6. Sınıf Maddenin Ayırt Edici Özellikleri — Konu Anlatımı

Bu Yüzük Gerçekten Altın mı?

Bir yüzüğün altın olup olmadığını anlamak istiyoruz. Rengine bakmak yetmez; pirinç de sarıdır. Kütlesini tartmak da yetmez: 10 g'lık bir yüzük altından da olabilir, bakırdan da. Peki ne işe yarar?

Maddeyi tanımak için miktara bağlı olmayan özelliklerine bakarız. Bunlara ayırt edici özellik denir: yoğunluk, erime noktası, kaynama noktası.

Sık yapılan hata: Kütle ve hacmi ayırt edici sanmak. Musluktan 1 bardak da 10 bardak da su doldursanız içindeki madde yine sudur; kütle ve hacim değişmiştir, kimlik değişmemiştir. Kütle, hacim, ağırlık ve sıcaklık miktara ya da koşula bağlıdır; ayırt edici değildir.

Yoğunluk: Bir Santimetreküpte Kaç Gram?

Yoğunluk, maddenin birim hacminin kütlesidir:

$d = \dfrac{m}{V}$   (m: kütle, g · V: hacim, cm³ · d: g/cm³)

Bazı yoğunluklar: su $1$ g/cm³, buz yaklaşık $0{,}92$ g/cm³, alüminyum $2{,}7$ g/cm³, demir yaklaşık $7{,}9$ g/cm³, bakır yaklaşık $8{,}9$ g/cm³, altın yaklaşık $19{,}3$ g/cm³.

Yüzüğe dönelim. Kütlesi $9{,}65$ g, hacmi $0{,}5$ cm³ ölçülmüş olsun:

$d = 9{,}65 \div 0{,}5 = 19{,}3$ g/cm³ → tablo altın diyor.

Aynı büyüklükte bakır bir yüzük yaklaşık $0{,}5 \times 8{,}9 \approx 4{,}5$ g gelirdi; yarısından bile hafif.

Ters yönden bir soru: Yoğunluğu 2,7 g/cm³ olan alüminyumdan 54 g'lık bir parça kaç cm³'tür? $V = m \div d = 54 \div 2{,}7 = 20$ cm³.

Düzgün Olmayan Bir Cismin Hacmi

Küpün hacmini kenarlarını çarparak buluruz. Ama bir çakıl taşının kenarı yok. Ne yapacağız?

Dereceli silindire 50 mL su koyup taşı bırakalım; su seviyesi 65 mL'ye çıksın. Taşın hacmi, yükselen su kadardır: $65 - 50 = 15$ mL, yani 15 cm³ (1 mL = 1 cm³). Ağzına kadar dolu taşma kabı kullanırsak taşın taşırdığı suyu toplarız; ölçtüğümüz yine taşın hacmidir.

Taşın kütlesi 39 g ise yoğunluğu $39 \div 15 = 2{,}6$ g/cm³ olur.

Daha zor soru: Aynı taştan iki kat büyük bir parça alınsa ne değişir? Taşan su iki katına (30 cm³), kütle iki katına (78 g) çıkar; oran yine $78 \div 30 = 2{,}6$. Yoğunluk değişmez. Çoğu öğrenci "büyük parça daha yoğun" diye düşünür; oysa ikisi de aynı maddedir.

Yüzer mi, Batar mı?

Katı bir cisim, yoğunluğu sıvınınkinden küçükse o sıvıda yüzer, büyükse batar. Mantar ve buz suda yüzer; demir bilye batar.

Birbirine karışmayan sıvılar da kendi aralarında sıralanır: en yoğun olan en altta durur. Su ile zeytinyağını bir bardağa koyarsanız yağ (yaklaşık 0,92 g/cm³) karıştırsanız bile bir süre sonra yeniden üste çıkar.

İlginç istisna: Maddelerin çoğunda katı hâl, sıvı hâlinden daha yoğundur. Su bu kuralın dışındadır: buz sudan az yoğundur, bu yüzden göllerin yüzeyi donar, altta su kalır ve canlılar kışı orada geçirir.

Erime ve Kaynama Noktası

Saf bir maddenin erime ve kaynama noktası sabittir. Deniz düzeyinde saf su 0 °C'de erir, 100 °C'de kaynar; etil alkol yaklaşık 78 °C'de kaynar.

Isıtma grafiğinde bu noktalar, sıcaklığın sabit kaldığı yatay bölümlerle okunur. Bir sıvı ısıtılırken sıcaklık 78 °C'de bir süre duruyorsa ve sıvı bu sırada kaynıyorsa, bu sıvının etil alkol olabileceğini söyleyebiliriz.

Saf mı, karışım mı? Musluk suyuna bir kaşık tuz atıp kaynatın. Saf su 100 °C'de kaynayıp orada sabit kalırken tuzlu su 100 °C'nin biraz üstünde kaynamaya başlar ve su buharlaştıkça sıcaklığı yavaş yavaş yükselmeye devam eder. Kaynama sırasında sıcaklığın sabit kalmaması, maddenin saf olmadığını gösterir.

Koşul önemli: "Su 100 °C'de kaynar" cümlesi deniz düzeyi içindir. Yükseklere çıkıldıkça hava basıncı düşer ve su daha düşük sıcaklıkta kaynar; 3 000 m yükseklikte kaynama yaklaşık 90 °C'dir. Bu yüzden kaynama noktasıyla madde tanınırken ölçümün hangi koşulda yapıldığı da yazılır.

Dikkat: İki örneğin erime noktası aynı çıkıp kütleleri farklıysa, bu onları farklı madde yapmaz; aynı maddenin farklı miktarlarıdır.

Sınav ipucu: Tabloda kütle, hacim ve erime noktası birlikte verilirse önce yoğunluğu hesaplayın, sonra erime noktasına bakın. İkisi de aynıysa örnekler aynı maddedir.

Sık sorulanlar