Skip Navigation

Bölüm 5, Ders 8:

Gazlar suda çözünebilir mi?

Temel Kavramlar

  • Gazlar suda çözünebilir.
  • Su molekülleri ve gaz molekülleri arasındaki çekime bağlı olarak suda gaz çözünür.
  • Suyun sıcaklığına bağlı olarak çözünen gaz miktarı değişir.
  • Sıcak suya göre soğuk suda daha çok gaz çözünür.

Özet

Öğrenciler gazoz şişesinde (CO2) karbon dioksit çözünürlüğünü gözlemleyecek. Öğrenciler bir deney yaparak sıcak ve soğuk gazozda bulunan CO2 miktarını karşılaştıracaklar.

Amaç

Öğrenciler suda gazın nasıl çözündüğünü moleküler seviyelerde açıklayabilecekler. Çözeltideki gazın sıcak suda neden daha hızlı dışarı çıktığını 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

Gösteri için malzemeler

1 litrelik açılmamış gazoz yada karbonatlı su, sadece deney amaçlı kullanılacak

Her grup için malzemeler

  • Gazoz
  • 3 şeffaf plastik bardak
  • 1 Bonibon
  • Boru temizleyicisi
  • Sıcak su
  • Soğuk su
  • 2 adet saklama kabı (bir bardağın kolayca sığabileceği boyutta)

  1. GİRİŞ - ENGAGE

    Gazoz şişesinin kapağı açılıp, şişedeki baloncukların öğrencilere gösterilmesi

    Öğrencilere daha önce katı ve sıvıların suda çözünebildiğini gösterdiğinizi hatırlatın. (Bölüm 5, ders 5 ve ders 7)

    Öğrencilere sorun:

    Sizce gazlar suda çözünür mü?
    Gazı çözme fikri öğrencilere garip gelebilir, fakat yapacağınız gösteri deneyi öğrencilere gazın suda çözünebildiğini anlamalarına yardımcı olacaktır.

    Malzemeler

    1 litrelik açılmamış gazoz yada karbonatlı su, sadece deney amaçlı kullanılacak

    Öğretmen ön hazırlığı

    Şişe üzerindeki etiketi çıkartın

    Öğrencilere sorun:

    Karbonatlı suyun normal sudan farkı nedir?
    Öğrenciler büyük ihtimalle karbonatlı suda baloncukların olduğunu söyleyeceklerdir.
    Şişe kapalıyken karbonatlı suda baloncuklar görebilir misiniz?
    Hayır görünmez.

    Uygulama

    1. Yavaşça şişenin kapağını çevirip, gevşetin.
    2. Birkaç saniye içinde şişede baloncuklar oluşacaktır.
    3. Baloncukları öğrencilere gösterin

    4. Şişenin kapağını tekrar sıkın.

      Şişedeki karbonatlı su

    Beklenen Sonuçlar

    Kapağı gevşettiğiniz zaman, şişede baloncuklar oluşacak ve yüzeye doğru hareket edecektir. Kapak tekrar sıkıldığında, daha az baloncuk oluşacaktır.

    Öğrencilere sorun:

    Gazoz kapağını açıldıktan ve kapattıktan sonra ne oldu?
    Kapak açıldığında, baloncuklar oluştu. Kapak kapatılınca baloncuk oluşumu durdu.
    Bu baloncukları oluşturan gaz nedir?
    Karbon Dioksit (CO2)
    Şişe açılmadan önce CO2 nerede bulunuyor?
    Karbondioksit gazı suda çözünmüş halde bulunmaktadır.

  2. Karbonatlı su, karbondioksit gazının suda çözünmesiyle oluştuğunun açıklanması

    Öğrencilere açıklayın: Fabrikada üretilen gazlı içeceklerin, soğuk haldeki içeceğe yüksek basınç altında karbon dioksit gazının eklenmesiyle elde edilir. Basıncın yüksek olması gazı normalden daha fazla çözecektir.

    Görüntü yansıtma (CO2 Molekülü)

    Karbondioksit molekülünde oksijen atomu kısmi negatif yük ve karbon atomu kısmi pozitif yükle yüklüdür. C02 gazı polar olduğu için, su molekülleri C02 gazını çeker bu nedenle C02 gazı suda çözünür. Oksijen ve karbon arasındaki polarlılık oksijen ve hidrojen arasındaki polarlılık kadar güçlü değildir. Fakat karbon dioksit gazındaki polarlılık suda çözünmesi için yeterlidir.

    Görüntü yansıtma (Suda CO2 çözünmesi)

    Öğrencilere açıklayın: Karbon dioksit molekülleri suya iyice karıştığında çözünür ve karbonatlı su oluşur. Bu çözünürlük önceki konularla işlediğimiz gibi şekerin, tuzun ve İzopropil alkolün çözünürlüğüne benzer. CO2 molekülü suda çözündüğünde küçük baloncuklar şeklinde değildir. Karbondioksit molekülü su tarafından sarılarak küçük moleküller haline getirilir.

    CO2 çözünürlüğünde, su molekülleri tuz ve şekerde olduğu gibi karbondioksit moleküllerini çekmek için çok kuvvet harcamaz. CO2 molekülleri arasındaki çekim az olduğu için, su bu molekülleri rahatlıkla çözebilir. Kapağı kapatılmış bir şişedeki gazlı su düz (baloncuksuz) şekilde görünür.

    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

  3. KEŞFETME - EXPLORE

    Öğrenciler çözeltideki karbon dioksit gazı çıkışını görmeleri için karbonatlı suya nesneler eklemesi

    Öğrencilere sorun:

    Gazozu sallayarak ya da kapağını açarak karbon dioksit çıkısını görmemiz dışında farklı şekilde karbon dioksit gazı çıkışını görebilir miyiz?
    Gazoza farklı nesneler yerleştirdiğimizde karbon dioksit gazı çıkısı gerçekleşir.

    Araştırma Sorusu

    Çözeltilerdeki karbon dioksit gazını nasıl dışarı çıkartabiliriz?

    Her grup için Malzemeler

    • Bir şeffaf bardakta gazoz
    • 2 şeffaf plastik bardak
    • Bonibon
    • Pamuk lavabo boru temizleyicisi

    Öğretmen ön hazırlığı

    Etkinlikten hemen önce gösteri deneyinde kullandığınız gazozdan, her grup için plastik bir bardağı ¾kadar doldurun.

    Uygulama

    1. Gazozu 3 şeffaf bardağa eşit şekilde bölün

    2. Daha sonra kullanmak üzere iki bardağı kenara itin

      boru lavabo temizleyicisi
    3. Gazoza boru temizleyici yerleştirerek gözlemleyin
    4. Daha sonra gazoza bir Bonibon yerleştirerek gözlemleyin.

    Beklenen Sonuçlar

    Baloncuklar boru temizleyicisinden ve Bonibon yüzeyinden oluşacak.

    Öğrencilere sorun:

    Gözlemlediğiniz gaz baloncukları nereden gelmektedir?
    Suda çözünen karbon dioksit molekülleri gaz baloncuklarını oluşturmaktadır.
    Suda çözünen karbon dioksit gazı nereye doğru gitmektedir?
    Karbondioksit baloncukları yüzeye doğru yükseldi ve havaya geçerek serbest kaldı.

    Öğrencilere açıklayın: Sodaya yerleştirilen nesneler küçük engebeli alanlara sahiptir, bu alanlara karbon dioksit molekülleri toplanır. Yeterince karbon dioksit moleküllü bir araya geldiğinde baloncuk oluştururlar. Baloncuklar sudan daha az yoğundur. Bu baloncuklar yeterince büyüklüğe ulaşınca su yüzeyine doğru hareket eder ve havaya karbondioksit gazı salınır.

    Öğrencilere sorun:

    Bir pipet ile gazoz içerken, pipet dışında kabarcıklar oluştuğunu fark etmişsinizdir. Yaptığınız bu deneydeki bilgileri kullanarak, sizce pipette kabarcıkların oluşmasının nedeni nedir?
    Pipet düzgün görünüyor olabilir, ancak pipette mikroskobik boyutta küçük delikler vardır. Karbon dioksit bu deliklere toplanır küçük baloncukları oluşturur. Bu baloncuklar yeterli büyüklüğe geldiğinde, hareket edecektir.

  4. Karbonatlı sudaki gaza sıcaklık etkisinin olup olmadığının tartışılması

    Öğrencilere sorun:

    Sıcak suda mı yoksa soğuk suda mı karbondioksit gazı daha iyi çözünür? İpucu: Gazoz buzdolabında tutulduktan sonra açılır.
    Öğrenciler aşağıdaki deneyi yaparak bu soruyu cevaplayacaklar.
    Sıcak su ya da soğuk suda karbondioksitin daha iyi çözünüp çözünmediğini anlamak için nasıl bir deney hazırlarsınız?
    Öğrenciler iki bardak karbondioksit gazına ihtiyaç olduğunu, birini ısıtmayı diğerini soğutmayı önerebilirler. Isıtmak için sıcak su banyosu, soğutmak için buz banyosunu kullanabilirler.
    Eğer soda da daha çok karbondioksit ayrılırsa, soda yüzeyinde daha mı çok yoksa daha mı az baloncuklar oluşur?
    Soda da daha çok karbondioksit gazı ayrıldığı için yüzeyde daha çok baloncuklar oluşur.
    Eğer soda da daha çok karbondioksit gazı çözünürse, soda yüzeyinde daha mı çok yoksa daha mı az baloncuklar oluşur.
    Soda da daha çok karbondioksit gazı çözündüğü için yüzeyde daha az baloncuklar oluşur.

    Öğrenciler karbondioksit gazının ne kadar hızlı çıktığını veya soda içerisinde kaldığını soda yüzeyine bakarak anlayacaklar. Eğer soda yüzeyinde çok fazla kabarcık oluşuyorsa, karbondioksit çözeltide o kadar hızlı ayrılıyordur. Eğer soda yüzeyinde daha az kabarcık oluşuyorsa, karbondioksit gazı daha fazla çözelti içerisinde kalıyordur.

  5. Karbondioksitin çözünürlüğüne sıcaklığın etkisini görmek için karbonatlı suyun ısıtılması ve soğutulması

    Araştırma Sorusu

    Karbon dioksit ısıtılmış suda mı yoksa soğutulmuş suda mı çözünmüş halde daha iyi kalır?

    Her grup için Malzemeler

    • 2 şeffaf plastik bardakta karbonatlı su
    • Sıcak Su (yaklaşık 50 ºC)
    • Soğuk Su (yaklaşık 5 ºC)
    • 2 adet saklama kabı (bir bardağın kolayca sığabileceği boyutta)

    Uygulama

    1. Karbonatlı su dolu iki bardağı bir kenara alın
    2. İki adet saklama kabının birine ⅓’ü kadar sıcak su, diğerine ⅓’ü kadar soğuk su doldurun.
    3. Kenarda muhafaza ettiğiniz karbonatlı suları, sıcak su ve soğuk su bulunan kaplara yerleştirin. karbonatlı suyun sıcak ve soğuk su banyosu
    4. Karbonatlı su bulunan her iki bardaktaki değişimleri inceleyin.

    Beklenen Sonuçlar

    Sıcak suya yerleştirilen karbonatlı suda daha fazla baloncuk çıkışı gözlenirken, soğuk suya yerleştirilen karbonatlı suda daha az baloncuk çıkışı gözlemlenecek.

  6. Öğrenci gözlemlerinin tartışılması

    Öğrenciler çözeltideki gaz çıkışının sıcak suda daha fazla olduğunun farkına varmalıdır. Bunun tam tersi de doğrudur. Soğuk suda gaz daha iyi çözünmüştür.

    Öğrencilere sorun:

    Karbon dioksit sıcak suda mı yoksa soğuk suda mı daha iyi çözünür?
    Karbondioksit soğuk suda daha iyi çözünür.
    Bunu nasıl anladınız?
    Sıcak suda gaz çıkışı daha fazla görülmüştür. Soğuk suda gaz çıkışı sıcak suya göre daha az görülmüştür.
    Bu deneydeki gözlemlerinize dayanarak, insanlar açılmış gazlı içecekleri neden buzdolaplarında muhafaza etmektedir?
    Gazlı içecekler soğutulduğunda daha az gaz çıkışı olur. Gaz çıkışının daha az gerçekleşmesi için gazlı içecekler buzdolabında muhafaza edilir.

  7. AÇIKLAMA - EXPLAİN

    Karbondioksit gazının sıcak suda neden daha hızlı hareket ettiğinin açıklanması

    Öğrencilere açıklayın: Suyun sıcaklığı ne olursa olsun karbonatlı suda karbondioksit gazı su dışına çıkar. Gaz molekülleri ve su molekülleri birbirlerini çeker ancak bu çok kuvvetli değildir. Bir gazozun veya kolanın kapağını açtığınızda gaz molekülleri kendiliğinden uzaklaşacaktır. Gazoz veya kolanın sade “düz” gazsız bir hal alacaktır. Gazlı içecekleri ısıttığımızda, ısı moleküllerin hareketini arttırır ve gazların sudan daha hızlı kaçmasını sağlar.

    Not: Biz sade düz gazsız hal dedik ama suda çok az karbon dioksitte bulunur. Bunun nedeni havada bulunan CO2’din birazı suda çözünür. Maden suları buna örnek verilebilir.

  8. Karbondioksit çözünürlüğünün grafiğe aktarılması

    Resim yansıtma ( CO2’in çözünürlük grafiği)

    Grafiğe bakın. Karbondioksit konsantrasyonunun sıcaklıkla nasıl değiştiğini göreceksiniz.

    Öğrencilere sorun:

    Suyun sıcaklığı yükseltildiğinde karbon dioksit suda daha mı az yoksa daha mı çok çözünür?
    Suyun sıcaklığı yükseltildiğinde karbon dioksit suda daha az çözünür.
    Grafikteki veriler gözlemlerinizle uyuşuyor mu? Açıklayın.
    Grafikteki veriler öğrencilerin etkinlikleri için oluşturulmuş verilerdir. Karbonatlı su ısıtıldığında, çözeltide daha çok CO2 ayrılmıştır. Daha çok gaz ayrıldığı için, ısıtılmış suda daha az CO2 bulunur.
    Karbondioksit ve sükroz (şeker)’un sudaki çözünürlük grafikleri karşılaştırıldığında, sıcaklık artıkça çözünürlükler hakkında ne söyleyebilirsiniz?
    Karbondioksit çözünürlük grafiğinde suyun sıcaklığı arttığında, kıvrım aşağı doğru azalmaktadır. Şeker çözünürlük grafiğinde ise suyun sıcaklığı arttıkça kıvrım yukarı doğru çıkmaktadır. Bu, şekerin sıcak suda daha çok çözündüğünü göstermektedir. Ancak karbondioksit soğuk suda daha çok çözünmektedir.

  9. DERİNLEŞTİRME - EXTEND

    Öğrencilerin karbondioksit çözünürlüğüyle oksijen çözünürlüğünü ilişkilendirmesi

    Öğrencilere açıklayın: Suda çözünen gazlarla ilgili verilen genel örneklerden biri de, oksijendir. Oksijeni suda yaşayan canlılar kullanır. Suda yaşayan canlılar suda çözünen oksijeni kullanabilmek için kendi solungaçlarını kullanırlar. Sıcaklık artışı karbondioksitte olduğu gibi oksijeninde suda çözünme oranını azaltır.

    Öğrencilere sorun:

    Uzun sıcak yaz aylarında, göletlerde su yüzeyindeki havayı yutkunan balıkları fark edebilirsiniz. Balıklar sudaki çözünmüş oksijeni kullanmak yerine neden böyle bir nefes alma yolunu tercih ediyorlar?
    Karbondioksit gibi, oksijeninde sıcaklıkla konsantrasyonu değişir. Soğuk sularda çözünen oksijen, sıcak sulara göre daha çoktur. Kışın ve sonbaharda sıcaklık düştüğü için suda daha fazla oksijen çözünür. Yazın ve ilkbaharda sıcaklık arttığı için suda daha az oksijen çözünür.
    Kömür yakan termik santrallerinde elektrik üretimini sağlayan türbinlerin dönmesi için su ısıtılır. Daha sonra su tekrar kullanılmak üzere, soğutulur ve tekrar nehir veya göllere gönderilir. Nehir veya göllere gönderilen suyun soğutulması neden önemlidir?
    Sucul bitkiler için suda çözünmüş karbondioksit, balıklar için suda çözünmüş oksijen gerekir. Su sıcak olsaydı balıklar ve bitkilerin suda yaşaması zorlaşırdı. Suyun soğutulması suda çözünen gazların konsantrasyonunu yükselttiği için balık ve bitkilerin suda yaşamasını kolaylaştırmaktadır.

  10. Mentos şekerinin diyet kola içerisine bırakıldığında neler olduğunun öğrencilere açıklanması

    Öğrencilere sorun:

    Mentos ve diyet kola deneyini bilen var mı?
    Eğer öğrencilerden bilen varsa, deneyde neler olduğunu kısaca açıklamalarını isteyin. Bütün bir paket Mentos şekeri 2 litrelik diyet kola içerisine bırakılır. Kola kuvvetli bir şekilde yükselerek dışarı çıkar.

    Video yansıtma (Mentos ve diyet kola)

    Eğer bu deneyi yapmak istiyorsanız, dışarıda yapmanızı öneririz. Deneyle ilgili bilgileri http://ortaogretimkimyasi.tr.gg/deney5_8.htmlsayfasında bulabilirsiniz.

    Öğrencilere hatırlatın: Boru temizleyicisi ve Bonibonlar karbonatlı suya konulduklarında çözeltide karbondioksit çıkışı gözlemlenmişti. Mentos’un diyet kola’ya atılması sonucu çıkan karbondioksit gazı da aynı şekilde gerçekleşmiştir. Mikroskobik seviyede mentos’un yüzeyi küçük gözeneklere veya çukurlara sahiptir. Karbonatlı suya şeker atıldığında karbondioksitler bu yüzeye girerek burada birikir. Belli büyüklüğe geldiğinde şeker yüzeyinden ayrılarak su yüzeyine çıkar. Birçok gaz kabarcığı aynı anda sıvı yüzeyine çıktığı için hızlı köpürme ve tazyikli fışkırma gerçekleşir. Aynı sonuç, Mentos’un ezilerek kola’ya atılması durumunda elde edilemez.