SI BİRİMLERİ VE BİRİM ÇEVİRME

          MADDENİN ÖLÇÜLMESİ VE SI (METRİK) BİRİMLERİ

                            (uluslararası birim sistemi)

Maddelerin miktarının belirtilmesi için nicel veya nitel ölçümler yapılır. Bu ölçüm sonuçları rakam ve belli birimler ile gösterilir. Birimler ölçülen niceliğin karşılaştırılacağı standardı gösterir. Bu yazımızda metrik birimlerden ve birimlerin çevrilmesinden bahsedeceğiz.

Birim: Ölçülen niceliğin karşılaştırılacağı standarda birim denir. Aşağıda temel fiziksel nicelik birim ve kısaltmanın bulunduğu tablo verilmiştir.

Kütle:Bir cisimin madde miktarını belirtir ve uluslararası birim sisteminde kütle standartı 1 kilogram (Kg) olarak bilinir. Fakat kimya deneylerinde daha çok gram ve miligram birimleri kullanılır.

Ağırlık: Bir cisme etki eden yer çekimi kuvvetidir. Kütle ile ağırlık doğru orantılıdır. Ağırlık W sembolü ile gösterilir. W harfi ingilizcede ağırlık anlamına gelen Weight sözcüğünden kaynaklanmaktadır.
    W=g*m
Ağırlık= yer çekimi ivmesi* kütle


   Kütle nerede ve nasıl ölçüldüğüne bakılmaksızın sabittir fakat ağırlık ekvatordan kutuplara doğru gidildikçe yer çekimi ivmesi arttığı için artar. Yani ağırlık yer çekimi ivmesi ile doğru orantılı olarak değişir.

   Kütle ve ağırlık sık sık birbiri ile karıştırılsada aynı şeyler değildir.
   Kütle terazi ile ölçülür.


    Neden cismin kütlesi ölçülmeden önce terazi sıfırlanır?

  Cisim üzerine yer çekimi kuvveti etki eder. Terazide ise cismin üzerine etki eden yer çekimi kuvvetine karşı koyma kuvveti bulunur. Eski tip terazide ölçüm kütlesi kesin olarak bilinen cismin ağırlının ölçülmesiyle yer çekimi kuvveti belirlenip onun üzerine ölçümler yapılır.
 
    Günümüzde yaygın kullanılan elektronik terazilerde yer çekimi kuvvetine karşı etki eden karşıt kuvvet yani dengeleme kuvveti bir elektro manyetten elektrik akımı geçirilerek  oluşturulan kuvvettir. Terazi boşken bu kuvvetler dengelenir ve ölçüm değerinin sıfırlanması ile ölçülen cismin kütlesi doğru değerdir.


   Zaman: Zaman birimi olarak daha çok saniye, dakika, saat, gün ve yıl kullanılır.

   1 dakika= 60 saniye
   1 saat= 60 dakika
   1 saat =3600 saniye
   1 gün = 24 saat
   1 gün =1440 dakika
   1 gün = 86400 saniye
   1 yıl = 365 gün 6saat
   1 yıl=8766 saat
   1 yıl = 525960 dakika
   1 yıl = 31557600 saniye

    Sıcaklık: Sıcaklık eşitliği kurmak için atmosfer basıncında keyfi olarak suyun donma ve kaynama noktası seçilmiştir. Sıcaklık birimi olarak daha çok Celcius, Fahrenheit ve Kelvin kullanılır. Belli sıcaklıklarda birimlerin karşılık geldikleri bazı değerler aşağıda tabloda verilmiştir.

Sıcaklık          

Celcius              100         30         0          -196        -273,15

Fahrenheit         212         86         32       -321         -459,67

Kelvin               373         303      273        77               0


Celcius eşelinde 0* C derece ile 100*C  arasında100 aralık bulunurken Fahrenheit eşelinde iki referans nokta arasında 180 aralık bulunur.
 Aşağıda birim çevirme ile ilgili örnekler yer almaktadır.


Soru1: 35 celcius derece kaç fahrenheit dereceye eşittir?

Çözüm:

Soru 2: Ayşe kimya laboratuvarında deney yapmak için malzemeleri hazırlamış ortam koşullarını ayarlayacağı zaman deney föyünde 350 *F sıcaklığını görmüştür elinde celcius termometresi olduğuna göre bu termometreyi kaç dereceye ayarlamalıdır.

Çözüm:

Soru 3: 16 Haziran tarihinde ülkemizin farklı illerinde sıcaklıklar ölçülmüş ve aşağıdaki değerler verilmiştir. Buna göre 16 haziran tarihinde en sıcak olan il hangisidir. Sıcaklıkları sıralayınız.

Çözüm: En sıcak olan il Diyarbakırdır olup sıcaklık sıralaması aşağıdaki gibidir.

          Türetilmiş Birimler

Hız: belli uzaklığı kattetmek için gerekli olan zamanın ölçüsüne hız denir.

    

        hız =uzunluk(yol) /zaman

   Hızın birimi metre/ saniye veya kilometre / saat dir

Hacim:  Maddenin uzayda kapladığı yerin ölçüsüdür. Farklı şekillerdeki cisimlerin hacmini hesaplamak için kullanılan formüller farklıdır. Örneğin; 

  küp şeklindeki bir cismin hacmi uzunluğa a dersek   a3

  dikdörtgenler prizması şeklindeki cisim için kenar uzunluklarına a,b,c dersek hacim= a*b*c

  küre şeklindeki cisin için hacim= 4/3 ∏r3

    

   Hacim birimi Litre, mililitre, metreküp(m3), santimetreküp (cm3) ve desimetreküp (dm3) olabilir.

    SI birim sistemine göre 1m3= 1L = 1000cm3 = 1000mL

                                           1cm3=1mL 

Yoğunluk: Maddenin birim hacimdeki kütlesinin ölçüsüdür.

     Yoğunluk = kütle / hacim

  Kütle ve hacim madde miktarına bağlı olduğu için kapasite, yoğunluk ise madde miktarından bağımsız olduğu için şiddet özelliği gösterir.

   SI Birimleri ile SI Sistemine uymayan birimlerin karşılaştırılması

4 qt = 1 gal

1 inç = 2,54 cm

1 lb (pound) = 0,4536 kg = 453,6 g

1qt (quart) =0,9464 L

1 ft = 12inç

Örnek: 2,34 Kilogram kaç gramdır?

Örnek: 0,288 Litre kaç mililitredir?

Örnek: 68,4 inç kaç metredir?

Örnek: 5 fit kaç cm dir?

Örnek: 5 lb kaç gramdır?

Örnek: 1,85 gal kaç mL dir?

Örnek: 3,72 qt kaç mL dir?

SI birimleri ve birim çevirme konusunu anlatmış olduk :) hazırlanış aşamasında Genel kimya kitabından yararlandım.

Referanslar ; Genel Kimya ilkeler ve Modern uygulamalar(1) [ Petrucci * Harwood * Herring ]

Çeviri editörleri [ Tahsin UYAR* Serpil AKSOY ] ( SEKİZİNCİ BASKIDAN  ÇEVİRİ)

AMONYAK    

      Amonyak  azot ve üç hidrojen atomundan oluşan renksiz, kokusu keskindir ve hoş kokmaz gaz bileşiğidir.  

       Amonyağı ilk kez 1612 de simyacı Kunckel nişadır yani amonyum klorür üzerine kireç etkisiyle elde etti. yapısında azot olduğunu  Scheele belirledi. 1774 te priestley yapısında azot ve hidrojenin olduğunu belirledi.Tam yapısını 1785 te Berthollet belirledi. 

      Yapısı belirlenen amonyağın nasıl üretileceği araştırılmaya başlandı. 19. yy başlarında lağımlardaki ürelerden elde edildi. 

       Üre(O=C(NH3)2)-------> Amonyak (NH3) + karbondioksit ( CO2)

  19 yy ikinci yarısında hava gazı ve kok fabrikalarından çıkan gazlardan elde edilmeye başlandı.

 1900 lü yılların başlarında kalsiyum siyanamid bulundu ve kalsiyum siyanamidden amonyak elde edildi. Günümüzde bu yöntem el verişli olmadığı için kullanılmamaktadır.

   Günümüze gelene kadar amonyak üretim miktarı sürekli artmıştır. günümüzde amonyak Haber yöntemine göre elementlerinden elde edilmektedir.

   N2+3H2------>  2NH3
Bu tepkime, en önemli sanayi işlemlerinden biri olup, dünya çapında yılda yaklaşık 100 milyon ton amonyak üretiminde kullanılmaktadır. Haber-Bosch prosesinde 1913 yılından beri kullanılan metal oksit katalizörlerindeki tüm gelişmelere rağmen, bu tepkime yaklaşık 400*C sıcaklık ve300 atm basınç altında gerçekleşmekte ve bu şartlar altında amonyak verimi %15 olmaktadır.

Fakat bakteriler, bu tepkimeyi bitkilerin köklerinde 0,8 atm basınçta ve oda sıcaklığında yürüterek, azotu önce amonyağa, sonra nitrit ve nitrat haline dönüştürmeyi başarmaktadır.

  

    Sulu çözeltisi zayıf baz özelliği gösterir. Azot ve hidrojen elementi ametal olduğu için aralarında oluşan bağ kovalenttir. Bağ yapısına katılan toplam sekiz elektron olup molekül üçgen piramidel yapıdadır. Azot üzerindeki ortaklanmamış elektronlar yapının piramit şeklinde olmasına neden olur.  Bu yüzden amonyak bileşiği polardır.  sp3 hibritleşmesi yapmıştır. Amonyak polar olduğu için suda bir miktar çözünür. Bu çözünme sonucunda su molekülleriyle ve kendi aralarında zayıf hidrojen bağı meydana gelir.

              Amonyak ve özellikleri

• kapalı formülü: NH3  
• Açık formülü:

  

• Hidrojen ve azot elementinden oluşur renksizdir
• Hoş olmayan keskin kokusu vardır
• Molekül ağırlığı 17,03 g/mol
• Yoğunluğu 0,694 g/cm3
• Erime noktası -77*C
• Kaynama noktası -33*C
• Toksik maddedir
• sp3 melezleşmesi yapar
• Molekül şekli üçgen piramittir

               Günlük hayatta amonyağın kullanım alanları,      

1.   Gübre yapımında
2.   Parfüm 
3.   İlaç yapımında 
4.   Boyalarda
5.   Patlayıcılarda
6.   Sanayide
7.   Üre yapımında
8.   Nitrik asit üretiminde
9.   Polimer üretiminde
10.   Laboratuvarda çözücü olarak sıklıkla kullanılır.

 ANİLİNHİDROKLORÜR: 

• Kapalı formülü: C6H5-NH2-HCI
• Açık formülü :
  
• Molekül ağırlığı: 129,59 g/mol
• Erime noktası: 198*C
• Kaynama noktası: 245*C
• Yoğunluk: 1,222g/cm3

AMİNO BENZEN = AMİNOFEN = ANİLİN      

• Anilin ve özellikleri
• Kapalı formülü: C6H5NH2  
• Açık formülü: 
  
• Molekül ağırlığı: 93,12g/mol
• Yoğunluk: 1,02 g/cm3
• Erime noktası: -6,3*C
• Kaynama noktası: 184,1*C
• Bitkisel bir boya maddesinin damıtılmasından elde edilir. Bunun dışında nitro benzenin kalayla tepkimesi sonucu anilin elde edilir.

• Boya ve ilaç yapımında kullanılır 

BENZAMİN = ANİLİN  

 Benzen halkasına amin bileşiğinin bağlanmasıyla oluşan halkalı yapıdır.

Kapalı formülü: C6H5NH2  

• Açık formülü: 
  
• Molekül ağırlığı: 93,12g/mol
• Yoğunluk: 1,02 g/cm3
• Erime noktası: -6,3*C
• Kaynama noktası: 184,1*C

                                              

FENOL

 Benzen halkasına hidroksil grubunun doğrudan  bağlı olduğu organik bileşiklere Fenoller denir. Bu yüzden fenol hidroksibenzenin özel adıdır. Fenol  bileşiklerinde aromatik halkaya bir veya birden fazla hidroksil grubu bağlı olabilir. Fakat hidroksil grubu içerdiği halde alkol değildir. Fenol yapısında bulunan hidroksil grupları fenollerinde alkoller gibi güçlü moleküller arası hidrojen bağı yapmalarını sağlar. Bu hidrojen bağları fenollerin kaynama noktalarının ve molekül ağırlıklarının yüksek olmasına neden olur. Bu olaya en güzel örnek fenol ve toluen verilebilir fenolün kaynama noktası182 *C iken toluenin kaynama noktası 110,6 *C dir. Yani fenolün kaynama noktası yaklaşık 70 derece daha yüksektir. 

                             Fenol ve özellikleri;

• Kapalı formülü: C6H5OH 
• Açık formülü:
  
• Erime noktası: 41*C
• Kaynama noktası: 182*C
• Molekül ağırlığı: 94 g/mol
• Yoğunluğu: 1,07 g/mol
• Saf halde renksizdir. 
• Zayıf asidik özelliğe sahiptir
• Hidroksil grubu içermesine rağmen alkol değildir
• Ten temasında zehirlidir ve deriyi yakar
• Su molekülleriyle kuvvetli hidrojen bağları yapabilirler ve bu nedenle fenoller suda bir miktar çözünürler. 100 mL suda  8,3 g fenol çözünür.

DENATURASYON 

     Protein veya nükleik asitlerin ikincil, üçüncül veya dördüncül yapılarının fiziksel, kimyasal veya mekanik etkilerle birincil yapısına dönüştürülmesine denaturasyon denir. Denaturasyon sonucu proteinler biyolojik etkinliklerini yitirirler.
      yumurtanın pişirilmesi olayı denatürasyona örnek verilebilir.