Bilim Nedir Son Makaleler

KİMYADA ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME

Tarafından yazılmıştır admin

Kimyada çalışmalar ağırlıklı olarak ölçmeler üzerinedir. Örneğin kimyacı, farklı maddelerin özelliklerini anlamak ya da bir deney sonucundaki miktar değişimlerini kıyas­lamak için ölçüm sonuçlarını kullanır. Maddelerin özellikleri ile ilgili basit ölçümler yapmak için genel amaçlı birkaç tane düzenek yeterlidir. Metre ile uzunluk ölçülür. Büret, pipet, dereceli silindir ve ölçme balonu ile hacim ölçülür; terazi ile kütle, termometre ile sıcaklık ölçülür. Bu aletlerle makroskopik özellikler, yani doğrudan belirlenebilen özellikler’in ölçümü gerçekleştirilir. Atom ya da molekül düzeydeki özellikler olan mikroskopik özellikler, dolaylı yöntemlerle belirlenir.

Ölçülen bir miktar genel olarak sayılarla ve uygun birimlerle ifade edilir. Örneğin, New York ile San Francisco arasındaki uzaklığın araba ile 5166 olduğunu söyleme­nin hiçbir anlamı yoktur. İki kent arasındaki uzaklığın 5166 kilometre olduğunun belirtilmesi gerekir. Bilimde ölçme sonuçlarını doğru ifade edebilmek için birimlerini belirtmek zorunludur.

SI Birimleri

Bilim insanları uzun yıllar ölçme sonuçlarını metrik birimlerle, ondalıklarla yani 10 un kuvvetleri olarak kaydetmişlerdir. Bununla beraber. 1960 yılında Ağırlık ve Ölçü Genel Konferansında bir araya gelen, uzmanlar, Uluslararası Birim Sistemi (kısaca SI olarak belirtilir ve Fransızca System Inteational d’Unites den türetmedir.) olarak adlandırılan, yeniden düzenlenmiş metrik sistemi önermişlerdir. Ölçüm sonuçlarının verildiği diğer tüm SI birimleri temel birimlerden (metre, kilogram, saniye, amper, kelvin, mol, kandil) türetilebilir. Metrik birimlerde olduğu gibi, SI birimleri de, 10 un kuvvetleri ile ifade edilebilir. Bu kitapta SI ve metrik sistemlerin her ikisi de kullanılmıştır.

Kimya alanındaki çalışmalarda, zaman, kütle, hacım, yoğunluk ve sıcaklık gibi ölçümler oldukça sık kullanılmalıdır.

Kütle ve Ağırlık

Kütle bir cismin madde miktarının ölçüsüdür. Kütle ve ağırlık terimleri çoğu kez birbiriyle karıştırılır ve birinin yerine diğeri kullanılır. Ancak bu iki terim kesin ola­rak birbirinden farklıdır. Bilimsel olarak ağırlık bir cismin üzerine etkiyen yer çekimi kuvvetidir. Ağaçtan düşen bir elmayı aşağıya doğru çeken de yer çekimi kuvvetidir. Elmanın kütlesi sabittir ve bu kütle elmanın nerede olduğuna bağlı değildir, ancak ağırlık, nerede olduğuna bağlıdır. Örneğin, ay yüzeyinde bulunan hır elmanın ağır­lığı, ay kütlesinin daha küçük olması nedeniyle, yer yüzündekinin altıda biri kadardır.

Bu nedenle astronotlar ay yüzeyinde, üzerinde ağır giysi ve cihazlar olduğu halde sıçrayarak rahat bir şekilde hareket edebilmektedirler. Bir cismin kütlesi terazi ile kolayca belirlenebilir ve bu işlem tartma olarak adlandırılır.

Kütlenin SI temel birimi kilogramdır(kg), ancak kimyada alt birim olan gram’ın (g) kullanımı daha uygun olmaktadır.

1 kg = 1000 g = 1×103 g

Hacim

Hacim uzunluğun küpü olduğundan SI birim sisteminden türetmedir ve birimi metreküptür.(m3) Ancak kimyacılar daha çok santimetreküp (cm3), desimetreküp (dm3) gibi daha küçük hacimlerle çalışırlar.

1 cm3 = ( 1×10-2 m )3 = 1×10-6 m3

1 dm3 = ( 1×10-1 m )3 = 1×10-3 m3

SI birim sisteminde olmayan, ancak yaygın olarak kullanılan bir başka hacim birimi ise litredir (L). Bir litre, bir desimetreküp hacime eşittir. Kimyacılar genellikle sıvıların hacmini belirtmek için L ve mL kullanırlar. Bir litre. 1000 mililitre (mL) ya da 1000 santimetreküpe eşittir:

1 L = 1000 mL = 1000 cm3 = 1 dm3

Bir mililitre bir santimetre küpe eşittir:

1 mL = 1 cm3

Şekil 1.7 de 1 mL ve 100 mL hacim, karşılaştırmalı olarak gösterilmiştir.

Yoğunluk

Yoğunluk bir cismin birim hacminin kütlesidir ve cismin kütlesi hacmine bölünerek bulunur;

Yoğunluk= Kütle/Hacim

d=m/v

Burada d. m ve V sırasıyla yoğunluk, kütle ve hacmi göstermektedir. Görüldüğü gibi yoğunluk bir şiddet özelliği olup, mevcut maddenin kütle miktarına bağlı değildir. V arttığı zaman m de arttığından söz konusu madde için bu iki büyüklüğün oranı sabit kalır.

Yoğunluğun SI den türetilen birimi, metreküp hacim başına düşen kütledir (kg / m3). Bu birim kimyasal uygulamalar için son derece büyüktür. Bu nedenle, santimetreküp başına gram (g /cm3) ve bunun eşdeğeri olan mililitre başına gram (g/mL) birimleri, sıvı ve katı yoğunluklarını belirtmek üzere yaygın olarak kullanılmaktadır.

Sıcaklık Eşelleri

Üç sıcaklık eşeli yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunların birimleri °F (Fahrenheit derecesi). °C (Celsius derecesi) ve K (Kelvin) dir. Amerika Birleşik Devletlerinde laboratuar çalışmaları hariç en çok kullanılan sıcaklık eşeli Fahrenheit’dir. Bu sıcaklık eşeli suyun normal donma ve kaynama noktaları sırası ile 32°F ve 2I2°F alınarak belirlenmiştir. Celsius eşeli, suyun donma (0°C) ve kaynama noktaları (100°C) arasını 100 bölmeye ayırarak derecelendirmiştir. SI birim sisteminde sıcaklığın temel birimi Kelvin olup bu eşel mutlak sıcaklık eşelidir. Bu eşele mutlak denilmesinin nedeni. Kelvin eşelinin 0 K olarak belirtilen başlangıç noktası, kuramsal olarak ulaşılabilen en düşük sıcaklık değeri olmasından­dır. Diğer taraftan. 0°F ve 0°C suyun keyfi olarak seçilen davranışları esas alınarak belirlenmiştir.

Fahrenheit  eşelindeki bir derecenin Celsius eşeline göre büyüklüğü sadece 100/180 ya da 5/9 dur. Fahrenheit derecesini Celsius derecesine çevirmek için :

? °C = (°F-32°F) x 5°C/9°F

bağıntısını kullanabiliriz. Aşağıdaki eşitlik yardımıyla da Celsius derecesini Fahrenheit derecesine çevirebiliriz:

? °F= (9°F/5°C)x(°C )+32°F

Celsius ve Kelvin eşellerinin her ikisi de aynı büyüklüğe sahiptir. Yani, bir Celsius derecesi bir Kelvine eşittir. Deneysel çalışmalar Kelvin eşelindeki mutlak sıfır noktasının, Celsius eşelinde -273,15 °C değerine eşit olduğunu göstermiştir. Buna göre, Celsius derecesini Kelvin derecesine dönüştürmek için aşağıdaki bağıntıyı kullanabiliriz:

? K = (°C+273,15°C) 1K /1°C

 

Yazar Hakkında

admin

%d blogcu bunu beğendi: