9. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 206-207-208-209-210-211 Cevapları Meb Yayınları

Sayfa 206 Cevapları

Etkinlik-2.31 Yüzey Gerilimini Ne Etkiler?

1. Yönerge: Etkili iletişim becerilerini kullanarak sıvıların yüzey gerilimini etkileyen faktörlerin neler olabileceğine ilişkin tartışma ortamı oluşturunuz. Daha sonra bir sıvının yüzey gerilimini nelerin etkilediğini belirleyeceğiniz bilimsel sorgulama süreci için aşağıdaki metin ve görselden yararlanarak soruları cevaplayınız ve araştırma sorularınızı oluşturunuz.

1. Suyun bombe şekli sizce ne zaman bozulur?
Suyun bombe şekli, damlanın büyüklüğü arttıkça yer çekimi kuvvetinin yüzey gerilimini aşmasıyla bozulur. Yüzey gerilimi, sıvının bütünlüğünü korusa da belirli bir büyüklüğe ulaşıldığında su damlası yayılmaya başlar.

Sayfa 207 Cevapları

2. Kaç damla su metal para üzerinde dökülmeden durmaktadır?
Metal paranın yüzey gerilimi sayesinde su damlaları belirli bir miktara kadar yüzeyde kalabilir. Deneyde kullanılan suyun yüzey gerilimine bağlı olarak ortalama 20-25 damla su metal para üzerinde dökülmeden durabilir.

3. Metal paranın üzerine farklı sıvılar damlatıldığında oluşan şekil ve damla sayısı farkının nedenini açıklayınız.
Farklı sıvılar, farklı moleküler yapıya sahip olduklarından yüzey gerilimleri değişiklik gösterir. Su gibi hidrojen bağları içeren sıvılar daha yüksek yüzey gerilimine sahip olup daha az yayılırken, alkol gibi yüzey gerilimi düşük sıvılar daha geniş bir alana yayılır ve daha fazla damla tutabilir. Bu farklılık sıvının kohezyon ve adezyon kuvvetlerinden kaynaklanmaktadır.

4. Saf su yerine sabunlu su kullanılırsa paranın üzerinde duran sabunun suyun damla sayısı saf sudan fazla mı yoksa az mı olur? Neden?
Sabunlu suyun yüzey gerilimi, saf suya göre daha düşüktür. Bu nedenle sabunlu su metal para üzerinde daha geniş bir alan kaplayarak yayılma eğiliminde olur ve damlaların sayısı saf suya göre daha az olur. Sabun molekülleri, su molekülleri arasındaki hidrojen bağlarını zayıflatarak yüzey gerilimini düşürür.

5. Sorulara verdiğiniz cevaplardan yola çıkarak yüzey gerilimini etkileyen üç faktör belirleyiniz. Belirlediğiniz faktörlere yönelik araştırılabilir sorular veya öneriler oluşturunuz.

Yüzey gerilimini etkileyen faktörler:

Sıcaklık:

• Araştırma sorusu: Sıcaklık değişiminin suyun yüzey gerilimi üzerindeki etkisi nedir?
• Önerme: Artan sıcaklık suyun yüzey gerilimini azaltır ve damlaların yayılmasını artırır.

Sıvının içeriği (kimyasal bileşimi):

• Araştırma sorusu: Farklı sıvıların yüzey gerilimleri nasıl değişir?
• Önerme: Polar sıvılar yüksek yüzey gerilimine sahipken, apolar sıvılar daha düşük yüzey gerilimi gösterir.

Temas edilen yüzey malzemesi:

• Araştırma sorusu: Farklı yüzey türleri sıvıların yüzey gerilimini nasıl etkiler?
• Önerme: Hidrofilik yüzeyler sıvıyı daha fazla yayarken, hidrofobik yüzeyler damlanın bütünlüğünü korur.

Sayfa 208 Cevapları

Deney Adı: Sıvı Cinsinin Yüzey Gerilimine Etkisi

Deneyin Amacı: Farklı sıvıların yüzey gerilimlerini karşılaştırarak sıvı cinsinin yüzey gerilimi üzerindeki etkisini incelemek ve moleküller arası etkileşimlerin sıvının yüzey davranışına olan etkisini gözlemlemek.

Kullanılacak Malzemeler:

• Metal para (eşit büyüklükte, 3 adet)
• Damlalık (3 adet)
• Su
• Etil alkol
• Etilen glikol
• Gliserin
• Beherglas
• Cetvel
• Mercek

Deney Değişkenleri:

Bağımlı Değişken:

• Sıvı damlalarının metal yüzeyde oluşturduğu şekil ve sayısı

Bağımsız Değişken:

• Kullanılan sıvı türü (su, etil alkol, etilen glikol, gliserin)

Kontrol Değişkenleri:

• Sıvının dökülme yüksekliği
• Ortam sıcaklığı
• Metal paranın yüzeyi
• Kullanılan damlalık miktarı

İşlem Basamakları:

1. Deneye başlamadan önce metal paralar temizlenerek kurulanır ve düz bir yüzeye yerleştirilir.
2. Her bir metal para üzerine damlalık yardımıyla sırasıyla su, etil alkol, etilen glikol ve gliserin damlatılır.
3. Damlalar dikkatlice gözlemlenir ve her sıvının kaç damla ile yüzeyde durabildiği belirlenir.
4. Damlanın şekli cetvel ve mercek yardımıyla ölçülerek sıvıların yüzey gerilimleri arasındaki farklar tespit edilir.
5. Elde edilen veriler gözlem tablosuna kaydedilir ve sıvılar yüzey gerilimlerine göre karşılaştırılır.

Gözlem Tablosu:

Deney Sonuçlarının Değerlendirilmesi:

1- Bağımsız değişkenin değiştirilmesi sonucunda damlaların boyut ve biçiminde nasıl bir fark oluştu? Bu farkın oluşmasının sebebi nedir?

Farklı sıvılar farklı yüzey gerilimi değerlerine sahiptir. Yüzey gerilimi yüksek olan sıvılar (su ve gliserin gibi) yüzeyde daha fazla damla oluştururken, yüzey gerilimi düşük sıvılar (etil alkol gibi) daha geniş alana yayılır ve daha az damla oluşturur.

2- Sıvıların moleküller arası çekim kuvveti ile damla sayısı arasındaki ilişki nedir?

Moleküller arası çekim kuvveti güçlü olan sıvılar, yüzeyde daha fazla damla oluşturur ve daha az yayılır. Su ve gliserin yüksek hidrojen bağı içeriğinden dolayı yüksek yüzey gerilimine sahipken, etil alkol ve etilen glikol daha düşük yüzey gerilimi gösterir.

3- Ortalama damla sayısına göre sıvıların yüzey gerilimlerini karşılaştırınız.

Ortalama damla sayısı sıvının yüzey gerilimi ile doğru orantılıdır. Yüksek damla sayısına sahip sıvılar daha yüksek yüzey gerilimi gösterirken, düşük damla sayısına sahip sıvılar yüzey gerilimi açısından daha zayıftır.

4- Yüzey gerilimini belirlemek için kullanılan yöntemi diğer gruplarla karşılaştırınız. Elde edilen sonuçlar benzer mi?

Kullanılan yöntemin diğer gruplarla kıyaslanması sonucu benzer eğilimler gözlemlenmiştir. Yüzey gerilimi yüksek olan sıvılar benzer şekilde daha az yayılmış, düşük yüzey gerilimi olan sıvılar ise daha geniş alan kaplamıştır. Bu da yöntemin doğruluğunu ve güvenilirliğini desteklemektedir.

Bu deney sonucunda sıvıların yüzey gerilimlerinin moleküller arası çekim kuvvetleri ile doğrudan ilişkili olduğu, hidrojen bağlarının yüzey gerilimini artırdığı ve sıvıların yüzey davranışlarının doğru tekniklerle gözlemlenebileceği belirlenmiştir.

Sayfa 209 Cevapları

Deney Adı: Sıcaklığın Sıvının Yüzey Gerilimine Etkisi

Deneyin Amacı: Farklı sıcaklıklarda sıvıların yüzey geriliminde meydana gelen değişiklikleri gözlemlemek ve sıcaklığın sıvı yüzey gerilimi üzerindeki etkisini belirlemek.

Malzemeler:

• Su, etil alkol (deneyde kullanılacak sıvılar)
• Isıtıcı (su banyosu veya Bunsen brülörü)
• Beherglas
• Termometre
• Damlalık
• Metal para
• Kronometre
• Cetvel

Değişkenler:

Bağımlı Değişken:

• Sıcaklığın değişimiyle sıvının yüzey gerilimi (damla sayısı)

Bağımsız Değişken:

• Sıvının sıcaklığı (25°C, 50°C, 75°C)

Kontrol Değişkenleri:

• Metal para yüzeyi
• Damlalık hacmi
• Ortam koşulları (nem, basınç)
• Deney süresi

İşlem Basamakları:

1. Beherglas içerisine belirlenen miktarda su veya etil alkol konur.
2. Sıvının sıcaklığı, ısıtıcı yardımıyla 25°C, 50°C ve 75°C'ye ayarlanarak ölçülür.
3. Her sıcaklık derecesinde sıvı, damlalık yardımıyla metal para üzerine damlatılır.
4. Metal para üzerinde oluşan damla sayısı dikkatlice sayılır ve kaydedilir.
5. Deney her sıcaklık için üç kez tekrarlanarak ortalama değerler hesaplanır.

Gözlem Tablosu:

1. Sıvı (Örn. Su)

2. Sıvı (Örn. Etil Alkol)

Değerlendirme:

1- Bağımsız değişkeni (sıcaklık) değiştirdiğinizde paranın yüzeyinde oluşan damla şekilleri arasında nasıl bir fark oluştu? Bu farkın oluşmasının sebebi ne olabilir?

Sıcaklık arttıkça sıvının yüzey gerilimi azalır, bu da damlaların yüzey üzerinde daha geniş yayılmasına neden olur. Düşük sıcaklıklarda damlalar daha küçük ve küresel bir yapıda kalırken, yüksek sıcaklıklarda sıvının yayılması artar.

2- Bağımsız değişkenin değişimi damla sayısını nasıl etkiledi? Bu farkın sebebini moleküller arası etkileşimler temelinde açıklayınız.

Sıcaklık arttığında moleküller arası çekim kuvveti zayıflar, böylece sıvının yüzey gerilimi azalır ve yüzeyde tutunabilen damla sayısı azalır. Düşük sıcaklıklarda moleküller arasındaki etkileşimler daha güçlüdür ve daha fazla damla yüzeyde kalabilir.

Sonuç: Deney sonucunda sıcaklığın artmasıyla sıvıların yüzey geriliminin azaldığı, moleküller arası çekim kuvvetlerinin sıcaklığa bağlı olarak değiştiği gözlemlenmiştir.

Sayfa 210 Cevapları

Deney Adı: Çözünen Maddenin (Safsızlığın) Sıvının Yüzey Gerilimine Etkisi

Deneyin Amacı: Farklı maddelerin suya karıştırılmasıyla suyun yüzey geriliminde meydana gelen değişimleri gözlemlemek ve çözünen maddenin yüzey gerilimine etkisini belirlemek.

Malzemeler:

• Saf su
• Çeşitli çözünen maddeler (tuz, şeker, sabun vb.)
• Damlalık
• Beherglas
• Metal para
• Kronometre
• Cetvel

Değişkenler:

Bağımlı Değişken:

• Yüzey gerilimi (damla sayısı)

Bağımsız Değişken:

• Çözünen madde türü (tuz, şeker, sabun)

Kontrol Değişkenleri:

• Metal para yüzeyi
• Damlalık hacmi
• Ortam sıcaklığı
• Deney süresi

İşlem Basamakları:

1. Beherglas içerisine belirlenen miktarda saf su eklenir ve damlalıkla metal para üzerine damlatılarak damla sayısı kaydedilir.
2. Aynı miktarda su içerisine farklı çözünen maddeler eklenerek karıştırılır.
3. Her çözelti için damla sayıları belirlenerek tabloya kaydedilir.
4. Deney üç kez tekrarlanarak ortalama damla sayıları hesaplanır.

Gözlem Tablosu:

Değerlendirme:

1- Bağımsız değişkeni değiştirdiğinizde paranın yüzeyinde oluşan şekiller arasında nasıl bir fark oluştu? Bu farkın oluşmasının sebebi ne olabilir?

Çözünen maddeler suyun yüzey gerilimini değiştirerek damlaların yüzey üzerindeki şeklini etkiler. Yüzey gerilimi yüksek olduğunda damlalar daha küresel kalırken, yüzey gerilimi düşük olduğunda damlalar yayılır.

2- Bağımsız değişkeni değiştirmeniz damla sayısında nasıl bir fark yarattı? Bu farkın sebebini moleküller arası etkileşimler temelinde açıklayınız.

Çözünen madde suyun moleküller arası çekim kuvvetini etkileyerek yüzey gerilimini azaltabilir veya artırabilir. Örneğin, sabun gibi yüzey aktif maddeler yüzey gerilimini düşürerek daha az damlanın yüzeyde kalmasına neden olur.

Sonuç: Farklı çözünen maddelerin suyun yüzey gerilimini etkilediği, bunun sonucunda sıvının yayılma davranışının değiştiği gözlemlenmiştir.

Sayfa 211 Cevapları

Yönerge: Deney sonuçlarını aşağıdaki görsel, tablo ve grafikte verilen bilimsel bilgilerle karşılaştırınız.

Görsel İncelemesi: Yukarıdaki molekül yapılarında hidrojen bağlarının varlığı ve moleküller arası etkileşimler gösterilmektedir. Hidrojen bağı içeren moleküllerin yüzey geriliminin daha yüksek olduğu bilinir. Tablo incelendiğinde ise sıcaklık arttıkça yüzey geriliminin azaldığı gözlemlenmiştir.

Tablo İncelemesi:

Sonuçlar:

Sıcaklık Etkisi:

• Su ve diğer maddelerde sıcaklık arttıkça yüzey gerilimi azalmaktadır. Bu, sıcaklığın moleküller arası bağları zayıflatarak yüzey gerilimini düşürdüğünü gösterir.
• Su: 20°C'de 0,073 N/m → 50°C'de 0,068 N/m

Moleküler Yapının Etkisi:

• Hidrojen bağları fazla olan gliserin ve etilen glikol gibi maddelerin yüzey gerilimi etanol ve sabunlu suya göre daha yüksektir.
• Gliserin (20°C): 0,063 N/m (hidrojen bağı yüksek)
• Etanol (20°C): 0,023 N/m (hidrojen bağı az)

Saflık Etkisi:

• Sabun gibi katkı maddeleri içeren çözeltilerde yüzey gerilimi saf suya göre düşüktür.
• Sabunlu su: 0,025 N/m
• Saf su: 0,073 N/m

Faktörler ve Nedenleri:

Sonuç: Deney sonuçları bilimsel bilgilerle büyük ölçüde uyumludur. Sıcaklığın artışı yüzey gerilimini azaltırken, hidrojen bağı içeren maddeler daha yüksek yüzey gerilimine sahiptir. Sabun gibi yüzey aktif maddeler yüzey gerilimini önemli ölçüde düşürmektedir.