ve çözelti kütlesini yeniden yaz.

Çözünenin Kaynama ve Donma Üzerindeki Etkisi

Çözünen madde eklendiğinde çözeltinin kaynama noktası saf çözücüye göre yükselir, donma noktası düşer.

• Tuzlu su, aynı basınçta saf sudan daha yüksek sıcaklıkta kaynar.
• Tuzlu suyun donma noktası saf suyun donma noktasından düşüktür (karlı yollara tuz atılmasının nedeni).
• Çözelti kaynarken derişim arttığı için sıcaklık sabit kalmaz.

Karışımların Ayrılması

Karışımın bileşenleri, fiziksel özelliklerindeki farklardan yararlanılarak ayrılır. Önce karışımın türüne bak: heterojen mi, homojen mi?

Heterojen Karışımların Ayrılması

• Ayıklama: İri taneciklerin elle ayrılması (pirinç – taş).
• Eleme: Tanecik boyutu farkı (kum – çakıl).
• Mıknatısla ayırma: Manyetik özellik farkı (demir – kum).
• Yoğunluk farkıyla ayırma: Suya atıp yüzdürme (talaş – kum).
• Süzme: Çözünmeyen katı – sıvı karışımı (kum – su). Katı süzgeçte kalır.
• Aktarma: Çöken katının üstündeki sıvının başka kaba boşaltılması.
• Ayırma hunisi: Birbirine karışmayan sıvılar, yoğunluk farkı (zeytinyağı – su).
• Santrifüj: Hızlı döndürerek yoğunluk farkıyla ayırma (kan hücreleri – plazma).
• Yüzdürme (flotasyon): Cevherin yan kayaçtan ayrılması.

Homojen Karışımların Ayrılması

• Buharlaştırma: Çözünen katı elde edilir (tuzlu sudan tuz).
• Kristallendirme: Çözünürlük farkı; soğutma veya derişikleştirme ile saf kristal elde edilir (şeker, tuz).
• Basit damıtma: Çözünmüş katı + sıvı; saf çözücü elde edilir (tuzlu sudan saf su).
• Ayrımsal damıtma: Kaynama noktaları farklı sıvılar (alkol – su, ham petrol).
• Ekstraksiyon: Çözünürlük farkı; uygun çözücü kullanılır (çekirdekten yağ çıkarma).
• Kromatografi: Bileşenlerin hareket hızı farkı (mürekkepteki boyalar).
• Diyaliz: Zarın küçük taneciklerden geçirip büyükleri tutması (böbrek diyalizi).

Geçmiş TYT’lerde Görülen Soru Kalıpları

Aşağıdaki örnekler TYT tarzı örneklerdir. Her kalıp için önce tanıma ipucu, sonra çözümlü örnek verilmiştir.

Sınavda En Önemli Bağlantılar

Sık Karıştırılan Noktalar

Soru Çözerken Kullanılabilecek Yaklaşım

Sınıflandırma Sorusu

Formül var mı? → saf madde.

Tek faz mı? → homojen. Çok faz mı? → heterojen.

Katı – sıvı → süspansiyon, sıvı – sıvı → emülsiyon.

Derişim Sorusu

1. Çözünen kütlesini yaz.
2. Çözelti kütlesini yaz (çözünen + çözücü).
3. Oranla ve 100 ile çarp.

Hacim veya yoğunluk verildiyse önce kütleye geç: m = d × V.

Seyreltme – Derişikleştirme – Karıştırma

1. İlk durumdaki çözünen kütlesini bul.
2. Eklenen, uçan veya karıştırılan miktarlara göre yeni çözünen ve yeni çözelti kütlesini yaz.
3. Yeni derişimi hesapla.

Çözünürlük Sorusu

100 g su için çözünürlüğü yaz.

Verilen su miktarına göre orantı kur.

Soğutmada: su sabit, yeni çözünürlükteki çözünen kadarı kalır, fazlası çöker.

Ayırma Sorusu

Karışımın türünü belirle.

Bileşenlerin farklı olduğu fiziksel özelliği bul (boyut, yoğunluk, mıknatıs, çözünürlük, kaynama noktası).

Üç bileşenli karışımda önce kolay ayrılanı ayır.

Konu Özeti

Saf madde: formülle gösterilir, sabit kaynama ve erime sıcaklığına sahiptir.

Karışım: bileşenler özelliğini korur, fiziksel yöntemle ayrılır.

Homojen karışım (çözelti): tek faz; çözücü + çözünen.

Heterojen karışım: çok faz; süspansiyon (katı – sıvı), emülsiyon (sıvı – sıvı), aerosol (gaz içinde katı veya sıvı).

Kolloid: çökmez, Tyndall etkisi gösterir.

Çözünme hızı: karıştırma, ısıtma, toz hâline getirme.

Çözünürlük: sıcaklık, basınç (gaz), madde cinsi.

Doymuş çözeltiye aynı sıcaklıkta eklenen madde çözünmez.

Kütlece % = çözünen / çözelti × 100

ppm = mg çözünen / kg çözelti

Seyreltmede ve buharlaştırmada çözünen sabittir.

Karıştırma: m₁%₁ + m₂%₂ = (m₁ + m₂)%son

Ayırma: türe göre uygun yöntem seçilir.