10. Sınıf Kimya · Ünite 1
Mercimeklerden Mollere: Sayılamayanı Saymak
Kimyada atomlar ve moleküller gibi gözle görülemeyen küçük taneciklerin miktarını ifade etmede kütle ve tanecik sayısı ilişkisini mercimek, pirinç ve nohut modellemesiyle keşfediyoruz.
Kazanım KİM.10.1.4 · 40 dk okuma
Sayılamayacak Kadar Çok Olanı Nasıl Sayarız?
Bir çuvalın içinde kaç tane pirinç tanesi olduğunu tek tek sayarak bulmanız istenseydi ne yapardınız? Muhtemelen günler, hatta haftalar sürerdi! Peki ya bir bardak suyun içindeki su moleküllerini saymak istesek? İşimiz çok daha zor olurdu, çünkü atomlar ve moleküller o kadar küçüktür ki trilyonlarcası bir araya gelse bile gözle göremeyiz.
Mercimek, Pirinç ve Nohut Modellemesi
Bu zekice yöntemi anlamak için günlük hayattan küçük tanecikli maddelerle bir zihinsel deney tasarlayalım. Elimizde pirinç, mercimek ve nohut olsun. Hepsinden tam olarak 100'er tane sayıp hassas terazide tarttığımızı düşünelim ve kütlelerini şu şekilde bulmuş olalım:
Şimdi kendimize bir 'standart madde' seçmeliyiz. Standartımız mercimek olsun. Diğer maddelerin kütlelerini, standart maddemizin kütlesiyle oranlayarak bir kıyaslama yapalım:
Bu oran bize şunu söyler: Bir nohut tanesi, bir mercimek tanesinden 5 kat daha ağırdır. Aynı işlemi pirinç için yaparsak (2/4 = 0.5), bir pirinç tanesinin mercimeğin yarısı ağırlığında olduğunu buluruz.
Yeni Bir Sayma Birimi Uyduralım
Burada harika bir matematiksel ilişki vardır! Eğer her bir maddeden bu oranlara karşılık gelen kütlelerde (örneğin 20 gram nohut, 4 gram mercimek, 2 gram pirinç) alırsak, her bir yığındaki tanecik sayısının BİREBİR AYNI (örneğimizde 100 adet) olduğunu görürüz.
O hâlde bu '100 adet' taneciği ifade etmek için yeni bir birim uydurabiliriz. Mesela buna 1 'Kimya-Kutusu' diyelim. Artık kimseye 'Bana 500 adet nohut ver' demenize gerek kalmaz. Sadece '5 Kimya-Kutusu nohut ver' dersiniz ve o kişi size 100 gram (5 x 20g) nohut tartıp verdiğinde, içinde tam 500 tane nohut olduğunu bilirsiniz!
Gerçek Kimyada Bu Nasıl Oluyor?
Gerçek kimya dünyasında standart referansımız mercimek değil, Karbon-12 (C-12) izotopudur. Periyodik tablodaki diğer tüm elementlerin kütleleri, Karbon-12'ye kıyaslanarak belirlenmiştir.
Tıpkı uydurduğumuz 'Kimya-Kutusu' gibi, kimyada da atomları topluca saymak için kullandığımız devasa bir birim vardır: Mol! Bir mol, tıpkı bir destenin 10 adet, bir düzinenin 12 adet nesne anlamına gelmesi gibi, içerisinde belirli ve çok büyük sayıda (Avogadro Sayısı kadar) tanecik barındıran bir gruptur. Bu sayede atomları tek tek saymak yerine, sadece kütlelerini tartarak içlerinde ne kadar atom olduğunu net bir şekilde bilebiliriz.
Mercimeklerden Mollere: Sayılamayanı Saymak: Alıştırma Soruları
1. Yaptığımız modelleme deneyinde pirinç, mercimek ve nohuttan aynı sayıda (100'er adet) aldığımızda terazide ölçülen toplam kütlelerinin farklı çıkmasının temel nedeni nedir?
- A) A) Taneciklerin dış yüzeylerinin farklı renkte olması
- B) B) Her bir maddenin tekil bir taneciğinin kütlesinin farklı olması
- C) C) Maddelerin hacimlerinin tamamen aynı olması
- D) D) Standart maddenin yanlış seçilmesi
Cevabı göster
Doğru cevap: B) B) Her bir maddenin tekil bir taneciğinin kütlesinin farklı olması
Farklı türdeki maddelerin yapıları ve dolayısıyla tek bir taneciğinin (atom, molekül veya tohum) kütlesi farklıdır. Eşit sayıda tanecik alsak bile toplam kütleler bu nedenle farklı çıkar.
2. Kimya biliminde, diğer elementlerin bağıl kütlelerinin hesaplanabilmesi için tıpkı modellememizdeki 'mercimek' gibi standart (referans) olarak seçilen atom aşağıdakilerden hangisidir?
- A) A) Oksijen-16
- B) B) Hidrojen-1
- C) C) Karbon-12
- D) D) Azot-14
Cevabı göster
Doğru cevap: C) C) Karbon-12
Uluslararası standartlara göre, modern kimyada bağıl atom kütleleri için referans alınan standart atom Karbon-12 (C-12) izotopudur.
3. Bir laboratuvar çalışmasında 50 adet X tohumu 10 gram, 50 adet Y tohumu ise 30 gram gelmektedir. X tohumu standart kabul edilirse, Y tohumunun X tohumuna göre bağıl kütlesi kaç olur?
- A) A) 1/3
- B) B) 3
- C) C) 10
- D) D) 30
Cevabı göster
Doğru cevap: B) B) 3
Bağıl kütle, bir maddenin kütlesinin standart maddenin kütlesine oranıdır. İkisi de eşit sayıda (50 adet) olduğundan doğrudan kütleleri oranlanabilir: 30 / 10 = 3.
4. K tohumunun kütlesi, L tohumunun kütlesinin 4 katıdır. Öğretmen, 20 gram L tohumunun içinde 'N' adet tanecik bulunduğunu söylüyor. Buna göre yine 'N' adet tanecik içeren K tohumu yığını tartılırsa terazi kaç gramı gösterir?
- A) A) 5
- B) B) 20
- C) C) 40
- D) D) 80
Cevabı göster
Doğru cevap: D) D) 80
Tanecik sayıları (N adet) her iki yığın için de aynıdır. K tohumunun her bir tanesi L'nin 4 katı ağırlığında olduğuna göre, aynı sayıdaki K yığını da L yığınının 4 katı ağırlığında olur. 20 x 4 = 80 gram.
5. M fasulyesinin 10 tanesi 4 gram, N mercimeğinin 20 tanesi ise 2 gram gelmektedir. Hassas terazide eşit kütlede M ve N yığınları tartılıp alınıyor. Buna göre alınan yığınların içindeki N mercimeği sayısının, M fasulyesi sayısına oranı kaçtır?
- A) A) 1/4
- B) B) 2
- C) C) 4
- D) D) 8
Cevabı göster
Doğru cevap: C) C) 4
1 adet M = 4/10 = 0.4 gram. 1 adet N = 2/20 = 0.1 gram. Bir adet M fasulyesi, N mercimeğinden 4 kat daha ağırdır. Eşit kütle alabilmek için, her 1 M fasulyesine karşılık 4 tane N mercimeği almak gerekir. Bu yüzden sayıca N'lerin oranı M'lerin 4 katı olur.