Maddenin Hâl Değişim Noktaları

Giriş

Bir buz parçasını masaya koyduğumuzda bir süre sonra erir. Kaynayan su ise buhar hâline geçer. Peki bu değişimler her sıcaklıkta mı olur? Maddeler hangi sıcaklıklarda hâl değiştirir? Bu derste maddelerin erime, donma ve kaynama noktalarını öğrenecek, bu noktaları belirlemek için deney tasarlamayı ve verileri analiz etmeyi inceleyeceğiz.

Temel Bilgiler (Bilgi Basamağı)

Hâl değişimi, maddenin katı, sıvı ve gaz hâlleri arasında geçiş yapmasıdır.

Erime noktası, katı bir maddenin sıvı hâle geçtiği sıcaklıktır.

Donma noktası, sıvı bir maddenin katı hâle geçtiği sıcaklıktır.

Kaynama noktası, sıvının gaz hâline geçtiği sıcaklıktır.

Saf maddelerin erime ve donma noktası aynıdır. Örneğin saf su normal şartlarda 0°C’de donar ve 0°C’de erir. 100°C’de ise kaynar.

Hâl değişimi sırasında maddenin sıcaklığı sabit kalır. Çünkü verilen ısı, sıcaklığı artırmak yerine hâl değişimi için kullanılır.

Kavrama ve Açıklama

Bir madde ısı aldığında taneciklerin hareketi artar. Katı hâlde tanecikler sık ve düzenlidir. Isı aldıkça tanecikler arasındaki bağlar zayıflar ve madde sıvı hâle geçer. Bu olay erime olarak adlandırılır.

Sıvı hâlde tanecikler daha serbesttir. Yeterli ısı verildiğinde tanecikler tamamen serbest kalır ve gaz hâline geçer. Bu da kaynamadır.

Bir madde soğutulduğunda ise taneciklerin hareketi azalır. Gazdan sıvıya geçiş yoğuşma, sıvıdan katıya geçiş donma olarak adlandırılır.

Saf maddeler için hâl değişim noktaları ayırt edici bir özelliktir. Yani her saf maddenin kendine özgü bir erime ve kaynama noktası vardır.

Günlük Hayatla İlişkilendirme

Buzdolabında suyun donması donma noktasına örnektir.

Mutfakta suyun kaynaması kaynama noktasına örnektir.

Demir ve bakır gibi metallerin farklı sıcaklıklarda erimesi, onların farklı maddeler olduğunu gösterir.

Kışın yollara tuz dökülmesi, suyun donma noktasını düşürerek buzlanmayı azaltır.

Uygulama Örnekleri

Deney Tasarımı:

Bir miktar saf suyu beher içine koyunuz. Termometreyi yerleştiriniz. Isıtıcı ile suyu ısıtırken her dakika sıcaklığı ölçüp tabloya kaydediniz.

Verileri sıcaklık-zaman grafiğine aktarınız. Grafik üzerinde sıcaklığın sabit kaldığı bölümü belirleyiniz. Bu bölüm kaynama noktasını gösterir.

Aynı işlemi buz için yaparak erime noktasını belirleyebilirsiniz.

Veri Analizi: Grafik incelendiğinde sıcaklığın sabit kaldığı bölge hâl değişiminin gerçekleştiği bölgedir.

Analiz ve Derinleştirme

Erime ve kaynama noktaları saf maddeler için sabittir. Ancak karışımlarda bu noktalar değişebilir.

Deniz seviyesinden yüksek yerlere çıkıldıkça kaynama noktası düşer. Çünkü açık hava basıncı azalır.

Bir maddenin hâl değişim noktası onun tanecik yapısı ve tanecikler arası etkileşim kuvveti ile ilişkilidir.

Deney sonuçlarını analiz ederken ölçüm hataları, termometrenin hassasiyeti ve ortam koşulları dikkate alınmalıdır.

Kavram Yanılgıları

• Hâl değişimi sırasında sıcaklık artar → Hâl değişimi sırasında sıcaklık sabit kalır.
• Her madde 0°C’de donar → Her maddenin donma noktası farklıdır.
• Kaynama sadece sıvının yüzeyinde olur → Kaynama sıvının her noktasında gerçekleşir.
• Karışımların erime noktası sabittir → Karışımlarda hâl değişim noktası sabit değildir.

Mini Etkinlik

Evde bir buz parçasını küçük bir kaba koyun. Yanına termometre yerleştirin. Buz erirken sıcaklığı gözlemleyin. Sıcaklığın bir süre sabit kaldığını fark edecek misiniz? Gözlemlerinizi defterinize yazın.

Kritik Düşünme Sorusu

Yüksek dağlarda suyun daha düşük sıcaklıkta kaynaması yemek pişirme süresini nasıl etkiler? Açıklayınız.

Özet

Maddeler belirli sıcaklıklarda hâl değiştirir. Erime, donma ve kaynama noktaları saf maddeler için ayırt edici özelliklerdir. Hâl değişimi sırasında sıcaklık sabit kalır. Deney yaparak sıcaklık ölçümü ve grafik analizi ile hâl değişim noktaları belirlenebilir.

Anahtar Kavramlar

• Erime noktası
• Donma noktası
• Kaynama noktası
• Hâl değişimi
• Saf madde
• Sıcaklık-zaman grafiği

Örnek Sorular

1. Saf bir maddenin erime ve donma noktası arasında nasıl bir ilişki vardır?
2. Hâl değişimi sırasında sıcaklık neden sabit kalır?
3. Deniz seviyesinden yüksek bir yerde suyun kaynama noktası neden düşer?
4. Karışımların kaynama noktası neden sabit değildir?
5. Bir deneyde sıcaklık-zaman grafiğinde yatay bir bölüm görülüyorsa bu neyi gösterir?

Cevap Anahtarı

1) Saf maddelerde erime ve donma noktası aynıdır. 2) Verilen ısı hâl değişimi için kullanılır. 3) Açık hava basıncı azaldığı için. 4) Karışımların bileşimi sabit değildir. 5) Hâl değişimi gerçekleşmektedir.