Fiziksel ve Kimyasal Değişimler

Konu Anlatımı

Bu derste ne öğreneceğiz?

Bu derste Fiziksel ve Kimyasal Değişimler konusunu gözlemden çıkarıma doğru kuracağız. Önce ne olduğunu göreceğiz, sonra neden böyle olduğunu açıklayacağız.

Dersten sonra şunları yapabiliyor olmanız gerekiyor:

• Kazanım 1: Fiziksel değişimi tanır ve madde kimliğinin korunduğunu açıklar.
• Kazanım 2: Kimyasal değişimi tanır ve yeni madde oluştuğunu gösterir.
• Kazanım 3: Günlük hayattaki olayları fiziksel ya da kimyasal olarak sınıflandırır.
• Kazanım 4: Ayrıştırma yöntemlerini ve ayrım noktalarını açıklar.
• Kazanım 5: Hâl değişimlerinde alınan ve verilen ısıyı yorumlar.
• Kazanım 6: Değişimler sırasında madde miktarının korunduğunu belirtir.

Ön bilgi: bundan önce gördüğümüz

Bu derste Periyodik Tablo konusunu hatırlayarak ilerliyoruz. İki konu arasındaki bağı kurmak, ayrı ayrı ezberlemekten daha kalıcı bir öğrenme sağlar.

• Periyodik Tablo — bu derste kullandığımız temel kavram buradan geliyor.
• Sesin Oluşumu, Yayılması ve Sesin Madde ile Etkileşimi — bağlantı: bu derste yeniden karşımıza çıkacak konu.

1. Fiziksel Değişim

Maddenin kimliği değişmeden yalnızca dış görünüşü, hâli veya yapısı değişirse buna fiziksel değişim denir. Bu değişimde moleküllerin iç yapısı bozulmaz, yeni bir madde oluşmaz ve değişim çoğu zaman geriye dönüşümlüdür. Kâğıdın yırtılması, camın kırılması, demirin çekilmesi, buzun erimesi, suyun buharlaşması ve şekerin suda çözünmesi fiziksel değişim örnekleridir.

Fiziksel değişimde parçacıkların kendisi korunur, yalnızca parçacıklar arasındaki uzaklık ve düzen değişir. Bu nedenle kâğıdı yırtıp birleştirmek mümkündür, fakat yanan kâğıdı eski hâline getirmek mümkün değildir.

2. Kimyasal Değişim

Maddenin kimliği değişerek yeni maddeler oluşuyorsa buna kimyasal değişim denir. Kimyasal değişimde atomlar yeniden düzenlenir, enerji alınır veya verilir, çoğu zaman renk, koku veya hâl değişimi görülür. Demirin paslanması, ekmeğin kızarması, odunun yanması, sütün krema oluşturarak bozulması ve elmanın kararması kimyasal değişim örnekleridir.

Kimyasal değişim geriye dönüşümlü değildir. Oluşan yeni madededen eski maddeyi yeniden elde etmek mümkün değildir.

3. Değişimleri Ayırt Etme Yolları

• Yeni madde oluştu mu? Kimyasal değişimde oluşur, fiziksel değişimde oluşmaz.
• Renk ve koku değişti mi? Paslanma, yanma, çürüme gibi olaylarda renk ve koku değişimi vardır.
• Gaz çıktı mı ya da çökelti oluştu mu? Köpürme ve bulanıklaşma kimyasal değişime işaret eder.
• Isı, ışık veya koku açığa çıktı mı? Yanan odun ışık ve ısı verir, pişen ekmek koku yayar.
• Geriye dönüş mümkün mü? Fiziksel değişimde geri dönüşülür, kimyasal değişimde dönülemez.

4. Hâl Değişimleri ve Mahya Molekülü

Maddenin katı, sıvı ve gaz hâlleri arasındaki geçişler de birer değişimdir. Bu geçişler sırasında madde miktar olarak korunur ancak enerji alınır ya da verilir. Mahya molekülü kavramı bu enerji değişimini ifade eder: erime ve buharlaşmada madde çevreden ısı alır, katılaşma ve yoğunlaşmada ise çevreye ısı verir. Bu yüzden terlediğimizde vücudumuz serinler.

5. Ayrıştırma

Karışımlardaki maddeleri birbirinden ayırma işlemine ayrıştırma denir. Ayrıştırmanın yöntemi, karışımdaki maddelerin özelliklerine göre seçilir.

• Süzme: Süzgeç yardımıyla katı ile sıvı ayrılır.
• Damıtma: Kaynama noktaları farklı maddeler ayrılır.
• Ayırma (ayırma hunisi): Yoğunlukları farklı, birbiriyle karışmayan sıvılar ayrılır.
• Magnetle ayırma: Manyetik özelliği olan metal, mıknatıs yardımıyla ayrılır.
• Kristallendirme: Çözünen bir maddenin çözeltiden saf hâlde ayrılması.

Özet Maddenin kimliği değişmeden yalnızca hâli ya da görünüşü değişiyorsa fiziksel değişim, maddeden yeni maddeler oluşuyorsa kimyasal değişim gerçekleşir. Fiziksel değişim geriye dönüşümlüdür; kâğıdın yırtılması, buzun erimesi ve şekerin çözünmesi bu türdendir. Kimyasal değişimde renk, koku, ısı ve ışık görülür, gaz çıkar ya da çökelti oluşur ve geriye dönüşüm yoktur; paslanma, yanma ve bozulma bu türdendir. Hâl değişimlerinde madde miktarı korunurken enerji alınır veya verilir, buna mahya molekülü denir. Karışımlar süzme, damıtma, ayırma, magnetle ayırma ve kristallendirme gibi yöntemlerle ayrıştırılır.

Sık Yapılan Hatalar Çözünmeyi kimyasal değişim saymak; kâğıdın yanmasını fiziksel değişim kabul etmek; kaynama ve buharlaşmada enerji yönünü ters yorumlamak; ayrıştırma yöntemlerini karışımların özelliklerine göre seçememek; kimyasal değişimi geri döndürülebiliyormuş gibi düşünmek; buzun erimesinde maddelerin oluştuğunu ileri sürmek.

Günlük hayattan bir uygulama

Konuyu pekiştirmek için günlük hayattan bir uygulamaya bakmak gerekir. Aşağıdaki görev, Fiziksel ve Kimyasal Değişimler bilgisini gerçek bir işin içinde kullandırmak için hazırlandı; çözerken hangi adımı nerede kullandığımızı not etmek faydalıdır.

Uygulama sorusu: Günlük hayattan on olay yazın ve her birini fiziksel değişim, kimyasal değişim ya da hâl değişimi olarak gerekçesiyle nasıl sınıflandırırsınız?

Bu görev için 25 puan dağıtılmıştır; puanlama anahtarı, cevabın hangi adımlarla gösterilmesi gerektiğini ayrıntılı biçimde söyler. Puanlamada işlem sırasının ve sonuç cümlenin ayrı ayrı sayıldığına dikkat et.

Hızlı hatırlatma

• Bir olayın türünü belirlerken en güvenli soru şudur: olaydan sonra ortaya çıkan madde, başlangıçtakiyle aynı mı?
• Renk, koku, ışık, gaz çıkışı ve çökelti oluşumu gözlemleniyorsa olay büyük olasılıkla kimyasal değişimdir.
• Suyu ısıtırken ısıtıcının gücünü sabit tutmak, hâl değişimi süresince enerji karşılaştırması yapmayı kolaylaştırır.
• Ayrıştırma sorularında önce karışımdaki maddelerin farklı özelliklerini listelemek, doğru yöntemi seçmeyi hızlandırır.
• Mahya molekülünü günlük hayattan bir örnekle pekiştirmek, ısı alışverişini somutlaştırır.

Adım adım çözülmüş örnekler

İki örnek üzerinde çalışacağız. İlk örnek kuralın temel kullanımını, ikinci örnek ise kuralın zorlayıcı bir durumunu gösterir. Adımları kendin yazmayı dene; ikinci adımda nerede durduğunu görmek, sınavda zaman kazanır.

Örnek 1: Fiziksel Değişim Örneği Bulma

Soru: Buzdolabındaki bir cam şişedeki suyun donması hangi tür değişimdir, neden?

1. Adım 1: Olay sonunda ortaya çıkan maddeye bakılır: sıvı su katı buz olmuştur.
2. Adım 2: Su hâl değiştirmiştir, yani madde yine sudur.
3. Adım 3: Madde kimliği korunduğu için bu değişim fiziksel değişimdir.
4. Adım 4: Ayrıca donma sırasında buz çevresine ısı verdiği için şişe daha soğuk hiss edilir.

Cevap: Suyun donması fiziksel bir değişimdir.

Bu örnekte adım sayısını not edin: kural her zaman aynı sayıda işlemle değil, kazanılması gereken bilgiye göre çözülür.

Örnek 2: Kimyasal Değişim Örneği Bulma

Soru: Ocak başında un ile yaptığınız hamurun fırında kızarması hangi tür değişimdir?

1. Adım 1: Kızaran ekmeğin rengi sarıdan kahverengiye dönmüştür, yani renk değişimi vardır.
2. Adım 2: Ekmeğin kokusu da değişmiştir.
3. Adım 3: Bu iki gözlem yeni maddelerin oluştuğunu gösterir.
4. Adım 4: Oluşan ekmeği hamura geri dönüştürmek mümkün olmadığından bu kimyasal değişimdir.

Cevap: Hamurun kızarması kimyasal bir değişimdir.