Skip Navigation

Bölüm 5, Ders 7:

Suda çözünen sıvılar

Temel Kavramlar

  • Sıvıları oluşturan moleküller karakteristik özelliklere sahiptir.
  • Sıvılar başka sıvılarda çözünebilir, çözünme her iki sıvının molekülleri arasındaki çekime bağlıdır.
  • Su gibi polar sıvılar polar veya az polar olan başka sıvıları çözer.
  • Su gibi polar sıvılar yağ gibi polar olmayan (apolar) sıvıları çözmez.

Özet

Öğrenciler suda herhangi bir sıvının çözündüğünü görebilmek için, suya İzopropil alkol, mineral yağ ve mısır şurubu dökecekler. Öğrenciler “çözünürlüğü” geliştirecekler ve sıvıların suda çözünebildiğini anlayacak ancak tüm sıvılar çözünmediğini öğrenecekler.

Amaç

Öğrenciler suda çözünen farklı sıvıları test edecek ve değişkenleri kontrol edip ne olduklarını bulabilecekler. Ayrıca suda neden belli sıvıların çözündüğünü, bütün sıvıların çözünmediğini moleküler seviyede açıklayabilecek ve sıvıların çözünürlüğün o sıvının karakteristik özelliği olduğunu açıklayabilecekler.

Değerlendirme

Etkinlik sayfası, her biri 5E kuramı ders planının “değerlendirme” bileşeni olarak hizmet verecektir. Etkinlik sayfaları öğrencinin anlamasını ve gelişmesini sağlayan biçimlendirici değerlendirmelerdir. Çok resmi olan özetleyici değerlendirme her bölümün sonunda yer almaktadır.

Güvenlik

Öğrencilerin gözlük taktığından emin olun. İzopropil alkol yanıcıdır. Alev veya kıvılcım oluşturacak kaynaklardan uzak tutun. Etiket üzerindeki tüm uyarılara uyun. İyi havalandırılmış bir oda da kullanın. Az miktarda veya belirtilen kurallara uygun şekilde kullanın.

Gösteri için malzemeler

  • Şeffaf plastik bardak
  • Su
  • Gıda boyası
  • Dondurma çubuğu
  • İzopropil alkol (70% veya daha fazla)
  • 2 özdeş 100-mL dereceli silindir

Her grup için malzemeler

  • Su
  • Mineral yağ
  • İzopropil alkol (70% veya daha fazla)
  • Mısır Şurubu
  • 3 şeffaf plastik bardak
  • 5 küçük bardak
  • Maskeleme bandı
  • İşaretleyici kalem
  • 3 pipet (karıştırmak için)
  • Yağlı kâğıt ile kaplanmış karton
  • Sarı İzopropil alkol (70% veya daha fazla)
  • 2 damlalık
  • Diş kürdanı veya dondurma çubuğu

  1. GİRİŞ-ENGAGE

    Sadece katıların sıvılarda çözünmediğini göstermek için bir gösteri deneyinin yapılması—Sıvılarda sıvılar da çözünebilir.

    Öğrencilerden tahmin yapmalarını isteyin:

    • Şeker veya tuz gibi katıların suda çözünebildiğini gördük. Sizce sıvılar suda çözünebilir mi?

    Araştırma sorusu

    Suda sıvı gıda boyası çözünür mü?

    Gösteri için malzemeler

    • Şeffaf plastik bardak
    • Su
    • Gıda boyası
    • Pipet veya dondurma çubuğu

    Not: Bu gösteri Bölüm 1’de moleküllerin hareketini göstermek için yapılan deneyle aynıdır. Bu gösteride çözünürlüğün yanı sıra su molekülleri ve renkli sıvı molekülleri arasındaki çekim gösterilmiştir.

    Uygulama

    1. Plastik bardak içine oda sıcaklığında su doldurun.
    2. 1 veya 2 damla gıda boyası damlatın.
    3. Pipet veya dondurma çubuğu ile karıştırın.
      4. Bir öğretmenin su içerisinde gıda boyasını karıştırması

    Beklenen Sonuçlar

    Gıda boyası suya damlatıldığında yavaşça dağılacaktır. Karıştırdığımızda suda tamamen dağılacaktır.

    Öğrencilere sorun:

    Gıda boyası suda çözünür mü?
    Evet, çözünür
    Çözündüğünü nasıl anladınız?
    Gıda boyasının (çözünen) su (çözücü) içerisinde dağılarak yayılması boyanın su içinde çözündüğünü göstermektedir.
    Bu gösteri deneyinde gıda boyasının su içinde çözündüğü gösterdik. Su içinde mısır şurubu, mineral yağ ve İzopropil alkolün çözüneceğini bir deney düzeneği hazırlayıp nasıl karşılaştırabilirsiniz?
    Üç plastik bardağa aynı miktarda ve aynı sıcaklıkta su doldurup aynı anda aynı sıcaklıktaki bu üç sıvıyı suya damlatırız. Böylece çözünmelerini karşılaştırabiliriz.

    Her öğrenciye etkinlik kâğıdıverin.

    Öğrenciler etkinlik sayfasında deney hakkındaki soruları cevaplayacak ve gözlemlerini kaydedecekler. Etkinlik sayfasının “atom ve molekülleriyle birlikte” ve “Daha Fazlası” gibi ek kısımlarını talimatınıza bağlı olarak, sınıfça, grupça veya tek tek cevaplayacaklar.

    Soruları ve cevapları bulmak için etkinlik sayfası öğretmen sürümüne bakın

  2. KEŞFETME - EXPLORE

    Öğrencilerin İzopropil alkol, mineral yağ ve mısır şurubunun suda çözündüğünü görmek için bir etkinlik yapması

    Araştırma sorusu

    İzopropil alkol, mineral yağ ve mısır yağı suda çözünür mü?

    Öğretmen ön hazırlığı (her grup için)

    • Üç küçük bardağı alkol, yağ ve şurup diye etiketleyin.
    • Etiketlenmiş bardaklara 1 yemek kaşığı İzopropil alkol, mineral yağ ve mısır şurubu dökün.

    Her grup için malzemeler

    • Su
    • Küçük bardaklarda İzopropil alkol (70% veya daha fazla)
    • Küçük bardaklarda mineral yağ
    • Küçük bardaklarda mısır şurubu
    • 3 şeffaf plastik bardak
    • Maskeleme bandı veya işaretleyici kalem
    • 3 pipet veya dondurma çubuğu

    Uygulama

    1. 3 şeffaf bardağa alkol, yağ ve şurup diye yazın
    2. İşaretlediğiniz bardaklara yarısına kadar su doldurun
    3. Alkol yazdığınız bardağa yavaşça alkol damlatın
    4. Karıştırmayın, alkolün çözünmesini izleyin ve sonuçları tabloya kaydedin.
    5. Yaklaşık 10 saniye sonra, alkol çözeltisini karıştırarak gözlemleyin.
    6. Bu uygulamayı mineral yağ ve mısır şurubu için de tekrarlayın.
    Alkol sudan daha az yoğun olduğu için su yüzeyinde kalır. Hemen suda çözünmez, ancak karıştırıldığı zaman suda dağılır ve çözünür.

    Beklenen Sonuçlar

    • Alkol sudan daha az yoğun olduğu için su yüzeyinde kalır. Hemen suda çözünmez, ancak karıştırıldığı zaman suda dağılır ve çözünür.
    • Yağda alkol gibi su yüzeyinde durur çünkü yağda sudan daha az yoğundur. Yağ karıştırıldığında suda dağılır ancak daha sonra su yüzeyinde toplanır. Yağ suda çözünmez.
    • Mısır şurubu sudan daha yoğun olduğu için su dibine doğru batacaktır. Suda şurubun dağılmadı görünecektir. Karıştırıldığında mısır şurubu su içerisinde çözünür ve su berrak bir şekil alır.

  3. Öğrenci gözlemlerinin tartışılması

    Öğrencilerin suda bulunan alkol, yağ ve mısır şurubunun çözünüp çözünmediğini açıklaması

    Öğrencilere sorun:

    Bir sıvıda başka sıvılar çözünebilir mi?
    Sıvılar başka sıvılarda çözünebilir fakat bütün sıvılar için geçerli değildir.
    İzopropil alkol, mineral yağ ve mısır şurubunun sudaki çözünürlüğüne bakarak sıvıların karakteristik özelliklerinin aynı olduğunu söyleyebilir miyiz? Neden?
    Her sıvı, suyla farklı şekilde etkileşime girmiştir. Bu nedenle her sıvının karakteristik özelliği farklıdır.

  4. AÇIKLAMA - EXPLAIN

    İzopropil alkol, mineral yağ ve mısır şurubunun (glikoz) moleküler yapısının tartışılması

    Görüntü yansıtma (İzopropil alkol)

    Alkol molekülündeki oksijen ve hidrojen arasındaki bağlara değinin.

    Öğrencilere sorun:

    O-H bağları hakkında ne biliyorsunuz?
    O-H bağları polardır. Oksijen kısmi negatif ve Hidrojen kısmi pozitif yüklere sahiptir.
    Sizce alkol molekülün polar kısımları çözünürlüğü nasıl etkiler?
    Alkol bir polar alana (O-H bağı) ve geniş apolar alanlara (C-H bağları) sahiptir. Polar su molekülleri alkol moleküllerindeki polar kısımlarıyla etkileşime girerek alkol moleküllerini başka alkol moleküllerinden ayırır. Bu nedenle alkol suda çözünür.

    Görüntü yansıtma (Mineral Yağ)

    Öğrencilere hatırlatın: karbon (koyu renkte) ve hidrojen atomları eşit şekilde elektronlarını paylaşırlar. Bunun anlamı mineral yağdaki bağlar polar değil yani apolardır. Bu nedenle su molekülleri ve yağ molekülleri birbirlerini çekmez.

    Sizce neden yağ suda çözünmez?
    Yağ molekülleri karbon ve hidrojen atomlarından oluşur. Bu atomlar arasındaki bağların polaritesi çok azdır. Su molekülleri ya moleküllerini çekmez bu nedenle yağ suda çözünmez.
    Bir çoban salatasının üzerine zeytinyağı ve sirke döküp salatayı karıştırdığımızda, salata üzerindeki sıvılar birbirleriyle etkileşime girecektir. Fakat bu iki sıvı birbirlerine karışmayıp, birbirlerinden ayrı duracaktır. Moleküller ve çözünürlük hakkında bildiklerinizi kullanarak neden salata üzerindeki yağın ve sirkenin birbirleriyle çözünmediğini açıklayın?
    Yağ apolardır ve sirke (CH3COOH) polardır. Bu nedenle sirke ve yağ birbirlerini çekmez ve çözünmez.

    Not: Öğrenciler su gibi polar moleküllerin, başka polar molekülleri çektiğini fakat yağ gibi apolar molekülleri çekmediğini anlamalıdır. Orta öğretim seviyesinde, bu izlenim yeterlidir ancak apolar moleküllerin hiçbir maddeyi çekmediği izlenimi (yanılgısı) yaratabilir. Bu doğru değildir.

    Görüntü yansıtma (Glikoz)

    Öğrencilere açıklayın: Mısır şurubu şeker gibi glikozdan değil, buna benzer olan früktozdan oluşur. Öğrencilerin glikozu oluşturan hidrojen ve oksijen arasındaki bağlara dikkatini çekin.

    Not: Öğrenciler gazlı içeceklerde ve bazı hazır gıdalarda kullanılan “ yüksek dozlu mısır şurubunu” duymuş olabilir. Mısır şurubunun bu türü yüksek früktoz oranına sahiptir ve marketlerde bulunabilir.

    Öğrencilere sorun:

    Sizce neden glikoz molekülleri suda iyi çözünür?
    Glikozun çoğu hidrojen ve oksijen bağlarından oluşur. O-H bağları polardır. Polar su molekülleri ve polar glikoz molekülleri birbirlerini çeker, bu nedenle mısır şurubu suda çözünür.
    Diyabetli yani şeker hastalıklı bazı insanların kandaki şeker seviyesi düşük olabilir. Onlar glikoz tabletleri alarak bu problemi gidermeye çalışırlar. Sizce bir kişi bir tablet yuttuğunda, kandaki şeker oranı çabucak artar mı? Neden artar veya neden artmaz?
    Evet, Glikoz tablet polar bir moleküldür. Tükürük ve midede kolayca çözüneceği için çözünen tablet çabucak kana karışacaktır.
    ŞEKER HASTALIĞI NEDİR?
    Vücudumuzda midenin arka kısmında pankreas adında bir bez bulunur. Bu bez kan şekerini düzenleyen hormonlar salgılar. Bu hormonlardan biri insülindir. İnsülinin salgılanamaması ya da etkisiz kalması sonucu hücrenin enerjisini karşılamak gibi çok önemli bir görevi olan şeker(glikoz) hücreye giremez. Hücreye giremeyen bu şeker kanda birikir. Kanda normal bulunması gereken miktardan daha fazla bulunur. Bu da bütün hücrelere zarar verir. Çünkü fazla şeker vücutta zehir gibidir. Şeker hastalığı aileden gelen (kalıtsal) ve çevresel faktörlere bağlanmaktadır.

  5. DERİNLEŞTİRME - EXTEND

    Alkol ve su karışımına yakından bakma

    Alkol ve su karıştığında bazı ilginç şeyler oluşur. Mavi renkteki su ve sarı renkteki İzopropil alkolün karışımını daha iyi göreceğiz.

    Araştırma sorusu

    Alkol ve su damlası birleştirilirse ne olur?

    Öğretmen ön hazırlık

    • Bir font kartonunu yağlı kâğıt ile kaplayın
    • Bir bardağa ¼ ’ü kadar su doldurun.
    • Suya 2 damla mavi gıda boyası damlatın.
    • Başka bir bardağa ¼’ü kadar izopropil alkol doldurun.
    • Alkole 2 damla sarı gıda boyası damlatın.
    • Bardakları alkol ve su diye yazın. Dersin sonunda alkol ve su olarak işaretlenmiş bardaklar tekrar kullanılabilir.
    • Sıvı dolu bardakların içine çay kaşığı yerleştirin.

    Her grup için malzemeler

    • Su (mavi renkte)
    • İzopropil alkol (70% veya daha fazla) sarı renkte
    • Yağlı kâğıt ile kaplanmış font kartonu
    • 2 damlalık
    • Diş kürdanı veya dondurma çubuğu

    Uygulama

    1. Damlalık kullanarak mavi sudan 5 damla font kartonuna damlatın.
    2. Başka bir damlalık kullanarak sarı alkolden 5 damla aynı font kartonuna damlatın, fakat sıvılar birbirine temas etmemelidir.

    3. Bir diş kürdanı kullanarak mavi suyu sarı alkole doğru taşıyın. Damlaları dokundurduğunuzda, kürdanı uzaklaştırın.

      Bir diş kürdanı kullanarak mavi suyu sarı alkole doğru taşıyın. Damlaları dokundurduğunuzda, kürdanı uzaklaştırın.
    4. Su ve alkolü gözlemleyin.

    Beklenen sonuçlar

    Alkol ve su ‘titreşerek’ veya ‘hafif sallanarak’ birbirine doğru hareket edecek ve birbirlerine karışacaktır.

  6. Öğrenci gözlemlerinin tartışılması

    Öğrencilere sorun:

    Su ve alkol damlasını birleştirdiğinizde ne gözlemlediniz?
    Öğrenciler alkol ve su damlasını birleştirdiğinde titreyerek karışacağını görecekler. Sarı ve mavi sıvılar birbirine karıştığında yeşil bir renk oluşacaktır.

    Öğrencilere açıklayın: Öğrenciler alkol ve su karışımının titrek görünmesinin nedenini moleküler seviyede tamamen anlamayabilir. Titrek görünümün birçok nedeni olabilir. 1-Titrek görünümün nedeni alkolün sudan daha az yoğun olmasından kaynaklanıyor olabilir. Suya karışan alkol, su yüzeyinde toplanır. Belki alkolün biraz su dibine doğru hareket etmesi (batması) karışımın “titrek” görünmesini sağlar. 2-Karışan sıvıların yoğunluk değişimi ışığı kırarak farklı yansıtır, buda titrek görünümün nedeni olabilir. 3-Belki alkol suyun yüzey gerilimine müdahale ederek (engel olarak) yüzeyin titrek görünmesini sağlar. 4-Su ve alkol karıştığında çözelti ısı alır. Belki ısının yükselmesiyle yüzeydeki molekül hareketleri artar, buda titrek görünüme katkıda bulunur.

  7. Bir gösteri deneyi ile alkol ve suyun birleştirilmesi, çözeltinin hacmi beklenenden azdır.

    Öğrencilere açıklayın: Alkol ve suyun birbirini çekme özelliği ilginç bir olaya neden oluyor.

    Gösteri için malzemeler

    • İzopropil alkol (90% veya daha fazla)
    • Su
    • 2 özdeş 100-mL dereceli silindir

    Uygulama

    1. 50 mL izopropil alkol ölçerek 100-m’lik dereceli silindire boşaltın

    2. 50 mL Su ölçerek 100-m’lik dereceli silindirdeki alkolün üzerine boşaltın

      Bir öğretmenin 50 mL izopropil alkol ile 50 mL suyu karıştırması

    Beklenen sonuçlar

    İki sıvının toplam hacmi yaklaşık 97 veya 98 olacaktır. Bu çok ilginçtir çünkü 50 mL su ve 50 mL alkol ekledik normalde 100 mL su olması gerekir.

    Öğrencilere açıklayın: Eğer alkol ve su etkileşime girerse mevcut hacimlerinden daha az yer kaplayacaklardır.

    Not: Alkol ve su molekülleri arasında boşluklar olduğunu biliyorsunuz. Bu boşluklar sıvılar birbirine karıştığında moleküllerin birbirini çekmesine bağlı olarak tekrar düzenlenirler. Alkol molekülleri ve su birbirilerini çekerek daha sıkı bir yapı oluşturur bu nedenle hacim küçülür. Bunu hayal etmek için büyük taş parçalarının bulunduğu bir kaba küçük çakıl taşlarını veya kum taneciklerini attığımızda, küçük çakıl taşlarının veya kumun büyük taş aralarına girerek toplam hacmin beklenenden daha az olduğunu görürüz. Kısaca açıklamak gerekirse, hacim küçülmesinin nedeni alkol ve su molekülleri birbirini çekerek daha sıkı bir yapı oluşturmasından dolayı gerçekleşir. Bu karışım sonucu sıcaklık artışı gerçekleşir.