Fizikokimya

Fizik ve kimya arasındaki fark, çalışma konularının odağında yatmaktadır: - Fizik, madde ve enerji ilişkisini inceler. - Kimya, maddenin bileşimini, yapısını ve dönüşümlerini inceler. Fizikokimya ise bu iki disiplini bir araya getiren bir bilim dalıdır.

Buhar basıncı düşmesi ve donma noktası düşmesi çözeltilerin koligatif özelliklerine bağlıdır ve şu faktörlere dayanır: 1. Buhar Basıncı Düşmesi: Bir çözeltinin buhar basıncı, saf çözücünün buhar basıncından düşüktür. 2. Donma Noktası Düşmesi: Çözünen maddenin derişimi arttıkça, çözeltinin donma noktası saf çözücününkinden daha düşük olur.

Mısır patlarken ses çıkarmasının sebebi, mısırın içerisindeki suyun buharlaşmasıdır. Yeterli sıcaklığa ulaştığında mısır tanesinin içerisindeki su buharlaşır ve dışarı çıkarken minik titreşimli boşluklar oluşturarak "pat" sesi çıkarır.

Heterojen karışımlarda en az iki faz bulunur.

Peritektik reaksiyon, soğutma esnasında sıvı fazın katı faz ile tepkime vererek sabit sıcaklıkta ikinci bir katı fazı oluşturması sürecidir.

Çözünme örnekleri şunlardır: 1. Tuzun suda çözünmesi: Tuz, su molekülleri ile etkileşerek iyonlarına ayrılır ve homojen bir tuzlu su çözeltisi oluşur. 2. Şekerin çayda çözünmesi: Şeker molekülleri, çaydaki su molekülleri ile etkileşime geçerek çözülür ve şekerli çay oluşur. 3. Katı bir ilacın su ile karıştırılması: İlaç, su veya başka bir sıvı içinde çözünerek çözeltinin bir parçası haline gelir. 4. Gazların suda çözünmesi: Karbon dioksit gazının su içinde çözünmesi, sodalı içeceklerin temelini oluşturur. 5. Amalgam: Cıvanın gümüş içinde çözünmesi ile oluşan karışım.

Gazların sıvılarda çözünürlüğü basınç ve sıcaklık gibi faktörlere bağlıdır. - Basınç: Gazların çözünürlüğü, çözeltinin gaz basıncı ile doğru orantılıdır. - Sıcaklık: Gazların sıvılardaki çözünürlüğü, sıcaklık arttıkça genellikle azalır.

Mustafa Cebe'nin "Fizikokimya" kitabı 772 sayfadan oluşmaktadır.

Atom hacmi, periyodik sistemde iki farklı yönde artabilir: 1. Yukarıdan aşağıya doğru bir grupta: Her grupta atomların katman sayısı artar ve elektronlar daha geniş bir çevrede dolanır, bu da atom hacminin artmasına neden olur. 2. Soldan sağa doğru bir periyotta: İlk başta atom hacmi azalır, ancak daha sonra nükleer yükün artması ve değerlik kabuğundaki elektron sayısının artması nedeniyle tekrar artar.

Aktivasyon enerjisi çeşitli yöntemlerle bulunabilir: 1. Arrhenius Denklemi: Aktivasyon enerjisi, Arrhenius denklemi kullanılarak hesaplanır. Bu denklem şu şekildedir: k = A e^(-Ea/RT) Burada: - k: Reaksiyon hızı sabiti - A: Frekans faktörü - Ea: Aktivasyon enerjisi (J/mol veya kcal/mol cinsinden) - R: Gaz sabiti (8.314 J/(mol·K)) - T: Mutlak sıcaklık (Kelvin cinsinden). 2. Deneysel Yöntemler: Düşük sıcaklık kinetiği, katalizör kullanımı ve ısı akışı teknikleri gibi deneysel yaklaşımlar da aktivasyon enerjisinin belirlenmesinde kullanılır. 3. Moleküler Dinamik Simülasyonları ve DFT: Kuantum mekaniksel hesaplamalar ile moleküler etkileşimlerin simülasyonları da aktivasyon enerjisinin tahmin edilmesinde yardımcı olabilir.

Polimerlerde camsı geçiş, malzemenin soğutulması sonucu kalıcı deformasyona karşı direncini kaybetmesi nedeniyle oluşur. Bu durumun sebebi, polimer zincirlerinin daha yavaş hareket etmesidir.

Henry yasasına göre, bir sıvıda çözünen gaz miktarı, sabit sıcaklıkta sıvı üzerindeki basınç yükseltildikçe artar. Bu yasaya göre, çözünürlük ile basınç arasında doğru orantı vardır.

Fick'in birinci yasası, difüzyon sürecinin yüksek konsantrasyondan düşük konsantrasyona doğru parçacık hareketini açıklamak için kullanılır. Bu yasa aşağıdaki durumlarda uygulanır: 1. İki miscible sıvı temas ettirildiğinde ve difüzyon makroskopik düzeyde gerçekleştiğinde. 2. Yarı iletken imalatı gibi alanlarda, entegre devrelerin üretiminde. 3. Biyolojik sistemlerde, örneğin akciğerlerde oksijen ve karbondioksit değişiminin hesaplanmasında. 4. Radyasyon transfer denklemlerinde, ancak düşük difüzyon sabiti durumunda yetersiz kalır ve radyasyon, malzemenin direnci yerine ışık hızıyla sınırlandığında.

1 mol gaz, 25 °C ve 1 atmosfer basınçta 24,5 litre hacim kaplar.

Oksijen gazı, yüksek basınç altında daha fazla çözünür.

Dipol-dipol etkileşimleri zayıf etkileşimler sınıfına girer.

Çeşitli molekül modelleri oluşturarak moleküllerin yapısını ve etkileşimlerini anlamak için aşağıdaki yöntemler kullanılır: 1. Moleküler Mekanik: Atomlar arasındaki etkileşimleri klasik fizik kuralları çerçevesinde değerlendirerek moleküllerin potansiyel enerjisini hesaplar ve en kararlı yapılarını bulur. 2. Kuantum Kimyası: Atom ve moleküllerin davranışlarını kuantum teorisi ile açıklar, moleküler orbitallerin ve elektron dağılımlarının hesaplanmasında kullanılır. 3. Moleküler Dinamik: Moleküllerin zaman içindeki hareketlerini simüle eder, sıcaklık ve basınç gibi fiziksel koşulların moleküler düzeyde etkilerini incelemeye olanak tanır. 4. Yapısal Modelleme: Bilgisayar destekli tasarım programları kullanarak moleküler yapıların görsel temsillerini oluşturur, özellikle karmaşık biyomoleküllerin analizi için yaygın olarak kullanılır. Ayrıca, el yapımı modeller ve 3D yazıcı kullanımı gibi daha basit ve pratik yöntemler de mevcuttur.

Çözünme olayına örnekler şunlardır: 1. Tuzlu su: Tuzun suda çözünmesi sonucu oluşan karışım. 2. Şekerli çay: Şekerin çayda çözünmesiyle elde edilen çözelti. 3. Gazoz: Karbondioksitin su içinde çözünmesiyle yapılan içecek. 4. Burun damlası: Çözünen maddenin (genellikle tuz) su ile karıştırılması. 5. Soda: Oksijenin su içinde çözünmesiyle hazırlanan içecek.

Üç tane yanma örneği: 1. Odun Yanması: Ahşaptaki hidrokarbonlar, oksijenle birleşerek su ve karbondioksit oluşturur. 2. Benzin Yanması: Düşük sıcaklıklarda buharlaşan benzin, parlama şeklinde yanar. 3. Kibritin Yanması: Kibritin kafasında oluşan ısı, fosfor ve kükürtün reaksiyona girmesiyle alev üretir.

Atom yarıçapı ve iyon yarıçapı arasındaki temel fark, ölçüm yapılan yapının durumudur: - Atom yarıçapı, nötr bir atomun çapının yarısıdır ve atom çekirdeğinden en dıştaki kararlı elektrona olan mesafeyi ifade eder. - İyon yarıçapı ise, birbirine değen iki gaz atomu arasındaki mesafenin yarısıdır ve atomun elektron kazanması veya kaybetmesi sonucu oluşan iyonların boyutunu tanımlar; katyonlar için daha küçük, anyonlar için ise daha büyük olabilir.